CH286627A - Anlage zur industriellen Verwertung der in einem Kernreaktor entstehenden Wärme. - Google Patents

Description

  Anlage zur industriellen Verwertung der in einem Kernreaktor entstehenden     Wärm:       Die industrielle     Verwertung    der in einem  Kernreaktor     (Pile)    frei werdenden Energie  ist zur Zeit nur mittelbar über ein die Wärme  nach aussen abführendes Mittel möglich. Mit  dem     Kühlprozess    des Reaktors wird ein thermo  dynamischer     Kreisprozess    verbunden, dessen  Wirkungsgrad in bekannter Weise von der  maximalen Temperatur     des    Arbeitsmittels ab  hängig ist. Anderseits ist. die im Reaktor auf  tretende Temperatur durch die physikalischen  Eigenschaften der verwendeten Stoffe be  grenzt.

   Sie beträgt höchstens etwa 250  C und  ist. deshalb zu niedrig, um eine wirtschaft  liche Überhitzung des entstehenden Dampfes  zu ermöglichen.  



  Es wäre denkbar, den im Reaktor direkt oder  über einen primären Wärmeträger indirekt  erzeugten     Sattdampf    unmittelbar in einer  geeigneten Turbine zu entspannen. Es ist  jedoch wesentlich wirtschaftlicher, ihn vorher  in einem von dem Kernreaktor getrennten       Uberhitzer    bekannter Bauweise auf die erfor  derliche Temperatur zu bringen. Die Erfin  dung betrifft demgemäss eine Anlage zur in  dustriellen Verwertung der in einem Kern  reaktor entstehenden Wärme und ist gekenn  zeichnet durch einen vom Reaktor örtlich ge  trennten und mit üblichen Brennstoffen be  triebenen     Wärmeaustauscher,    mit dessen  Hilfe das Arbeitsmittel eines thermodynami  schen Kreisprozesses auf eine höhere, wirt  schaftliche Temperatur gebracht wird.

   Die  Anlage kann durch einen zusätzlichen Wärme  austauscher ergänzt werden, in welchem die    dem beheizten     Wärmeaustauseher    zugeführte  Wärme durch einen besondern Wärmeträger  auf das Arbeitsmittel des     thermodynamischen     Kreisprozesses übertragen wird.  



  Es lässt sich leicht nachweisen, dass die  dein beheizten     Wärmeaustauscher    im Brenn  stoff zugeführte Energie sehr gut ausgenutzt  wird, indem dadurch der Wirkungsgrad des  Prozesses wesentlich verbessert wird. Ein wei  terer Vorteil des     getrennten        Wärmeafstau-          schers    liegt darin, dass er an einer von den  schädigenden Ausstrahlungen des Reaktors  vollkommen geschützten Stelle der Anlage  aufgestellt werden kann, was     Instandsiel-          lungsarbeiten    an den empfindlichen Appara  ten und Maschinen wesentlich erleichtert, wo  bei zu beachten ist,

   dass die Dampfturbine  als weniger empfindlich betrachtet werden  kann als zum Beispiel die     Brennkammer    des       beheizten        Wärmeaustauschers.     



  Die Figuren der beiliegenden Zeichnung  zeigen schematisch Ausführungsbeispiele der  erfindungsgemässen Anlage.     Fig.1    zeigt bei  spielsweise eine Anlage, in welcher die im  Reaktor erzeugte Wärme mittels eines Wärme  trägers in einem primären     Wärmeaustauscher     auf in einem separaten Kreislauf zirkulieren  des Wasser übertragen wird, wobei dieses zu       Sattdampf    verdampft;

   gemäss     Fig.2    ist     im     Kreislauf des thermodynamischen Prozesses  noch ein weiterer     Wärmeaustauscher    vorge  sehen, in welchem die dem     beheizten        Wärme-          austauscher    zugeführte Wärme durch einen  besonderen, in einem weiteren Kreislauf zir-           kulierenden        Wärmeträger    auf das Arbeits  mittel des Kreisprozesses übertragen wird.  



  In     Fig.    1 stellt 1 schematisch einen Kern  reaktor dar, 2 insbesondere dessen wärme  erzeugende Masse. Ein Wärmeträger tritt'  durch die Leitung 3 in den Reaktor ein und  verlässt diesen nach erfolgter Erwärmung  durch die Leitung 4, welche ihn dann dem       Wärmeaustauscher    -6 zuführt. Eine     Umwälz-          piunpe    5 sorgt für     gleiclnnässige        Zirkulation     des Wärmeträgers. Im     Wärmeaustauscher    6  wird im vorliegenden Beispiel     Sattdampf    aus  Wasser erzeugt, wenn als Arbeitsmittel des       thermodynamischen    Kreisprozesses Wasser  verwendet wird.

