DE3428578C2

DE3428578C2 -

Info

Publication number: DE3428578C2
Application number: DE19843428578
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. Eckardt; Horst Dipl.-Ing. 6454 Bruchkoebel De Queiser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Areva GmbH
Priority date: 1984-08-02
Filing date: 1984-08-02
Publication date: 1991-06-06
Also published as: JPH0631832B2; DE3428578A1; JPS6141997A

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasaufbereitungsanlage für einen Siedewasserreaktor mit einem Turbinenkondensator und einem an diesen angeschlossenen, redundant ausgeführten Abgassystem, das in zwei parallelen Zweigen jeweils hintereinanderliegend eine Dampfstrahlpumpe, eine Armatur, einen Vorwärmer, einen Rekombi nator, einen Kondensator und einen Gasauslaß umfaßt, bei dem zwischen Armatur und Rekombinator eine weitere Dampfstrahl pumpe zur Einspeisung von Dampf angeordnet ist.

Ein solcher Siedewasserreaktor ist durch die DE-OS 23 01 225 bekannt geworden und zum Beispiel in dem Buch "VGB-Kernkraftwerks- Seminar 1970" auf Seite 111 beschrieben und in Abb. 15 dargestellt. Von den redundant ausgeführten Zweigen des Abgas systems ist der eine üblicherweise in Betrieb, während der andere als sogenannte Stand-by-Einrichtung außer Betrieb ist.

Dabei hat sich gezeigt, daß der Übergang von dem einen zum anderen Zweig des Abgassystems, vor allem die Inbetriebnahme oder Einschaltung der Stand-by-Einrichtung, eine kritische Betriebsphase sein kann, weil sich in der Stand-by-Einrichtung Wasserstoffgas angesammelt haben könnte. Deshalb geht die Erfindung von der Aufgabe aus, bei Anlagen der eingangs genannten Art die Betriebsbereitschaft der Abgasaufbereitungs anlage des Turbinenkondensators weiter zu erhöhen, um die ohne hin geringe Wahrscheinlichkeit des Entstehens von zündfähigen Gemischen im Abgassystem weiter zu minimieren.

Gemäß der Erfindung ist die Armatur ein Rückschlagventil, speist die weitere Dampfstrahlpumpe bei einem Unterdruck von weniger als dem halben Atmosphärendruck außer dem Dampf auch Luft ein und ist an eine zum Vorwärmer führende Heißdampfleitung ange schlossen.

Mit der Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Einrichtung unmittelbar vor Abschaltung des in Betrieb befindlichen Zweiges bis zur Wiedereinschaltung ergibt sich eine kontinuierliche Spülung, die Ansammlungen von Wasserstoff mit Sicherheit vermeidet. Zusätzlich erhält man eine kontinuierliche Funktions kontrolle. Dabei kann insbesondere die Vorwärmung durch eine Messung der Austrittstemperatur und der Kondensatableitung durch Füllstandsüberwachung überprüft werden. Die im Dampf enthaltenen Bestandteile von atomarem Wasserstoff und Sauer stoff werden durch die Luftzugabe inertisiert. Deshalb wird die offene Zündgrenze eines H₂/O₂-Luftgemisches mit Sicherheit nicht erreicht.

Die neue Einrichtung speist Luft vorzugsweise bei einem Unterdruck von weniger als dem halben Atmosphärendruck ein. Der Druck kann günstigerweise 0,2 bis 0,4 bar betragen.

Die Dampfstrahlpumpe kann an eine zum Vorwärmer führende Heizdampfleitung angeschlossen sein. Eine Alternative besteht darin, daß die neue Dampfstrahlpumpe mit den anderen Dampf strahlpumpen des Systems gemein sam gespeist wird.

