FI57308C - Foeraongare - Google Patents

Description

rftl „„ KUULUTUSJULKAISU r η τ λ «

Wj ·™ (11) UTLÄGGNINGSSKMFT 5730 8 5¾¾¾ C (45) Patentti oyänr.·· tty 10 07 1930

Patent meddelat V ’ (51) Kv.ik?/i«.a.3 ^ 22 B 1/02

SUOMI—FINLAND pi) Pw*ttih«k^-ht»i«wek^i 29/7U

(22) HtkemiipUvi—Aniatalngid«g 0U.01.7U

(23) Alkupllvi — GlMghctadag 0U.01.7U

(41) Tullut |ulklMlul — Bllvit offmcllg q 07 7U

PMMitti- ja rekirtarihalHtin (44) NlhttvftlulFMfl0fl „ kBuU,ulkahun _

Patent* och ragistentyralMn 7 Ameku titled och utijkrifMn puUiMrad 31.03.80 (32)(33)(31) Pyy**«*tjr «cuolkMii —B*|trd priortt* 09.01.73

Sveitsi-Schveiz(CH) 252/73 (71) Gebruder Sulzer Aktiengesellschaft, Winterthur, Sveitsi-6chweiz(CH) (72) Johann Gulich, Winterthur, Sveitsi-Schweiz(CH) (7U) Oy Kolster Ab (5U) Höyrystin - Pör&ngare Tämän keksinnön kohteena on höyrystin, jossa on pystysuoran paine säiliön alaosaan järjestetty vaakasuora putkipohja, mihin on kiinnitetty tiiviisti paine-säiliön sisään ulottuvien, ryhmän muodostavien ja lämmitysainetta kuljettavien U-putkien päät, joiden putkien ympärillä virtaa höyrystettävä neste ja jossa höyrystimessä on U-putkiryhmän kylmien haarojen ympärillä oleva esilärnnityskanmio, jonka pystysuora, painesäiliön lähellä oleva seinämä on säteittäisen etäisyyden päässä paine säiliöstä ja johon häyrystettävä neste syätetään ja jossa kammossa nestevirtaus jaetaan ylös ja alas suunnattuihin osavirtauksiin ja jossa kammiossa on putkiin nähden poikittaisessa asennossa olevat seinämät.

Sellainen höyrystin on tunnettu US-patenttijulkaisusta 3 706 301. Tässä höyristimessä valottuvat poikittaisesta putkien kanssa olevat seinämät vain osaksi esilänmityskamnion poikkipinnan ylitse ja ovat järjestetyt siten toistensa lähelle lomittain, että lämmitettävä neste joutuu virtaamaan mutkittelevaa reittiä esiläRndtyskarnnian läpi ja putkihaarat ovat pääasiallisesti poikittaisessa asennossa virtaukseen nähden. Niissä kohdissa missä poikittaiset seinämät on kiinnitetty esilämmityskammian pystysuoriin seinämiin, muodostuvat virtauksen pysähty-miskohdat eli toisinsanoen alueet joissa vesi pysähtyy. Samanlaiset alueet .muodostuvat iryös poikittaisten seinämien vapaiden päiden kohdille, nimittäin välittömästi mutkittaisesti ohjatun virtauksen käännöksien jälkeen. Tällaisilla alueilla en se epäkohta, että neste höyrystyy niissä ja nesteessä olevat epäpuhtaudet voivat tällöin konsentroitua. Tänä saattaa saada aikaan korroosionmuodostusta.

57308 Tämän keksinnön kohteena on sellainen höyrystin, jossa kylmien putkihaa-rojen lähelle järjestetään laite, joka varmasti estää sellaisten alueiden syntymisen, joissa höyrystettävä neste pysähtyy ja joissa alueissa on mahdollista, että muodostuu suolakcnsentraatioita, jotka puolestaan saattavat aiheuttaa putkien vaurioitumisia.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on pääasiallisesti tunnusomaista, että putkien kanssa poikittaisessa asennossa olevat seinämät ulottuvat yli koko esiläm-mityskairmian poikkipinnan ja että seinämiin jokaisen putkihaaran kohdalle on järjestetty renkaanmuotoinen lovi höyrystettävää nestettä varten ja että esiläm-mityskairmian pystysuorat seinämät on johdettu putkipohjaan asti jolloin kanmion seinämän lähellä painesäiliöitä olevassa alueessa putkipohjan lähellä on ainakin yksi aukko höyrystettävän aineen alaspäin suuntautuvaa osavirtausta varten.

