DE3516958C2

DE3516958C2 -

Info

Publication number: DE3516958C2
Application number: DE19853516958
Authority: DE
Inventors: Horst-Dieter 5270 Gummersbach De Oldenburg
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1990-01-04
Also published as: DE3516958A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art.The invention relates to a heat exchanger in Preamble of claim 1 Art.

Aus Dubbel, "Taschenbuch für Maschinenbau", 15. Auflage (1983), Seite 588 und 601-602, ist ein Wärmetauscher in Form eines Schraubenrohr-Zwangdurchlauf-Dampferzeugers für einen gasgekühlten Hochtemperaturreaktor bekannt. Bei dem bekannten Dampferzeuger erfolgt die Zufuhr des Heißgases über ein Ende des Wärmetauschmantels, indem ein Krümmer der Heißgasleitung dem unteren Ende des Dampferzeugermantels zugeordnet ist. Wie insbesonders aus Bild 13 auf Seite 601 ersichtlich ist, wird das heiße Gas mittels eines Heißgaskrümmers mit Einbauten zur Minimierung des Druckverlustes um 90° umgelenkt und strömt dann zentral auf eine Heißfläche zu, und zwar bei dem dargestellten Dampferzeuger dem Zwischenüberhitzer. Der Heißgaskrümmer selbst sowie auch die in ihm angeordneten Einbauten sind hohen thermischen, statischen und dynamischen Belastungen ausgesetzt. Infolge von Temperaturdifferenzen zwischen dem inneren Gasführungsrohr der Heißgasleitung und dem dieses umgebenden Isoliermantel treten Relativbewegungen sowohl in horizontaler wie auch in vertikaler Richtung auf. Zur Kompensation dieser Relativbewegungen müssen im Bereich der Umlenkung der horizontale Abschnitt und der vertikale Abschnitt des Gasführungsrohres schiebend geführt sein. Diese Schiebestellen weisen einen definierten Spalt auf und sind im Falle von Helium als Kühlmittel gegen Verschweißen entsprechend zu beschichten.From Dubbel, "Taschenbuch für Maschinenbau", 15th edition (1983), pages 588 and 601-602, is a heat exchanger in Form of a screw tube forced-flow steam generator for a gas-cooled high-temperature reactor known. In which known steam generator, the hot gas is supplied over one end of the heat exchange jacket by adding an elbow the hot gas pipe the lower end of the Steam generator jacket is assigned. How especially from Picture 13 on page 601 shows the hot gas by means of a hot gas manifold with internals for Minimization of pressure loss deflected by 90 ° and flows then centrally towards a hot surface, at the shown steam generator the reheater. The Hot gas manifold itself as well as those arranged in it Internals are high thermal, static and exposed to dynamic loads. As a consequence of Temperature differences between the inner gas pipe the hot gas line and the insulating jacket surrounding it Relative movements occur in both horizontal and in the vertical direction. To compensate for this Relative movements must be in the area of the deflection of the horizontal section and the vertical section of the Gas guide tube to be pushed. These Push points have a defined gap and are in the case of helium as a coolant against welding to coat accordingly.

Durch die "fliegende" Lagerung des Gasführungsrohres mit den an ihm befestigten Einbauten besteht die Gefahr von strömungsinduzierten Schwingungen mit der Folge einer Schädigung der Umlenkeinrichtungen und der vorstehend erwähnten Beschichtungen.Through the "flying" storage of the gas pipe with the internals attached to it there is a risk of flow-induced vibrations with the consequence of a Damage to the deflection devices and the above mentioned coatings.