Die Luftleitung der Einrichtung kann saugseitig mit einer elektrisch betätigten Absperrarmatur versehen sein. Dabei kann die Luftleitung auch "im Umlauf" be trieben werden. Dies geschieht dadurch, daß die Luft leitung der Einrichtung saugseitig an den Gasauslaß angeschlossen ist.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei zeigen die Fig. 1 und 2 in Rohr laufplänen die für die Erfindung wesentlichen Aus schnitte eines Zweiges aus einem Abgassystem, wie es in der Abb. 15 des vorgenannten Buches zu sehen ist. Für gleiche Teile werden übereinstimmende Bezugszeichen verwendet.

Mit einer Treibdampfleitung 1, die ein Absperrventil 2 enthält, wird eine Dampfstrahlpumpe 3 gespeist, die Abgas aus dem nicht dargestellten Turbinenkondensator über einen Kühler 4 ansaugt. Der Auslaß 5 der Pumpe 3 führt über eine Leitung 7 mit einer Rückschlagarmatur 8 zu einem Wasserabscheider 9, der einem Vorwärmer 10 vorgeschaltet ist. Eine Leitung 11 verbindet den Vor wärmer 10 mit einem Rekombinator 12, in dem eine katalytische Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff erfolgt.

Aus dem Rekombinator 12 führt eine Leitung 13 in einen Kondensator 14 mit einem Kondensatauslaß 15. Dem Kondensator 14 ist ein Nachkühler 16 nachgeordnet. Aus ihm führt eine Leitung 17 über ein Absperrven til 18 und eine Rückschlagklappe 19 zu einem Gasaus laß 20 in eine für beide parallelen Zweige gemeinsame Abgasleitung 21, die zur weiteren Abgasaufbereitung führt, wie in Abb. 15 des genannten Buches darge stellt ist. Der Gasauslaß 20′ des anderen Zweiges ist gestrichelt angedeutet.

An die Leitung 7 hinter der Rückschlagarmatur 8 und vor dem Rekombinator 12, und zwar beim Ausführungs beispiel vor dem Wasserabscheider 9, ist eine Dampf strahlpumpe 24 angeschlossen. Sie wird über eine Treib dampfleitung 23 mit einer Absperrarmatur 25 von einer Vorwärmheizdampfleitung 26 gespeist, die in den Vor wärmer 10 führt. Die Dampfstrahlpumpe 24 saugt über ein elektrisches Absperrventil 28 und ein eigenmedium gestütztes druckabhängig gesteuertes Ventil 29 Raum luft an, wie durch den Pfeil 30 angedeutet ist. Die se Raumluft wird bei einem Unterdruck von 0,2 bis 0,4 bar in Mischung mit dem Treibdampf über die Anschluß stelle 31 in die Leitung 7 gefördert. Das Mischungs volumenverhältnis ist durch die Querschnitte der nicht dargestellten Dampfdüse und Luftdüse der Dampfstrahl pumpe 24 auf einen Wert von 1 : 25 von Wasserstoff (H₂) im Dampf:Luft eingestellt, so daß ein zündfähiges Ge misch von Wasserstoff und Sauerstoff mit Sicherheit vermieden wird.

Die mit der Dampfstrahlpumpe 24 verwirklichte erfin dungsgemäße Einrichtung kann zur Entgasung des Vor wärmers 10 benutzt werden. Dazu ist eine Entgasungs leitung 33 zwischen dem oberen Teil des Vorwärmers 10 und der Treibdampfleitung 23 der Dampfstrahlpumpe 24 vorgesehen.

