Wasserabscheider-Zwischenüberhitzer

SONDERDRUCKA 60Wasserabscheider-ZwischenüberhitzerW. Bruckmann und M. KienböckVGB Kraftwerkstechnik 04/1984Seite 302 bis 312

UMFASSENDE KOMPETENZ IN SERVICEUND APPARATEBAUÜber 125 Jahre Produktkompetenz, die Inno vations kraftunserer Exper tenteams sowiedie permanente Forschungund Ent wick lung bilden dieBasis unserer globalen Power-Strategie.Für die Kunden heißt das:komplette Lösungen undSer vices aus einer Hand –schnell, flexibel und effizient.Rechnen Sie mit uns undprofitieren Sie von unsererumfassenden Produkt- undService-Kompetenz.PRODUKT- UND LEISTUNGSPROGRAMMKraftwerksapparateEntwicklung, Konstruktion, Ferti gung,Mon tage und Inbetrieb nahme von:• Oberflächenkondensatoren• Speisewasservorwärmern• Entgasern/Speise wasserbe hältern• Wasserabscheider-Zwischen überhitzern• HochgeschwindigkeitsabscheidernPOWERSEP ®• POWERVANE ® -PrallplattenabscheidernLuft- und RauchgassystemeEntwicklung, Konstruktion, Fer tigung,Mon tage und Inbetrieb nahme von:• Regenerativen Luft-/GasvorwärmernBauart ROTHEMÜHLE ® undLjungström• Entstaubungsanlagen BauartROTHEMÜHLE ®Kesselservice und allgemeinerKraftwerksservice• Engineering• Fertigung• Montage• Wartung und Instandhaltung• Ersatzteile• Revisionsservice und -management• Kesselmodernisierung/-umbau• Austausch und Modernisierungvon Kraftwerksapparaten sowieLuft- und Rauchgas systemen• Elektrofiltern BI-CORONA ®• Schlauchfiltern• Statischen GasmischernDELTA WING ® zum Einsatz inDeNOx-Anlagen und zur Abscheideoptimierungin Elektrofiltern