   Dem Dom 7 des     Wärmeaus-          tauschers    6 wird der     Sattdampf    entnommen       und    durch die Leitung 8 dem beheizten       Wärmeaustauscher    9 zugeführt.

   (Im     vorlie-          gendenBeispiel    könnte dieser beheizte Wärme  austauscher auch als      Überhitzer     bezeichnet  werden.) Dem     Wärmeaustauscher    9 kann  durch eine Leitung 12     Brennluft    zugeführt  werden, welche zuvor von einem Ventilator  10     ahgesaugt    und durch einen von den Ab  gasen des     Wärmeaustauschers    9 beheizten  Lufterhitzer 11 geführt wurde. Der Brenner  14 des     Wärmeaustauschers    erhält den Brenn  stoff durch     die        Leitung    13.

   Der     nun    über  hitzte Dampf fliesst zur Dampfturbine 15  und wird danach teilweise im     Kondensator    17  kondensiert. Die     Turbine    15 kann in bekann  ter Weise angezapft und der     Anzapfdampf     durch     Leitungen    19     Speisewasservorwärmern     20 zugeführt werden, durch welche das Kon  densat durch die     Kondensatpiuupe    18 ge  drückt wird. 21 ist ein Speisewasserbehälter       und    22 eine Speisewasserpumpe.

   Durch die       Leitung.    23 fliesst das als Arbeitsmittel des  thermodynamischen Kreisprozesses dienende  Wasser     wieder    zurück     zum        Wärmeaustauscher     6. Bei 24 ist eine der in Anlagen mit Kern  reaktoren benötigten Schutzwände angedeu  tet.  



  In     Fig.    2 sind gleiche Apparate, Maschi  nen usw.     wie    zuvor beschrieben mit gleichen  Hinweiszahlen versehen.     Zusätzlich    ist in die-         ser    Figur eine weitere Schutzwand bei 25  gezeigt, mit deren Hilfe der beheizte     Wärme-          austauscher    9 mit den zugehörigen Apparaten       und        Maschinen    noch besser abgeschirmt wer  den kann als im     vorbeschriebenen    Beispiel.

    26 ist ein zusätzlicher     Wärmeaustauscher,    in  welchem ein besonderer Wärmeträger zirku  liert, der dein beheizten     Wärmeaustauscher    9  durch die Leitung 27 zugeführt wird. Eine       Umwälzpumpe    28 sorgt für den Umlauf dieses  Wärmeträgers, der von der Pumpe durch  die Leitung 29     zum    zusätzlichen Wärmeaus  tauscher zurückfliesst.    Der Vollständigkeit halber sei erwähnt,  dass im Kreislauf     des    thermodynamischen  Kreisprozesses wohl in den meisten Fällen mit  Vorteil Wasser und der daraus durch Ver  dampfung entstehende Wasserdampf als Ar  beitsmittel verwendet wird.

   Sowohl im Kreis  lauf des Kernreaktors wie auch in dem in       Fig.    2 gezeigten zusätzlichen Kreislauf des be  heizten     Wärmeaustauschers    kann jedoch nach       Wunsch    jeder andere geeignete Wärmeträger,  zum Beispiel Wismut oder Helium, im Kern  reaktor bzw. ein beliebiges Gas im Kreislauf  des     Wärmeaustauschers    26, benützt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Anlage zur industriellen Verwertung der in einem Kernreaktor entstehenden Wärme, gekennzeichnet durch einen vom Reaktor ört lich getrennten und mit üblichen Brennstof fen betriebenen Wärmeaustauscher, mit dessen Hilfe das Arbeitsmittel eines thermodynami schen Kreisprozesses auf eine höhere, wirt schaftliche Temperatur gebracht wird. UNTERANSPRUCH: Anlage gemäss Patentanspruch, geheim zeichnet durch einen zusätzlichen Wärmeaus tausches, in welchem die dem beheizten Wärmeaustausches zugeführte Wärme durch einen besonderen Wärmeträger auf das Ar beitsmittel des thermodynamischen Kreispro zesses übertragen wird. .