DE1112991B

DE1112991B - Stehendes, zylindrisches Verdampferelement

Info

Publication number: DE1112991B
Application number: DEH31752A
Authority: DE
Inventors: Andre Huet
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-11-28
Filing date: 1957-11-27
Publication date: 1961-08-24
Also published as: GB822430A; BE561247A; CH354106A; NL94638C; US2973749A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein stehendes, zylindrisches Verdampferelement mit in seinem unzugänglich abgeschlossenen Innern angeordneten Heizrohren für ein z. B. von einem Kernreaktor kommendes Heizmittel und mit äußeren radialen Wasserrohrgruppen sowie den zugehörigen Rohrböden und Anschlußstutzen für Abhitzeanlagen.

Bei einem bekannten Verdampferelement der vorgenannten Art ist ein Heizrohr in ein Mantelrohr an einem Ende in dessen Boden so eingesetzt, daß sein Stirnende mit dem Mantel fluchtet, während sein anderes Ende durch den Mantelboden hindurchführt.

Bei einem anderen bekannten Dampfkessel ähnlicher Art sind die Heizrohre entweder wie im vorgenannten Falle einfach in Öffnungen des Rohrbodens eingesetzt oder jeweils in einen nach außen ausgehalsten Stutzen eines zugehörigen Mantelrohres eingesetzt, wobei Rohrende und Stutzenende stirnseitig miteinander fluchten.

Bei einem anderen bekannten Verdampferelement mit in seinem Innern angeordneten Heizrohren sind deren Enden in vom Rohrboden nach innen ausgehalste Stutzen so eingeschweißt oder eingeschraubt, daß sie in der Höhe des Rohrbodens stumpf von der Innenwand der Stutzen abstehend enden.

Bei Rauchrohrkesseln sind kegelstumpfförmig jeweils vom Heizmitteleinlaß zum zugehörigen Heizbzw. Rauchgasrohr hin verjüngte Anschlußstutzen bekannt, die mit diesem durch eine vom Rohrrand nach innen stehende, außen am Stutzenende angreifende Schweißnaht verbunden sind, wobei das Stutzenende in das Innere des Heizrohres ragt.

Die bei diesen bekannten Verdampferelementen vorgesehenen Rohranschlüsse weisen an den stumpffen Rohr- bzw. Stutzenenden in die Bahn des Heizmittels vorspringende Kanten auf, die den Strömungswiderstand erhöhen und die bei Verwendung dieser Verdampferelemente in einer Kernenergieanlage besonders schädliche Ablagerungsstellen für gegebenenfalls in den Heizrohren oder an den Mantelböden im Wasserraum vorhandene radioaktive Teilchen darstellen würden. Es wäre daher bei solchen Kernenergieanlagen viel häufiger als sonst eine gründliche Reinigung der Einzelelemente erforderlich, um diese radioaktiven Teilchen aus diesem Element der Anlage zu entfernen. Das zum Spülen benutzte Mittel kann sich dabei jedoch ebenfalls an den vorspringenden Kanten ansetzen oder lange aufgehalten werden und Zerstörungen hervorrufen.

Die Erfindung bezweckt, die vorgenannten Übelstände zu beheben und die Heizrohranschlüsse so zu Stehendes, zylindrisches Verdampferelement

Anmelder:
Andre Huet, Paris

Vertreter: Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,

Dipl.-Ing. G. E. M. Dannenberg

und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,

Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 28. November 1956

Andre Huet, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

gestalten, daß glatte, strömungstechnisch günstige Übergänge geschaffen werden, an denen sich keine Teilchen absetzen können und die keine Möglichkeit für ein Festsetzen eines Spülmittels bieten, aber dennoch leicht zu schweißen sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei einem Verdampferelement der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Heizrohranschlußstutzen in den Rohrböden in an sich bekannter Weise mit diesen einstückig kegelstumpfförmig nach innen verengt, 'in das Verdampferelement hineinweisend ausgebildet, jedoch bündig mit kegelstumpfförmig aufgeweiteten Enden der Heizrohre mittels von außen her angebrachter Schweißnähte verschweißt sind, während die Wasserrohr- und Dampfrohranschlußstutzen der Rohrboden nach außen weisen.

