Wasserabscheider-Zwischenüberhitzer - Balcke-Dürr ...

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