DE7112592U - SURFACE CAPACITOR - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Oberflächenkondensator für durch Kernenergie erzeugten und E/am Antrieb einer Turbine dienenden Dampf mit mehreren Kühlrohren in einem gemeinsamen Gehäuse, das mit einer Sinlauföffnung für Dampf und mehreren Sanuaelbassins versehen ist, von denen jedes zum Auffangen des Kondensats und eventuell herausleckenden Kühlwassers für einen bestimmten Teilbereich des Kondensators dient, jedes mit einer absperrbaren Rückleitung für reines Kondensat und jedes mit einem Ventil zum Anschluß an eine Drainierieitung für verunreinigtes Wasser versehen ist.The invention relates to a surface capacitor for through Nuclear energy generated and E / used to drive a turbine Steam with several cooling tubes in a common housing, which has an inlet opening for steam and several sanitary basins is provided, each of which is used to collect the condensate and any cooling water that may leak out for a specific one Part of the condenser is used, each with a lockable return line for pure condensate and each with a Valve for connection to a drainage line for contaminated Water is provided.
Das aus einem Kondensator kommende Speisewasser einer dampferzeuger, den Anlage muß einen hohen Reinheitsgrad haben, wenn der Betrieb der Anlage nicht gefährdet v/erden soll. Bei Kernkraftanlsgen mit Direktkreissiedereaktoren werden besonders große Ansprüche an des Speisewasser gestellt, da bei diesen Reaktoren der zur Turbine strömende Dampf und da 3 vom Turbinenkondensator zurückgelsitete Kondensat radioaktiv sind. An das Kühlwasser des Turbinenkondensators brauchen dagegen nicht annähernd so hohe Forderungen gestellt zu werden.The feed water coming from a condenser of a steam generator, the system must have a high degree of purity if the Operation of the system should not be endangered. For nuclear power plants with direct circuit boiler reactors, particularly high demands are made on the feed water, since these reactors the steam flowing to the turbine and da 3 from the turbine condenser The returned condensate is radioactive. The cooling water of the turbine condenser, on the other hand, does not need nearly as much Demands to be made.
63 Gießen, den 15.5.1972 Boe/Sn 10.69563 Giessen, May 15, 1972 Boe / Sn 10.695
Az.: G 71 12 592.3 Anm.: Aliiebolaget ASEA-ATOMRef .: G 71 12 592.3 Note: Aliiebolaget ASEA-ATOM
sowie ein Kondensatorgehäuse 13» dessen Längsseiten von Durchführungsstutzen 16 bzw. 17 für die Rohrbündel 12 durchbrochen sind. Die Durchführungsstutzen sind mit Deckeln 14 und 15 versehen.and a capacitor housing 13 »whose longitudinal sides are pierced by bushings 16 and 17 for the tube bundle 12 are. The lead-through nozzles are provided with covers 14 and 15.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, liegen die vier Rohrbündel über und in den Zwischenräomen zwischen den fünf Betonfundamenten 11. Der Boden des Kondensatorgehäuses 13 ist unter jedem Rohrbündel 12 als langgestrecktes, rinnenförmiges Bassin 18 ausgebildet.Von diesen gehen Ablauf leitungen 19 füi* Kondc wasser ab, die mit normalerweise offenen, nicht gezeigten Ventilen versehen sein können. Die Ablaufleitungen 19 enden in einem Sammelbehälter oder in einer Sammelleitung 20, von der das Kondenswasser von drei parallelgeschalteten Kondensatpumpen 21 zu nicht gezeigten Speisewasservorwärmern weitertransportiert wird. Das Kühlwasser wird durch eine Hauptleitung 22 mit Abzwe#eitungen 23 den Rohrbündeln 12 und nach Durchströmen der Rohrbündel 12 durch Ablaufleitungen 24 und eine Sammelleitung 25 einem nicht gezeigten Behälter