DE3518515A1 - Heat-using system for a small HT reactor - Google Patents

Heat-using system for a small HT reactor

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DE3518515A1
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Claus Dipl.-Ing. Dr. 6702 Bad Dürkheim Elter
Bernd Dipl.-Ing. 6945 Hirschberg Jürgens
Hermann Dipl.-Ing. 6752 Winnweiler Schmitt
Josef Dipl.-Ing. Dr. 7521 Hambrücken Schöning
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Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
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Hochtemperatur Reaktorbau GmbH
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Abstract

The invention relates to a heat-using system for a small HT reactor, which is distinguished by a relatively low space requirement and can easily be assembled and is simple to mount on site. It consists of at least two, preferably three steam generators of annular cross-section which are arranged coaxially one in another and installed in a steel pressure vessel above the small HT reactor. The feedwater feeders and the main steam discharge lines from the steam generators are arranged independently of one another and radially symmetrically relative to one another, the feedwater feeders being provided in lengthened casing sections which serve to conduct cold gas, while the main steam discharge lines are located in the gaps between these casing sections. In all the steam generators, with exception of the innermost steam generator (the main steam lines are guided here upwards centrally in the heat-using system), an expansion zone which is realised by the helix-like displacement of the lines is provided in the main steam lines.

Description

Wärmenutzungssystem für einen Heat utilization system for one

HT-Kleinreaktor Die Erfindung betrifft ein aus mehreren Dampferzeugern bestehendes Wärmenutzungssystem für einen HT-Kleinreaktor, das oberhalb des HT-Kleinreaktors angeordnet und zusammen mit diesem in einem stehenden zylindrischen Stahldruckbehälter untergebracht ist, wobei das Wärmenutzungssystem mit Hilfe von Kühlgasgebläsen von unten nach oben von dem in dem HT-Kleinreaktor erhitzten Kühlgas durchströmt wird. HT small reactor The invention relates to one of several steam generators Existing heat utilization system for a small HT reactor, the one above the small HT reactor arranged and together with this in a standing cylindrical steel pressure vessel is housed, the heat utilization system with the help of cooling gas fans from is flowed through by the cooling gas heated in the HT small reactor from bottom to top.

Zum Stand der Technik gehört eine Anlage, bei der ein Kernreaktor mit kugelförmigen Brennelementen sowie ein einziger oberhalb des Kernreaktors angeordneter Dampferzeuger in einem doppelwandigen Stahldruckbehälter installiert sind (AVR-Reaktor). Die Gebläse zur Umwälzung des Kühlgases, das den Reaktorkern und den Dampferzeuger von unten nach oben durchströmt, befinden sich unterhalb des Reaktors. Dieser bekannte Kugelhaufen-Kernreaktor, der eine sehr niedrige Leistung hat, weist den Nachteil auf, daß keine Extrapolationen zu Reaktortypen mit etwas höherer Leistung möglich sind.The prior art includes a plant in which a nuclear reactor with spherical fuel elements as well as a single one arranged above the nuclear reactor Steam generators are installed in a double-walled steel pressure vessel (AVR reactor). The fans to circulate the cooling gas, the reactor core and the steam generator flowed through from bottom to top, are located below the reactor. This well-known Pebble bed nuclear reactor, which has very low output, has the disadvantage on that no extrapolations to reactor types with slightly higher power are possible are.

Bekannt ist auch ein Kernreaktor mit kugelförmigen Brennelementen für eine Leistung von 100 MWe, ein sogenannter Hochtemperatur-(HT-)Kleinreakto.r, der ebenfalls mit einem einzigen, jedoch aus mehreren unabhängigen Teilsystemen bestehenden Dampferzeuger gekoppelt ist. Der Stahldruckbehälter enthält in seinem unteren Teil den Kleinreaktor und in seinem oberen, eingezogenen Teil den Dampferzeuger. Die Umwälzgebläse sind außen auf den Deckel des Stahldruckbehälters aufgesetzt (deutsche Patentanmeldung P 33 45 113.3).A nuclear reactor with spherical fuel elements is also known for an output of 100 MWe, a so-called high temperature (HT) small reactor, also with a single one, however from several independent Subsystems is coupled to existing steam generators. The steel pressure vessel contains in its lower part the small reactor and in its upper, retracted part the steam generator. The circulation fans are on the outside of the lid of the steel pressure vessel attached (German patent application P 33 45 113.3).

o Ein weiterer HT-Kleinreaktor mit kugelförmigen Brennelementen hat ein Wärmenutzungssystem, das aus zwei parallel nebeneinander und oberhalb des Kleinreaktors angeordneten Dampferzeugern besteht. Jedem Dampferzeuger ist ein Kühlgasgebläse nachgeschaltet. Alle Komponenten - Kleinreaktor, Dampferzeuger und Kühlgasgebläse - sind innerhalb eines stehenden zylindrischen Stahldruckzylinders untergebracht (DErOS 33 35 451). o Has another small HT reactor with spherical fuel elements a heat utilization system consisting of two parallel side by side and above the small reactor arranged steam generators. Each steam generator has a cooling gas fan downstream. All components - small reactor, steam generator and cooling gas fan - are housed within a standing cylindrical steel pressure cylinder (DErOS 33 35 451).

