EP0315870A1 - Dampferzeuger - Google Patents

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EP0315870A1
EP0315870A1 EP88118144A EP88118144A EP0315870A1 EP 0315870 A1 EP0315870 A1 EP 0315870A1 EP 88118144 A EP88118144 A EP 88118144A EP 88118144 A EP88118144 A EP 88118144A EP 0315870 A1 EP0315870 A1 EP 0315870A1
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steam generator
tube
horizontal
tube bundle
drain
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0229—Double end plates; Single end plates with hollow spaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/48—Devices for removing water, salt, or sludge from boilers; Arrangements of cleaning apparatus in boilers; Combinations thereof with boilers
    • F22B37/483—Devices for removing water, salt, or sludge from boilers; Arrangements of cleaning apparatus in boilers; Combinations thereof with boilers specially adapted for nuclear steam generators

Definitions

  • the invention relates to a steam generator with an elongated housing in the vertical direction, which includes a U-shaped tube bundle, the legs of which are gripped with their tube ends in a horizontal tube plate, a drain line being provided on the tube plate, which has vertical bores in the area of the Pipe bundle leads.
  • the drain pipe is the space between the tube sheet and a so-called baffle plate placed above it. Holes are provided in the baffle over the entire cross-section of the housing, so that the entire cross-section of the U-tube bundle is covered by the drain pipe. Because of the large cross-section of this "drain pipe", separating plates are provided which radiate from the center of the steam generator housing and form sector-shaped partial lines. Each of the twelve sub-lines is connected to a common ring line via a valve. This should make the cleaning process more economical, because you can choose between an optimal cleaning and a saving of cleaning liquid as required. However, this requires a great deal of structural effort. In contrast, the object of the invention is precisely to obtain a sufficient blowdown with the least possible construction effort.
  • the drain line in the form of a horizontal line extending across the width of the tube bundle is incorporated into the tube sheet in such a way that the bores emanating from it lead into a space between the legs of the tube bundle.
  • the invention does not require any additional components at all.
  • the drain pipe is rather incorporated into the tube sheet itself, e.g. through a drilling process, i.e. with cutting deformation.
  • the effort required for machine processing is relatively low and can also be carried out as part of a so-called retrofit if necessary.
  • the invention has the great advantage that the drain pipe cannot be endangered by thermal stresses or the like. In any case, a sufficient blowdown is obtained with significantly less construction effort than with the known steam generator.
  • the drain pipe leading to an additional pipe in a steam generator according to German patent specification 29 49 975 requires a greater effort because the additional pipe in the space between the pipes of the steam generator must be supported in a vibration-proof manner in the vicinity of the tube sheet without being attached by Thermal expansion stresses may be caused.
  • the invention can advantageously also be implemented in such a way that the horizontal line comprises two sections that start from opposite sides and lie on one diameter. This makes processing easier insofar as the depth of penetration is practically halved when the line is worked into the tube sheet. Nevertheless, the advantages of the invention, namely the use of the tube base, which is present anyway, to form a drain pipe, which works vibration-proof and free of thermal stress, are fully retained.
  • the distance between the vertical bores should decrease from the edge to the center of the steam generator so that a particularly intensive drainage effect is available in the low-flow area in the center of the tube bundle.
  • the smallest distance between two claimed verticals is preferably Holes at most half the largest vertical distance. This is a clear difference compared to the sub-lines according to DE-AS 25 23 874, whose cross-sectional areas decrease considerably towards the center of the steam generator.
  • further horizontal drainage bores can be provided in addition to the horizontal drain line, which extend under the annular space and lead with vertical bores in the latter. This prevents the accumulation of corrosion-promoting deposits in the otherwise unrecorded annulus.
  • the drain holes and the drain line can advantageously be connected to a common drain collector.
  • the steam generator comprises a housing 1 which is elongated in the vertical direction and encloses a U-tube bundle 3 with its cylindrical wall 2.
  • the tube ends 5 of the legs 6 and 7 of the U-tube bundle 3 are contained in a tube sheet 8, which divides the cylindrical housing 1 in a horizontal plane.
  • the steam generator housing 1 is closed with a spherical plate 10, in which two chambers 11 and 12 are formed, which serve to apply the primary water of the pressurized water reactor to the U-tube bundle 3.
  • FIG 2 shows that the legs 6 and 7 of the U-tube bundle 3 indicate the cylindrical cross section of the steam generator housing 1 are fit. Between the two legs 6 and 7 there is a pipe lane 15 which is expanded in a circular manner in the center of the steam generator. The limits of the cross section of the U-tube bundle 3 are shown in FIG 2 with a dashed line 16.
  • the tube sheet 8 has a thickness of e.g. 500 mm.
  • a drain pipe 18 is incorporated in the form of a bore with two sections 19 and 20.
  • the sections 19 and 20 lie, as shown in FIG 2, on a diameter, so that vertical bores 22, which connect the sections 19 and 20 with the space located above the tube sheet 8, into the tube lane 15 between the two legs 6 and 7 of the U-tube bundle 8.
  • the distance A between the bores 22 decreases increasingly from the edge towards the inside. It is only about a third of the distance A between the two outermost holes in the area of the circular extension 16.
  • the sections 19 and 20 lead to pipe sockets 25 which are welded to the steam generator housing 1.
  • pipe sockets 25 which are welded to the steam generator housing 1.
  • short horizontal bores 26 of which a vertical connecting bore 27 in an annular space 28 between the housing wall 2 and a cylindrical jacket 30 surrounding the U-tube bundle 3.
  • the connecting pieces 29 of the horizontal Blowdown bores 26 and sections 19 and 20 are connected to a common drainage line 32, as indicated in FIG.