Aus der GB-PS 15 32 757 ist ein Wärmetauscher der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art bekannt, bei dem die Zufuhr des Heißgases also nicht über ein Ende des Wärmetauschermantels, sondern über ein seitlich in den Wärmetauschermantel einmündendes Gasführungsrohr zugeführt wird. Auch hier wird der dem Behälter nachgeschaltete Heißgaskrümmer hohen thermischen, statischen und dynamischen Belastungen ausgesetzt.From GB-PS 15 32 757 is a heat exchanger in the Preamble of claim 1 Art known in which the supply of hot gas is not over one end of the heat exchanger jacket, but over one laterally opening into the heat exchanger jacket Gas supply pipe is supplied. Here too the Container downstream hot gas manifold high thermal, exposed to static and dynamic loads.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Wärmetauscher der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art zu schaffen, bei dem die strömungsinduzierten Belastungen weitgehendst vermieden werden und somit die konstruktive Ausbildung vereinfacht werden kann.It is the object of the present invention Heat exchanger in the preamble of claim 1 to create the type mentioned, in which the flow-induced loads largely avoided and thus the constructive training is simplified can be.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst.This task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved.

Durch die Ausbildung eines Ringkanals wird der besonders gefährdete Bereich der Gaseinströmung in den Wärmetauschermantel im Hinblick auf strömungsinduzierte Schwingungen sicher beherrscht, da die Umlenkung in dem von dem Wärmetauschermantel selbst aufgebauten Ringkanal erfolgt. The formation of a ring channel makes it special endangered area of gas inflow into the Heat exchanger jacket with regard to flow-induced Vibrations are safely controlled, since the deflection in the from the heat exchanger jacket itself built ring channel he follows.

Bei dieser Anordnung wird durch den Abstandspalt im Überdeckungsbereich sichergestellt, daß kein Verklemmen der einander überdeckenden Bauteile infolge von Fertigungstoleranzen auftreten kann. Die Überdeckung im Bereich der Heißgasleitungseinmündung ist wegen der Wärmedehnungen zwischen Einbaulage und Betriebszustand vorzusehen.In this arrangement, the gap in the Coverage area ensures that no jamming of the overlapping components as a result of Manufacturing tolerances can occur. The coverage in the The area of the hot gas line junction is because of the Thermal expansion between installation position and operating condition to provide.

Vorzugsweise erweitert sich der Ringkanal zu den Rohrheizflächen hin mindestens einmal konisch, um den Kanalquerschnitt an den Eintrittsquerschnitt der Heizflächen anzupassen.The ring channel preferably widens to Pipe heating surfaces at least once conical to the Channel cross section to the inlet cross section of the Adapt heating surfaces.

Zur Optimierung des Druckverlustes in dem Ringkanal ist es möglich, daß in dem Ringkanal Einbauten zur Optimierung des Druckverlustes und der Gasverteilung angeordnet sind, wie Gleichrichter, Lochbleche oder dergleichen, oder daß der Verdrängerkörper exzentrisch zur Achse des Wärmetauschermantels angeordnet ist.It is to optimize the pressure loss in the ring channel possible that internals for optimization in the ring channel the pressure loss and the gas distribution are arranged, such as rectifiers, perforated sheets or the like, or that the displacer is eccentric to the axis of the Heat exchanger jacket is arranged.

Zur Verringerung des Wärmetausches zwischen Heißgas hoher Temperatur und zum Reaktor zurückzuführendem Gas niedriger Temperatur ist es von Vorteil, wenn der Wärmetauschermantel und das innenliegende Gasführungsrohr, jeweils unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht, von einem äußeren Isoliermantel umgeben sind.To reduce the heat exchange between hot gas high Temperature and gas to be returned to the reactor lower It is advantageous if the temperature Heat exchanger jacket and the internal gas pipe, each with the interposition of an insulating layer of are surrounded by an outer insulating jacket.

Aus Druckverlustgründen sollte das Gasführungsrohr im Übergang zum Überdeckungsbereich einen vorgegebenen Aufweitungsradius aufweisen. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn bei aufrecht stehendem Druckbehälter das Wärmetauschergefäß an einem umlaufendem Innenflansch des Druckbehälters befestigt ist und die Heißgaszufuhr oberhalb der Befestigung erfolgt.For reasons of pressure loss, the gas pipe should be in the Transition to the coverage area a predetermined Have expansion radius. It is also advisable if with the pressure vessel upright Heat exchanger vessel on a circumferential inner flange of the Pressure vessel is attached and the hot gas supply done above the attachment.

