CH577741A5 - Inlet funnel or coolant pump - incorporated in the steam generator of a pressure water nuclear reactor - Google Patents

Description

  
 



   Der Patentanspruch des Hauptpatents betrifft eine Druckwasser-Reaktoranlage, bei der sowohl der Dampferzeuger als auch die im Zuge der Primärkreisleitungen liegende Primärkreiskühlmittelpumpe ausserhalb des Reaktordruckbehälters angeordnet ist und eine Sicherheitshülle den Reaktordruckbehälter, den Dampferzeuger, die Primärkreisleitungen und die Primärkreiskühlmittelpumpe umschliesst. Nach dem Patentanspruch des Hauptpatents ist die Primärkreiskühlmittelpumpe in das Gehäuse des zugehörigen Dampferzeugers eingebaut. Dadurch wird die Leitungsführung vereinfacht, so dass Strömungsverluste verringert werden. Gleichzeitig wird in vorteilhafter Weise die Druckwassermenge des Primärkreises verringert. Der Einbau kann jedoch einen relativ scharfen Übergang zwischen der durch den Rohrboden weit verteilten Strömung durch den Dampferzeuger und der konzentrierten Strömung in der Pumpe ergeben.

  Für dieses strömungstechnische Problem sucht die Erfindung als weitere Verbesserung eine günstige Lösung, die mit geringem Materialaufwand auskommt, so dass die Vorteile nach dem Hauptpatent voll erhalten bleiben.



   Die erfindungsgemässe Weiterbildung der Reaktoranlage nach dem Patentanspruch des Hauptpatents besteht darin, dass die Pumpe auf der Saugseite einen gekrümmten unsymmetrischen Einlauftrichter aufweist, der gegen einen die Enden eines Rohrbündels aufnehmenden Rohrboden gerichtet ist und eine Trennwand umfasst, die zusammen mit dem Rohrboden eine Einlasskammer und eine Auslasskammer für das Primärkühlmittel begrenzt. Mit diesem Einlauftrichter können, wie Versuche gezeigt haben, bei allen vorkommenden Strömungsgeschwindigkeiten gleichmässige, weitgehend laminare Strömungsverhältnisse erreicht werden. Vor allem ist damit vermieden, dass Kavitationen auftreten, die die Strömung stören und durch Erosion zu erhöhten Materialbeanspruchungen führen.



   Der Querschnitt des Einlauftrichters sollte sich in Richtung zur Pumpe mindestens im Verhältnis 1,5 :1 verjüngen.



  Es sind aber auch noch wesentlich stärkere Verengungen für die Verwirklichung der Erfindung geeignet. Jedenfalls kann mit grösser werdendem Verjüngungsverhältnis die Baulänge des Einlauftrichters verringert und dadurch an Raum gespart werden, solange die für die Erfindung wesentliche Vermeidung von Kavitationen sichergestellt ist.



   Eine besonders günstige konstruktive Verwirklichung der Erfindung geht von einer ebenen Trennwand zwischen Einlasskammer und Auslasskammer des Dampferzeugers aus. Diese ebene Trennwand kann im Bereich des Einlauftrichters dessen Verlauf entsprechend ausgebeult sein. Hierbei ist die Trennwand zweckmässigerweise ein Schmiedestück, das nach der Formgebung im Bereich des Einlauftrichters mit den übrigen Teilen verschweisst wird. Des weiteren kann der Einlauftrichter zur Verbesserung der Angströmverhältnisse mit einer abgerundeten Kante versehen sein, wie dies an sich bekannt, im Rahmen der Verbesserung des Hauptpatents jedoch besonders günstig ist.



   Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Fig. 1 und 2 stellen in zwei zueinander senkrechten Schnitten eine erprobte Ausführungsform der Erfindung dar.



  Damit ist gemeint, dass bei diesem Ausführungsbeispiel die Form des Einlauftrichters optimiert ist. Die Grössenverhältnisse sind bei der Verwirklichung der Erfindung den jeweils durchzusetzenden Mengen des Druckwassers anzupassen.



   Die Figuren stellen Schnitte durch das untere Ende einer Grosskomponente einer Druckwasserreaktoranlage dar, die aus dem Dampferzeuger und der in diesem eingebauten Hauptkühlmittelpumpe besteht. Der Dampferzeuger ist ein U-Rohrdampferzeuger, wie anhand der Ausführungsbeispiele des Hauptpatents näher erläutert ist. Die Anordnung der Pumpe entspricht der Fig. 5 des Hauptpatentes, wobei die Pumpenachse mit der Längsachse des U-Rohrdampferzeugers fluchtet.