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Abstract

Bei einem Dampferzeuger mit einem in vertikaler Richtung verlaufenden länglichen Gehäuse (1), das ein U-förmiges Rohrbündel (3) einschließt, dessen Schenkel (6, 7) mit ihren Rohrenden (5) in einem horizontalen Rohrboden (8) gefaßt sind, kann man an dem Rohrboden (8) eine Abschlämmleitung (18) vorsehen, die mit vertikalen Bohrungen (22) in den Bereich des Rohrbündels (3) führt. Die Abschlämmleitung (18) ist in Form einer horizontalen, über die Breite des Rohrbündels (3) reichenden Leitung (19, 20) in den Rohrboden (8) so eingearbeitet, daß die von ihr ausgehenden Bohrungen (22) in einen Zwischenraum (15) zwischen den Schenkeln (6, 7) des Rohrbündels (3) führen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Dampferzeuger mit einem in verti­kaler Richtung länglichen Gehäuse, das ein U-förmiges Rohr­bündel einschließt, dessen Schenkeln mit ihren Rohrenden in einem horizontalen Rohrboden gefaßt sind, wobei an dem Rohr­boden eine Abschlämmleitung vorgesehen ist, die mit vertikalen Bohrungen in den Bereich des Rohrbündels führt.
  • Die Abschlämmleitung ist bei dem Dampferzeuger nach der deutschen Auslegeschrift 25 23 874 der Zwischenraum zwischen dem Rohrboden und einem darüber mit Abstand angebrachten so­genannten Leitblech. In dem Leitblech sind über den gesamten Gehäusequerschnitt verteilte Bohrungen vorgesehen, so daß der gesamte Querschnitt des U-Rohrbündels von der Abschlämmleitung erfaßt wird. Wegen des großen Querschnitts dieser "Abschlämm­leitung" sind strahlenförmig vom Zentrum des Dampferzeugerge­häuses ausgehende Trennbleche vorgesehen, die sektorförmige Teilleitungen bilden. Jede der zwölf Teilleitungen ist über ein Ventil an eine gemeinsame Ringleitung angeschlossen. Dadurch soll der Reinigungsvorgang wirtschaftlicher gemacht werden, weil man sich zwischen einem Optimum an Reinigung und einer Ersparnis an Reinigungsflüssigkeit je nach Bedarf entscheiden kann. Voraussetzung dafür ist jedoch ein großer baulicher Aufwand. Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung gerade darin, eine ausreichende Abschlämmung mit einem möglichst kleinen baulichen Aufwand zu erhalten.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Abschlämmleitung in Form einer horizontalen, über die Breite des Rohrbündels rei­chenden Leitung in den Rohrboden so eingearbeitet ist, daß die von ihr ausgehenden Bohrungen in einen Zwischenraum zwischen den Schenkeln des Rohrbündels führen.
  • Bei der Erfindung werden im Gegensatz zum Bekannten überhaupt keine zusätzlichen Bauteile benötigt. Die Abschlämmleitung wird vielmehr selbst in den Rohrboden eingearbeitet, z.B. durch einen Bohrvorgang, also mit spanabhebender Verformung. Der da­für erforderliche Aufwand an Maschinenbearbeitung ist relativ gering und kann bei Bedarf auch noch im Rahmen einer sogenann­ten Nachrüstung erbracht werden.
  • Die Erfindung ergibt den großen Vorteil, daß die Abschlämmlei­tung nicht durch Wärmespannungen oder dergleichen gefährdet sein kann. Man erhält jedenfalls eine ausreichende Abschlämmung mit wesentlich geringeren baulichen Aufwand als bei dem be­kannten Dampferzeuger. Auch die als zusätzliches Rohr in einen Dampferzeuger führende Abschlämmleitung nach der deutschen Patentschrift 29 49 975 erfordert einen größeren Aufwand, weil das zusätzliche Rohr in dem Zwischenraum zwischen den Rohren des Dampferzeugers in der Nähe des Rohrbodens schwingungssicher abgestützt werden muß, ohne daß durch die Befestigung bei Wärmedehnungen Spannungen hervorgerufen werden dürfen.
  • Die Erfindung kann vorteilhaft auch so verwirklicht werden, daß die horizontale Leitung zwei von gegenüberliegenden Seiten aus­gehende, auf einem Durchmesser liegende Abschnitte umfaßt. Hierdurch wird die Bearbeitung insofern einfacher, als die Ein­dringtiefe bei dem Einarbeiten der Leitung in den Rohrboden praktisch halbiert wird. Dennoch bleiben die Vorteile der Er­findung, nämlich die Verwendung des ohnehin vorhandenen Rohr­bodens zur Bildung einer Abschlämmleitung, die schwingungs­sicher und wärmespannungsfrei arbeitet, in vollem Umfang er­halten.