Iällä höyrystimen muodossa muodostetaan ly Imien putkilta arojen alueelle esi-läimitysvyöhyke ainakin osalle höyrystettävää nestettä ja samoin saadaan voimakas virtaus kylmillä putkihaaroilla varustettua putkipohjan osaa pitkin. Lämpimien ja kylmien putkihaarojen välissä olevalla erotusseinällä saadaan tässä tapauksessa aikaan, että kylmien putkihaarojen alueella pakkoliikkeessä putkipohjaa kohti vir-taava neste pakotetaan ulkokehää kohti tapahtuneen ohjauksen jälkeen virtaamaan kylmien putkihaarojen viereistä painesäiliöseinämää pitkin välittömästi lämpimillä putkihaaroilla varustetun putkipohjaosan yläpuolella olevaan tilaan, missä sitten kylmien putkihaarojen vieressä esiläirmitetty neste sekoittuu luonnollisella kiertokululla ohjauslaitteen yläpuolelle kiertävään nesteeseen. Sen lisäksi vältetään kuumien pintojen alueella patovyöhykkeet, joiden sisällä nesteen sisältämät epäpuhtaudet voisivat väkevöityä nesteen höyrystymisen kautta.

Keksinnön eräs erittäin edullinen suoritusmuoto tunnetaan siitä,että on järjestetty laitteet nesteen johtamiseksi ainakin osaksi U-putklryhmän kylmien ja lämpimien putkihaarojen välissä olevaan tilaan. Täten voidaan saavuttaa yksinkertaisella tavalla parempi tilan hyväksikäyttö, mikä johtaa paine säiliisi pienenpään kokoon.

Lisäsuoritusmuodon mukaan on laitteet nesteen ohjaamiseksi ainakin osaksi muodostettu siten, että tänä virratessaan putkipohjaa kohti kylmien putkihaarojen suunnassa ohjataan näitä pitkin. Tällöin voivat laitteet tarkoituksenmukaisesti sisältää syrjäytyskappaleet, mitkä kulkevat yhdensuuntaisesti kylmien putki-haarojen kanssa ja an järjestetty näiden putkihaarojen väliin ja jättävät putki-haarojen ympärille kapeat tilat.

Keksinnön mukaisen höyrystimen suaritusesimerkkiä selitetään seuraavassa viittaamalla oheiseen piirustukseen.

Kuvio 1 esittää pysty leikkaus ta keksinnön mukaisen höyrystimen alapäästä.

Kuvio 2 esittää leikkausta höyrystimestä kuvion 1 linjaa II-II pitkin.

Kuvio 3 esittää leikkausta kuvion 1 linjaa III-III pitkin.

Kuvio 4 esittää leikkausta kuvion 1 linjaa IV-IV pitkin suuremmassa mittakaavassa.

57308

Kuvio 5 esittää leikkausta kuvion 2 linjaa V-V pitkin suuremmassa mittakaavassa.

Kuvion 1 mukaan muodostuu ydinreaktorilaitcksen höyrystin pääasiassa paine säiliöstä 10, putkipohjasta 1, mihin on tiiviisti kiinnitetty lämmitys-ainetta johtavat putkiryhmän 12 putket 8 ja 9, ja tulckanmiosta 4 sekä meno-kammiosta 6 lärrmitysainetta varten. Läitmitysaine on esim. painevesi, mikä ennen tuloa kammioon 4 on jäähdyttänyt reaktorin aktiivivyöhykkeen ja höyrystimessä tapahtuvan lärrmönluovutuksen jälkeen virtaa takaisin reaktorin aktiivi-vyöhykkeeseen. Molemmat kammiot 4 ja 6 ovat putkipohjan 1, erotusseinän 3 ja pallomaisen pohjan 2 rajoittamat, mihin pohjaan on liitetty lämnitysaineen tucntinysä 5 ja poistonysä 7. Painesäiliö 10 päättyy sinänsä tunnetulla, esittämättömällä tavalla yläpäässään puolipalloon, mihin on liitetty nysä tuotetun höyryn poisto johtamista varten. Putket 8 ja 9 on samoin sinänsä tunnetulla, esittämättömällä tavalla liitetty toisiinsa kaarilla siten, että syntyy U-putkiryhmä 12, missä on lärrmitysaineen tulbkarrmioon 4 liitetyt lämpimät putkihaarat 8 ja lämmitysaineen menokanmioon 6 liitetyt Jylinät putki-haarat 9. Putkiryhmä 12 on putkimaisen ohjausseinän 16 ympäröimä siten, että paine säiliön 10 ja ohjausseinän 16 väliin syntyy rengas tila, missä luonnollisella kiertokululla kiertävä neste, esim. vesi, virtaa alaspäin.