   Die Pumpe mit dem Pumpengehäuse 1, in dem das Laufrad 2 mit den Laufradschaufeln 3 gelagert ist, ist über eine Flanschverbindung 4 in das Trennblech 5 des Dampferzeugers eingesetzt. Von diesem Trennblech geht eine weitgehend ebene Trennwand 7 aus, die eine Austrittskammer 8 und eine Eintrittskammer 9 abteilt. Von der Kammer 9 wird die Strömung des Primärkühlmittels durch die Rohrplatte 10 in die Rohre eines nicht gezeichneten U-Rohrbündels gelenkt, aus denen es durch die Rohrplatte 10 in die Austrittskammer 8 strömt. Von dort wird es vom Laufrad 2 angesaugt, in die Druckkammer 17 befördert und strömt in die Auslassleitung des Dampferzeugers.



   Wie man sieht, ist die Trennwand 7 in ihrem mittleren Be reich 11 ausgebeult, so dass ein dem zylindrischen Einlauf 13 der Pumpe 1 angepasster, sich erweiternder Einlauftrichter 12 entsteht. Zu diesem Trichter 12 gehört auf der der Trennwand 7 abgekehrten Seite ein in bezug auf die Pumpenachse unsymmetrisch gekrümmter Blechteil 14, dessen Rand 15 in bekannter Weise gerundet ist. Der Rand 15 bildet mit dem angrenzenden Teil der Trennwand 7 einen weitgehend rechteckigen Einlaufquerschnitt, der, wie die strichpunktierte Mittellinie des Einlauftrichters 12 zeigt, auf die Mitte des der Austrittskammer 8 zugeordneten Teils der Rohrplatte 10 weist. Der Querschnitt der Einlauffläche im Bereich des Randes 15 beträgt etwa das Dreifache des Durchlassquerschnittes im Bereich des Laufrades 3. Mithin verjüngt sich der Einlauftrichter im Verhältnis 3 :1.



   Beim Ausführungsbeispiel wird das Pumpengehäuse 1, in dem das Laufrad 2 mit den Schaufeln 3 gelagert ist, vom Trennblech 5 abgestützt, das quer zur Trennwand 7 verläuft.



  Unterhalb des Trennbleches 5, also auf der Druckseite der Pumpe 1, ist der zylindrische Druckraum 17 zum Anschluss der Auslassleitung des Dampferzeugers vorgesehen. An der Bodenplatte 18 dieses Raumes kann ein nicht gezeichneter Elektromotor zum Antrieb der Pumpe 1 angeflanscht werden.



   In ihrem ausgebeulten mittleren Bereich 12, der sich über fast 1/3 ihrer grössten Länge erstreckt, ist die Trennwand aus einzelnen Streifen 21 zusammengefügt, die mit Hilfe von Rippen 22 versteift sind. Dies ist eine Alternative zu der vorstehend geschliderten Ausführung als Schmiedestück. Bestimmend für die Ausführung in der einen oder anderen Art sind unter anderem Grösse, Temperatur- und Druckverhältnisse sowie Werkstofffragen.



   PATENTANSPRUCH



   Druckwasserreaktoranlage, bei der sowohl der Dampferzeuger als auch die im Zuge der Primärkreisleitungen liegende Primärkreiskühlmittelpumpe ausserhalb des Reaktordruckbehälters angeordnet ist und eine Sicherheitshülle den Reaktordruckbehälter, den Dampferzeuger, die Primärkreisleitungen und die Primärkreiskühlmittelpumpe umschliesst, wobei die Primärkreiskühlmittelpumpe in das Gehäuse des zugehörigen Dampferzeugers eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe auf der Saugseite einen gekrümmten unsymmetrischen Einlauftrichter (12) aufweist, der gegen einen die Enden eines Rohrbündels aufnehmenden Rohrboden (10) gerichtet ist und eine Trennwand umfasst, die zusam- men mit dem Rohrboden (10) eine Eintrittskammer (9) und eine Austrittskammer (8) für das Primärkühlmittel begrenzt.