  • Der Abstand der vertikalen Bohrungen sollte sich vom Rand zur Mitte des Dampferzeugers hin verringern, damit im strömungs­schwachen Bereich in der Mitte des Rohrbündels eine besonders intensive Abschlämmwirkung vorhanden ist. Vorzugsweise beträgt der kleinste Abstand zwischen zwei beanchbarten vertikalen Bohrungen höchstens die Hälfte des größten vertikalen Ab­standes. Dies ist ein klarer Unterschied gegenüber den Teil­leitungen nach der DE-AS 25 23 874, deren Durchtrittsqauer­schnitte zur Mitte des Dampferzeugers hin erheblich abnehmen.
  • Bei einem Dampferzeuger mit einem das Rohrbündel einschließen­den zylindrischen Mantel, der mit dem Gehäuse einen Ringraum bildet, können neben der horizontalen Abschlämmleitung weitere horizontale Abschlämmbohrungen vorgesehen sein, die sich unter den Ringraum erstrecken und mit vertikalen Bohrungen in diesen führen. Dies verhindert Ansammlungen von korrosionsfördernden Ablagerungen in den sonst nicht erfaßten Ringraum. Die Ab­schlämmbohrungen und die Abschlämmleitung können vorteilhaft an einen gemeinsamen Abschlämmsammler angeschlossen sein.
  • Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Dabei ist in der
    • FIG 1 der Bodenbereich eines U-Rohrdampferzeugers für einen Druckwasserreaktor in einem Vertikalschnitt dargestellt.
    • Die FIG 2 zeigt den zugehörigen Horizontalschnitt mit Blick­richtung auf den Rohrboden.
  • Der Dampferzeuger umfaßt ein in vertikaler Richtung läng­liches Gehäuse 1, das mit seiner zylindrischen Wand 2 ein U-Rohrbündel 3 einschließt. Die Rohrenden 5 der Schenkel 6 und 7 des U-Rohrbündels 3 sind in einem Rohrboden 8 gefaßt, der das zylindrische Gehäuse 1 in einer horizontalen Ebene unterteilt. Unterhalb des Rohrbodens 8 ist das Dampferzeugergehäuse 1 mit einem Kugelboden 10 abgeschlossen, in dem zwei Kammern 11 und 12 gebildet sind, die zur Beaufschlagung des U-Rohrbündels 3 mit dem Primärwasser des Druckwasserreaktors dienen.
  • Die FIG 2 zeigt, daß die Schenkel 6 und 7 des U-Rohrbündels 3 dem zylindrischen Querschnitt des Dampferzeugergehäuses 1 an­ gepaßt sind. Zwischen den beiden Schenkeln 6 und 7 entsteht dabei eine Rohrgasse 15, die im Zentrum des Dampferzeugers kreisförmig erweitert ist. Die Grenzen des Querschnittes des U-Rohrbündels 3 sind in der FIG 2 mit einer gestrichelten Linie 16 eingezeichnet.
  • Der Rohrboden 8 hat eine Dicke von z.B. 500 mm. In der Mitte, also mit einem gleichmäßigen Abstand nach oben und unten, ist eine Abschlämmleitung 18 in Form einer Bohrung mit zwei Ab­schnitten 19 und 20 eingearbeitet. Die Abschnitte 19 und 20 liegen, wie die FIG 2 zeigt, auf einem Durchmesser, so daß ver­tikale Bohrungen 22, die die Abschnitte 19 und 20 mit dem ober­halb des Rohrbodens 8 gelegenen Raum verbinden, in die Rohr­gasse 15 zwischen den beiden Schenkeln 6 und 7 des U-Rohrbün­dels 8 führen. Der Abstand A zwischen den Bohrungen 22 ver­ringert sich vom Rand nach innen in zunehmendem Maße. Er be­trägt im Bereich der kreisförmigen Erweiterung 16 nur etwa ein Drittel des Abstandes A zwischen den beiden äußersten Boh­rungen.
  • Die Abschnitte 19 und 20 führen zu Rohrstutzen 25, die an das Dampferzeugergehäuse 1 angeschweißt sind. Dort münden auch, wie auf der rechten Seite der FIG 1 dargestellt ist, kurze Horizon­talbohrungen 26, von denen eine vertikale Anschlußbohrung 27 in einem Ringraum 28 zwischen der Gehäusewand 2 und einem das U-Rohrbündel 3 umgebenden zylindrischen Mantel 30. Die An­schlußstutzen 29 der horizontalen Abschlämmbohrungen 26 und die Abschnitte 19 und 20 sind an eine gemeinsame Abschlämmsammel­leitung 32 angeschlossen, wie in FIG 2 angedeutet ist.