Lämpimillä putkihaaroilla 8 varustetun putkipohjaosan yläpuolella on nesteen ohjauslaitteena matalan kartiopuolikkaan mukaisesti muotoiltu levy 45, mikä kaarevalla reunallaan on liitetty ohjausseinän 16 alapäähän. Muu suora reuna on - suorakulmaise s ti leikattua aukkoa 46 lukuunottamatta (kuvio 3) - liitetty erotusseinään 20, miltä putkipohjasta 1 lähtien ulottuu ylöspäin ja putki-ryhmän 12 koko poikittaislaajuuden yli (kuvio 2). Kartiopuol ikkaan muotoinen levy 45 on varustettu läpimenorei1 illä, joiden läpi kulkee kulloinkin välyksellä putkihaara 8 siten, että paine säiliön 10 ja ohjausseinän 16 välisessä rengastilassa alaspäinvirtaava neste virtaa lämpimillä putkihaaroil la 8 varustetun putkipohjaosan yli ja jakaantuu näiden haarojen ja levyn 45 välissä ylöspäinvirtaaviksi osavirroiksi.

Erotusseinä 20 ei sijaitse lämpimien ja kylmien putkihaarojen 9, 8 välisen tilan keskellä, vaan sitä on siirretty kylmiä putkihaarojen 9 kohti. Koska tällä tavalla syntyisi putkilla varustamaton putkipohjan osa, mistä olisi seurauksena nesteen epätasainen jako lämpimille putkihaaroille 8, on tämän osan alueelle levyn 45 alasivulle järjestetty tyngät 47, mitkä kuviossa 2 on esitetty varjostettuina ja mitkä toimivat putkihaaroja 8 vastaavina haaroina.

; \ a; 57308

Kylmien putkihaarojen 9 alaosassa on näitä haaroja ympäröivä esilänmitys-kaitmio 31, joka muodostuu seinämien 20 ja 16, sekä yläpuolelta seinämän 37 ja alapuolelta seinämän 38 rajoittamasta alueesta. Tätä esiläimityskanmiota 31 voidaan kutsua myös jakokanmiaksi, kuten selityksessä on myöhemmin tehty.