Wasserabscheider-ZwischenüberhitzerPrimärkreislaufSekundärkreislaufWasserabscheiderÜberhitzer1,0ReaktorHD-Turbine ND-Turbine GeneratorDampferzeugerKondensatorUmwälzpumpeSpeisewasserbehälterHD-VorwärmerND-Vorwärmer KondensatpumpeSpeisewasserpumpeFeuchteanteil amAustritt-Abscheider y in %0,5aus Wärmebilanzaus früheren Abnahmemessungenabgeleitetbei Ausnutzung allerToleranzen00 50 100 150Leistung in %Bild 1. Schaltbild eines Kernkraftwerkes mit Druckwasserreaktor.Bild 2. Mittlere Restnässe, Messung Stade (1973).von < 0,5 % hinter dem Abscheider gemessen(Bild 2).Bemerkenswert sind die Abscheider Atucha( B i l d 3 ) und Kalkar mit ihrem Einbau indie Rohrleitung (kalte ZÜ). Das spezifischeBauvolumen dieser Abscheider ist erheblichgeringer als von Abscheidern, welche in Behälterninstalliert sind. Wie aus Ta f e l 3 zuersehen ist, beträgt das spezifische BauvolumenAtucha, definiert als m 3 /MW, nur 1 ⁄ 10 deserforderlichen Bauvolumens der in Behälterninstallierten Abscheider. In der BundesrepublikDeutschland konnte sich diese Konstruktionaufgrund der Bewertung der Druckverlusteund der Favorisierung der Prallplattenabscheidernicht durchsetzen. In Frankreich gibt eszurzeit Entwicklungen [5], die in diese Richtunggehen, mit einer Ausführung des Abscheidersals Multizyklon zur Reduzierungder Druckverluste.Nachteile der hier vorgeschlagenen Lösungliegen in der erforderlichen TreibdampfmengeTafel 2. Bauarten der Überhitzer.von etwa 10 % der Durchsatzmenge und inder schlechteren Zugänglichkeit und Übersichtlichkeitgegenüber einem Einzelzyklon.Bauarten der ÜberhitzerIm Unterschied zur sonst meist liegendenÜberhitzeranordnung (in den USA, Frankreich)sind die von uns ausgeführten Überhitzerstehend angeordnet. Durch die stehendeAusführung wird die Kondensatableitung desin den Rohren kondensierenden Heizdampfesaufgrund der wirkenden Schwerkräfte gegenüberder liegenden Ausführung vereinfacht.An liegend angeordneten Wasserabscheidernund Zwischenüberhitzern sind zahlreicheSchäden [2, 10] durch Dampfrückströmungan niedrigbelasteten Überhitzerrohren und dadurchentstehende Kondensatunterkühlungaufgetreten. Die Ursachen für diese Schädensind inzwischen erkannt, und in verschiedenenVeröffentlichungen werden Vorschlägezur Auslegung bzw. Ausführung gemacht[8, 10].Unsere Nachrechnungen und Betriebserfahrungenfür den stehenden Überhitzer zeigen,dass für die bisher bekannten Lastfälle zusätzlicheMaßnahmen, wie z.B.–– abgestufte Blenden,–– Unterteilung der Bündel in mehrere hintereinandergeschalteteWege mit Kondensatableitungnach jedem Weg,–– Entnahme von Treibdampf,nicht erforderlich sind.In Ta f e l 2 sind die von uns ausgelegtenÜberhitzer zusammengestellt. Bei der Ausführungin Glattrohren wurden Sammlerkonstruktionenund Rohrplattenkonstruktionenverwendet ( B i l d 4 ) . In der Funktion sindbeide Konstruktionen ähnlich; der Heizdampfkondensiert in den Rohren und wird im unte-Anlage Bündelkonstruktion Rohr Bündelanzahlje WAZÜin Betrieb montiert in Bau Abb.Obrigheim (alt) Sammlerkonstruktion Glattrohr 1 XStade Sammlerkonstruktion Glattrohr 1 XBorssele/NL Sammlerkonstruktion Glattrohr 2 (2-stufig) XBrunsbüttel Rohrplattenkonstruktion Glattrohr 1 X6Unterweser Rohrplattenkonstruktion Glattrohr 1 XNeckarwestheim Rohrplattenkonstruktion Glattrohr 1 X XTullnerfeld/A Rohrplattenkonstruktion Glattrohr 1Obrigheim (neu) Rohrplattenkonstruktion Glattrohr 1 XUnterweser (neu) Rohrplattenkonstruktion Glattrohr 1 X6Brunsbüttel (neu) Rohrplattenkonstruktion Glattrohr 1 XMülheim-Kärlich Rohrplattenkonstruktion Rippenrohr 8 XGösgen-Däniken/CH Rohrplattenkonstruktion Rippenrohr 4 X 6Trillo/ES Rohrplattenkonstruktion Rippenrohr 6 XPhilippsburg 2 Rohrplattenkonstruktion Rippenrohr 6 X 7 und 8Grohnde Rohrplattenkonstruktion Rippenrohr 6 XAngra 2 und 3/BRA Rohrplattenkonstruktion Rippenrohr 6 X4 VGB Kraftwerkstechnik 4/1984

Wasserabscheider-Zwischenüberhitzer7123Agglomerator1 Agglomerator2 Mannloch3 1. Drallerzeuger4 1. Absaugung5 2. Drallerzeuger6 2. Absaugung7 HD-Turbine8 Wasserabscheidebehälter45AbsaugeleitungKondensataustrittsstutzen68Bild 3. Wasserabscheider des Kernkraftwerks Atucha/Argentinien.36Ø 3 20051 Feinabscheider2 Vorabscheider3 Überhitzer4 Turbinendampf-Eintritt5 Turbinendampf-Austritt6 Heizdampf-Eintritt7 Heizdampfkondensat-Austrittren Sammler bzw. der unteren Kammer gesammeltund aus dem Apparat herausgeführt,während der Turbinendampf überwiegend imLängsstrom um das Bündel strömt und dabeiüberhitzt wird.Aufgrund der einfachen und klaren Konstruktionwar diese Überhitzerausführung bei 10gebauten Anlagen, davon 8 in Betrieb, abgesehenvon einem Leitmantelschaden in Unterweserpraktisch störungsfrei. Gegenüber derAuslegung brachten alle Überhitzer der 1. Generationmit Glattrohren eine bessere Aufwärmungals garantiert, gleichzeitig aber auchhöhere Druckverluste.5,022 00072,0e berippte glatt2Ø 4 50014e berippte glattj;1,010 3NU glattNU berippt(scheinbar)0,5j beripptj glatt0,20,110 20,0510 4 2 5 10 5 2 5 10 6RE VergleichNUBild 4. Wasserabscheider und Zwischenüberhitzerdes Kernkraftwerks Unterweser.Bild 5. Vergleich der Leistungsziffern von Rippenrohr- undGlattrohranordnung.VGB Kraftwerkstechnik 4/1984 5

