CH616772A5

CH616772A5 -

Info

Publication number: CH616772A5
Application number: CH307977A
Authority: CH
Inventors: Ulrich Dr Simon; Klaus-Dieter Werner; Bernd Pontani
Original assignee: Kraftwerk Union Ag
Priority date: 1976-04-15
Filing date: 1977-03-11
Publication date: 1980-04-15
Also published as: DE2616830C2; ATA81377A; DE2616830B1; FR2348546A1; FR2348546B1; JPS52127586A; AT358677B; US4172009A; SE423932B; SE7701936L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kondensationsrohr für Abblaseeinrichtungen, welche zur Überdruckbegrenzung bei Kernkraftwerken, insbesondere bei Siedewasser-Kernkraftwerken, dienen, wobei das Kondensationsrohr in das Wasservolumen einer ein Gaspolster aufweisenden Kondensationskammer (Wasservorlage) mit seinem unteren Abströmende eintauchend angeordnet und mit seinem oberen, aus der Wasservorlage ragenden Zuströmende an eine Quelle für zu kondensierenden Dampf oder für ein Dampf-Luft-Gemisch angeschlossen ist, wobei ferner das Abströmende des Kondensationsrohres zur Beruhigung der Kondensation mit einem Mündungsbodenteil zur Begrenzung der rohraxial austretenden Dampfströme und mit seitlichen Austrittsöffnungen versehen ist, welch letztere die Dampfströmung und die im Wasservolumen erzeugten Blasen unterteilen.

Ein solches Kondensationsrohr ist bekannt (DT-AS 2 212 761). Es hat besondere Bedeutung für das sogenannte Druckabbausystem, das bei einem Unfall den ausströmenden Wasserdampf kondensiert und damit den Sicherheitsbehälter s entlastet. Bei diesem System befinden sich das Reaktordruckge-f äss und die Kühlmittelumlaufschleifen in einer relativ kleinen Druckkammer aus Stahl oder Spannbeton, die druckfest und technisch gasdicht ist. Aus dieser Druckkammer führen die Kondensationsrohre in eine Kondensationskammer und tau-10 chen dort in ständig gefüllte Wasserbecken (Wasservorlage) ein. Druckkammer und Kondensationskammer werden vom Sicherheitsbehälter umschlossen. Das Druckabbausystem befindet sich in einem Reaktorgebäude, das ständig auf leichtem Unterdruck gehalten wird. Wird nun bei einem eventuellen Bruch 15 eines Anlageteils in der Druckkammer Wasserdampf freigesetzt, so fängt die Druckkammer den Druckstoss auf ; der Wasserdampf strömt in die Kondensationskammer und wird dort niedergeschlagen. Das Druckabbausystem hat jedoch nicht nur die Funktion der Kondensation des Dampfes bei einem Kühl-211 mittelverlust-Störfall, sondern es dient auch als Hilfskondensator bei gewissen Reaktortransienten. Hierbei handelt es sich insbesondere um das Abblasen von Dampf aus Abblaseleitungen der Druckentlastungs- und Sicherheitsventile und den Abdampf der Notkondensations- und Noteinspeiseturbinen. 25 Für den Kondensationsvorgang ist von Bedeutung, dass ein sehr breites Spektrum von möglichen Dampfstromdichten vorhanden ist. So liegen im Falle des Abblasens der Entlastungsventile in den entsprechenden Kondensationsrohren hohe Dampfstromdichten vor, desgleichen bei Beginn eines Kühlmit-30 telverlust-Störfalles. In den Abdampfleitungen und den entsprechenden Kondensationsrohren der Notkondensation- und der Noteinspeiseturbinen sowie im Verlaufe eines Kühlmittelverlust-Störfalles sind demgegenüber die Dampfstromdichten geringer. Noch niedrigere Dampfstromdichten können auch in 35 den mit den Abblaseleitungen der Entlastungsventile verbundenen Kondensationsrohren auftreten, und zwar dann, wenn ein Entlastungsventil ein Leck bekommt und eine Dampf-Schleich-strömung sich einstellt. Die auftretenden Dampfstromdichten reichen so von ca 1000 kg/m2 sec beim Abblasen der Entla-40 stungsventile bis herunter zu 2 bis 10 kg/m2 sec bei Dampf-Schleichströmungen.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Kondensationsrohr der eingangs näher definierten Art so zu verbessern und weiter auszubilden, dass einerseits 45 eine ruhige Kondensation über das gesamte Spektrum der Dampfmengenströme gewährleistet ist, andererseits dies mit einer einfachen Anordnung erzielt werden kann, die sich fertigungstechnisch mit wenig Aufwand realisieren lässt.