zugeführt. Obwohl die Kühlwasserleitungen 22-25 aus Platzgründen in Fig. 2 über den Rohrbündeln 12 eingezeichnet sind, liegen sie in Wirklichkeit wie in Fig. 3 und 4 angedeutet unter den Rohrbündeln. In den Einlaufleitungen 23 und den Ablaufleitungen 24 sind normalerweise offene Sperrventile 26 bzw. 27 angeordnet. Vom Boden jedes Bassins 18 geht eine Dränageleitung 28 aus, die mit einem normalerweise geschlossenen Ventil 29 versehen ist. Die Dränageleitungen 28 laufen in einer Sammelleitung 30 mit einer Pumpe zusammen, die anfallendes Wasser zu einem nicht gezeigten BassinAs can be seen from Fig. 2, the four tube bundles are above and in the spaces between the five concrete foundations 11. The The bottom of the condenser housing 13 is under each tube bundle 12 designed as an elongated, channel-shaped basin 18. From these drainage lines 19 for condc water go off, which with normally open valves, not shown, can be provided. The drain lines 19 end in a collecting container or in a collecting line 20, from which the condensation water is transported onward by three condensate pumps 21 connected in parallel to feedwater preheaters, not shown. The cooling water is through a main line 22 with branches 23 to the tube bundles 12 and, after flowing through the tube bundle 12, through drainage lines 24 and a manifold 25 fed to a container, not shown. Although the cooling water lines 22-25 are in Fig. 2 are drawn above the tube bundles 12, they are in reality as indicated in FIGS. 3 and 4 below the tube bundles. In the inlet lines 23 and the outlet lines 24 are normally open shut-off valves 26 and 27, respectively. From the ground Each basin 18 is a drainage line 28 from which with a normally closed valve 29 is provided. The drainage lines 28 run in a collecting line 30 with a pump together, the accruing water to a basin not shown
Ein Oberflächenkondensator der eingangs genannten Art ist aus der britischen Patentschrift 384 147 bekannt. Bei diesem Oberflächenkondensator werden innerhalb des Kühlrohr Systems verschiedene Abschnitte gebildet, denen jeweils eine Auffangvorrichtung für das Kondensat und eventuelles Leckwasser zugeordnet ist. Bei dieser Anordnung werden sämtliche Kühlrohre in ihrer Längsrichtung in einzelne Abschnitte unterteilt, wobei jedem Abschnitt eine darunter liegende Sammelkammer für das Kondensat zugeordnet ist. Jede der Kammern kann durch je ein Zweiwegeventil entweder mit einer Dränageleitung für verunreinigtes Wasser oder mit einer Rückleitung für reines Kondensat verbunden werden. Bei dieser bekannten Anordnung durchläuft jedes Kühlrohr jeden einzelnen Abschnitt. Dies hat den Nachteil, daß bei einem Defekt in einem der Abschnitte die gesamte Anlage stillgesetzt werden muß, da jedes Rohr Teil eines jeden Abschnittess ist.A surface capacitor of the type mentioned is off British Patent 384147 known. With this surface capacitor different sections are formed within the cooling pipe system, each with a collecting device for the condensate and any leakage water is assigned. With this arrangement, all cooling pipes are in their longitudinal direction is divided into individual sections, each section having an underlying collection chamber for the condensate assigned. Each of the chambers can be through a two-way valve either with a drainage line for contaminated Water or to a return line for pure condensate. In this known arrangement, each cooling pipe passes through every single section. This has the disadvantage that the entire system is shut down in the event of a defect in one of the sections as every pipe is part of every section.