Weiterhin wird bevorzugt, daß der Verdrängerkörper als zylinderartiger Hohlkörper ausgebildet ist, dessen einer Rand mit dem innenliegenden Rand des ringförmig ausgebildeten Verschlusses verbunden ist und der im Abstand von diesem Rand über Rohrtragplatten der Rohrheizbündel mit der Innenfläche des Wärmetauschermantels verbunden ist. Insbesondere bei dieser Ausbildung ist sichergestellt, daß der Verdrängerkörper und der Wärmetauschermantel sehr schnell auf gleiche Temperaturen erwärmt werden und diese halten.It is further preferred that the displacement body as cylindrical hollow body is formed, one of which Edge with the inner edge of the ring-shaped trained closure is connected and in Distance from this edge via pipe support plates Tubular heating bundle with the inner surface of the Heat exchanger jacket is connected. Especially at This training ensures that the Displacer and the heat exchanger jacket very quickly be warmed to the same temperatures and maintain them.

Bei einem hohlen Verdrängerkörper können im Inneren Kompensationsbündel angeordnet sein, die eingangsseitig mit den Rohrheizflächen verbunden sind. Sie dienen der Kompensation von Wärmedehnungen zwischen den Rohrplatten der Heizflächen und einem das Wärmetauschergefäß umgebenden Isoliermantel.A hollow displacer can inside Compensation bundle can be arranged on the input side are connected to the pipe heating surfaces. They serve the Compensation for thermal expansion between the tube plates of the heating surfaces and one the heat exchanger vessel surrounding insulating jacket.

Schließlich ist vorgesehen, daß bei aufrechtstehenden Wärmetauschern das Heißgas unten aus dem Wärmetauschergefäß austritt, der Isoliermantel des Wärmetauschergefäßes unterhalb einer Flanschbefestigung des Wärmetauschergefäßes an einem Druckbehälter mit Gaseintrittsöffnungen versehen ist und diese mit auf der Innenfläche des Isoliermantels angeordneten Rückführungskanälen verbunden sind, die der Rückführung des Gases zur erneuten Aufheizung dienen.Finally, it is provided that when standing upright Exchangers the hot gas from the bottom Heat exchanger vessel emerges, the insulating jacket of the Heat exchanger vessel below a flange attachment of the heat exchanger vessel with a pressure vessel Gas inlet openings is provided and these with on the Arranged inner surface of the insulating jacket Return channels are connected to the return serve the gas for reheating.

Weitere Unteransprüche betreffen andere vorteilhafte Ausgestaltung des Wärmetauschers.Further subclaims relate to other advantageous ones Design of the heat exchanger.

Die Erfindung soll nun anhand der einzigen Figur genauer erläutert werden.The invention will now be based on the single figure are explained in more detail.

Die Figur zeigt einen Teilschnitt durch einen Dampferzeuger, wie er zur Erzeugung von Dampf bei gasgekühlten thermischen Reaktoren zum Einsatz kommt. Da die Erfindung sich auf die Einleitung des Heißgases richtet, wird nur ein Teilschnitt dargestellt, bei dem Einzelheiten der Rohrbündelheizflächen, wie deren eventuelle Unterteilung in Eco, Verdampfer, Über hitzer und Zwischenüberhitzer und die Zuführung von Speise wasser, Mitteldruckdampf, Abführung von Frischdampf oder dergl. nicht mit dargestellt worden sind.The figure shows a partial section through a steam generator, as used to produce steam in gas-cooled thermal Reactors is used. Since the invention relates to the Introducing the hot gas is only a partial cut shown in the details of the tube bundle heating surfaces, such as their possible subdivision into eco, evaporator, over heaters and reheaters and the feeding of food water, medium pressure steam, removal of live steam or etc. have not been shown.