   UNTERANSPRÜCHE
1. Druckwasserreaktoranlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt des Einlauftrichters in Richtung zur Pumpe (1) mindestens im Verhält 

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

   Der Patentanspruch des Hauptpatents betrifft eine Druckwasser-Reaktoranlage, bei der sowohl der Dampferzeuger als auch die im Zuge der Primärkreisleitungen liegende Primärkreiskühlmittelpumpe ausserhalb des Reaktordruckbehälters angeordnet ist und eine Sicherheitshülle den Reaktordruckbehälter, den Dampferzeuger, die Primärkreisleitungen und die Primärkreiskühlmittelpumpe umschliesst. Nach dem Patentanspruch des Hauptpatents ist die Primärkreiskühlmittelpumpe in das Gehäuse des zugehörigen Dampferzeugers eingebaut. Dadurch wird die Leitungsführung vereinfacht, so dass Strömungsverluste verringert werden. Gleichzeitig wird in vorteilhafter Weise die Druckwassermenge des Primärkreises verringert. Der Einbau kann jedoch einen relativ scharfen Übergang zwischen der durch den Rohrboden weit verteilten Strömung durch den Dampferzeuger und der konzentrierten Strömung in der Pumpe ergeben.

   Für dieses strömungstechnische Problem sucht die Erfindung als weitere Verbesserung eine günstige Lösung, die mit geringem Materialaufwand auskommt, so dass die Vorteile nach dem Hauptpatent voll erhalten bleiben.

   Die erfindungsgemässe Weiterbildung der Reaktoranlage nach dem Patentanspruch des Hauptpatents besteht darin, dass die Pumpe auf der Saugseite einen gekrümmten unsymmetrischen Einlauftrichter aufweist, der gegen einen die Enden eines Rohrbündels aufnehmenden Rohrboden gerichtet ist und eine Trennwand umfasst, die zusammen mit dem Rohrboden eine Einlasskammer und eine Auslasskammer für das Primärkühlmittel begrenzt. Mit diesem Einlauftrichter können, wie Versuche gezeigt haben, bei allen vorkommenden Strömungsgeschwindigkeiten gleichmässige, weitgehend laminare Strömungsverhältnisse erreicht werden. Vor allem ist damit vermieden, dass Kavitationen auftreten, die die Strömung stören und durch Erosion zu erhöhten Materialbeanspruchungen führen.

   Der Querschnitt des Einlauftrichters sollte sich in Richtung zur Pumpe mindestens im Verhältnis 1,5 :1 verjüngen.

   Es sind aber auch noch wesentlich stärkere Verengungen für die Verwirklichung der Erfindung geeignet. Jedenfalls kann mit grösser werdendem Verjüngungsverhältnis die Baulänge des Einlauftrichters verringert und dadurch an Raum gespart werden, solange die für die Erfindung wesentliche Vermeidung von Kavitationen sichergestellt ist.

   Eine besonders günstige konstruktive Verwirklichung der Erfindung geht von einer ebenen Trennwand zwischen Einlasskammer und Auslasskammer des Dampferzeugers aus. Diese ebene Trennwand kann im Bereich des Einlauftrichters dessen Verlauf entsprechend ausgebeult sein. Hierbei ist die Trennwand zweckmässigerweise ein Schmiedestück, das nach der Formgebung im Bereich des Einlauftrichters mit den übrigen Teilen verschweisst wird. Des weiteren kann der Einlauftrichter zur Verbesserung der Angströmverhältnisse mit einer abgerundeten Kante versehen sein, wie dies an sich bekannt, im Rahmen der Verbesserung des Hauptpatents jedoch besonders günstig ist.

   Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Fig. 1 und 2 stellen in zwei zueinander senkrechten Schnitten eine erprobte Ausführungsform der Erfindung dar.

   Damit ist gemeint, dass bei diesem Ausführungsbeispiel die Form des Einlauftrichters optimiert ist. Die Grössenverhältnisse sind bei der Verwirklichung der Erfindung den jeweils durchzusetzenden Mengen des Druckwassers anzupassen.

   Die Figuren stellen Schnitte durch das untere Ende einer Grosskomponente einer Druckwasserreaktoranlage dar, die aus dem Dampferzeuger und der in diesem eingebauten Hauptkühlmittelpumpe besteht. Der Dampferzeuger ist ein U-Rohrdampferzeuger, wie anhand der Ausführungsbeispiele des Hauptpatents näher erläutert ist. Die Anordnung der Pumpe entspricht der Fig. 5 des Hauptpatentes, wobei die Pumpenachse mit der Längsachse des U-Rohrdampferzeugers fluchtet.

