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Mit einem gasförmigen Primärmedium
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beheizter Wärmetauscher für eine Kernreaktoranlage Die Erfindung
betrifft einen mit einem gasförmigen Primärmedium beheizten Wärmetauscher für eine
Kernreaktoranlage, der in einer mit einem Deckel versehenen und mit einem Liner
ausgekleideten Kaverne des Reaktordruckbehälters installiert ist, mit einem Helix-Rohrbündel
ringförmigen Querschnitts, das von einem Außen- und einem Innenmantel umschlossen
ist, mit einem in die Kaverne eintretenden horizontalen Gaskanal für die Zufuhr
des heißen Primärmediums und einem aus der Kaverne austretenden weiteren horizontalen
Gaskanal für die Abfuhr des abgekühlten Primärmediums sowie mit einer zentral angeordneten
Abführungsleitung und einer Zuführungsleitung für ein Sekundärmedium.
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Aus der Offenlegungsschrift 24 59 472 ist ein Dampferzeuger für eine
Kernreaktoranlage bekannt, dessen von dem Kühlgas durchströmte Heizflächenelemente
innerhalb einer Druckbehälterkaverne in einem zylindrischen Außenmantel. angeordnet
sind und eine Vorwärmezone, eine Verdampferzone sowie eine Überhitzerzone umfassen.
Der letzte Teil der Überhitzerzone (Endüberhitzer) ist als Geradrohrbündel ausgebildet
und befindet sich im zentralen Bereich des Dampferzeugers, während die übrigen Heizflächenelemente
aus einem kompakten Helix-Rohrbündel
mit ringförmigem Querschnitt
bestehen. Dieses ist konzentrisch um den Endüberhitzer angeordnet. Der bekannte
Dampferzeuger weist noch einen als U-Rohrbündel ausgebildeten Zwischenüberhitzer
auf, der unterhalb der übrigen Heizflächenelemente installiert ist. Das Heißgas
wird unten seitlich in den Dampferzeuger eingeleitet; die Abfuhröffnung für das
abgekühlte Gas befindet sich an der oberen Stirnseite des Dampferzeugers. Die Zufuhrleitungen
für das zu verdampfende Medium und die Abfuhrleitungen für den Frischdampf sind
an der unteren Stirnseite des Dampferzeugers vorgesehen.
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In der Offenlegungsschrift 28 13 808 wird ein Dampferzeuger für eine
Kernreaktoranlage beschrieben, dessen Heizflächenelemente aus einem kompakten Helix-Rohrbündel
mit ringförmigem Querschnitt und einem zentral in dem Helix-Rohrbündel angeordneten
Geradrohrbündel bestehen, das den Endüberhitzer bildet. Um den unteren Teil des
Geradrohrbündels ist eine Einströmhaube vorgesehen, die an die seitlich unten in
die Dampferzeuger-Kaverne eintretende Heißgaszufuhrleitung angeschlossen ist. Die
Rohrbündel werden von' einem Tragrost getragen, der sich seinerseits über einen
auf dem Boden der Dampferzeuger-Kaverne aufgestellten Stützmantel abstützt. In dem
Stützmantel befinden sich mehrere öffnungen für den Austritt des abgekühlten Gases.
Die Speisewasserleitungen und die zentral verlegte Frischdampfleitung werden nach
unten aus dem Dampferzeuger herausgeführt.
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Ein weiterer mit dem Kühlgas eines Kernreaktors beheizter Dampferzeuger
ist in der -Offenlegungsschrift 28 13 809 dargestellt. Vorwärmer,- Verdampfer und
mindestens eine erste Uberhitzerzone sind als Helix-Rohrbündel mit ringförmigem
Querschnitt ausgebildet; dieses ist von einem inneren und einem äußeren Leitmantel
umgeben. Eine zweite Uberhitzerzone
(Endüberhitzer) wird von einem
Geradrohrbündel gebildet, das unterhalb des Helix-Rohrbündels im Zentrum des Dampferzeugers
installiert ist. Das Kühlgas wird seitlich unten in den Dampferzeuger eingeleitet
und seitlich oben wieder aus diesem abgeführt. Ehe es in den Endüberhitzer eintritt,
strömt es zunächst durch einen als Geradrohrbündel ausgebildeten Zwischenüberhitzer,
der konzentrisch um den Endüberhitzer angeordnet ist. Die Speisewasserzuführung
für das Helix-Rohrbündel und den Endüberhitzer erfolgt von oben durch eine Anzahl
von durch den Deckel der Reaktorkaverne verlegten Rohrleitungen; der erzeugte Dampf
wird unten aus dem Dampferzeuger herausgeführt, und zwar durch eine Vielzahl zentral
verlegter Leitungen.