In einem Druckbehälter 1 ist ein Wärmetauschergefäß 2 ange ordnet, von dem in der Figur der äußere Manel 2a und der obere Verschluß in Form einer kreisringförmigen Halbschale 2 b dargestellt sind.In a pressure vessel 1, a heat exchanger vessel 2 is arranged, a, and the top closure in the form of a circular ring-shaped half-shell 2 shown in the figure, b of the outer Manel. 2

Zur Beaufschlagung des Dampferzeugers wird über eine Koaxial leitung 3 in einem Hochtemperaturreaktor erhitztes Kühlgas, z. B. Helium, herangeführt. Die Koaxialleitung wird von einem innen liegenden Gasführungsrohr 4 und einem außen liegenden Rohr 5 gebildet, das mit dem Druckbehälter 1 verschweißt ist.To act on the steam generator is heated via a coaxial line 3 in a high temperature reactor cooling gas, for. B. helium. The coaxial line is formed by an inner gas guide tube 4 and an outer tube 5 , which is welded to the pressure vessel 1 .

Das Gasführungsrohr 4 ist unter Zwischenschaltung einer Iso lierschicht 6 von einem außen liegenden Isoliermantel 7 um geben. Das Innere des Gasführungsrohres 4 dient als Zufuhr querschnitt, während der Ringraum zwischen dem äußeren Iso liermantel 7 und dem Rohr 5 als Abfuhrquerschnitt für das Heißgas dient.The gas pipe 4 is with the interposition of an insulating layer 6 from an outer insulating jacket 7 to give. The inside of the gas guide tube 4 serves as a supply cross section, while the annular space between the outer insulating jacket 7 and the tube 5 serves as a discharge cross section for the hot gas.

Der seitlich herangeführten Koaxialleitung 3, die sich bei aufrecht stehendem Dampferzeuger somit horizontal erstreckt, ist in dem äußeren Mantel 2 a eine vom Inneren des Mantels nach außen hin abgestufte Gaseintrittsöffnung 2 c zugeordnet. Das Austrittsende des Gasführungsrohres 4 geht unter vorge gebener Krümmung in einen sich senkrecht zur Rohrachse er streckenden Flansch 4 a über, der in der aus der Figur ersicht lichen Weise die Stufung der Gaseintrittsöffnung überdeckt.The laterally led coaxial line 3 , which thus extends horizontally when the steam generator is upright, is assigned a gas inlet opening 2 c which is graduated from the inside of the jacket to the outside in the outer jacket 2 a . The outlet end of the gas guide tube 4 passes under pre-given curvature in a perpendicular to the tube axis he extending flange 4 a , which covers the gradation of the gas inlet opening in the manner shown in the figure.

Die von der Halbschale aufgespannte Ebene schließt einen spitzen Winkel mit der Achse der Koaxialleitung ein.The level spanned by the half-shell closes one acute angle with the axis of the coaxial line.