   Die Pumpe mit dem Pumpengehäuse 1, in dem das Laufrad 2 mit den Laufradschaufeln 3 gelagert ist, ist über eine Flanschverbindung 4 in das Trennblech 5 des Dampferzeugers eingesetzt. Von diesem Trennblech geht eine weitgehend ebene Trennwand 7 aus, die eine Austrittskammer 8 und eine Eintrittskammer 9 abteilt. Von der Kammer 9 wird die Strömung des Primärkühlmittels durch die Rohrplatte 10 in die Rohre eines nicht gezeichneten U-Rohrbündels gelenkt, aus denen es durch die Rohrplatte 10 in die Austrittskammer 8 strömt. Von dort wird es vom Laufrad 2 angesaugt, in die Druckkammer 17 befördert und strömt in die Auslassleitung des Dampferzeugers.

   Wie man sieht, ist die Trennwand 7 in ihrem mittleren Be reich 11 ausgebeult, so dass ein dem zylindrischen Einlauf 13 der Pumpe 1 angepasster, sich erweiternder Einlauftrichter 12 entsteht. Zu diesem Trichter 12 gehört auf der der Trennwand 7 abgekehrten Seite ein in bezug auf die Pumpenachse unsymmetrisch gekrümmter Blechteil 14, dessen Rand 15 in bekannter Weise gerundet ist. Der Rand 15 bildet mit dem angrenzenden Teil der Trennwand 7 einen weitgehend rechteckigen Einlaufquerschnitt, der, wie die strichpunktierte Mittellinie des Einlauftrichters 12 zeigt, auf die Mitte des der Austrittskammer 8 zugeordneten Teils der Rohrplatte 10 weist. Der Querschnitt der Einlauffläche im Bereich des Randes 15 beträgt etwa das Dreifache des Durchlassquerschnittes im Bereich des Laufrades 3. Mithin verjüngt sich der Einlauftrichter im Verhältnis 3 :1.

   Beim Ausführungsbeispiel wird das Pumpengehäuse 1, in dem das Laufrad 2 mit den Schaufeln 3 gelagert ist, vom Trennblech 5 abgestützt, das quer zur Trennwand 7 verläuft.

   Unterhalb des Trennbleches 5, also auf der Druckseite der Pumpe 1, ist der zylindrische Druckraum 17 zum Anschluss der Auslassleitung des Dampferzeugers vorgesehen. An der Bodenplatte 18 dieses Raumes kann ein nicht gezeichneter Elektromotor zum Antrieb der Pumpe 1 angeflanscht werden.

   In ihrem ausgebeulten mittleren Bereich 12, der sich über fast 1/3 ihrer grössten Länge erstreckt, ist die Trennwand aus einzelnen Streifen 21 zusammengefügt, die mit Hilfe von Rippen 22 versteift sind. Dies ist eine Alternative zu der vorstehend geschliderten Ausführung als Schmiedestück. Bestimmend für die Ausführung in der einen oder anderen Art sind unter anderem Grösse, Temperatur- und Druckverhältnisse sowie Werkstofffragen.

   PATENTANSPRUCH

   Druckwasserreaktoranlage, bei der sowohl der Dampferzeuger als auch die im Zuge der Primärkreisleitungen liegende Primärkreiskühlmittelpumpe ausserhalb des Reaktordruckbehälters angeordnet ist und eine Sicherheitshülle den Reaktordruckbehälter, den Dampferzeuger, die Primärkreisleitungen und die Primärkreiskühlmittelpumpe umschliesst, wobei die Primärkreiskühlmittelpumpe in das Gehäuse des zugehörigen Dampferzeugers eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe auf der Saugseite einen gekrümmten unsymmetrischen Einlauftrichter (12) aufweist, der gegen einen die Enden eines Rohrbündels aufnehmenden Rohrboden (10) gerichtet ist und eine Trennwand umfasst, die zusam- men mit dem Rohrboden (10) eine Eintrittskammer (9) und eine Austrittskammer (8) für das Primärkühlmittel begrenzt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Druckwasserreaktoranlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt des Einlauftrichters in Richtung zur Pumpe (1) mindestens im Verhält nis 1,5 :1 verjüngt.

   2. Druckwasserreaktoranlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die ebene Trennwand (7) im Bereich des Einlauftrichters (12) dessen Verlauf entsprechend ausgebeult ist.