Aus der schweizer Patentschrift 483 621 ist eine Kühleinrichtung bekannt, die mit mehreren selbständigen Kondensatoren arbeitet. Eine solche Konstruktion ist jedoch außerordentlich aufwendig.A cooling device is disclosed in Swiss patent specification 483 621 known that works with several independent capacitors. However, such a construction is extremely complex.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Oberflächenkondensator der "ingangs genannten Art derart konstruktiv zu ge-The invention is based on the object of a surface capacitor of the type mentioned at the outset to be constructed in this way
daßthat
stalten, trareröterg: die einzelnen Teilbereiche des Kondensators unabhängig voneinander stillgesetzt werden können, ohne daß die bauliche Einheit der Gesamtanlage dadurch verlorengeht.stalten, trareröterg: the individual sub-areas of the capacitor are independent can be shut down from each other without the structural unit of the overall system being lost.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Oberflächenkondensator der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der dadurch gekennfi zeichnet ist, daß der Ober fläche κ kondensator in mehrere parallel arbeitende Kühlrohrgruppen aufgeteilt ist, von denen jede über einem Sammelbassin angeordnet ist, daß jede Kühlrohrgruppe eine Einlauf kammer und eine Auslauf kammer für Kühlwasser hat, daß jeder Kühlr ohr gruppe zumindest eine Ventilanordnung zuge-■ ä ordnet ist, mit welcher die KühlwasserVersorgung der betreffenTo solve this problem, a surface condenser of the type mentioned is proposed, which is characterized gekennfi that the upper surface κ condenser is divided into several parallel working cooling tube groups, each of which is arranged over a collecting basin, that each cooling tube group has an inlet chamber and a has outlet chamber for cooling water, that each ear Kühlr group at least one valve assembly conces- ■ ä allocates is, with which the cooling water supply to the concern
den Kühlrohrgruppe bei einer Kühlwasserundichtigkeit abstellbar ist, und daß das als Dampfeinlaß dienende Turbinengehäuse von dem Kondensatorgehäuse getragen wird und mit diesem eine bauliche Einheit bildet, wobei die Kühlrohrgruppen nebeneinander und im wesentlichen senkredrb zur Turbinenachse angeordnet sind.the cooling pipe group can be switched off in the event of a cooling water leak is, and that serving as the steam inlet turbine housing of the condenser housing is carried and forms a structural unit with this, the cooling tube groups side by side and are arranged essentially perpendicular to the turbine axis.
Der Kondensator gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß Reparaturen an einzelnen Abschnitten vorgenommen werden können, ohne die Gesamtanlage stillsetzen zu müssen. Durch die er fin dungs gemässe bauliche Vereinigung des Kondensators mit der Turbine wird weiterhin der Vorteil erreicht, daß das Turbinengehäuse annähernd dieselbe niedrige Temperatur wie der Kondensator annimmt. Dadurch werden '"ie Strahlungsverluste herabgesetzt, und der Wirkungsgrad wird erhäht. Beim Auftreten einer Kühlwasserundichtigkeit kann die fehlerhafte Kühlr ohr gruppe ohne Abbau der Turbine und eine Verringerung der Tragfähigkeit des Kondensator gehäuses ausgetauscht werden.The capacitor according to the invention has the advantage that repairs can be carried out on individual sections without having to shut down the entire system. By the invention structural union of the condenser with the turbine, the advantage is achieved that the turbine housing approximately the same low temperature as the condenser assumes. This reduces the radiation losses and the efficiency is increased. When a cooling water leak occurs can remove the defective cooling tube group without dismantling the turbine and reducing the load-bearing capacity of the condenser housing be replaced.
,1,1
- 3a -- 3a -
- 3a- 3a
- OB. - OB.