Erfindungsgemäss wird die gestellte Aufgabe dadurch 50 gelöst, dass die Austrittsöffnungen als sich zum Rohrende erweiternde Schlitze ausgebildet sind, welche über den Umfang des Rohres verteilt sind. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, dass sich derartige Schlitze relativ einfach, z. B. mittels Schneid- oder Trenn-55 Verfahren, im Mündungsbereich eines Kondensationsrohres anbringen lassen, wobei die zwischen den Schlitzen stehenbleibenden Stege mit ihren Endflächen zugleich als Befestigungsvorsprünge für den Mündungsbodenteil dienen können. Die Schlitze dienen mit ihrer schmalen Zone insbesondere zum 60 Abblasen kleinerer Dampfmengenströme; vergrössert sich der Dampfmengenstrom, so werden automatisch breitere Schlitzzonen zum Abblasen mit herangezogen, wobei in jedem Falle die Aufteilung der Dampfteilströme und der Kondensationsblasen erhalten bleibt.

65 Bevorzugt haben die Schlitze jeweils die Form eines spitzwinkligen Dreiecks, so dass die Mündungsgeometrie nach Art einer Zackenkrone ausgebildet ist. Hierbei ist die Herstellung besonders einfach. Eine noch verfeinerte Ausführungsform der

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Erfindung besteht darin, dass die Länge der Schlitze das 0,8 bis des Rohrinnendurchmessers r1; und die Dreieckspitzen schlies-

1,5-fache des Rohrinnendurchmessers beträgt und dass die sen jeweils einen Öffnungswinkel von a = 11° ein. Dies ist

Dreieckspitze einen Öffnungswinkel vorzugsweise zwischen 10 anhand des Scheitelwinkels a' verdeutlicht. Ein bevorzugter und 15° einschliesst. Zweckmässigerweise sind die zwischen Bereich für den Öffnungswinkel liegt zwischen 10 und 15° .

den Schlitzen stehenbleibenden Rohrzungen an ihren an den 5 Zwischen den dreieckförmigen Schlitzen 4 bleiben trapezför-

Mündungsbodenteil stossenden Enden mit letzteren ver- mige Rohrzungen 5 stehen, die an ihren an den Mündungsbo-schweisst. Ein vorteilhafter Abstand der einander benachbarten denteil 3 stossenden Enden mit letzterem verschweisst sind. Der

Schlitze beträgt im Bereich ihrer Dreiecks-Basen (Breite der Abstand einander benachbarter Schlitze 4 im Bereich ihrer

Rohrzungenenden)mindestens 1A Basislänge, vorzugsweise Dreiecks-Basen 4a (Breite der Rohrzungenenden 5) beträgt etwa 1A bis 1 Basislänge. m mindestens 1A der Basislänge, vorzugsweise etwa 'A bis 1 Basis-

Bei der Anwendung der Schlitzdüse für die Kondensation länge. Die Schweissnähte zwischen Mündungsbodenteil 3 und kleiner Massenstromdichten ist es besonders vorteilhaft, den Rohrzungenenden sind mit 6 bezeichnet.

Boden in einer kegelförmigen oder kegelähnlichen Gestalt aus- .

zuführen, wobei die Kegelspitze in das Rohr hineinragt. Die ^ zel£l eine zum Abblasen kleiner Massenströme

Höhe des Kegels ist vorteilhaft mindestens 'A, vorzugsweise ' A is besonders vorteilhafte Ausführung mit einem als Kegeleinsatz bis 1 der Schlitzhöhe. Durch diese Form des Bodens wird das 30 ausgeführten Mündungsbodenteil, dessen Kegelspitze 31 in

Zurückströmen des Wassers bei niedrigen Massenstromdichten das Innere des Abströmendes la hineinweist. Die Kegelspitze wirkungsvoll vermindert 31 ist abgerundet, und der Kegelmantel 32 ist nach innen

Im folgenden werden anhand der Zeichnung zwei Ausfüh- gewölbt (Krümmungsradius^ R mit Fusspunkt M). Die Befesti-

rungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen: ->ü SunS des Kegeleinsatzes 30 ist sinngemäss zu derjenigen des

Fig. 1 im Ausschnitt das Ende eines Kondensationsrohres in Mündungsbodenteils 3, wobei der Kegeleinsatz 30, d. h. der einem Axialschnitt, das für Abblaseeinrichtungen der eingangs überstehende Rand 33 seines scheibenförmigen Fussteils 34, näher erläuterten Art angewendet wird, mit ebenem Mündungs- mit den Enden der ZunSen 5 verschweisst ist (Schweissnähte 6).

bodenteil • Im übrigen ist die Anordnung so wie beim ersten Ausführungs-

Fig. 2 'in entsprechender Darstellung etwas vergrössert ein 25 beisPiel getroffen> weshalb gleiche Teile auch die gleichen zweites Ausführungsbeispiel mit einem kegelförmigen Einsatz- Bezugszeichen tragen. Das Zusammenwirken der Schlitze 4 mit körper als Mündungsbodenteil den Strömungsleitflächen 31,32 des Kegeleinsatzes 30 ergibt