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Bekannt ist ferner aus der Offenlegungsschrift 29 03 857 eine als
Hilfswärmetauscher betriebene Wärmeaustauscheinrichtung für einen Kernreaktor, deren
Heizflächenelemente von einer Vielzahl von Bajonettrohren gebildet wird. Verteiler
und Sammler für das sekundäre Strömungsmittel sind unterhalb des Bajonettrohrbündels
angeordnet. Das Reaktorkühlgas tritt seitlich unten in die Wärmeaustauscheinrichtung
ein und wird oben durch einen horizontalen Gaskanal wieder abgeführt. Das Bajonettrohrbündel
wird von einer Trägersäule gehalten, die sich zentral durch das gesamte Bündel erstreckt
und mit ihrem unteren Ende auf der Rohrplatte für die äußeren Rohre der Bajonettrohre
abstützt.
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Stand der Technik ist auch ein Wärmeübertragersystem für gasgekühlte
Hochtemperaturreaktoren, in dem hoch erhitztes Reaktorkühlgas Wärme an ein Arbeitsgas
abgibt, wie in der Offenlegungsschrift 26 24 688 dargestellt. Das Kühlgas umströmt
zunächst von unten nach oben in einem Bündel angeordnete Bajonettrohre und wird
darauf von oben nach unten durch mehrere
parallelgeschaltete und-konzentrisch
um das Bündel. angeordnete Gegenstromwärmeübertrager geleitet. Das Arbeitsgas. tritt
durch eine Zuführungsleitung oben in das System ein, wird zuerst durch Rohre nach
unten und darauf in umgekehrter-Strömungsrichtung durch die Gegenstromwärmeübertrager
geführt.
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Sodann tritt es oben in die Bajonettrohre ein, in denen es zunächst
durch die Ringspalte zwischen den Außenrohren und den Einsteckrohren strömt, dann
umgelenkt und in den Einsteckrohren nach oben geleitet wird. Es verläßt-das Wärmeübertragersystem
durch eine zentral. verlegte Austrittsleitung, die konzentrisch zu der Zuführungsleitung
angeordnet ist.
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Von diesem Stand der Technik wird bei der Erfindung ausgegangen, wobei
ihr die Aufgabe zugrunde liegt, einen Wärmetauscher der eingangs beschriebenen Bauart
so auszugestalten, daß unterschiedliche Wärmedehnungen von Bauteilen, die innerhalb
des Reaktorkreislaufs die Barriere zwischen dem Primärmedium und dem Sekundärmedium
bilden, weitgehend. vermieden werden.
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Zudem soll- die Zu- und Abführung des Sekundärmediums auf möglichst
einfache Weise erfolgen.
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Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß
der Innenmantel des Helix-Rohrbündels, an dem das Rohrbündel befestigt ist, mit
seinem oberen Ende an dem Flansch eines Tragrohres angeschweißt ist, das seinerseits
über einen weiteren Flansch an dem Deckel der Kaverne befestigt und aus der Kaverne
herausgeführt ist, daß die Abführungsleitung des Sekundärmediums in zwei getrennten
Teilstücken ausgeführt und ihr unterer, innerhalb des Innenmantels befindlicher
Leitungsteil ebenfalls an dem erstgenannten Flansch angeschweißt ist, daß in das
Tragrohr zwei an ihren unteren Enden durch ein Thermosleeve verbundene konzentrische
Rohre
eingesetzt sind, von denen das äußere Rohr mit dem Tragrohr
einen nach oben und unten abgedichteten Ringraum begrenzt und das innere Rohr den
oberen Leitungsteil der Abführungsleitung für das Sekundärmedium bildet, daß die
Zuführungsleitung für das Sekundärmedium oberhalb des Kavernendeckels in den Ringraum
eintritt und unterhalb des Kavernendeckels die oberen Enden der Bündelrohre radial
an den Ringraum angeschlossen sind und daß die unteren Enden der Bündelrohre radial
in den als Sammler dienenden unteren Leitungsteil der Abführungsleitung des Sekundärmediums
eintreten.