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein aus mehreren Dampferzeugern bestehendes Wärmenutzungssystem für einen HT-Kleinreaktor zu schaffen, das sich durch geringen Platzbedarf auszeichnet und sich einfach zusammenbauen sowie an der Baustelle leicht montieren läßt, ohne daß Durchdringungen der verschiedenen Systeme vorhanden sind.Proceeding from this prior art, the object of the invention is based on a heat utilization system consisting of several steam generators for one To create HT small reactor, which is characterized by low space requirements and easy to assemble and easy to assemble on the construction site without Penetrations of the various systems are present.

Außerdem soll bei dem Wärmenutzungssystem weitgehend auf Schiebeverbindungen verzichtet werden.In addition, the heat utilization system should largely rely on sliding connections be waived.

Gemäß der Erfindung ist die Lösung der gestellten Aufgabe gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) das Wärmenutzungssystem besteht aus mindestens zwei Dampferzeugern mit im Querschnitt kreisringförmigem Rohrbündel, die mit radialem Abstand koaxial ineinander angeordnet sind und je einen einen Ringraum begrenzenden äußeren und inneren zylindrischen Mantel aufweisen, zwischen denen das jeweilige Rohrbündel installiert ist; b) .bei jedem Dampferzeuger sind der äußere und der innere Mantel in einem Teilbereich ihres Umfangs in gleichem Maße nach oben verlängert, wobei der verlängerte Abschnitt sich an seinen beiden Flanken verjüngt und oben ein ebenes Abschlußteil aufweist; c) die Dampferzeuger des Wärmenutzungssystems sind derart ineinander gefügt, daß ihre verlängerten Abschnitte im Umfang gleichmäßig gegeneinander'versetzt sind; d) die jeweils von einem der äußeren und der inneren zylindrischen Mäntel begrenzten Ring räume sind für den direkten Zutritt heißen Kühlgases nach unten hin offen; e) für die Führung des Kaltgases aus den nach oben hin abgeschlossenen Ring räumen sind die verlängerten Abschnitte der Dampferzeuger-Mäntel vorgesehen, die in ihrem ebenen Abschlußteil eine Durchgangsöffnung aufweisen; f) im äußeren Mantel jedes Dampferzeugers ist zentral im Wandbereich seines verlängerten Abschnitts eine Speisewasserzuführung vorgesehen; g) diametral gegenüber der . *. Speisewasserzuführung weisen die äußeren Mäntel aller Dampferzeuger mit Ausnahme des innersten Dampferzeugers im oberen Wandbereich eine Frischdampfableitung auf, zu welcher die Frischdampfleitungen helissenartig durch die Ringräume nach oben geführt sind; h) die Frischdampfleitungen für den innersten Dampferzeuger sind in dem Zentral raum des Wärmenutzungssystems nach oben verlegt.According to the invention, the solution to the problem posed is characterized by the following features: a) the heat utilization system consists of at least two steam generators with tube bundles of circular cross-section, those with radial Distance are arranged coaxially one inside the other and each delimit an annular space have outer and inner cylindrical jacket, between which the respective Tube bundle is installed; b). for every steam generator are the outer and inner jacket in a part of their circumference to the same extent extended upwards, the extended section extending on both of its flanks tapered and has a flat end part at the top; c) the steam generator of the heat utilization system are fitted into one another in such a way that their elongated sections are uniform in circumference are offset from one another; d) each of one of the outer and the inner cylindrical sheaths limited annular spaces are hot for direct access Cooling gas open at the bottom; e) for guiding the cold gas from the upwards The extended sections of the steam generator jackets are closed ring spaces provided which have a through opening in their flat end part; f) in the outer jacket of each steam generator is centrally located in the wall area of its elongated one Section provided a feed water supply; g) diametrically opposed to the. *. Feed water supply exhibit the outer jackets of all steam generators with the exception of the innermost steam generator in the upper wall area has a live steam outlet, to which the main steam lines helissen-like through the annulus upwards are led; h) the main steam lines for the innermost steam generator are in relocated upwards to the central room of the heat utilization system.

Bei dem erfindungsgemäßen Wärmenutzungssystem sind also die einzelnen Dampferzeuger koaxial ineinandergefügt, so daß das gesamte System relativ wenig Platz beansprucht. Jeder Dampferzeuger läßt sich samt der Speisewasserzuführung und der Frischdampfableitung einzeln herstellen, wobei bei seinem Zusammenbau nur wenige Schweißnähte erforderlich sind. Das gilt auch für die Montage im Stahldruckbehälter. Somit ergibt sich für das erfindungsgemäße Wärmenutzungssystem eine kostengünstige Herstellung.In the heat utilization system according to the invention, the individual Steam generator nested coaxially, so that the entire system is relatively little Takes up space. Each steam generator can be operated with the feed water supply and produce the main steam discharge individually, with only when assembling few welds are required. This also applies to the assembly in the steel pressure vessel. This results in an inexpensive one for the heat recovery system according to the invention Manufacturing.