Konzentrisch zum Mantel 2 a ist im Inneren des Wärmetausch gefäßes ein hohler Verdrängerkörper 8 angeordnet, dessen oberer Rand 8 a mit dem inneren Rand der Halbschale 2 b ver schweißt ist, so daß zwischen der Innenfläche des Mantels 2 a und der Mantelfläche des zylinderartigen Verdrängerkör pers 8 ein Ringkanal 9 gebildet wird, in den über die Gasein trittsöffnung 2 c das Heißgas HG einströmt. Wie aus der Figur ersichtlich ist, folgt auf einem geradzylindrischen Ringkanal abschnitt 9 a ein konisch erweiterter Abschnitt 9 b, der durch entsprechende Erweiterung des Innendurchmessers des äußeren Mantels 2 a bestimmt ist. Danach folgt ein weiterer geradzylin drischer Abschnitt 9 c und an diesen schließt sich ein konisch erweiterter Abschnitt 9 d an, der durch einen sich an einen geradzylindrischen Abschnitt 8 b konisch verjüngenden Abschnitt 8 c des Verdrängerkörpers 8 bestimmt ist. Das untere Ende des Abschnitts 9 d wird durch Rohrtragplatten 10 der zu beauf schlagenden Heizflächen 11 des Dampferzeugers begrenzt.Concentric to the jacket 2 a , a hollow displacer 8 is arranged inside the heat exchange vessel, the upper edge 8 a of which is welded ver to the inner edge of the half-shell 2 b , so that pers between the inner surface of the jacket 2 a and the jacket surface of the cylinder-like displacement body 8 an annular channel 9 is formed, in which the hot gas HG flows through the gas inlet opening 2 c . As can be seen from the figure, on a straight-cylindrical ring channel section 9 a, a conically expanded section 9 b follows, which is determined by a corresponding expansion of the inner diameter of the outer jacket 2 a . This is followed by a further straight cylindrical section 9 c and this is followed by a conically widened section 9 d , which is determined by a section 8 c of the displacer body 8 which tapers conically to a straight cylindrical section 8 b . The lower end of section 9 d is limited by tube support plates 10 of the heating surfaces 11 of the steam generator to be acted upon.

Über die Rohrtragplatten 10 sind der äußere Mantel 2 a und der Verdrängerkörper 8 erneut miteinander verschweißt. Der hohle Verdrängerkörper selbst ist an seinem unteren Ende durch eine Verschlußplatte 12 verschlossen und ist mit einem den Heizflächen 11 zugeordneten an sich bekannten Kernrohr 13 verbunden. The outer jacket 2 a and the displacer 8 are welded together again via the tube support plates 10 . The hollow displacement body itself is closed at its lower end by a closure plate 12 and is connected to a core tube 13, which is known per se and is assigned to the heating surfaces 11 .

Äußerer Mantel 2 a und Verschluß 2 b sind unter Zwischenschal tung einer Isolierschicht 14 von einem Isoliermantel 15 um geben, zu dem auch die Deckplatte 15 a zu rechnen ist, die die Halbschale 2 b überdeckt und deren Neigung an die Nei gung der Halbschale angepaßt ist.Outer jacket 2 a and closure 2 b are interposed by an insulating layer 14 of an insulating jacket 15 to give, to which the cover plate 15 a is to be expected, which covers the half-shell 2 b and the inclination of which is adapted to the inclination of the half-shell .

Der Isoliermantel 15 ist mit einem umlaufenden Flansch 15 b versehen, mit dem Wärmetauschergefäß und Isoliermantel auf einem umlaufenden Innenflansch 1 a des Druckbehälters 1 auflie gen.The insulating jacket 15 is provided with a circumferential flange 15 b , with the heat exchanger vessel and insulating jacket on a circumferential inner flange 1 a of the pressure vessel 1 gene.

Der äußere Mantel 2 a und der Isoliermantel 15 sind an ihrem unteren Ende miteinander durch Schweißung verbunden. Bei Eintritt von Heißgas durch den Spalt im Bereich der Eintritts öffnung 2 c in die Isolierschicht 14 wird durch die Verschluß platte 12 und die vorstehend beschriebene Verschweißung ein Bypass von Heißgas im Bereich der Heizflächen 11 vermieden.The outer jacket 2 a and the insulating jacket 15 are connected to each other at their lower end by welding. When hot gas enters through the gap in the area of the inlet opening 2 c into the insulating layer 14 , a bypass of hot gas in the area of the heating surfaces 11 is avoided by the closure plate 12 and the welding described above.

Das Heißgasführungsrohr 4 der Koaxialleitung 3 ist über Kon vektionssperren 16 mit dem kälteren äußeren Isoliermantel 7 verschweißt und in seiner Lage fixiert.The hot gas guide tube 4 of the coaxial line 3 is welded to the colder outer insulating jacket 7 via conection locks 16 and fixed in position.