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Bei dem Wärmetauscher gemäß der Erfindung gelangt das in einem Kernreaktor
erhitzte Kühlgas, das als Primärmedium dient, von unten in das Helix-Rohrbündel
und strömt an den Bündelrohren entlang nach oben, wobei es seine Wärme an das in
den Rohren strömende Sekundärmedium abgibt. Der Innenmantel des Rohrbündels nimmt
dabei in etwa- die jeweilige Temperatur des Kühlgases an und dehnt sich einer mittleren
Gastemperatur entsprechend von dem Flansch des Tragrohres aus, an dem er befestigt
ist, nach unten. Der untere Leitungsteil der Abführungsleitung für das Sekundärmedium,
der an dem gleichen Flansch angeschweißt ist, dehnt entsprechend der Temperatur
des aufgeheizten Sekundärmediums ebenfalls nach unten.
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Zwischen der Unterkante des Helix-Rohrbündels und dem genannten Leitungsteil
treten somit nur sehr geringe Differenzdehzungen auf. Diese kleinen Relativbewegungen
werden problemlos von den Bündelrohren ausgeglichen. Die im Bündelrohr selbst auftretenden
Differenzdehnungen werden durch die Helixbauweise des Rohrbündels in sich kompensiert.
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Im Bereich zwischen der Oberkante des Rohrbündels und dem Tragrohr
treten praktisch keine Differenzdehnungen auf, da die Bündel-Oberkante und das untere
Ende des Tragrohres etwa
auf gleicher Höhe liegen. Hier dehnt der
gesamte Wärmetauscher entsprechend der Temperatur des Sekundärmediums von dem einen
Festpunkt darstellenden Flansch zwischen dem Tragrohr und dem Deckel der Kaverne
nach unten.
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Der obere, ausbaubare Leitungsteil der Abführungsleitung für das Sekundärmedium
dehnt nach oben. Durch den Thermosleeve, der diesen Leitungsteil mit dem äußeren
in das Tragrohr eingesetzten Rohr verbindet, wird die hohe Temperatur der Abführungsleitung
in dem äußeren Rohr allmählich auf die niedrige Temperatur des zugeführten Sekundärmediums
herabgesetzt.
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Somit sind die bei einem gemäß der Erfindung ausgestalteten Wärmetauscher
noch zu kompensierenden unterschiedlichen Wärmedehnungen sehr gering. Die Zu- und
Abführung des Sekundärmediums ist ebenfalls auf einfache Weise gelöst, wobei in
dem Deckel der -Kaverne nur eine Durchführung erforderlich ist.
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Von großem Vorteil ist auch, daß der' -erfindungsgemäße Wärmetauscher
samt den Einrichtungen für die Zuführung und.Verteilung des Sekundärmediums sowie
für die Sammlung und Abführung des aufgeheizten Sekundärmediums relativ wenig Raum
beansprucht und auch der Materialaufwand verhältnismäßig gering ist.
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Zur Abdichtung des Ringraumes zwischen Tragrohr und äußerem Rohr,
der den Verteiler für das Sekundärmedium bildet; kann oben vorteilhafterweise ein
Flansch. vorgesehen sein, welcher an dem äußeren Rohr angeschweißt und mittels Schrauben.
auf dem Tragrohr befestigt ist. Die Schraubenverbindung ist dabei mittels einer
ringförmigen Dichtung abgedichtet..
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Um eine absolute Dichtheit nach außen hin sicherzustellen, kann zusätzlich
am Umfang des Flansches eine Schweißiippendichtung vorgesehen sein.
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Für die Durchführung. von Wiederholungsprüfungen an. allen drucktragenden
Bauteilen des Wärmetauschers wird die Schraubenverbindung an dem letztgenannten
Flansch gelöst, worauf die beiden konzentrischen Rohre (von denen das innere den
oberen Leitungsteil der Abführungsleitung für das Sekundärmedium.