Das Kondensationsrohr 1 hat gemäss Fig. 1 ein Abström- eine besonders günstige, durch Diffusorwirkung unterstützte ende la, mit dem es in die Wasservorlage W eintaucht. Ober- Abblasecharakteristik auch bei kleinen Massenstromdichten,

halb der Wasservorlage W befindet sich das Gas- bzw. Luftpol- 30derart'dass hierbei das Zurückströmen des Wassers beim Kon-

ster G der nicht dargestellten Kondensationskammer. Es ist zur densationsvorgang wirkungsvoll vermindert wird. Diese Wir-

Beruhigung der Kondensation, wenn gemäss Pfeilen 2 der kunë er§lbt slch insbesondere bei einer Kegelhöhe h, die mmde-

Dampf oder ein Dampf-Luft-Gemisch in das Wasserbad W f5118 > vorzugsweise 'Abis'/, der Schlitzhöhe a beträgt, und abgeblasen wird, mit einem Mündungsbodenteil 3 zur Begren- m dargestellten konkaven Kegelmantel 32.

zung der rohraxial austretenden Dampfströme und mit seitli- 35 im Rahmen der Erfindung liegt auch eine Ausführungs-

chen Austrittsöffnungen 4 versehen, welch letztere die Dampf- form, bei welcher abweichend von der dargestellten Form, wo ^

Strömung und die im Wasservolumen W erzeugten Blasen < ra ist (einstückiges Rohr), das Mündungsende la des Konden-

unterteilen. Erfindungsgemäss sind nun die Austrittsöffnungen sationsrohres 1 als gesonderter Rohrabschnitt ausgeführt mit

4 als sich zum Rohrende erweiternde Schlitze ausgebildet, wel- einem Innendurchmesser, welcher dem Aussendurchmesser ra che über den Umfang des Abströmendes la des Rohres 1 40 des Kondensationsrohres 1 entspricht, so dass dieser Rohrab-

verteilt sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel haben die schnitt gesondert hergestellt werden kann und auf das Konden-

Schlitze 4 jeweils die Form eines spitzwinkligen Dreiecks, wobei sationsrohr 1 aufgeschoben und an diesem festgeschweisst wer-

acht dreieckförmige Schlitze 4 gleichmässig über den Umfang den kann. Weiterhin kann der Mündungsbodenteil 3 mittels des Abströmendes bzw. der Rohrmündung la verteilt sind. Die Bohrungen perforiert sein, so dass auch in axialer Richtung axiale Länge a der Schlitze 4 beträgt etwa das 0,8 bis 1,5-fache 45 Dampfteilströme, in feinverteilter Form, austreten können.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

616 772 PATENTANSPRÜCHE

1. Kondensationsrohr für Abblaseeinrichtungen, welche zur Überdruckbegrenzung bei Kernkraftwerken, insbesondere bei Siedewasser-Kernkraftwerken, dienen, wobei das Kondensationsrohr in das Wasservolumen einer ein Gaspolster aufweisenden, eine Wasservorlage bildenden Kondensationskammer mit seinem unteren Abströmende eintauchend angeordnet und mit seinem oberen, aus der Wasservorlage ragenden Zuströmende an eine Quelle für zu kondensierenden Dampf oder für ein Dampf-Luft-Gemisch angeschlossen ist, wobei ferner das Abströmende des Kondensationsrohres zur Beruhigung der Kondensation mit einem Mündungsbodenteil zur Begrenzung der rohraxial austretenden Dampfströme und mit seitlichen Austrittsöffnungen versehen ist, welch letztere die Dampfströmung und die im Wasservolumen erzeugten Blasen unterteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen als sich zum Rohrende erweiternde Schlitze (4) ausgebildet sind, welche über den Umfang des Abströmendes (1 a) des Rohres (1) verteilt sind.

2. Kondensationsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (4) jeweils die Form eines spitzwinkligen Dreiecks haben.

3. Kondensationsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Schlitze (4) das 0,8 bis 1,5-fache des Rohrinnendurchmessers fo) beträgt und dass die Dreieckspitze einen Öffnungswinkel (a) zwischen 10 und 15° ein-schliesst.

4. Kondensationsrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diezwischen den Schlitzen (4) stehenbleibenden Rohrzungen (5) an ihren an den Mündungsbodenteil (3,30) stossenden Enden mit letzterem verschweisst sind.

5. Kondensationsrohr nach Anspruch 1, für die Kondensation kleiner Massenstromdichten, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schlitze (4) mit einem Mündungsbodenteil in Form eines Einsatzkörpers (30) mit Kegel- oder kegelaähnlicher Kontur axial überlappen, wobei die Spitze (31) des Einsatzkörpers (30) in das Abströmende (la) des Rohres (1) hineinweist.

6. Kondensationsrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand einander benachbarter Schlitze (4) im Bereich der Dreiecks-Basen (4a) mindestens 'A Basislänge, vorzugsweise etwa V2 bis 1 Basislänge beträgt.

7. Kondensationsrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (h) zwischen der Basis (34) und der Spitze (31) des Einsatzkörpers (30) 'A bis l/i der Schlitzhöhe (a) beträgt.

8. Kondensationsrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelflächen des Einsatzkörpers (30) als nach innen gewölbte Strömungsleitflächen (32) ausgebildet sind.