Die Speisewasserzuführungen sowie die Frischdampfableitungen der Dampferzeuger sind voneinander unabhängig und radial symmetrisch zueinander angeordnet, wobei die Speisewasserzuführungen jeweils in den verlängerten Mantelabschnitten, die der Kaltgasführung dienen,.vorgesehen sind, während sich die Frischdampfableitungen in den Lücken zwischen diesen Abschnitten befinden. Bis auf den innersten Dampferzeuger, dessen Frischdampfleitungen zentral durch das Wärmenutzungssystem verlegt sind, haben alle Dampferzeuger in der Frischdampf führung eine Dehnzone, realisiert durch die helissenartig durch die Ringräume geführten Frischdampfleitungen.The feed water supply as well as the live steam discharge of the steam generator are arranged independently and radially symmetrically to one another, wherein the feedwater supply lines in each case in the extended jacket sections that the Cold gas ducts are used, while the live steam discharges are provided located in the gaps between these sections. Except for the innermost steam generator whose main steam lines are laid centrally through the heat utilization system, all steam generators have an expansion zone in the live steam supply the live steam pipes, which run like helices through the annular spaces.

Das Kaltgas tritt oben aus den in einer Höhe liegenden Abschlußteilen der verlängerten Abschnitte aus, d.h. es wird bei allen Dampferzeugern auf der gleichen Seite herausgeführt. Anschließend wird es' den Gebläses zugeleitet, die beispielsweise oben auf den Stahldruckbehälter aufgesetzt sein können.The cold gas emerges at the top from the terminating parts located at the same height of the extended sections, i.e. it is on the same for all steam generators Side led out. Then it is' fed to the fan, for example can be placed on top of the steel pressure vessel.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen zu entnehmen.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims and the following description of an exemplary embodiment in connection with refer to the schematic drawings.

Die Figuren zeigen im einzelnen: Figur 1 einen HT-Kleinreaktor mit dem erfindungsgemäßen Wärmenutzungssystem, teilweise im Längsschnitt, Figur 2 die Ansicht des Wärmenutzungssystems von oben, Figur 3 die Abwicklung des Wärmenutzungssystems nach Figur 2, Figur 4 einen Längsschnitt durch den innersten Dampferzeuger mit der Speisewasserzuführung und Frischdampfableitung, Figur 5 einen Querschnitt durch die Speisewasserzuführung und Frischdampfableitung des innersten Dampferzeugers, Figur 6 die Abwicklung des halben Ringraumes eines der äußeren Dampferzeuger, wobei das Helix-Rohrbündel weggelassen ist, Figur 7 den obersten Bereich des Stahldruckbehälters mit Speisewasserzuführung und Frischdampfableitung, stark vergrößert.The figures show in detail: Figure 1 shows a small HT reactor with the heat utilization system according to the invention, partly in longitudinal section, FIG 2 the view of the heat utilization system from above, FIG. 3 the development of the heat utilization system according to Figure 2, Figure 4 is a longitudinal section through the innermost steam generator with the Feed water supply and live steam discharge, Figure 5 shows a cross section through the feed water supply and live steam discharge of the innermost steam generator, FIG. 6 shows the development of half the annular space of one of the outer steam generators, with the helix tube bundle is omitted, FIG. 7 the uppermost area of the steel pressure vessel with feed water supply and live steam discharge, greatly enlarged.

Gleiche Teile sind in den einzelnen Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same parts are given the same reference numbers in the individual figures Mistake.

Die Figur 1 läßt-einen stehenden zylindrischen Stahldruckbehälter 1 erkennen, der aus zwei Teilen 2 und 3 besteht sowie ein Bodenteil 4 und einen gewölbten Deckel 5 aufweist. Die beiden Behälterteile 2 und 3 sind durch Flansche 6 miteinander verbunden. In dem unteren Behälterteil 3 ist ein HT-Kleinreaktor 7 untergebracht, dessen Kern aus einer Schüttung 8 von kugelförmigen Brennelementen besteht. Die Schüttung 8, die von unten nach oben von einem Kühlgas (Helium) durchströmt wird, ist seitlich von einem zylindrischen Reflektor 9 umgeben. An diesen schließt sich oben ein Deckenreflektor 10 an, der Durchtrittsöffnungen 11 für das Kühlgas aufweist. Oberhalb des Deckenreflektors 10 ist ein Heißgassammelraum 12 vorgesehen.Figure 1 leaves a standing cylindrical steel pressure vessel 1 recognize, which consists of two parts 2 and 3 and a bottom part 4 and one Has curved cover 5. The two container parts 2 and 3 are flanged 6 connected to each other. A small HT reactor 7 is located in the lower container part 3 housed, the core of which consists of a bed 8 of spherical Fuel assemblies consists. The bed 8, through which a cooling gas (helium) flows from bottom to top is surrounded by a cylindrical reflector 9 at the side. Closes to this A ceiling reflector 10 attaches itself to the top, the passage openings 11 for the cooling gas having. A hot gas collecting space 12 is provided above the ceiling reflector 10.