Wie aus dem unteren Teil der Figur ersichtlich ist, durch setzen die von der Oberseite der Rohrtragplatten 10 kommenden Rohre den konischen Abschnitt 8 c und werden im Inneren des geradzylindrischen Abschnittes 8 b des Verdrängerkörpers 8 zu Kompensationsbündeln 17 zusammengefaßt. Ferner werden mittels Rohrdurchführungen 18, von denen der Einfachheit halber nur zwei gezeigt sind, die Rohre durch die Deckplatte 15 a des äußeren Isoliermantels 15 geführt und bei 19 zu einem weiteren sich horizontal erstreckenden Kompensationsbündel zusammengefaßt, das ausgangsseitig mit einer Rohrplatte 20 eines den Dampf aus dem Druckbehälter 1 abführenden Sammlers 21 verbunden ist. Das Kompensationsbündel 19 ist mit einer Isolierung 22 gegen den mit abgekühltem Gas KG beaufschlag ten Innenraum des Druckbehälters 1 isoliert. As can be seen from the lower part of the figure, the tubes coming from the top of the tube support plates 10 set the conical section 8 c and are combined in the interior of the straight cylindrical section 8 b of the displacer 8 to form compensation bundles 17 . Furthermore, by means of pipe bushings 18 , of which only two are shown for the sake of simplicity, the pipes are guided through the cover plate 15 a of the outer insulating jacket 15 and combined at 19 to form a further horizontally extending compensation bundle, the output side of which is made of steam with a pipe plate 20 the pressure tank 1 leading collector 21 is connected. The compensation bundle 19 is isolated with insulation 22 against the cooled gas KG th interior of the pressure vessel 1 .

Das am unteren Ende aus dem Wärmetauschergefäß in den Innen raum des Druckbehälters austretende abgekühlte Gas kann über in dem Isoliermantel 15 vorgesehene Gaseintrittsöffnungen 15 c in an die Innenfläche des Mantels angeschweißte Gasfüh rungskanäle 23 eintreten und somit an der Aufhängung 15 b, 1 a, vorbeigeführt werden. Die Führungskanäle 23 sind über Anschlußstutzen 24 mit Rohrleitungen 25 verbunden, die zu einem nicht gezeigten Umwälzgebläse führen. Druckseitig ist das Gebläse mit dem Innenraum des Druckbehälters 1 oberhalb der Abstützung 15 b, 1 a verbunden, so daß das abgekühlte Gas KG über den Ringkanal zwischen Isoliermantel 7 und Rohr 5 dem ebenfalls nicht gezeigten Reaktor zur erneuten Aufheizung zugeführt werden kann.The exiting at the lower end of the heat exchanger vessel in the inner space of the pressure vessel cooled gas can in the insulating jacket 15 provided gas inlet openings 15 c in welded to the inner surface of the jacket gas guide channels 23 and thus pass the suspension 15 b , 1 a , past . The guide channels 23 are connected via connecting pieces 24 to pipes 25 which lead to a circulation fan, not shown. On the pressure side, the blower is connected to the interior of the pressure vessel 1 above the support 15 b , 1 a , so that the cooled gas KG can be fed to the reactor, also not shown, for renewed heating via the ring channel between the insulating jacket 7 and the tube 5 .

Wie aus dem linken Teil der Figur ersichtlich ist, ist die Koaxialleitung 3 geteilt und sind die beiden Abschnitte mittels einer Verbindungseinrichtung 26 verbunden.As can be seen from the left part of the figure, the coaxial line 3 is divided and the two sections are connected by means of a connecting device 26 .