Putkiryhmän 12 ala-alueella en toisaalta putkihaarojen 8 ja toisaalta putkihaarojen 9 välissä nelikulmainen laatikko 21, mikä ulottuu poikittain ryhmän 12 läpi ohjausseinään 16 asti. Laatikon 21 kumpaankin päähän on liitetty nysä 22 ja 23, mikä lävistää paine säiliön 10 seinän ja muuttuu johdoksi 24 ja 25, mitkä johdot on liitetty yhteiseen pumppuun 11, mikä syöttää höyrystettävää nestettä höyrystimeen ja ottaa sen höyryturbiinilaitdksen lauhduttimesta, missä laitoksessa höyrystimessä tuotettu höyry paisutetaan. Erotusseinässä 20 on nelikulmaisen laatikon 21 alueella tämän pituudelle jaettuna useita aukkoja 30, mitkä yhdistävät laatikon 21 jakokammioon 31. Jakdkamrdota 31 rajoittaa kaksi levyä 32 ja 33 ylös- ja alaspäin, mitkä erotusseinästä 20 lähtien ulottuvat ohjausseinään 16 asti ja on hitsattu tiiviisti tähän kiinni. Kuten kartianpuolikkaan muootisessa levyssäkin 45, on levyissä 32 ja 33 läpimenoreikiä, joiden läpi kylmät putkihaarat 9 kulkevat välyksellä siten, että neste voi näiden läpimenoreikien kautta tulla ulos kaitmiosta 31. Alempi, jakokanmiota 31 rajoittava levy 33 kulkee erotus-seinästä ulospäin hiukan nousten, mitävastoin ylempi levy 32 kulkee vaakasuorassa. Siten syntyy siis ulospäin pienenevä virtauspoikkipinta jako-kammiolle 31. Yhdensuuntaisesti alemman levyn 33 kanssa on putkipohjan 1 läheisyydessä, samoin erotusseinästä 20 lähtien, levy 38, mikä kaarevalla reunallaan yhtyy ohjausseinän 16 alareunaan ja missä samoin on läpimenoreiät kuin levyssä 33. Tällä tavalla on levyn 33 ja levyn 38 väliin muodostettu tila, mikä keksinnön mukaan on varustettu syrjäytyskappaleilla 36 (kuvio 4), mitkä ulottuvat tilan koko korkeuden yli. Syrjäytyskappaleilla 36 on kuusikulmainen poikkileikkaus, jolloin kuusikulmicn sivut kulkevat vuorotellen suoraan ja koverasti. Syrjäytyskappafet 36 on siten mitoitettu, että ne jättävät kovero iden sivujensa ja putkihaarojen 9 väliin kapean välitilan 41. . Lisäksi on kapeat välitilat 42 viereisten syrjäytyskappaleiden suorien sivujen välissä, jotta ne sallivat lämpölaajenemisen. Kappaleiden 36 keskittämiseksi on koverien sivujen päissä kussakin kaksi pituuskohoumaa 40, mitkä ovat putkihaaroja 9 vasten.

Yhdensuuntaisesti jakokammion 31 ylennän rajoitusseinän 32 kanssa on ' I.'» 5 57308 samalla tavoin muodostettu seinä 37, mikä erotusseinän 20 ylipäässä on liitetty tiiviisti tähän ja on samoin hitsattu tiiviisti kiinni ohjausseinään 16. Levyjen 32 ja 37 välinen tila on varustettu syrjäytyskappaleilla 35, mitkä on muodostettu ja järjestetty samalla tavalla kuin syrjäytyskappaleet 36.

Chjausseinä 16 on 45°:n alueella, mitattuna erotus seinästä 20 (kuvio 2), pidennetty alaspäin putkipohjaan 1 asti siten, että syntyvät seinäosat 39 (kuvio 2). Siten syntyy näiden seinäosien 39 väliin 90°:n aukko, minkä läpi levyssä 38 olevien läpimenoreikien läpi virtaavan nesteen täytyy virrata, ennenkuin se seinä-osien 39 ja viereisten painesäiliöseinien välisen rengastilan kautta saapuu kar-tionpuolikkaan muotoisen levyn 45 ja lämpimillä putkihaaroilla 8 varustetun putki-pohjaosan väliseen tilaan, missä se sekoittuu luonnollisella kiertokululla kiertävään nesteeseen.

Putkipohjan 1 keskellä on pöh j are ikä 48, minkä pohjalta lähtee vinosti ylöspäin suunnattu poraus 49, mihin on liitetty johto 50 (kuvio 5), mikä putki-pohjaa 1 pitkin on johdettu ulos höyrystimestä (kuvio 2) ja toimii lietteerpolstajana.

Höyrystimen käytössä syötetään esimerkiksi 90 % koto höyrystettävästä nestemäärästä johtojen 24 ja 25 kautta nelikulmaiseen laatikkoon 21, mistä neste virtaa aukkojen 30 kautta jakokanmioon 31. Suunnilleen puolet nestemäärästä, siis 45 %, virtaa sitten pakkokierrolla putkihaarojen 9 ja syrjäytyskappaleiden 36 välisten rakojen 41 ja 42 läpi alaspäin putkipohjaa 1 kohti. Virrattuaan levyssä 38 olevien läpimenoreikien läpi virtaa neste kylmillä putkihaaroilla 9 varustetun putkipohjan 1 osan voimakkaalla huuhtelulla radiaalisesti ulospäin kylmien putki-haarojen 9 ryhmän ulkokehää kohti ja saapuu seinäosien 39 välissä olevan 90°-aukon läpi näiden ja viereisen painesäiliöseinän väliseen rengastilaan. Tässä rengasti-lassa virtaa neste pitkin mainitun putkiryhmän ulkokehää ja saapuu sitten ohitettuaan erotusseinän 20 etusyrjän - kuten jo on mainittu levyn 45 alapuolella olevaan tilaan. Toinen puoli jakokanmioon 31 sisäänvirtaavasta nesteestä virtaa syr-jäytyskappaleiden välissä kylmien putkihaarojen 9 suunnassa ylöspäin ja virrattuaan levyssä 37 olevien läpimenoreikien läpi sekoittuu muuhun nesteeseen, mikä on tullut levyn 45 yläpuolelle ohjaus seinän 16 ympäröimään tilaan. Loppu 10 % höyrystettävästä nesteestä syötetään sinänsä tunnetulla tavalla suunnilleen höyrystettävän nesteen tason korkeudella nysän läpi painesäiliön 10 ja ohjausseinän 16 välissä olevaan rengastilaan.