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bildet) mit dem sie verbindenden Thermosleeve als eine Einheit aus
dem Wärmetauscher herausgezogen werden können. Ohne daß der Kühlgaskreislauf geöffnet
zu werden braucht, ist dann ein guter Zugang zu den zu prüfenden Bauteilen gegeben.
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Die Abdichtung des Ringraumes zwischen Tragrohr und äußerem Rohr nach
unten, also zur Seite des abzuführenden Sekundärmediums hin, kann ebenfalls mittels
eines Flansches und einer ringförmigen Dichtung bewirkt werden. Dieser Flansch ist
vorteilhafterweise am unteren Ende des äußeren Rohres, und zwar unmittelbar oberhalb
des Thermosleeve, derart angebracht, daß er an den Flansch des Tragrohres anschließt.
Die ringförmige Dichtung befindet sich zwischen den beiden Flanschen. Die Zwischenschaltung
des Thermosleeve zwischen den oberen Teil der Abführungsleitung des Sekundärmediums
und das äußere Rohr bewirkt, daß die beiden Flansche sowie die zwischen ihnen angeordnete
Dichtung im Bereich niedriger Temperaturen liegen.
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Bei der Montage des Wärmetauschers wird der am unteren Teil des äußeren
Rohres angebrachte Flansch durch die über den oben am äußeren Rohr befindlichen
Flansch aufgebrachte Vorspannung gegen den an dem Tragrohr angeschweißten Flansch
gedrückt, wodurch der als Verteiler für das zugeführte Sekundärmedium fungierende
Ringraum abgedichtet wird. Die Dichtkraft der ringförmigen Dichtung wird noch durch
die Druckdifferenz zwischen zugeführtem und abgeführtem Sekundärmedium verstärkt.
Zusätzlich kann neben der ringförmigen Dichtung noch eine Labyrinthdichtung vorgesehen
3ein, die an dem äußeren Rohr angebracht
ist. Somit gelangen keine
oder nur sehr geringe Leckagemengen aus dem Verteiler in die Abführungsleitung des
Sekundärmediums.
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Die Befestigung der einzelnen Bündelrohre erfolgt zweckmäßigerweise
mit Hilfe von vertikal angeordneten Rohrplatten, die ihrerseits an dem Innenmantel
des Helix-Rohrbündels angebracht sind.
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Zur Begrenzung der Wärmeverluste kann der Außenmantel des Rohrbündels
innen mit einer thermischen Isolierung versehen sein.
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Die Abstützung des Außenmantels wird vorteilhafterweise mittels an
dem Außenmantel befestigter Pratzen vorgenommen, die sich ihrerseits an dem Liner
der Kaverne abstützen.
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Der Einströmraum für das Heiß gas befindet sich vorzugsweise unterhalb
des Helix-Rohrbündels. Er ist von einem Mantel begrenzt. Mit diesem Mantel ist der
Außenmantel' des' Rohrbündels zur Vermeidung von Wärmespannungen zweckmäßigerweise
über eine Schiebestelle verbunden. An den Einströmraum schließt sich der horizontale
HeißgaskanaL. an.
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Eine weitere Schiebeverbindung ist zwischen dem Außenmantel des Rohrbündels
und einem den Kaltgasausströmraum be-grenzenden Mantel vorgesehen. An den Kaltgasausströmraum,
der sich vorzugsweise unterhalb des Kavernendeckels befindet, schließt sich der
horizontale Kaltgaskanal. an.
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Um den Wärmetransport. von dem oberen Leitungsteil der Abführungsleitung
für das Sekundärmedium zu dem konzentrisch zu diesem angeordneten äußeren Rohr zu
reduzieren, ist im Ringraum zwischen diesen beiden Bauteilen. vorteilhafterweise
wärmeisolierendes Material. vorgesehen.
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Die Zuführungsleitung für das Sekundärmedium, die oberhalb
des
Kavernendeckels in den Verteiler eintritt, ist vorteilhafterweise horizontal in
das Tragrohr eingeschweißt. Die radial aus dem Verteiler austretenden Bündelrohre
sind ebenfalls in das Tragrohr eingeschweißt.