Die Dränage kann primär von dem Verunreinigungsgrtid und sekunaär von dem Wasserniveau im Bassin gesteuert v/erden. Ti ρ wird also die Ventilanordnung von dem Ausgangs signal eines den Verunreinigtingsgrad im Sammelbassin messenden Gerätes gesteuert. Zusätzlich kann die Yen ti !anordnung von einem Gerät sum f-Tessen des Wasserstandes im S amme 1 bass in gesteuert werden.The drainage can be primarily from the contaminant and secondary controlled by the water level in the basin. Ti becomes ρ So the valve assembly from the output signal of the degree of contamination controlled in the collecting basin measuring device. In addition, the Yen ti! Arrangement can be sum f-Tessen from one device the water level in S amme 1 bass in can be controlled.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer beigefügten Zeiohmmg näher beschrieben. In dieser zeigen:The invention is illustrated below with the aid of an accompanying drawing described in more detail. In this show:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Dampfturbine mit Generator und Kondensator teilweise in Schnüt,1 shows a perspective view of a steam turbine with generator and condenser, partly in Schnüt,
Fig. 2 schenmtisch den Kondensator nach Fig. 1 mit Kühlwasser leitungen , Kondenswasser ic itunger. und Dränagesystern,Fig. 2 schmtisch the capacitor of FIG. 1 with Cooling water pipes, condensation ic itunger. and Drainage system,
63 Gießen, den 15c5.1972 Boe/Sn 10.69563 Giessen, 15c5.1972 Boe / Sn 10,695
Az.: G 71 12 592.3 Anm.: Aktiebolaget ASEA-ATOMRef .: G 71 12 592.3 Note: Aktiebolaget ASEA-ATOM
Fig. 3 ein Kühlwasserrohrbündel im Vertikalschnitt undFig. 3 is a cooling water tube bundle in vertical section and
Fig. 4 Einlauf- und Auslauföffnung für das Kühlwasser bei ainem Rohrbündel im Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3.Fig. 4 inlet and outlet opening for the cooling water with a tube bundle in section along the line IV-IV in FIG. 3.
Die in Fig. 1 gezeigte Turbinenanlage besteht aus einem Turbinen= aggregat 1 und einem Kondensator 2. Das Turbinenaggregat 1 hat einen Hochdruckteil 3 und einen Niederdruckteil 4, die auf eine gemeinsame Welle arbeiten und einen Generator 6 antreiben. Von einem nicht gezeigten Dampferzeuger, in diesem Fall ein Direktkreissiedereaktor, wird Dampf in den Hochdruckteil 3 geleitet, wo er zwei parallelgeschaltete Axialturbinen 7 antreibt. Von diesen wird der Dampf durch kombinierte Feuchtigkeitsabscheider und Zwischenerhitzer 8 dem Niederdruckteil 4 zugeleitet, wo er acht parallelgeschaltste und paarweise angeordnete Axialturbinen 9 antreibt. Die Niederdruckturbinen 9 sind in einem gemeinsamen Turbinengehäuse 10 angeordnet, das von dem Kondensator 2 getragen wird und gleichzeitig als Dampfeinlaß zu diesem dient. Dadurch erhält das Turbinengehäuse 10 eine beinahe genau so niedrige Temperatur wie der Kondensator, so daß der Strahlungsverlust gering unö der Wirkungsgrad gro3 wird.The turbine system shown in Fig. 1 consists of a turbine = unit 1 and a condenser 2. The turbine unit 1 has a high pressure part 3 and a low pressure part 4, which work on a common shaft and drive a generator 6. from a steam generator (not shown), in this case a direct circuit boiler reactor, steam is passed into the high-pressure part 3, where it drives two axial turbines 7 connected in parallel. from these the steam is fed through combined moisture separator and reheater 8 to the low-pressure part 4, where it drives eight axial turbines 9 connected in parallel and arranged in pairs. The low pressure turbines 9 are in a common Turbine housing 10 arranged, which is carried by the condenser 2 and at the same time serves as a steam inlet to this. Through this the turbine casing 10 receives a temperature almost as low as that of the condenser, so that the radiation loss low and the efficiency high.
Der Kondensator 2 ruht auf fünf Betonfundamenten 11 und hat vier parallel und horizontal liegende Kühlwasserrohrbündel 12 (Fig. 2), die nebeneinander und quer zur Turbinenachse 5 angeordnet sind,The condenser 2 rests on five concrete foundations 11 and has four parallel and horizontally lying bundles of cooling water tubes 12 (Fig. 2), which are arranged side by side and transversely to the turbine axis 5,
63 Gießen, den 15.5.1972: '■ ;AzviG 71 12 592.363 Giessen, May 15, 1972 : '■ ; AzviG 71 12 592.3
Boe/Sn 10.695 Anm.: Aktiebolaget-ASEA-ATOM .Boe / Sn 10.695 Note: Aktiebolaget-ASEA-ATOM.