Bei Betrieb der Anordnung wird heißes Gas HG mit einer Tempe ratur von beispielsweise 700° Celsius zugeführt. Infolge der vorstehend beschriebenen Verbindungen, vorzugsweise Schweißverbindungen, zwischen Verdrängerkörper 8 und Mantel 2 a weisen diese die gleiche Temperatur auf und können sich ungehindert vom unteren Festpunkt relativ zu den Rohrtrag platten 10 nach oben dehnen. Infolge der vorstehend beschrie benen Überdeckung zwischen Flansch 4 a und Abstufung im Bereich der Eintrittsöffnung 2 c können beim Gaseintritt die Wärme dehnungen zwischen Einbaulage und Betriebszustand sicher aufgenommen werden, wobei in der Figur die Lage im Betriebs zustand dargestellt ist. Wie aus der Figur weiterhin ersicht lich ist, wird im Bereich der Überdeckdung von Gasführungs rohr 4 und Mantel 2 a der definierte Spalt Sp vorgesehen, um ein Verklemmen infolge Fertigungstoleranzen zu verhindern. Durch das Einströmen des Gases in den Ringkanal 9 kann es nicht zu strömungsinduzierten Schwingungen kommen. Zur Opti mierung des Druckverlustes und der Gasverteilung über die Heizflächen ist es möglich, statt eines zentrischen Ringkanals 9, wie er in der Figur dargestellt ist, einen exzentrisch gestalteten Ringkanal vorzusehen, bei dem die Kanalbreite in der Zeichenebene der Figur links kleiner gehalten ist als rechts. Es wäre auch möglich, im Ringkanal Gleichrichter, Lochbleche oder dergl. anzuordnen.When operating the arrangement, hot gas HG is supplied with a temperature of, for example, 700 ° Celsius. As a result of the connections described above, preferably welded connections, between the displacer 8 and the jacket 2 a , these have the same temperature and can expand freely from the lower fixed point relative to the pipe support plates 10 upwards. As a result of the above-described overlap between flange 4 a and gradation in the region of the inlet opening 2 c , the thermal expansions between the installation position and the operating state can be safely absorbed when the gas enters, the position of the operating state being shown in the figure. As can be seen from the figure, Lich , the defined gap Sp is provided in the region of the covering of the gas guide tube 4 and jacket 2 a in order to prevent jamming as a result of manufacturing tolerances. Due to the inflow of the gas into the ring channel 9 , flow-induced vibrations cannot occur. To optimize the pressure loss and the gas distribution over the heating surfaces, it is possible to provide an eccentrically designed annular channel instead of a central annular channel 9 , as shown in the figure, in which the channel width in the drawing plane of the figure is kept smaller on the left than on the right . It would also be possible to arrange rectifiers, perforated plates or the like in the ring channel.

Durch die Anordnung der Kompensationsbündel 17, die zur Kom pensation von Wärmedehnungen zwischen den Rohrtragplatten 10 und dem Isoliermantel 2 a erforderlich sind, im hohlen Verdrängerkörper ist eine günstige Gestaltung des zweiten Kompensationsbündels 19 im Hinblick auf geometrische Abmes sungen, kleinerer rohrseitiger Druckverluste und kaltgas seitiger Strömungsführung möglich.The arrangement of the compensation bundle 17 , which is necessary for the compensation of thermal expansions between the pipe support plates 10 and the insulating jacket 2 a , in the hollow displacement body is a favorable design of the second compensation bundle 19 in terms of geometric dimensions, smaller pipe-side pressure losses and cold gas-side flow guidance possible.

Das Kaltgas KG tritt über die Öffnungen 15 c z. B. mit einer Temperatur von 245° Celsius in die Kanäle 23 ein und wird über das nicht gezeigte Umwälzgebläse in den zum Reaktorkern führenden Kanal gedrückt. Der im Wärmetauscher erzeugte Dampf D wird mit einer Temperatur von beispielsweise 530° Celsius abgeführt.The cold gas KG occurs through the openings 15 c z. B. with a temperature of 245 ° Celsius in the channels 23 and is pressed via the circulation fan, not shown, into the channel leading to the reactor core. The steam D generated in the heat exchanger is removed at a temperature of, for example, 530 ° Celsius.