Claims (6)

1. Dampferzeuger mit einem in vertikaler Richtung länglichen Gehäuse, das ein U-förmiges Rohrbündel einschließt, dessen Schenkeln mit ihren Rohrenden in einem horizontalen Rohrboden gefaßt sind, wobei an dem Rohrboden eine Abschlämmleitung vorgesehen ist, die mit vertikalen Bohrungen in den Bereich des Rohrbündels führt, dadurch gekennzeich­net, daß die Abschlämmleitung (18) in Form einer horizonta­len, über die Breite des Rohrbündels reichenden Leitung (19, 20) in den Rohrboden (8) so eingearbeitet ist, daß die von ihr ausgehenden Bohrungen (22) in einen Zwischenraum (15) zwischen den Schenkeln (6, 7) des Rohrbündels (3) führen.
2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß die horizontale Leitung (18) zwei von gegenüberliegenden Seiten ausgehende, auf einem Durchmesser liegende Abschnitte (19, 20) umfaßt.
3. Dampferzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abstand (A) der vertikalen Bohrungen (22) vom Rand zur Mitte des Dampferzeugers hin verringert.
4. Dampferzeuger nach Anspruch 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß der kleinste Abstand (A) zwischen zwei benachbarten vertikalen Bohrungen (22) höchstens die Hälfte des größten Abstandes beträgt.
5. Dampferzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem das Rohrbündel einschließenden zylindrischen Mantel, der mit dem Gehäuse einen Ringraum bildet, dadurch ge­kennzeichnet, daß neben der horizontalen Ab­schlämmleitung (18) weitere horizontale Abschlämmbohrungen (26) vorgesehen sind, die sich unter den Ringraum (28) erstrecken und mit einer vertikalen Bohrung (27) in diesen führen.
6. Dampferzeuger nach Anspruch 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Abschlämmbohrungen (26) und die Abschlämmleitung (18) an einen gemeinsamen Abschlämm­sammler (32) angeschlossen sind.
EP88118144A 1987-11-11 1988-10-31 Dampferzeuger Expired - Lifetime EP0315870B1 (de)

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