DE7012605U - Mit durch kernenergie erzeugter waerme betriebene dampferzeugungsvorrichtung. - Google Patents

Description

P. 4332a

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur/Schweiz

Mit durch Kernenergie erzeugter Wärme betriebene Dampferzeugungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine mit durch Kernenergie erzeugter Wärme betriebene Dampferzeugungsvorrichtung r.it Dampferzeugungsteil und Flüssigkeitsabscheidungsteil, wobei der Dampferzeugungsteil mehrere je einen Flüssigkeits auiri bildende und Heizflächen enthaltende Druckbehälter aufweist.

Es sind Dampferzeugungsvorrichtungen bekannt mit einem Dampferzeuger und einem oberhalb diesen angeordneten Wasserabscheider. Der Dampferzeuger hat, venn für grosse Leistungen ausgelegt, einen sehr dicken (.bis 500 nm) und sehr grossen und daher sehr schweren und kostspieligen Rohrboden. Auch ist die Zeit für eine einzige Arbeitsoperation, beispielsweise für d? Bohren der sehr grossen Anzahl Löcher (bis 17¹OOO) solcher riesigen Rohrboden sehr lange. Es ist bekannt diesen Nachteilen zu begegnen durch das Auflösen des sehr grossen Dampferzeugers in mehrere kleine, parallel geschaltete Dampferzeuger. Der Nachteil dieser Lösung ist jedoch, dass es schwierig ist, das zur Unterbringung der mehreren Wasserabscheider nötige Volumen zu schaffen. Auch ist die Herstellung der mehreren Wasserabscheider aufwendig und teuer.

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Die Erfindung bezwejkt eine Dampferzeugungsvorrichtung zu schaffen, bei welcher diese Nachteile umgangen sind. Die DompferzeUjjUngsvorrichtung gemass der Erfindung ist drdurch gekennzeichnet, dass die Druckbehälter in einen gemeinsamen den Fliissigkeitsabscheidungsteil enthnltenden Behälter ausmünden. Der Vorteil ist, dass der Flüssigkeitsabscheidungsteil klein gehalten werden kann und dessen Herstellungskosten gering sind. Die entstandene bauliche Einheit ist leicht und kompakt. Die kompakte Einheit ermöglicht es die Dampferzeuger, d.h. den ganzen dampferzeugenden Teil der Vorrichtung, mit einer gemeinsamen Wärmeisolation zu umgeben, vas, verglichen mit einer Vorrichtung mit einzeln isolierten Dampferzeugern eine grosse Kosteneinsparung darstellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vird anhand der Zeichnung (Fig. 1) erläutert, v.'elche, zum Teil im Querschnitt, eine Dampferzeugungsvorrichtung gemäss der Erfindung zeigt.

Die Dampferzeugungsvorrichtung weist einen Dampferzeugungsteil 1, einen Wasserabscheidungsteil 2 und einen Strömungsweg 3 für das Sekundärmedium auf. Der Dampferzeugungsteil besteht aus vier gleichen Dampferzeugern, von denen die Dampferzeuger 4 und 5 gegenständlich, die Dampferzeuger 6 und 7 schematisch gezeichnet sind. Der Wasserabscheidungsteil besteht aus einem den vier. Dampferzeugern gemeinsam zugeordneten Kugelbehälter 8, in welchen die Dairpferzeuger ausmünden.

Jeder Dampferzeuger weist einen Druckbehälter 10 auf, mit darin axial verlaufenden Heizflächen, beispielsweise einem U-Rohr-