Die Anwendung dieser Maßnahmen ermöglicht leichtes Verschweißen der Anschlußstutzen mit den aufgeweiteten Enden der Heizrohre von der Außenseite des Verdamfpferelementes her innerhalb dieser Stutzen und Rohrenden, die dann genügend Platz lassen. Dabei ist ein bündiger Übergang an der Schweißstelle erzielbar, und es kann beim Durchspülen der Heizrohre und Rohrböden die Ansammlung von Rückständen auf der Innenseite beseitigt werden, ohne daß sich das Spülmittel festsetzt. Insbesondere wird im Falle eines von einem Kernreak-

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Claims

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tor kommenden Heizmittels die Anlagerung von förmigen Querschnitt annimmt, und wird in das radioaktiven Teilchen an den Schweißstellen der Innere des Rohrstutzens h und den Behälter α einHeizrohre und beim Übergang der Stutzen in die geführt, so daß es gerade bis zur Höhe des Mün-Rohrböden vermieden. dungsrandes des oberen Anschlußstutzens h reicht

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel und 5 (s. Fig. 3).

Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes dar, und Man führt sodann in den Anschlußstutzen h einen

zwar zeigt Dorn ein, nachdem man das erweiterte Ende / er-

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungs- hitzt hat, wodurch man, wie dies aus Fig. 4 bei q

gemäßes Verdampferelement, ersichtlich ist, das Ende des Rohres i in eine konische

Fig. 2 einen Längsschnitt, io Form bringt, die sich dem Mündungsrand des An-

Fig. 3 und 4 im Schnitt die Befestigung eines schlußstutzens h anschließt. Es ist dann sofort mög-

Heizrohres an einem Rohrstutzen an der Bodenseite lieh, von außen in Richtung des Pfeiles G die beiden

bezw. Stirnfläche des Behälters und Abschrägungen, die sich einander gegenüber befin-

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Anord- den, zu verschweißen und so das Rohr / an den An-

nung von Verdampferelementen im Innern eines Man- 15 schlußstutzen h anzuschweißen. Derselbe Vorgang

telrohres einer Verdampferanlage. wird sodann an dem anderen Ende des Rohres i

Das erfindungsgemäße Verdampferelement besteht wiederholt.

im wesentlichen aus einem Zylinder a, der an seinen Der Wasserspiegel stellt sich z. B. auf die Höhe

Enden durch gewölbte bzw. abgebörtelte Rohrböden b N-N im Innern des Behälters α ein. Es ist ersicht-

und c abgeschlossen ist. Jede dieser Stirnflächen trägt 20 lieh, daß bei dieser Anordnung alle Rohre, soweit

einen zentralen Anschlußstutzen d, dessen Mün- sie sich unterhalb des Wasserspiegels befinden, Was-

dungsrand jeweils nach außen zeigt. An dem unte- ser enthalten, während die Rohre, soweit sie sich

ren Rohrstutzen e ist die Wasserzuleitung / und an oberhalb des Niveaus N-N befinden, mit Dampf ge-

dem oberen Rohrstutzen d die Dampfleitung g an- füllt sind.

geschlossen. Rund um jeden zentralen Anschluß- 25 Die Rohrleitung, die den Dampf g abführt, ist

stutzen sind in den Stirnflächen b und c ein oder direkt oder unter Zwischenschaltung von Sammlern

mehrere Kränze von Rohrstutzen wie bei h angeord- mit dem Dampfwasserbehälter η verbunden, der sich

net, deren Mündungsränder nach der Innenseite des außerhalb des Mantelrohres ρ der Verdampferanlage

Behälters gerichtet sind. (Fig. 2) befindet. Ebenso ist die Wasserzuleitung /

Die Anschlußstutzen h der Stirnseite b sind mit 30 mit dem Boden des Behälters η verbunden,
den entsprechenden Anschlußstutzen h der Stirn- Wie aus Fig. 1 ersichtlich, können die Wasserseite c durch Rohre i verbunden, die innen im Sinne rohre m, die rund um den Behälter α angeordnet des Pfeiles F von dem aus einem Reaktor kommen- sind, in geeigneter Weise verteilt sein, so daß die den heißen Heizmittel durchströmt werden. Diese Rohre m in bester Weise den dargebotenen und vom Rohre i dienen als Heizrohre. Die Schweißverbin- 35 Heizmittel F zur Verfügung stehenden und von dung der Rohre i mit den Rohrstutzen h wird weiter diesem durchströmten Raum füllen und zwischen unten beschrieben. einander keine großen Zwischenräume frei lassen und