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Die nach oben gerichtete Wärmedehnung des ausbaubaren oberen Leitungsteils
der Abführungsleitung für das Sekundärmedium kann dadurch kompensiert werden, daß
in der weiterführenden Leitung, die sich außerhalb des Tragrohres an die Abführungsleitung
anschließt, eine Rohrschleife vorgesehen ist. Die Verbindung des oberen Abführungsleitungsteils
mit der weiterführenden Leitung kann mittels Schweißnaht oder auch mit Hilfe eines
Flansches bewerkstelligt sein.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Wärmetauschers gemäß
der Erfindung ein Dampferzeuger dargestellt. Die Figuren zeigen im einzelnen: Fig.
1 den gesamten Dampferzeuger in schematischer Darstellung und Fig. 2 den oberhalb
des Rohrbündels befindlichen Teil des Dampferzeugers im Längsschnitt und in vergrößertem
Maßstab.
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Die Figur 1 läßt einen mit Helium beheizten Dampferzeuger erkennen,
der in vertikaler Anordnung in einer Kaverne 1 eines Reaktordruckbehälters 2 untergebracht
ist. Die Kaverne 1 ist mit einem Liner 3 ausgekleidet und mit einem Deckel 4 abgeschlossen.
Die Wärmetauscherflächen, die einen Vorwärmer, einen Verdampfer und einen Überhitzer
umfassen, bestehen aus einer Vielzahl von Rohren 6, die zu einem Helix-Rohrbündel
5 mit ringförmigem Querschnitt angeordnet. sind.
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Das Rohrbündel 5 is4 von einem Innenmantel 7 und einem Außenmantel
8 umschlossen, der-mit einer Wärmeisolierung versehen sein kann. Die einzelnen Rohre
6 sind mittels vertikaler Rohrplatten
an dem Innenmantel 7 befestigt
(nicht dargestellt). Der Außenmantel 8 stützt sich durch Pratzen 9 an dem Liner
3 der Kaverne 1 ab.
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Unterhalb des Dampferzeugers tritt ein horizontaler Heißgaskanal 10
in die Kaverne 1 ein, der an den Mantel 11 eines Heißgaseinströmraumes 12 angeschlossen
ist. Mit dem Außenmantel 8 ist der Mantel 11 durch eine Schiebestelle 13 weitgehend
gasdicht, jedoch nicht kraftschlüssig verbunden. Der Heißgaskanal 10 ist in einer
horizontalen Durchdringung in dem Reaktordruckbehälter 2 angeordnet und bildet mit
dem ihn umgebenden Ringraum 14 eine koaxiale Gasführung.
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In einer weiteren Durchdringung in dem Reaktordruckbehälter befindet
sich ein horizontaler Kaltgaskanal 15, der mit einem Ringraum 16 ebenfalls eine
koaxiale Gasführung bildet. Der Kaltgaskanal 15, der oberhalb des Helix-Rohrbündels
5 in die Kaverne 1 eintritt, ist an den Mantel 18 eines Kaltgasausströmraumes 17
angeschlossen, der an dem Deckel 4 befestigt ist. Zwischen dem Außenmantel 8 und
dem Mantel 18 ist eine weitere Schiebeverbindung 19 vorgesehen. Die Ringräume 14
und 16 stehen mit einem weiteren Ringraum 20 in Verbindung, der von dem Liner 3
und dem Außenmantel 8 begrenzt wird.
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Das von einem Hochtemperaturreaktor kommende Helium gelangt durch
den Heißgaskanal 10 und den Einströmraum 12 von unten her in den Dampferzeuger und
strömt außen an den einzelnen Rohren 6 des Helix-Rohrbündels 5 entlang nach oben,
wobei es den größten Teil seiner Wärme an das in den Rohren 5 fließende Medium abgibt.
Es tritt sodann in den Kaltgasausströmraum 17 ein und verläßt den Dampferzeuger
durch den Kaltgaskanal 15, in dem es zu einem Gebläse geführt wird. Nach seiner
Verdichtung in diesem
(nicht dargestellten) Gebläse wird das Helium
durch den Ringraum 16 in die Kaverne 1 zurückgeleitet und strömt durch den Ringraum
20 zwischen Liner 3 und Außenmantel 8 nach unten, wo es die Kaverne 1 durch den
Ringraum 14 wieder verläßt, um zum Reaktor zurückzukehren.