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einer Ablaufsammelanlage fördert, von wo es nach Aktivitätskontrolle meistens unmittelbar in die Umgebung abgelassen werden kann. In (jedem Bassin 18 ist weiter eine Kontrolleinheit 32 angeordnet. Bei Leckage vom Kühlwasser zu einem der Bassins 18, was auf mehrere Weisen festgestellt werden kann, z.B. dadurch, daß die Kontrolleinheit Organe zum Messen der Konduktivität des Wassers im Bassin enthält, sperrt die Kontrolleinheit 32 den Kühlwasserstrom durch das dazugehörige Rohrbündel 12 durch Schließen der Kühlwasserventile 26 und 27. Wenn die Kondenswasserablaufleitung 19 mit einem Ventil versehen ist, wird auch dies von der Kontrolleinheit 32 geschlossen. Ist kein solches Ventil vorhanden, liegt der Einlauf zu der Kondenswasserablaufleitung 19 über dem Einlauf zu der Dränagaleitung 28 und unmittelbar unter dem maximal zugelassenen Wasserniveau und kann als Überlauf dienen. Außerdem öffnet die Kontrolleinheit das Dränageventil 29 und startet die Dränagepumpe 31· Nach abgeschlossener Dränage wird das Ventil 29 geschlossen und die Pumpe 31 abgeschaltet. Die Kontrolleinheit kann auch einen Niveaumesser enthalten, der das Dränagesystem aktiviert, wenn sich das Bassin nach der ersten Dränage wieder füllen sollte.a drain collecting system, from where it is after activity control can usually be discharged directly into the environment. A control unit 32 is also arranged in (each basin 18). In the event of leakage of the cooling water to one of the basins 18, which can be determined in several ways, for example by the Control unit contains organs for measuring the conductivity of the water in the basin, the control unit 32 blocks the flow of cooling water through the associated tube bundle 12 by closing the cooling water valves 26 and 27. When the condensate drain line 19 is provided with a valve, this is also closed by the control unit 32. If there is no such valve, it is the inlet to the condensate drain line 19 above the inlet to the drainage line 28 and immediately below the maximum permitted Water level and can serve as an overflow. In addition, the control unit opens the drainage valve 29 and starts the Drainage pump 31 · When drainage is complete, valve 29 is closed and pump 31 is switched off. The control unit can also contain a level meter that activates the drainage system if the basin should fill up again after the first drainage.
Fig. 3 und 4 zeigt ein Rohrbündel 12 mit KühlWasseranschlüssen. Das Bündel enthält mehrere Rohre 33» die an ihren Enden in Rohrplatten 34 und 35 befestigt sind, von denen die eine 34 radial vergrößert ist, um das eine Ende des Rohrbündels an dem aus dem Kondensatorgehäuse herausragenden Durchführungsstutzen 17 festlegen zu können. Das andere Ende des Rohrbündels ist in axialer Richtung frei beweglich, ragt durch den zweiten Durchführungs-3 and 4 show a tube bundle 12 with cooling water connections. The bundle contains several tubes 33 'which are in tube sheets at their ends 34 and 35 are attached, one of which 34 is radial is enlarged in order to fix one end of the tube bundle to the bushing 17 protruding from the capacitor housing to be able to. The other end of the tube bundle can move freely in the axial direction and protrudes through the second bushing
63 Gießen, den 15.5.1972 Az.: G 71 22 592.363 Giessen, May 15, 1972 Ref .: G 71 22 592.3
Boe/Sn 10.695 Anm.: Aktiebolaget ASEA-ATOM Jf η Boe / Sn 10.695 Note: Aktiebolaget ASEA-ATOM Jf η
stutzen 16 heraus und ist mit einer Haube 36 versehen, die eine Umleitungskammer 37 -ür das Kühlwasser einschließt. Zwischen dem Deckel 15 und der größeren Rohrplatte 34 liegt eine Einlaufkammer 38, die durch eine vertikale Trennwand in eine Zulaufkammer und in eine Auslaufkammer unterteilt ist. Ein Einlaufstutzen 4 dient zum Anschluß an die Kühlwaseerabz>eLgung 23 und ein Auslaufstutzen 41 zum Anschluß an die Ablaufleitung 24. Das Kühlasser kann Seewasser oder Meerwasser sein, das gewöhnlich einen sehr niedrigen Reinheitsgrad hat. nozzle 16 out and is provided with a hood 36 which includes a bypass chamber 37 -ür the cooling water. Between the cover 15 and the larger tube plate 34 is an inlet chamber 38 which is divided by a vertical partition into an inlet chamber and an outlet chamber. An inlet connection 4 is used for connection to the cooling water draw-off 23 and an outlet connection 41 for connection to the drainage line 24. The cooling water can be seawater or seawater, which usually has a very low degree of purity.