An der Außenseite des Mantelrohres α sind oben das Verdampferelement im ganzen z. B. einen qua- und unten auf dessen Umfang verteilt Rohrstutzen dratischen Querschnitt aufweist, wie dies in Fig. 1 vorgesehen, deren Mündungsränder nach außen ge- 40 ersichtlich ist, oder aber einen rechteckigen oder richtet sind. An diese Stutzen sind unten Verteiler / auch dreieckigen Querschnitt mit gegebenenfalls ge- und oben Sammler k verschiedener Länge so an- krümmten Begrenzungslinien aufweist, wobei dieser geschweißt, daß sie das Mantelrohr α im wesent- Querschnitt so berechnet ist, daß er ein Durchlichen strahlenförmig umgeben, wie in Fig. 1 ersieht- führen des Verdampferelementes durch den mittlich ist. Die Sammler k nahe dem oberen Ende des 45 leren Schacht ο (Fig. 5) gestattet, der sich vor-Behälters α sind mit den entsprechenden Verteilern l„ zugsweise in der Mitte des Mantelrohres ρ der die in gleicher Weise nahe dem unteren Ende des Verdampferanlage befindet. Die einzelnen VerBehälters α angeordnet sind, durch Rohre m verbun- dampferelemente können, wie aus Fig. 5 ersichtlich, den, die Wasserrohre des Verdampferelementes dar- die etwa im Maßstab 1:2 im Vergleich zu Fig. 1 stellen und mit an den Sammlern k und Verteilern I 50 gezeichnet ist, im Innern des Mantelrohres ρ rund vorgesehenen Rohrstutzen verschweißt sind. um den Mittelschacht ο so angeordnet sein, daß sie

Sowohl die Rohre m als auch die Rohre i sind so praktisch den ganzen zur Verfügung stehenden Raum

verteilt, daß sie annähernd gleichmäßig den der ausfüllen, so daß das gesamte aus dem Reaktor

Strömung des Mediums F zur Verfügung stehenden kommende Heizmittel F gut für die Erzeugung von

Raum erfüllen. Diese Rohre m und i können glatt 55 Dampf ausgenutzt wird.

sein; sie können Rohre mit Rippen oder auch mit Man kann gegebenenfalls zwischen den Rohren m hohlen Rippen sein von z. B. kreuzförmigem Quer- Ablenkfiächen mit unterschiedlichen oder gleichen schnitt, wie dies in den Figuren dargestellt ist. Diese Wellungen anbringen, die in der Strömung des Heiz-Rohre sind an ihren Enden so ausgeweitet, daß sie mittels F Geschwindigkeits- und Druckunterschiede einen kreisförmigen Querschnitt erhalten, um an die 60 hervorrufen, die sich als günstig für den Wärmeausentsprechenden Rohrstutzen angeschweißt werden tausch erweisen,
zu können.

Um die Rohre i an die in den Stirnwänden b und c PATENTANSPRUCH:

des Behälters α vorgesehenen Rohrstutzen anzu- Stehendes, zylindrisches Verdampferelement

schweißen, geht man so vor, wie dies an Hand Fig. 3 65 mit in seinem unzugänglich abgeschlossenen In-

und 4 beschrieben wird. Das Rohr von z. B. kreuz- nern angeordneten Heizrohren für ein z. B. von

förmigem Querschnitt i ist an seinem Ende, wie einem Kernreaktor kommendes Heizmittel und

bei 7 dargestellt, ausgeweitet, so daß es einen kreis- mit äußeren radialen Wasserrohrgruppen sowie

den zugehörigen Rohrboden und Anschlußstutzen für Abhitzeanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizrohranschlußstutzen (K) in den Rohrboden in an sich bekannter Weise mit diesen einstückig kegelstumpfförmig nach innen verengt, in das Verdampferelement hineinweisend ausgebildet, jedoch bündig mit kegelstumpfförmig aufgeweiteten Enden (j bzw. q) der Heizrohre (i) mittels von außen her angebrachter Schweißnähte verschweißt sind, während die Wasserrohr- und Dampfrohranschlußstutzen (d, e) der Rohrboden nach außen weisen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 68 438; britische Patentschriften Nr. 29 134 aus dem Jahre 1904, 27 317 aus dem Jahre 1910; USA.-Patentschrift Nr. 2 587 530.

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