Kart ionpuol ikkaan muotoisen levyn 45 kaltevuus on valittavissa siten, että pohjareiän 48 alueelle asti lämpimillä putkihaaroilla 8 varustettu putkipohjan 1 osa tulee huuhdelluksi vielä tyydyttävällä nopeudella. Jos kylmien putkihaarojen 9 vieressä tapahtuu höyrystettävän nesteen esilärrmitys kyllästyneen höyryn lämpötilaan asti, niin voi kartiopuolikkaan muotoisen levyn 45 ja putkipohjan 1 välissä syntyä niin voimakas höyryrmuodostus, että levyn 45 kaltevuus voi tulla nollaksi tai jopa negatiiviseksi.

6 57308

Kylmien putklhaarojen 9 muodostaman putkiryhmän vieressä olevassa rengas-tilassa painesäiliön 10 ja ohjausseinän 16 välissä voi olla yli 180° ulottuva, suunnilleen leikkauslinjan IV-IV korkeudelle järjestetty este, millä vältetään, että esiläimitetty, levystä 38 ulostuleva neste virtaa ylöspäin mainittuun ren-gastilaan.

Claims (3)

7 57306

1. Höyrystin, jossa en pystysuoran paine säiliön alaosaan järjestetty vaakasuora putkipohja, mihin on kiinnitetty tiiviisti paine säiliön sisään ulottuvien, ryhmän muodostavien ja länmitysainetta kuljettavien U-putkien päät, joiden putkien ynpärillä virtaa höyrystettävä neste ja jossa höyrystimessä on U-putkiryhmän kylmien haarojen ympärillä oleva esiläirmityskairmio, jonka pystysuora, painesäiliön lähellä oleva seinämä on säteittäisen etäisyyden päässä paine-säiliöstä ja johon höyrystettävä neste syötetään ja jossa kammiossa nestevirtaus jaetaan ylös ja alas suunnattuihin osavirtauksiin ja jossa kammiossa on putkiin nähden poikittaisessa asennossa olevat seinämät, tunnettu siitä, että putkien (9) kanssa poikittaisessa asennossa olevat seinämät (32, 33, 37, 38) ulottuvat yli koko esilännätyskamnicn (31) poikkipinnan ja että seinämiin jokaisen putkihaaran (9) kohdalle on järjestetty renkaanmuotoinen lovi höyrystyttävää nestettä varten ja että esilärnmityskarnmion (31) pystysuorat seinämät (16, 20) on johdettu putkipohjaan (1) asti, jolloin kammion seinämän (16) lähellä painesäiliötä (10) olevassa alueessa putkipohjan (1) lähellä on ainakin yksi aukko höyrystyttävän aineen alaspäin suuntautuvaa osavirtausta varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen höyrystin, tunnettu siitä, että esilänmityskammion (31) yhteyteen U-putkien (12) kylmien (9) ja kuumien putki-haarojen (8) välisesi tilaan on asetettu laatikko (21) höyrystyttävän nesteen sisäänjahtamista varten.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen höyrystin, tunnettu siitä, että esilänrnityskanmiossa (31) yhdensuuntaisina kylmien putki-haarojen (9) kanssa ja näiden haarojen väleihin en järjestetty syrjäytyskappaleet (35, 36), joiden kappaleiden ja putkien (9) uiko seinämien välille jää kapeat ympyränmuotoiset aukot (41). f