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Die Zuführung des Speisewassers sowie die Abführung des erzeugten
Dampfes erfolgt nach oben durch den Deckel 4 der Kaverne 1. Die Frischdampfleitung
21 ist zentral durch den Dekkel 4 und den Dampferzeuger verlegt, so daß ihr unterer
Teil konzentrisch in dem Innenmantel 7 des Helix-Rohrbündels 5 angeordnet ist. Die
einzelnen Bündelrohre 6 werden unten aus dem Rohrbündel 5 herausgeführt und derart
umgelenkt, daß ihre unteren Enden 6a radial in die Frischdampfleitung 21 eintreten.
Am oberen Ende des Rohrbündels-5, also im Speisewasserbereich, sind die Bündelrohre
6 mit ihren Enden 6b ebenfalls radial an einen Speisewasserverteiler angeschlossen,
der in der Fig. 2 genauer dargestellt ist.
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Die Frischdampfleitung 21 ist in zwei vollständig voneinander getrennten
Teilstücken ausgeführt, von denen der untere Leitungsteil 21a ganz von dem Innenmantel
7 umschlossen ist und der obere Leitungsteil 21b nach oben ausgebaut werden kann.
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Wie die Fig. 2 erkennen läßt, wird der Speisewasserverteiler von einem
Ringraum 22 gebildet, der außen von einem Tragrohr 23 begrenzt wird. Über einen
Flansch 24, der unten an dem Tragrohr 23 angeschweißt ist, schließt sich der Innenmantel
7 des Helix-Rohrbündels 5 an das Tragrohr 23 an, so daß das Rohrbündel 5 letzlich.
an dem Flansch 23 aufgehängt ist. Das Tragrohr 23 ist seinerseits über einen weiteren
Flansch 25 an dem Deckel 4 der Kaverne 1 befestigt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich,
ragt ein Teil des Tragrohres 23 über den Deckel 4 hinaus.
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In diesem Bereich tritt eine horizontal verlegte Speisewasserzuführung
26 in den Ringraum 22 ein, die in dem Tragrohr 23 eingeschweißt ist. Unterhalb des
Kavernendeckels 4 sind die oberen Enden 6b der Bündelrohre 6 in dem Tragrohr eingeschweißt.
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Der untere Leitungsteil 21a der Frischdampfleitung 21 ist mit seinem
oberen Ende an dem Flansch 24 angeschweißt, hängt als ebenfalls-an dem Tragrohr
23.
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In dem Tragrohr 23 sind zwei konzentrische Rohre angeordnet, von denen
das äußere Rohr 27 den als Speisewasserverteiler dienende Ringraum 22 nach innen
begrenzt und das innere Rohr den oberen Leitungsteil 21b der Frischdampfleitung
21 bildet. Das untere Ende des Leitungsteils 21b ist mit dem unteren Ende des äußeren
Rohres 27 durch eine Thermosleeve 28 verbunden. Zwischen den beiden Rohren 27 und
21b befindet sich wärmeisolierendes Material 29, um den Wärmeübergang vom Frischdampf
zum Speisewasser zu verhindern.
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Am unteren Ende des äußeren Rohres 27 ist außen ein Flansch 30 angesetzt,
an den sich das-Thermosleeve 28 anschließt. Unter Zwischenschaltung einer ringförmigen
Dichtung 31 liegt der Flansch 30 auf dem an dem Tragrohr 23 angeschweißten Flansch
24 auf und dichtet den Ringraum 22 gegen die Frischdampf leitung 21 ab. Die Dichtwirkung
kann noch durch eine Labyrinthdichtung 32 verbessert werden.
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An seinem oberen Ende ist der Ringraum 22 durch einen weiteren Flansch
33 abgedichtet, der an dem äußeren Rohr 27 angeschweißt und mit dem Tragrohr 23
verschraubt ist. Zwischen dem Flansch 33 und dem Tragrohr 23 ist eine ringförmige
Dichtung 34 eingelegt.
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Durch ein zusätzliches, als Schweißlippendichtung 35 ausgeführtes
Dichtelement wird absolute Dichtheit des Ringraumes 22 nach
nach
außen hin erreicht.