Claims

1. Heat exchanger for the heat exchange between a hot gas and a fluid conducted in tubular heating surfaces, in particular steam generators for gas-cooled high-temperature reactors, at least consisting of a heat exchanger vessel including a jacket, tube bundles arranged in this, a hot gas line connected to a gas inlet at one end of the heat exchanger vessel including a gas guide pipe, a gas outlet in the heat exchanger vessel and supply and discharge lines for the fluid to be heated, wherein when the hot gas flows into the heat exchanger there is a deflection by essentially 90 ° and the gas guide pipe of the hot gas line is connected to a gas distribution chamber laterally in the heat exchanger jacket, characterized in that ,
that the gas guiding tube (4) radially opening into one in the heat exchanger shell (2 a) formed annular channel (9) from the associated heat exchanger shell (2 a), by a the end of the vessel and connected to the jacket closure (2 b) and a displacement body ( 8 ) which is arranged in the interior of the vessel ( 2 ) and which opens in the direction of the tubular heating surfaces ( 11 ) and
that between the outlet end ( 4 a) of the gas guide tube ( 4 ) of the hot gas line ( 3 ) and the gas inlet ( 2 c) of the heat exchanger jacket ( 2 a), a coverage area is provided while maintaining a predetermined gap (Sp) in the coverage area.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the annular channel to the tubular heating surfaces ( 11 ) at least once ( 9 b ; 9 d) widens conically.

3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized characterized in that in the ring channel Internals to optimize the pressure loss and the Gas distribution are arranged.

4. Heat exchanger according to one of claims 1-3, characterized in that the displacer ( 8 ) is arranged eccentrically to the axis of the heat exchanger jacket ( 2 a) .

5. Heat exchanger according to one of claims 1-4, characterized in that the heat exchanger jacket ( 2 a) and the internal gas guide tube ( 4 ) are each surrounded by an outer insulating jacket ( 15; 7 ) with the interposition of an insulating layer ( 14; 6 ) .

6. Heat exchanger according to one of claims 1-5, characterized in that when the pressure vessel ( 1 ) is upright, the heat exchanger vessel ( 2 ) is attached to a circumferential inner flange ( 1 a) of the pressure vessel ( 1 ) and the hot gas supply ( 4 a ; 2 c) above the attachment ( 1 a ; 15 b) .

7. Heat exchanger according to one of claims 1-6, characterized in that the inner gas guide tube ( 4 ) via convection barriers ( 16 ) is welded to the associated outer insulating jacket ( 7 ).

8. Heat exchanger according to one of claims 1-7, characterized in that the displacement body ( 8 ) is designed as a cylindrical hollow body, one edge ( 8 a) of which is connected to the inner edge of the annular closure ( 2 b) and the at a distance from this edge, the tube heating bundle ( 11 ) is connected to the inner surface of the heat exchanger jacket ( 2 ) via tube support plates ( 10 ).

9. Heat exchanger according to one of claims 1-8, characterized in that the displacer ( 8 ) is closed at its end adjacent to the heating surfaces ( 11 ) ( 12 ).

10. Heat exchanger according to one of claims 1-9, characterized in that the annular space between the heat exchanger jacket ( 2 a) and the associated outer insulating jacket ( 15 ) is closed at its end facing away from the gas inlet.

11. Heat exchanger according to one of claims 1-10, characterized in that the closure ( 2 b) is inclined against the axis of the laterally connected hot gas line ( 3 ).

12. Heat exchanger according to one of claims 1-11, characterized in that in the interior of the hollow displacer ( 8 ) compensation bundles ( 17 ) are arranged, which are connected on the input side to the tubular heating surfaces ( 11 ).

13. Heat exchanger according to one of claims 1-12, characterized in that when the heat exchanger is upright, the hot gas emerges from the bottom of the heat exchanger vessel ( 2 ), the insulating jacket ( 15 ) of the heat exchanger vessel ( 2 ) below a flange fastening ( 15 b ; 1 a) the heat exchanger vessel on a pressure vessel ( 1 ) is provided with gas inlet openings ( 15 c) and these are connected to return channels ( 23 ) arranged on the inner surface of the insulating jacket, which serve to return the gas for reheating.