In dem oberen Behälterteil 2 befindet sich'ein Wärmenutzungssystem 13, das in diesem Ausführungsbeispiel aus drei Dampferzeugern 14, 15, 16 besteht, wie besser aus der Figur 2 zu erkennen ist. Die Dampferzeuger 14, 15, 16 haben als Heizfläche je ein Rohrbündel mit kreisringförmigem Querschnitt in Helix-Bauweise, das jeweils in dem Ringraum 17 zwischen einem äußeren Mantel 18 und einem inneren Mantel 19 angeordnet ist. Die Ringräume 17 sind nach unten hin offen, so daß das heiße Kühlgas aus dem Heißgassammelraum 12 direkt die Rohrbündel beaufschlagen und .in dem Wärmenutzungssystem 13 nach oben strömen kann.A heat utilization system is located in the upper container part 2 13, which in this embodiment consists of three steam generators 14, 15, 16, as can be seen better from FIG. The steam generator 14, 15, 16 have as Heating surface one tube bundle each with a circular cross-section in a helix design, each in the annular space 17 between an outer shell 18 and an inner one Sheath 19 is arranged. The annular spaces 17 are open at the bottom, so that the hot cooling gas from the hot gas collecting space 12 directly act on the tube bundle and . In the heat utilization system 13 can flow upwards.

Die Mäntel 18 und 19 der Dampferzeuger 14, 15, 16 sind koaxial ineinander angeordnet, und zwar derart, daß zwischen zwei benachbarten Dampferzeugern je ein freier Ringraum 20 bleibt. Der Zentralraum 21 des Wärmenutzungssystems 13 bleibt ebenfalls frei von Bündel rohren.The jackets 18 and 19 of the steam generator 14, 15, 16 are coaxial with one another arranged in such a way that one each between two adjacent steam generators free annular space 20 remains. The central space 21 of the heat utilization system 13 remains also free of bundle tubes.

Wie am besten aus der Abwicklung in Figur 3 zu erkennen ist, sind bei jedem der Dampferzeuger 14, 15, 16 der äußere Mantel 18 sowie der innere Mantel 19 auf einem Teilbereich ihres Umfangs, der an der Basis höchstens bis zu einem Drittel beträgt, nach oben verlängert, wobei der verlängerte Abschnitt 22 sich auf seinen beiden Flanken evolventenartig nach oben verjüngt.As can best be seen from the development in FIG in each of the steam generators 14, 15, 16, the outer jacket 18 and the inner jacket 19 on a part of its scope, which at the base up to a maximum of one Third is, extended upwards, with the extended portion 22 on its two flanks tapers upwards like an involute.

Den Abschluß der Abschnitte 22 bildet jeweils ein ebenes Abschlußteil 23, wobei alle Abschlußteile 23 auf der'gleichen Höhe liegen. Die drei Dampferzeuger 14, 15, 16 sind so ineinander angeordnet, daß ihre verlängerten Mantel-Abschnitte 22 gegeneinander um 1200 versetzt sind.The end of the sections 22 each forms a flat end part 23, with all terminating parts 23 on the same Height. the three steam generators 14, 15, 16 are arranged one inside the other so that their lengthened Jacket sections 22 are offset from one another by 1200.

Die Ringräume 17, die die Rohrbündel enthalten, sind oben abgeschlossen, und zwar auch im Bereich der verlängerten Abschnitte 22. Als Führung für das aus den Ringräumen 17 austretende Kaltgas dienen die verlängerten Abschnitte 22, die in ihren ebenen Abschlußteilen 23 je eine Durchgangsöffnung 24 aufweisen. Das Kaltgas strömt innerhalb der Abschnitte 22 nach oben und wird durch die evolventenartigen Flanken den Durchgangsöffnungen 24 zugeleitet. An die Durchgangsöffnungen 24 schließt sich über eine Schiebeverbindung 25 je eine zu einem Gebläse 26 führende Gasleitung 27 an, wie die Figur 7 zeigt. Aus der Figur 1 ist der weitere Weg des Kaltgases zurück zu dem HT-Kleinreaktor 7 zu erkennen, nämlich durch einen oberen Ringraum 28 zwischen Stahldruckbehälter 2 und Wärmenutzungssystem 13 und einen unteren Ringraum 29 zwischen Stahldruckbehälterteil 3 und seitlichem Reflektor 9.The annular spaces 17, which contain the tube bundle, are closed at the top, and also in the area of the extended sections 22. As a guide for the off the annular spaces 17 exiting cold gas serve the extended sections 22, the each have a through opening 24 in their flat end parts 23. The cold gas flows upward within the sections 22 and becomes through the involute-like Flanks fed to the through openings 24. Closes to the through openings 24 via a sliding connection 25 each one leading to a blower 26 gas line 27, as FIG. 7 shows. The further path of the cold gas is shown in FIG back to the HT small reactor 7 to be seen, namely through an upper annulus 28 between steel pressure vessel 2 and heat utilization system 13 and a lower annulus 29 between steel pressure vessel part 3 and lateral reflector 9.

