DE2343576C3 - Dampferzeuger für Druckwasserreaktoren mit einem geraden, vom Druckwasser durchflossenen Rohrbündel und einem Teilstromvorwärmer - Google Patents

Description

35

Für Druckwasserreaktoren werden im allgemeinen Dampferzeuger verwendet, die ein U-förmiges, vom Druckwasser durchflossenes Rohrbündel aufweisen, das mit den Ein- und Austrittsrohren in eine gemeinsame Rohrplatte eingeschweißt ist. die Eintrittshälfte dieser Rohrplatte ist 30 bis 35" heißer als die Austrittshälfte, so daß beträchtliche Spannungen entstehen, die mit größerem Plattendurchmesser ansteigen. Außerhalb des Rohrbündel strömt das zu verdampfende Wasser entsprechend einem Naturumlaufsystem. Andere bekannte Dampferzeuger besitzen gerade oder treppenförmige Rohre, bei denen die Druckwassereintrittskammer und die Druckwasseraustrittskammer an entgegengesetzten Enden des Dampferzeugers liegen, so daß innerhalb der Rohrplatte keine Spannungen entstehen. Die Heizflächen sind dabei so dimensioniert, daß leicht überhitzter Dampf entsteht und somit Wasserabscheider nicht erforderlich sind.

In der DT-OS 21 22 837 ist ein derartiger Wärmetauscher beschrieben, bei dem zur Vermeidung von Spannungen zwischen Gehäuse und Rohrbündel die Rohre treppenförmig abgebogen sind.

Ein Wärmetauscher zur Verdampfung von Speisewasser mit geraden, vom Druckwasser eines Kernreaktors durchflossenen Rohren ist weiterhin aus der US-PS 34 12 713 bekannt. Hier erstrecken sieh die Rohre für das Druckwasser zwischen einer über ein Zentralrohr gespeisten Einlaßkammer, die verschiebbar gegen das Gehäuse am oberen Ende des Wärmetauschers angeordnet ist und einer am Fuß des Wärmetauschers vorgesehenen Auslaßkammer für das Druckwasser. Temperaturänderungen wie sie vor allen Dingen beim Anfahren des Dampferzeugers auftreten, werden hier also durch wärmebewegliche Lagerung einer Einlaükammer im Gehäuse aufgefangen,

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dampferzeuger für Druckwasserreaktoren mit geraden Rohren zu schaffen, bei dem nicht nur im Dauerbetrieb, sondern auch beim Anfahren nur geringe Temperaturunterschiede zwischen dem Rohrbünde! und dem Gehäuse auftreten, so daß besondere Maßnahmen zum Ausgleich der unterschiedlichen Temperaiurdehnungen weitgehend entfallen können. Die Erfindung geht davon aus, daß die wesentlichen Temperaturunterschiede sich beim Anfahren einstellen und im unteren Bereich des Dampferzeugers, wo das unterkühlte Speisewasser eintritt, am größten sind.

Die Erfindung betrifft damit einen Dampferzeuger für Druckwasserreaktcren mit einem in einem Gehäuse angeordneten, vom Druckwasser durchflossenen geraden Rohrbündel, bei dem sich die Druckwassereintrittskammer und die Druckwasseraustrittskammer an entgegengesetzten Enden des Gehäuses befinden und das in einem gesonderten Wärmetauscher vorgewärmte Speisewasser das Gehäuse zwischen dem Rohrbündel einmal durchströmt, dabei verdampft und leicht überhitzt wird.

Das Neue besteht erfindungsgemäß darin, daß die Druck'-vasseraostriltskammer mit zwei Druckwasseraustrittsleitungen unterschiedlichen Durchmessers versehen ist, von denen die Leitung mit dem kleineren Durchmesser zu einem druckwasserbeheizten Teilstromvorwärmer für das Speisewasser führt, daß die Druckwasseraustrittsleitung des Teilstromvorwärmers mit einem Regelventil zur Steuerung der den Teilstromvorwärmer durchsetzenden Druckwassernienge versehen ist und daß diese Druckwasseraustrittsleitung anschließend in die Druckwasseraustrittsleitung des Dampferzeugers mit dem größeren Durchmesser einmündet.

Aus der schweizerischen Patentschrift 4 40 468 ist es bei einer Kernreaktoranlage bereits bekannt geworden, einen Speisewasservorwärmer vorzusehen, der mit Frischdampf beheizt wird. Eine Verminderung der Temperaturunterschiede zwischen Eintritt und Austritt des zu verdampfendenWassers in einem Wärmetauscher zur Dampferzeugung ist damit allerdings beim Anfahren nicht erreichbar, da gerade in der Anfangsphase des Anfahrens Frischdampf mit der notwendigen Temperatur nicht zur Verfügung steht. Erst der erfindungsgemäße Vorschlag schafft eine wirtschaftliche und auch beim Anfahren wirksame Lösung zur Verminderung der Temperaturunterschiede durch Anwendung eines zusätzlichen, vom eigentlichen Dampferzeuger getrennten und von einem Teil des Druckwassers beheizten Teilstromvorwärmers. Hierdurch wird erreicht, daß die Spannungsprobleme im eigentlichen Dampferzeuger für einen Druckwasserreaktor auch beim Anfahren wesentlich vermindert werden, ohne daß große Abmessungen des Teilstromvorwärmers erforderlich sind.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung ist in der Zeichnung dargestellt. Der Dampferzeuger besteht aus einem Gehäuse 1 mit einem Druckwassereintrittsstutzen 2, von dem aus das im Kernreaktor erwärmte Druckwasser in die Druckwassercintriitskammer 3 strömt. Von da aus gelangt das Druckwasser in das Innere der Rohre 4 eines Rohrbündcls. Die Rohre 4 verlaufen geradlinig im Gehäuse 1 von oben nach unten und münden am unteren Ende des Gehäuses 1 in eine Druckwasseraus-

