Wasserabscheider-Zwischenüberhitzer - Balcke-Dürr ...

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Wasserabscheider-Zwischenüberhitzer W. Bruckmann und M. Kienböck Kurzfassung Autoren Wasserabscheider- Zwischenüberhitzer Mit dem Beginn des Baues von Leichtwasserreaktoren (LWR) entstand (aufgrund des Dampfzustandes) der Bedarf für Wasserabscheider und Zwischenüberhitzer (WAZÜ) für Sattdampfturbinen. In einem kurzen chronologischen Abriss werden die verschiedenen Entwicklungsstufen konstruktiv und mit ihren spezifischen Leistungsdaten gegenübergestellt und die Vor- und Nachteile herausgearbeitet. Es werden Zyklonabscheider und Prallplattenabscheider sowie Glattrohrüberhitzer und Rippenrohrkonstruktionen in jeweils verschiedenster Anordnung beschrieben. Abstract Moisture Separator Reheaters With the commencement of construction of light water reactors (LWRs) it became necessary, because of the steam condition to provide Moisture Separators and Reheaters (MSRs) for saturated steam turbines. In a brief chronological summary the various stages of development are compared based on the designs and specific performance data and the advantages and disadvantages are contrasted. This paper describes cyclone separators and plate separators as well as plain tube reheaters and finned tube elements in many different arrangements. Dipl.-Ing. (FH) W. Bruckmann Dipl.-Ing. M. Kienböck Balcke-Dürr AG Ratingen/Deutschland Einleitung Zur Erhöhung des Turbinenwirkungsgrades und zur Vermeidung von Schäden an der ND- Turbine werden in Kernkraftwerken üblicherweise zwischen HD- und ND-Turbine Wasserabscheider und Zwischenüberhitzer vorgesehen ( B i l d 1 ) . Bedingt durch die Anordnung zwischen HDund ND-Turbine können die Wasserabscheider und Zwischenüberhitzer nicht umfahren werden, wodurch sich ein direkter Einfluss auf die Verfügbarkeit der Turbosätze ergibt. Sie bekommen ihr Lastverhalten direkt von der Turbine aufgeprägt und erfahren durch mögliche Klappenprüffälle bzw. Zu- und Abschaltungen der Überhitzer während des Betriebes komplexere Betriebsbedingungen und größere Laständerungsgeschwindigkeiten als die meisten anderen Wärmetauscher in einem Kraftwerk. Aus verschiedenen Veröffentlichungen [2 bis 4] und leider auch aus eigener Erfahrung sind uns Schäden an Wasserabscheidern und Überhitzern bekannt. Wegen des direkten Einflusses auf die Verfügbarkeit werden Schäden an den Wasserabscheidern und Zwischenüberhitzern stärker beachtet und publiziert als solche an anderen Wärmetauschern. Im Folgenden wollen wir versuchen, in einem kurzen chronologischen Abriss die verschiedenen Tafel 1. Bauarten der Wasserabscheider. Anlage Abscheidertyp Anordnung in Betrieb Obrigheim (alt) Zyklonenvorabscheider mit Zentrifugal-Haupt- und Nachabscheider Stade X Borssele/NL Mülheim-Kärlich Atucha/ARG Kalkar Brunsbüttel Unterweser Neckarwestheim Tullnerfeld/A Obrigheim (neu) Gösgen-Däniken/CH Trillo/ES Philippsburg 2 Grohnde Angra 2 und 3/BRA Zykonabscheider mit vorgeschaltetem Agglomerator Wasserabscheider-Zwischenüberhitzer Entwicklungsstufen mit ihren spezifischen Leistungsdaten gegenüberzustellen und die Vor- und Nachteile herauszuarbeiten. Wir bitten um Verständnis, dass wir uns dabei nur auf bekannte Anlagen in der Bundesrepublik Deutschland bzw. vom deutschen Markt beeinflusste Anlagen beschränken. Bauarten der Wasserabscheider In Ta f e l 1 sind die von uns gebauten bzw. ausgelegten Abscheider aufgelistet und nach ihrer Wirkungsweise in Zyklon- und Prallplattenabscheider unterteilt. In den Anlagen Stade, Borssele und Atucha waren ursprünglich in Kleinanlagen bewährte Abscheidersysteme aus den USA installiert. In allen 3 Fällen führten die hohen Dampfgeschwindigkeiten während der Inbetriebnahme zu Schwingungsschäden und vollständiger Zerstörung dieser Einbauten. Zur Ertüchtigung dieser 3 Anlagen wurden die bis dahin nur zur Vorabscheidung vorgesehenen Axialzyklone durch optimierte Schaufeln und nachgeschaltete Absaugungen verbessert. Darüber hinaus wurden in die Zuströmleitungen Agglomeratoren eingebaut [7], die durch Vergrößerung der feinen Nebeltröpfchen das Tropfenspektrum so verschieben, dass eine Abscheidung mit wirtschaftlichem Druckverlust möglich ist. Nach Umbau dieser Anlagen wurden Restfeuchten stehender Zyklon Anordnung in der Rohrleitung Prallplattenabscheider Pyramidensäule Prallplattenabscheider Abscheiderwand Sternsäule VGB Kraftwerkstechnik 4/1984 3 X X X X X X X X montiert X X X X X in Bau Abb. X X 3 4 6 7 und 8
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