In dem äußeren. Mantel 18 jedes Dampferzeugers 14, 15, 16 ist bei diesem Ausführungsbeispiel innerhalb des verlängerten Abschnitts 22 als Speisewasserzuführung ein Durchbruch 30 vorgesehen, durch den abgedichtet Speisewasserleitungen 31 für den jeweiligen Dampferzeuger verlegt sind. Diametral gegenüber dem Durchbruch 30 ist bei den beiden äußeren Dampferzeugern 15 und 16 im zylindrischen Teil des äußeren Mantels 18 ein weiterer Durchbruch 33 als Frischdampfableitung vorhanden, der für die Herausführung der jeweiligen Frischdampfleitungen 34 bestimmt ist. Dieser Sachverhalt ist in den Figuren 4, 5 und 6 dargestellt. Wie zu erkennen ist, sind im oberen Bereich des Ringraumes 17 die Speisewasserleitungen 31 über Anschlüsse 32 mit den Helix-Bündelrohren verbunden.In the outer. Jacket 18 of each steam generator 14, 15, 16 is at this embodiment within the extended section 22 as feed water supply a breakthrough 30 is provided through the sealed feed water lines 31 for the respective steam generator have been relocated. Diametrically opposite to breakthrough 30 is at the two outer steam generators 15 and 16 in the cylindrical part of the outer Shell 18 another breakthrough 33 available as a live steam discharge, which for the lead-out of the respective live steam lines 34 is determined. This fact is shown in FIGS. 4, 5 and 6. As can be seen, are in the upper area of the annular space 17, the feed water lines 31 via connections 32 with the helical bundle tubes tied together.

Bei dem inneren Dampferzeuger 14 sind - wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt - die Frischdampfleitungen 34 in dem freien Zentralraum 21 des Wärmenutzungssystems 13 nach oben verlegt und außerhalb des Mantels 19 in einer solchen Höhe um 900 umgebogen, daß. sie auf dem gleichen Niveau liegen wie der Durchbruch 30 für die Speisewasserleitungen 31. Das abgebogene Bündel 35 befindet sich diametral gegenüber diesem Durchbruch.In the case of the inner steam generator 14 - as in FIGS. 4 and 5 shown - the main steam lines 34 in the free central space 21 of the heat utilization system 13 moved upwards and bent by 900 outside the shell 19 at such a height, that. they are at the same level as the breakthrough 30 for the feed water pipes 31. The bent bundle 35 is located diametrically opposite this opening.

Bei den beiden äußeren Dampferzeugern 15 und 16 erfolgt das Heraufführen der Frischdampfleitungen 34 vom unteren Ende des Helix-Rohrbündels zu dem Durchbruch 33 über eine Dehnzone, die von mindestens einer Helix-Windung 36 gebildet wird (Figur 6).The two outer steam generators 15 and 16 are brought up the main steam lines 34 from the lower end of the helix tube bundle to the breakthrough 33 via an expansion zone which is formed by at least one helix turn 36 (FIG 6).

Nach dem Durchbruch 33 werden die Frischdampfleitungen 34 zunächst durch die freien Ringräume 20 zwischen den Dampferzeugern verlegt, ehe-sie ebenfalls in Höhe der Durchbrüche 30 für die Speisewasserleitungen 31 um 900 umgelenkt werden.After the breakthrough 33, the live steam lines 34 are initially laid through the free annular spaces 20 between the steam generators before they too at the level of the openings 30 for the feed water lines 31 are deflected by 900.

In der Figur 7 ist am Beispiel des äußeren Dampferzeugers 16 die weitere Führung der Speisewasserleitung.en 31 und Frischdampfleitungen 34 dargestellt. Für jedes der Leitungsbündel ist eine Lochplatte 37 vorgesehen, in der die jeweiligen Leitungen gesammelt werden. Mittels eines Wärmedehnungskompensators (Thermosleeve) ist jede Lochplatte 37 in die Wand des oberen Stahldruckbehälterteils 2 eingesetzt.In FIG. 7, using the example of the outer steam generator 16, the further one Routing of the feed water line 31 and main steam lines 34 are shown. For each of the wire bundles is provided with a perforated plate 37 in which the respective Lines are collected. Using a thermal expansion compensator (Thermosleeve) each perforated plate 37 is inserted into the wall of the upper steel pressure vessel part 2.