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Über den Flansch 33 kann eine Vorspannung auf den unteren Flansch
30 an dem äußeren Rohr 27 aufgebracht und dessen Dichtkraft verstärkt werden. Zur
Verbesserung der Dichtwirkung des Flansches 30 und der Dichtung 31 trägt auch noch
die Druckdifferenz von ca. 20 bar zwischen dem Speisewasser in dem Ringraum 22 und
dem in der Leitung 21 anstehenden Frischdampf bei.
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Der ausbaubare obere Frischdampf-Leitungsteil 21b ist oberhalb des
Flansches 33 mit einer weiterführenden Leitung verbunden, die eine Rohrschleife
aufweist. Die Verbindung kann mittels eines Flansches oder durch Schweißnaht vorgenommen
sein.
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Bei dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Dampferzeuger strömt das
aus der Zuführung 26 kommende Speisewasser mit ca-. 200 OC in dem Ringraum 22 nach
unten und wird dann auf die einzelnen Bündelrohre 6b verteilt. Durch die Wärmezufuhr
wird das' Wasser vorgewärmt, verdampft und bis auf 530 OC überhitzt. Der Frischdampf
wird in dem unteren Leitungsteil 21 a gesammelt und durch den oberen Leitungsteil
21b aus dem Dampferzeuger herausgeführt.
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Das Heißgas tritt mit einer Temperatur von 680 OC.unten in das Helix-Rohrbündel
5 ein und kühlt sich in diesem auf 270 OC ab.
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Der Innenmantel 7 dehnt sich entsprechend der über die Rohrbündelhöhe
gemittelten Heliumtemperatur von 475 °C von dem Flansch 24 aus nach unten. Der untere
Frischdampf-Leitungsteil 21a dehnt von dem gleichen Flansch entsprechend der Frischdampftemperatur
von 530 OC ebenfalls nach unten. Zwischen der Unterkante des Rohrbündels 5 und dem
unteren Frischdampf-Leitungsteil 21a treten somit nur einer Temperaturdifferenz
von 55 "C entsprechende Differenzdehnungen auf, die von
den einzelnen
Rohren 6 ausgeglichen werden. Die -im Rohrbündel selbst auftretenden Relativdehnungen
zu den Rohrplatten werden durch die Helixbauweise in sich kompensiert.
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Im Bereich der Oberkante des Rohrbündels 5 treten praktisch keine
unterschiedlichen Dehnungen zwischen dem Bündel 5 und dem Tragrohr 23 auf, da hier
der gesamte Dampferzeuger von dem Flansch 25, der einen Festpunkt bildet, entsprechend
der Speisewassertemperatur. von ca. 200 OC nach unten dehnt. Der obere Frischdampf-Leitungsteil
21b dehnt von dem Flansch 24 aus nach oben; hier erfolgt der Ausgleich durch die
erwähnte Rohrschleife in der weiterführenden Leitung.
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Durch die Verbindung des oberen Frischdampf-Leitungsteils 21b mit
dem äußeren Rohr 27 mittels des Thermosleeve 28 ist ein allmählicher Übergang von
der Frischdampftemperatur zu der Speisewassertemperatur geschaffen. Die Flansche
24 und 30 sowie die Dichtung 31 liegen somit im kalten Bereich.
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Für die Durchführung von Wiederholungsprüfungen an allen drucktragenden
Bauteilen wird der obere Leitungsteil 21b der Frischdampfleitung 21 von der weiterführenden
Leitung abgetrennt und darauf die Schraubenbefestigung des Flansches 33 am Tragrohr
23 gelöst. Sodann können das äußere Rohr 27 mit dem Flansch 30, der obere Frischdampf-Leitungsteil
21b sowie das Thermosleeve 28 als eine Einheit aus dem Tragrohr 23 herausgezogen
werden. Das Tragrohr 23, die Bündelrohre. 6 und der -untere Frischdampf-Leitungsteil
21a sind nun zugänglich, ohne daß der Heliumkreislauf geöffnet werden muß. Die gesamte.
Barriere zwischen dem Helium- oder Primärkreislauf und dem Sekundärkreislauf kann
somit von innen besichtigt und mittels verschiedener Verfahren geprüft werden. Auch
das Abblinden defekter Bündelrohre ist möglich.
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