bündel 11, dessen Rohrenden in einem Rohrboden 12 befestigt sind. Unterhalb des Rohrboden? ist ein Kugelboden 13 angeschweisst, in welchem eine Trennwand 14 einen Eintrittsraum 15 und einen Ausfcritt--5r?>'Un! 16 fUr das PrI mHrmefl ium des Dampferzeugers bildet» Bas Primärmedium tritt durch einen Eintrittsstutzen 17 am Kugelboden ein und durch einen Austrittsstutzen 18 aus. Zwischen dem Rohrbündel 11 und der Wand 20 des Druckbehälters des Dampferzeugers erstreckt sich ein Futterrohr 21, das über eine aus einem konischen Teil 22 und einem mit einem Drallwasserabscheider 23 versehenen zylindrischen Teil 24 bestehende Verlängerung in den Kugelbehälter 8 hineinragt. Der zylindrische Teil 24 des Futterrohres ist mit Abstand von einem Mantel 25 umgeben, so dass ein Ringspalt 26 zwischen beiden vorhanden ist. Der Mantel wird gebildet durch einen mit dem Kugelbehälter verbundenen Kragen 25a und einen mit e. iier Kalotte 27 des Druckbehälters verbundenen Kragen 25b. Beide Kragen sind bei 25c miteinander verschweisst. Das Futterrohr reicht unten bis auf einem bestimmten Abstand an den Rohrboden 12 heran, so dass ein Durchgang 28 vorhanden ist. In einem Ringraum 29 zwischen der Kalotte 27 und dem konischen Teil 22 ist eine gelochte Speisewasser-Verteilringleitung 30 untergebracht, welche an eine Speisewasserleitung 31 des Sekundärmedium-Kreislaufs 3 angeschlossen 1st. Alle vier Dampferzeuger sind parallel an der Speisewasserleitung 31 angeschlossen. Das kalte Speisewasser sinkt aus dem Ringraum 29 in einen Ringspalt 32 zwischen Futterrohr 21 und Druckbehälterwand 20 und tritt unten durch den Durch-

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gang 28 in den Bereich des Rohx-bündels 11 ein. Jeder Dampferzeuger ist parallel an einen Kühlmittelkreislauf 35 eines Kernreaktors 36 angeschlossen. Das Kühlmittel, hier Druckgasser, wird durch eine Pumpe 37 gefördert. Der Kreislauf ist mit einem Druckhalteorgan 38 für das Kühlmedium versehen. Der Dampferzeuger 4 ist über die Zweigleitungen 45 und 46, der Dampferzeuger 5 über die Zweigleitungen 47 und 48 an den Kühlmittelkreislauf angeschlossen. Die Dampferzeuger 6 und 7 sind in derselben Weise über die Zweigleitungen 49,50 bzw. 51,52 mit dem Kühlmittelkreislauf verbunden.

Im Kugelbehälter 8, der aus zwei Hälften 8a und 8b besteht, sind Wasserabscheiderelemente 55 sowie ein Ueberhitzer 56 angebracht. Der getrocknete Dampf (das Sekundärmedium) tritt durch einen Frischdampfstutzen 57 aus und in den Strömungsweg 3 des Sekundärmediums ein. In dem Strömungsweg befindet sich eine Turbine 58 mit elektrischem Generator 59, ein Kondensator 60, eine Kondensatpumpe 61, zwei Vorwärmer 62, ein 3peisewassergefäss 63, eine Speisewasserpumpe 6 4 sowie ein Speisewasserventil 65. Ein Druckwandler 66 erzeugt ein dem Wasserstand 67 im Kugelbehälter entsprechendes Signal, welches durch einen Regler t8 zur Steuerung des Speisewasserventils 65 in der Speisewasserleitung 31 verwendet wird.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist im folgenden im Zusammenhang mit dem Dampferzeuger A beschrieben :

Das Kühlmittel des Kernreaktors 36, d.h. das Prinär- oder

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xieiz.-neäiur. für die Da~~ferzeuger, strömt aus dem kreislauf 3 5 über di3 Zweigleitung 45 "and den Eintritts stutzen 17 des Dampferzeugers 4 in dessen Eintri.tsr·" ·. ' "· ein, und verteilt sich von dort über die et: ■£ 2300 ^arsl^-..' geschalteten Rohre des Rohrbündels 11. Tas aus de- Rohrbündel austretende Primärmet. sammelt sich in der. Austrittsraum 16 und strömt durch den Austrittsstutzen IS und die Zweigleitung 46 zurück in den Kreislauf 35 des Kernreaktors. Dr ε die Rohre de? Rohrbündels umgebende Sekundärniedium wird erhitzt und teilweise verdampft. Durch die Darapfblasen wird das spezifische Gewicht des Wassers herabgesetzt, so dass ein starker Auftrieb in V/asser entsteht. Das Wasser-Dampfgenisch wird am Drnll-Wasserebscheider 23 in Drehung versetzt, so dass durch die Schleuderwirkun_o eine grobe Trennung des Wassers und Dampfes stattfindet. Des abgeschiedene Wasser sammelt sich auf dem Boden des Kugelbehälters 8. Der noch einen hohen Viasseranteil aufweisende Dampf strömt weiter zu den Wasserabscheiderele.nenten 55, wo das Wasser bis cuf einen vernachlässigbcren Rest abgeschieden wird. Das Wasser snmmelt sich ebenfalls auf deu Boden des Kugelbehälters. Es bildet sich dort ein Wasservorrat, dessen Niveau mit 67 angedeutet ist und welches durch den Ringspalt 26 mit dem Wasser in dem Ringspalt 32 im Druckbehälter kommuniziert und sich dort mit dem kalten Speisewasser mischt. Da in der Vorrichtung gemäss der Erfindung nur in einem einzigen Wasserabscheider Wasser ansteht, ist dessen Niveau in einfacher Weise mit dem einzigen Regler 68 zu regeln. Der Dampf strömt durch den Ueberhitzer 56 zum Frischdampfstutzen