Die Lochplatten-37 aller Dampferzeuger 14, 15, 16 liegen auf gleicher Höhe und sind gleichmäßig über den Umfang des Behälterteils 2 verteilt. Dies läßt sich besonders gut aus der Figur 3 erkennen. Die drei Lochplatten für das Speisewasser wie auch diejenigen für den Frischdampf sind mit I, II, III (für die drei Dampferzeuger) bezeichnet. Das gilt auch für die Figur 2.The perforated plates 37 of all steam generators 14, 15, 16 are on the same Height and are evenly distributed over the circumference of the container part 2. This leaves can be seen particularly well from FIG. The three perforated plates for the feed water as well as those for the main steam are with I, II, III (for the three steam generators) designated. This also applies to Figure 2.

Die Last der drei Dampferzeuger 14, 15, 16 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit Hilfe von Pratzen 39 auf den oberen Behälterteil 2 abgetragen, wobei die Pratzen 39 auf an dem Behälterteil 2 vorgesehenen Gegenlagern 40 ruhen. Dies ist den Figuren 1 und 7 zu entnehmen. Die Pratzen 39 sind oberhalb der Speisewasserleitungen 31 und Frischdampfleitungen 34 in gleicher Höhe außen an dem Mantel 19 des jeweiligen Dampferzeugers angebracht. Jeder Dampferzeuger 14, 15, 16 weist drei Pratzen 39 auf. Eine dieser Pratzen befindet sich jeweils an dem verlängerten Mantel-Abschnitt 22, und zwar auf dem gleichen Teilkreis wie der Durchbruch 30, wie die Figur 3 erkennen läßt.The load of the three steam generators 14, 15, 16 is shown in the Embodiment removed with the help of claws 39 on the upper container part 2, the claws 39 resting on counter bearings 40 provided on the container part 2. This can be seen from FIGS. 1 and 7. The claws 39 are above the feed water lines 31 and live steam lines 34 at the same height on the outside of the jacket 19 of the respective Steam generator attached. Each steam generator 14, 15, 16 has three claws 39 on. One of these claws is located on the extended jacket section 22, specifically on the same pitch circle as the opening 30, as can be seen in FIG leaves.

Die beiden anderen Pratzen 39 jedes Dampferzeugers liegen symmetrisch zu dem Durchbruch 33 für die Frischdampfleitungen 34 dieses Dampferzeugers (vgl. Figur 2). Dabei ergibt sich gleichzeitig eine Symmetrie jeweils zweier Pratzen, die zu zwei verschiedenen Dampferzeugern gehören, zu der an dem verlängerten Abschnitt 22 des dritten Dampferzeugers angebrachten Pratze.The other two claws 39 of each steam generator are symmetrical to the breakthrough 33 for the main steam lines 34 of this steam generator (cf. Figure 2). This results in a symmetry of two claws at the same time, belonging to two different steam generators, to the one on the extended section 22 of the third steam generator attached claw.

Die Pratzen 39 und ihre Gegenlager 40 können als Bajonett-Verbindung ausgebildet sein, so daß sich die Montage des Wärmenutzungssystems 13 in dem Stahldruckbehälter 1 sehr einfach durchführen läßt.The claws 39 and their counter bearings 40 can be used as a bayonet connection be designed so that the assembly of the heat utilization system 13 in the steel pressure vessel 1 can be carried out very easily.

Claims (15)