In der Fig. 1 ist mit der gestrichelten Leitung 35 zwi schen der Treibdampfleitung 1 der Dampfstrahlpumpe 3 und der Treibdampfleitung 23 der Dampfstrahlpumpe 24 ein Ausführungsbeispiel angedeutet, bei dem die Verbin dung zu der Vorwärmheizdampfleitung 26 entfallen kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die von der Dampfstrahlpumpe 24 in die Leitung 7 eingespeiste Dampf-Luft-Mischung nicht durch Ansaugen von Raumluft entstanden. Der dem Dampf zugemischte wasserstofffreie Gasanteil wird vielmehr aus der gemeinsamen Abgaslei tung 21 über eine Gasleitung 37 entnommen, die über die Reihenschaltung zweier elektrisch gesteuerter Ab sperrventile 38 und 39 an eine stellbare Düse 40 am Einlaß der Dampfstrahlpumpe 24 angeschlossen ist. Die Dampfstrahlpumpe 24 wird bei dieser Ausführungs form über die Leitung 35 mit dem Treibdampf aus der Leitung 1 gespeist. Sie könnte aber auch entspre chend der Variante 1 der Fig. 1 mit Vorwärmerheizdampf beaufschlagt werden.

Im einzelnen wird durch die Erfindung erreicht, daß unabhängig von der katalytischen Verbrennung der im einströmenden Dampf enthaltenen H₂/O₂-Bestandteile die Entstehung eines zündfähigen Gemisches durch Bei mengung entsprechender inerter Gasanteile grundsätz lich vermieden wird. Damit sind H₂/O₂-Anreicherungen bei Rekombinator-Fehlfunktionen sowie H₂/O₂-Anreicherung in Strömungsrichtung vor dem Rekombinator grundsätz lich ausgeschlossen.

Durch die Dampfströmung erfolgt kontinuierlich eine optimale Beheizung des gesamten Rekombinator-Stand by-Zweiges. Gleichzeitig wird eine ständige Funktions kontrolle der Kondensatableitungs- und Vorwärmeein richtungen (Temperatur und Füllstand) ermöglicht. Da zu dienen die vorhandenen Meßeinrichtungen, nämlich die Flüssigkeitsstandsmelder 42 und die Temperatur meßeinrichtung 43 (Fig. 1).

Für den Fall einer Abschaltung der Dampfstrahlpumpe 3 werden durch die Dampfeinspeisung ein unerwünschtes Va kuum sowie Rückströmungen zum Turbinenkondensator auch bei Undichtheiten grundsätzlich vermieden.

Bei Einschaltung des zuvor inaktiven Rekombinatorzwei ges unterbleibt ein Mengenpeak mit entsprechendem Druckstoß. Weiterhin erfolgt durch die Inertisierungs luft nur eine unwesentliche Abgasmengenstromerhöhung (ca. 2%).

Claims

1. Abgasaufbereitungsanlage für einen Siedewasserreaktor

a) mit einem Turbinenkondensator,
b) und einem an diesen angeschlossenen, redundant ausgeführten Abgassystem,
- c1) das in zwei parallelen Zweigen jeweils hintereinander liegend eine Dampfstrahlpumpe (3), eine Armatur (8), einen Vorwärmer (10), einen Rekombinator (12), einen Kondensator (14) und einen Gasauslaß (20) umfaßt,
- d1) bei dem zwischen Armatur (8) und Rekombinator (12) eine weitere Dampfstrahlpumpe (24) zur Einspeisung von Dampf angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

- c2) daß die Armatur (8) ein Rückschlagventil ist,
- d2) daß die weitere Dampfstrahlpumpe (24) bei einem Unterdruck von weniger als dem halben Atmosphärendruck außer dem Dampf auch Luft einspeist und
- d3) an eine zum Vorwärmer (10) führende Heißdampfleitung (26) angeschlossen ist.

2. Abgasaufbereitungsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Druck von 0,2 bis 0,4 bar an der weiteren Dampfstrahlpumpe (24).

3. Abgasaufbereitungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampf strahlpumpe (24) an eine Dampfleitung (1) angeschlossen ist, die zu anderen Dampfstrahlpumpen (3) führt.

4. Abgasaufbereitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Luft leitung der weiteren Dampfstrahlpumpe (24) saugseitig mit einer elektrisch betätigten Absperrarmatur (28) versehen ist.

5. Abgasaufbereitungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft leitung der Dampfstrahlpumpe (24) saugseitig an den Gasauslaß (20) angeschlossen ist.