Sollte in dem Kondensator aufgrund eines Rohrbruches eine Kühlwasserleckage entstehen, wird der Kühlwasserfluß in dem entsprechenden Rohrbündel und auch der normale Ablauf von Kondenswasser von dem Bassin zu den Kondensatpumpen gesperrt und das Bassin wird an ein Dränagesystem angeschlossen. Dadurch hört die Kondensation an den Rohren auf, und dem Bassin wird nur ein mehr und mehr abnehmender Leckagefluß von Kühlwasser zugeleitet. Es ist auch möglich, die Speerventile 26 und 27 im Kühlwassersystem fortzulassen, was eine billigere Konstruktion ergibt, aber höhere Pumpkosten, da bei einer solchen Ausführung die Dränagepumpe 31 nach einem Rohrbruch kontinuierlich arbeiten muß. Wenn man befürchtet, daß das Bassin bei einem Rohrbruch so weit gefüllt werden könnte, daß die GeAr des Überlaufene in ein angrenzendes Bassin besteht, kann diese Gefahr wie in Fig. 2 gezeigt durch abschirmende Zwischenwände 42 vermieden werdenr If a cooling water leak occurs in the condenser due to a broken pipe, the cooling water flow in the corresponding tube bundle and the normal drainage of condensation water from the basin to the condensate pumps are blocked and the basin is connected to a drainage system. This stops condensation on the pipes and only a more and more decreasing leakage flow of cooling water is fed to the basin. It is also possible to omit the spear valves 26 and 27 in the cooling water system, which results in a cheaper construction, but higher pumping costs, since in such an embodiment the drainage pump 31 must work continuously after a pipe burst. R If it is feared that the basin could be filled as far as to a broken pipe, that the gear of the crowded consists in an adjacent pool, this danger can as shown in Fig. 2 shown by shielding partitions 42 prevent
63 Gießen, den 15.5.1972 Boe/Sn 10.69563 Giessen, May 15, 1972 Boe / Sn 10.695
Az.: G 71 12 592.3 Anm.: Aktiebolaget ASEA-ATOM AΊ Ref .: G 71 12 592.3 Note: Aktiebolaget ASEA-ATOM AΊ
-Q--Q-
Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte und beschriebene Ausführungsform begrenzt, mehrere Varianten sind im Rahmen der Patentansprüche möglich. Z.B. kann der Kondensator ein rohrförmiges Gehäuse haben, das ein Rohrbtindelaggregat umgibt, das zumindest in wesentlichen den Querschnitt des Kondensatorgehäuses ausfüllt. Zumindest einige der Rohrbündel liegen über anderen Rohrbündeln, und die Bassins bestehen nicht aus dem Boden des Kondensatorgehäuses, sondern aus über dem Boden liegenden und an den Enden verschlossenen Rinnen oder Trögen. Dabei können die Bassins also in verschiedener Höhe liegen.The invention is not limited to the embodiment shown and described; several variants are possible within the scope of the patent claims. For example, the condenser can have a tubular housing which surrounds a tubular cylinder unit which at least substantially fills the cross section of the condenser housing. At least some of the tube bundles lie on top of other tube bundles, and the basins do not consist of the bottom of the condenser housing, but of troughs or troughs lying above the ground and closed at the ends. The basins can be at different heights.
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