Patentansprüche: (?. Aus mehreren Dampferzeugern bestehendes Wärmenutzungssystem für einen uT-Kleinreaktor, das oberhalb des HT-Kleinreaktors angeordnet und zusammen mit diesem in einem stehenden zylindrischen Stahldruckbehälter untergebracht ist, wobei das Wärmenutzungssystem mit Hilfe von Kühlgasgebläsen von unten nach oben von dem in dem HT-Kleinreaktor erhitzten Kühlgas durchströmt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) das Wärmenutzungssystem (13) besteht aus mindestens zwei Dampferzeugern (14, 15, 16) mit im Querschnitt kreisringförmigem Rohrbündel, die mit radialem Abstand koaxial ineinander angeordnet sind und je einen einen Ringraum (17) begrenzenden äußeren (18) und inneren zylindrischen Mantel (19) aufweisen, zwischen denen das jeweilige Rohrbündel installiert ist; b) bei jedem Dampferzeuger (14, 15, 16) sind der äußere (18) und der innere Mantel (19) in einem Teilkreis ihres Umfangs in gleichem Maße nach oben verlängert, wobei der verlängerte Abschnitt (22) sich an seinen beiden Flanken verjüngt und oben ein ebenes Abschlußteil (23) aufweist; c) die Dampferzeuger (14, 15, 16) des Wärmenutzungssystems (13) sind derart ineinander gefügt, daß ihre verlängerten Abschnitte (22) im Umfang -gleichmäßig gegeneinander versetzt sind; d) die jeweils von einem der äußeren. (18) und der inneren zylindrischen Mäntel (19) begrenzten Ringräume (17) sind für den direkten Zutritt heißen Kühlgases nach unten hin offen; e) für die Führung des Kaltgases aus den nach oben hin abgeschlossenen Ringräumen (17) sind die verlängerten Abschnitte (22) der Dampferzeuger-Mäntel (18, 19) vorgesehenj die in ihrem ebenen Abschlußteil (23) eine Durchgangsöffnung (24) aufweisen; f) im äußeren Mantel (18) jedes Dampferzeugers (14, 15, 16) ist zentral im Wandbereich seines verlängerten Abschnitts (22) eine Speisewasserzuführung (30) vorgesehen; g) diametral gegenüber der Speisewasserzuführung (30) weisen die äußeren Mäntel (18) aller Dampferzeuger mit Ausnahme des innersten Dampferzeugers (14) im oberen Wandbereich eine Frischdampfableitung (38) auf, zu welcher Frischdampfleitungen (34) helissenartig durch die Ringräume (17) nach oben geführt sind; h) die Frischdampfleitungen (34) für den innersten Dampferzeuger (14) sind in dem Zentralraum (21) des Wärmenutzungssystems (13) nach oben verlegt. Claims: (?. Heat utilization system consisting of several steam generators for a UT small reactor, which is arranged above the HT small reactor and together with this is housed in a standing cylindrical steel pressure vessel, the heat utilization system with the help of cooling gas fans from bottom to top is flowed through by the cooling gas heated in the small HT reactor, characterized by the following features: a) the heat utilization system (13) consists of at least two steam generators (14, 15, 16) with a tube bundle with a circular cross-section, which are arranged coaxially one inside the other at a radial distance and each have an annular space (17) have delimiting outer (18) and inner cylindrical jacket (19), between which the respective tube bundle is installed; b) at every steam generator (14, 15, 16) are the outer (18) and the inner jacket (19) in a partial circle their circumference extended upwards to the same extent, the extended section (22) tapers on its two flanks and a flat end part (23) at the top having; c) the steam generators (14, 15, 16) of the heat utilization system (13) are of this type inserted into one another that their extended sections (22) -evenly in the circumference are offset from one another; d) each of one of the outer. (18) and the inner cylindrical shells (19) limited annular spaces (17) are for direct access to hot cooling gas is open at the bottom; e) for the management of the Cold gases from the annular spaces (17) closed at the top are the extended ones Sections (22) of the steam generator jackets (18, 19) provided in their flat End part (23) have a through opening (24); f) in the outer jacket (18) each steam generator (14, 15, 16) is centrally located in the wall area of its extended Section (22) a feed water supply (30) is provided; g) diametrically opposite the feed water supply (30) have the outer jackets (18) of all steam generators with the exception of the innermost steam generator (14) in the upper wall area, a live steam outlet (38) to which live steam lines (34) helissen-like through the annular spaces (17) are guided upwards; h) the main steam lines (34) for the innermost Steam generators (14) are in the central space (21) of the heat utilization system (13) relocated above. 2. Wärmenutzungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmenutzungssystem (13) aus drei Dampferzeugern (14, 15, 16) besteht, deren verlängerte Mantel-Abschnitte (22) sich an ihrer Basis höchstens bis zu einem Drittel des Mantel-Umfangs erstrecken und um 1200 zueinander versetzt sind.2. Heat utilization system according to claim 1, characterized in that the heat utilization system (13) consists of three steam generators (14, 15, 16) whose extended coat sections (22) at their base at most Extend up to a third of the circumference of the jacket and offset from one another by 1200 are. 3. Wärmenutzungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisewasserzuführungm(30) und die Frischdampfableitungen (33) als Durchbrüche ausgebildet sind, durch welche die jeweiligen Leitungen (31, 34) gasdicht verlegt sind.3. Heat utilization system according to claim 1 or 2, characterized in that that the feed water supply (30) and the live steam discharge lines (33) as breakthroughs are formed, through which the respective lines (31, 34) laid gas-tight are. 4. Wärmenutzungssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bündelrohre der Dampferzeuger (14, 15, 16) direkt an die Durchbrüche (30) für die Speisewasserleitungen (31) und die helissenartig geführten Frischdampfleitungen (34) direkt an die Durchbrüche (33) für diese Leitungen angeschlossen sind.4. Heat utilization system according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the bundle tubes of the steam generator (14, 15, 16) directly to the openings (30) for the feed water lines (31) and the helissen-like live steam lines (34) are connected directly to the openings (33) for these lines. 5. Wärmenutzungssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Speisewasserleitungen (31) als auch die Frischdampfleitungen (34) jedes Dampferzeugers (14, 15, 16) außerhalb des äußersten Mantels des Wärmenutzun,gssystems (13) jeweils in einer Lochplatte (37) gesammelt werden, wobei alle Lochplatten (37) auf gleicher Höhe liegen und gleichmäßig auf den Umfang verteilt sind.5. Heat utilization system according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that both the feed water lines (31) and the main steam lines (34) each steam generator (14, 15, 16) outside the outermost shell of the heat utilization system (13) are each collected in a perforated plate (37), with all perforated plates (37) lie at the same height and are evenly distributed over the circumference. 6. Wärmenutzungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatten (37) in die Wand des Stahldruckbehälters (lj integriert sind.6. heat utilization system according to claim 5, characterized in that the perforated plates (37) are integrated into the wall of the steel pressure vessel (lj. 7. Wärmenutzungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatten (37) mittels Wärmedehnungskompensatoren (38) in der Wand des Stahldruckbehälters (1) befestigt sind.7. heat utilization system according to claim 6, characterized in that the perforated plates (37) by means of thermal expansion compensators (38) in the wall of the steel pressure vessel (1) are attached. 8. Wärmenutzungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Mänteln (18, 19) verschiedener Dampferzeuger vorhandenen freien Ringräume (20) im oberen Bereich für die Verlegung der aus den Durchbrüchen (33). herausgeführten Frischdampfleitungen (34) ausgenutzt werden.8. Heat utilization system according to claim 1 or 2, characterized in that that between the jackets (18, 19) of different steam generators present free Annular spaces (20) in the upper area for the laying of the openings (33). Live steam lines (34) led out are used. 9. Wärmenutzungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Durchgangsöffnungen (24) für das Kaltgas in den ebenen Abschlußteilen (23) der verlängerten Abschnitte (22) je eine Schiebeverbindung (25) angeschlossen ist.9. heat utilization system according to claim 1 or 2, characterized in that that the through openings (24) for the cold gas in the flat end parts (23) of the extended sections (22) each connected to a sliding connection (25) is. 10. Wärmenutzungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Last jedes Dampferzeugers (14, 15, 16) über oberhalb der Speisewasserleitungen (31) und Frischdampfeitungen (34) in gleicher Höhe vorgesehene Pratzen (39) auf den Stahldruckbehälter (1) abgetragen wird.10. Heat utilization system according to claim 1 or 2, characterized in that that the load of each steam generator (14, 15, 16) over above the feed water lines (31) and live steam lines (34) provided claws (39) at the same height the steel pressure vessel (1) is removed. 11. Wärmenutzungssystem nach den Ansprüchen 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dampferzeuger (14, 15, 16) drei an seinem äußeren Mantel (18) angebrachte Pratzen (39) aufweist, von denen die eine an dem verlängerten Abschnitt (22) auf dem gleichen Teilkreis wie die Speisewasserzuführung (30) angeordnet ist und die beiden anderen symmetrisch zu der jeweiligen Frischdampfableitung (33) liegen.11. Heat utilization system according to claims 2 and 10, characterized in that that each steam generator (14, 15, 16) attached three to its outer shell (18) Has claws (39), one of which on the extended portion (22) the same pitch circle as the feed water supply (30) is arranged and the the other two are symmetrical to the respective live steam discharge (33). 12. Wärmenutzungssystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Pratzen (39) und die an dem Stahldruckbehälter angebrachten Gegenlager (40) als Bajonett-Verbindung ausgebildet sind.12. Heat utilization system according to claim 10 or 11, characterized in that that the claws (39) and the counter bearings (40) attached to the steel pressure vessel are designed as a bayonet connection. 13. Wärmenutzungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastabtragung der Dampferzeuger auf den Stahldruckbehälter über Pratzen erfolgt, die auf gleicher Höhe liegen wie die Speisewasserzuführungen; 13. Heat utilization system according to claim 1 or 2, characterized in that that the load transfer of the steam generator to the steel pressure vessel via claws takes place, which are at the same level as the feed water supplies; 14. Wärmenutzungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastabtragung der Dampferzeuger auf den Stahldruckbehälter über eine Hängekonstruktion erfolgt.14. Heat utilization system according to claim 1 or 2, characterized in that the load transfer of the steam generator is carried out on the steel pressure vessel via a hanging structure. 15. Wärmenutzungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrbündel der Dampferzeuger über Tragplatten auf die jeweiligen Mäntel abgetragen werden, wobei die Bündel rohre mittels reib- und verschleißmindernder Schutzhülsen in den Tragplatten befestigt sind.15. Heat utilization system according to claim 1 or 2, characterized in that that the tube bundle of the steam generator on support plates on the respective jackets are removed, the bundle tubes by means of friction and wear-reducing Protective sleeves are attached in the support plates.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3212266C1 (en) * 1982-04-02 1983-06-01 Hochtemperatur-Reaktorbau GmbH, 5000 Köln Nuclear reactor installation
DE3212264A1 (en) * 1982-04-02 1983-10-13 Hochtemperatur-Reaktorbau GmbH, 5000 Köln System for nuclear generation of heat and the reuse thereof in heat-absorbing apparatuses
DE3335451A1 (en) * 1983-09-30 1985-04-18 Hochtemperatur-Reaktorbau GmbH, 4600 Dortmund CORE REACTOR

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