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57 von ν.Ό er in den Kreislauf 3 eintritt. Der in der Turbine

58 entspannte Dampf wird im Kondensator 6 0 kondensiert. Di3 Kondensatpumpe 61 fördert darauf das Sekundämediua. durch die Vorwärmer 6 2 in das Speisevassergefäss 63, aus dem es mittels der Pumpe 6 4 in die Speisewasserleitung 31 der Dampferzeuger gefördert wird.

Der Dampferzeugungsteil dar Vorrichtung besteht scmit aus vier gleichen, in der Werkstatt getrennt fertigzustellenden Dampferzeugern 4-7. Die untere halbe Kugelschale 3a des
Kugelbehälters wird mit vier Kragen 25a versehen. Am Aufstellungsort der Vorrichtung werden die vier Dampferzeuger aufgerichtet und darauf die untere Kugelschale mit den Kragen 25a auf den Kragen 25b der Dampferzeuger aufgesetzt, wonach die
Kragen bei 25c miteinander verschweisst werfen. Hernach werden lie Wärmeabscheiderelemente und die Ueberhitzer in die Kugelschr an des Kugelbehälters eingebaut und die Kugelschalen b^r' 8c miteinander verschweisst. Es folgt, dass die Montage der Vorrichtung einfach und schnell ist. Die Schireissarbeiten em Aufstellungsort sind gering. Es sind nur Ringschweissnähte
auszuführen. Die vier Dampferzeuger werden aaschliessend über ihre Länge von einer gemeinsamen (nur teilweise gezeichneten) Wärmeisolierung 70 umgeben. Selbstverständlich kann auch der Kugelbehälter in diese Isolierung einbezoger. werden.

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Claims (9)

Schutzarsprüche

1. Mit durch Kernenergie erzeugter VJärne betriebene Dampferzeuger rvorrichtung mit Dampferzeugungsteil und Flüssigkeitsabscheidungsteil, wobei der Dampferzeugungsteil mehrere je einen Flüssigkeitsraum bildende und Heizflächen enthaltende Druckbehälter auf v/eist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbehälter in einen gemeinsamen den Flüssigkeitsabscheidungsteil enthaltenden Behälter ausmünden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadux'ch gekennzeichnet, dass das flüssige Sekundärnedium der Vorrichtung ein Niveai" im Flüssigkeitsabscheidungsteil bildet und aus diesem in die Dampferzeuger zurückströmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Behälter ein Kugelbehälter ist, v.-elcher Flüssigkeitsabscheidungs- und Ueberhitzungselemente enthält.

A. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einen die Heizf]ächen umgebenden Futter, dadurch gekennzeichnet, dass das Futter über eine Verlängerung in den Flüssickeitsfbscheidungsteil hineinragt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet^ dass die V3rlängerung des Futtdrs nit Abstar.1. von einen Stutzen umgeben ist. po dsss ein Raum zwischen beiden vorhanden ist« durch --.-elchen das im Flüssigkeitsabscheidungsteil gesammelte flüssige Sekundärmedium in die Dampferzeuger zurückströmt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlängerung eine einen Drall erzeugende Vorrichtung enthält.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen Druckbehälterv^and und Futter eine Einrührstelle für Speiseflüssigkeit aufveift

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ■!kennzeichnet, dass die Dampferzeuger von einer gemeinsamen Wärmeisolation umgeben sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messgerät für das lüveau im Flüssigkeitsabscheidungsteil vorgesehen ist, uas auf die Speisewasserzufuhr einwirkt.

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