!rittskammer 5. Die Druckwasseraustrittskammer 5 besitzt Anschlüsse für zwei Druckwasseraustrittsleitungen 6 und 7. Die Druckwasseraustrittsleltung 7 führt zu einem Teilstromvorwärmer 8, der ähnlich wie der Dampferzeuger aufgebaut sein kann und ein Gehäuse 9 s mit innenliegendem, geradlinig verlaufendem Rohrbündel IO aufweist. Dieser Teilstromvorwärmer kann auch mit einem U-förmigen Rohrbündel gebaut werden, weil bei dem kleinen Durchmesser keine unzulässigen Wärmespannungen in der Rohrplatte entstehen. Nach Durchströmen des Teilstromvorwärmers gelangt das über die Druckwasseraustrittsleltung 7 dem Teilstromvorwärmer 8 zugeführte Druckwasser über eine zugleich die Druckwasseraustrittsleitung des Teilslromvorwärmers bildende Verbindungsleitung II, in die ein Regelventil 12 eingeschaltet ist, zu einem Ejektor 13. Dieser Ejektor 13 ist in die Druckwassc-austrittsleitung 6 eingeschaltet und bewirkt, daß ein ausreichender Druckwasserteilstrom durch den Teilstromvorwärmer 8 fließt, der durch das Regelventil 12 beeinflußt werden kann.

Bei dem erfinclungsgeinäßen Dampferzeuger wird das Regelventil 12 nun bclastungsubhängig so geregelt.

daß im Teilslromvorwärmer einerseits keine Verdampfung des Speisewasser stattfindet, aber andererseits die Temperatur bis in die Niihe der Verdampfungstempera-Uii' gebracht wird. Das Speisewasser gelangt nach der üblichen Regenerativvorwürmung über eine Spcisewasscreinti'ittslcilung 14 mit einem Speisewasserventil 15 in den Teilslromvorwärmcr 8, umspült dort diis Rohrbündel IO und verläßt den Teilstromvorwärmer 8 durch die Speisewasserleitungen 16 und 17. Diese münden in das Gehäuse 1 des Dampferzeugers. Hier wird das Speisewasser verdampft und verläßt den Dampferzeuger durch die Austrittssulzen 18 und 19. von wo aus es zu den Turbinen geleitet wird. Im oberen Teil des Rohrbündel befinden sich zur Verbesserung des Wärmeübergangs im Dampfbereich Lenkblcche 20. In der Mitte des Gehäuses 1 ist dort außerdem ein Abscheider 21 für das sich in der Restverdampl'ungszonc anreichernde salzhaltige Wasser vorgesehen. Der Abscheider ist mit einem in der Achse des Gehäuses I verlaufenden Auslaßrohr 22 verbunden, über das — gesteuert durch ein Ventil 23 — das salzhaltige Wasser abgeführt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   I. Dampferzeuger für Druckwasserreaktoren mit einem in einem Gehäuse angeordneten, vom Druckwasser durchflossenen geraden Rohrbündel, bei dem sich die Druckwassereintrittskammer und die Druckwasseraustrittskammer an entgegengesetzten Enden des Gehäuses befinden und das in einem gesonderten Wärmetauscher vorgewärmte Speisewasser das Gehäuse zwischen dem Rohrbündel einmal durchströmt, dabei verdampft und leicht überhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwasseraustrittskammer (5) mit zwei Druckwasseraustrittsleitungen (6, 7) unterschiedlichen Durchmessers versehen -st, von denen die Leitung (7) mit dem kleineren Durchmesser zu einem druckwasserbeheizten Teilstromvorwärmer (8) für das Speisewasser führt, daß die Druekwasseraustrhtsleitung (11) des Teilstromvorwärmers mit einem Regelventil (12) zur Steuerung der den Teilstromvorwärmer (8) durchsetzenden Druckwassermenge versehen ist und daß diese Druckwasseraustrittsleitung (11) anschließend in die Druckwasseraustrittsleitung (6) des Dampferzeugers mit dem größeren Durchmesser einmündet.
2. 2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckwasseraustrittsleitung (6) mit dem größeren Durchmesser ein Ejektor (13) eingeschaltet ist. mit Hilfe dessen der Durchfluß des Druckwassers durch den Teilstromvorwärmer (8) verstärkt werden kann.