Wasserabscheider-ZwischenüberhitzerBild 7. Wasserabscheider und Zwischenüberhitzer im Kernkraftwerk Grohnde.VGB Kraftwerkstechnik 4/1984 7

Wasserabscheider-ZwischenüberhitzerBild 9. Wasserabscheider und Zwischenüberhitzer der Konvoi-Kernkraftwerke.8 VGB Kraftwerkstechnik 4/1984

Wasserabscheider-ZwischenüberhitzerBild 11. Ablagerungen auf den Rippenrohren.Bild 10. Wasserabscheider und Zwischenüberhitzerim Kernkraftwerk Obrigheim.Gegenüberstellung dertechnischen DatenIn Tafel 3 wird versucht, die technischen Datenund die im Betrieb gemessenen Werte derunterschiedlichen Konstruktionen miteinanderzu vergleichen. Zusammenfassend kannman sagen, dass im Rahmen der Messgenauigkeitsowohl der Zyklonabscheider mit Agglomeratorals auch der Plattenabscheidervergleichbare Restfeuchten liefern. Der Vorteildes Zyklons liegt in seiner Unempfindlichkeitgegenüber örtlichen Wassersträhnen,ungleicher Beaufschlagung und instationärenLastfällen. Nachteilig ist der etwa 1 bis 1,5 %(bezogen auf Eintrittsdruck) höhere Druckverlustbei Ausführung als Einzelzyklon. Dasheißt, der Druckverlust liegt um rund 50 %über dem eines Prallplattenabscheiders.Für den Rippenrohrüberhitzer spricht bei gleicherWärmeleistung und annähernd gleichemRaumbedarf der ebenfalls geringe Druckverlust.Der Apparat mit dem besten Wirkungsgradist der Wasserabscheider und Zwischenüberhitzerder Anlage Gösgen-Däniken. Hierwird der Druckverlust im Überhitzer zur Vergleichmäßigungder Dampfströmung im Wasserabscheiderbenutzt, wodurch ein Gesamtdruckverlustvon kleiner gleich 3 % (bezogenauf Eintrittsdruck) erreicht wird.Neulieferung von Wasserabscheidernund Zwischenüberhitzern für einbestehendes KernkraftwerkBei dem Brennelemente-Wechsel 1982 wurdendie Wasserabscheider und Zwischenüberhitzerim Kernkraftwerk Obrigheim nach rund100.000 Betriebsstunden aufgrund von Verschleißerscheinungenausgetauscht. Zwischender Bestellung und dem Abschluss der Montagearbeitenlagen 2 Jahre. Die neugeliefertenWasserabscheider und Zwischenüberhitzerwurden voll basissicher ausgeführt ( B i l d1 0 ) . Die Begehbarkeit der Apparate wurdeverbessert, alle Rund- und Längsnähte wurdenauch von innen voll zugänglich gehalten.Bei der Konstruktion der neuen Wasserabscheiderund Zwischenüberhitzer wurde versucht,mit den heutigen Möglichkeiten undErfahrungen eine optimale Auslegung zu finden.Bedingt durch die vorgegebenen Maschinenhausabmessungenkonnten die Wasserabscheiderund Zwischenüberhitzer nur begrenztvergrößert werden. Deshalb wurde die Überhitzeraustrittstemperaturkonstant gehalten,der Druckverlust wurde minimiert. Außerdemergab sich durch den Einbau der neuen Abscheidereine reduzierte Restfeuchte. Der mitdiesen Maßnahmen erzielte Leistungsgewinnbeträgt mehr als 1 % der Anlagenleistung.Die verbesserten Leistungsdaten wurdendurch die Messungen nach Inbetriebnahmeder neuen Wasserabscheider und Zwischenüberhitzerbestätigt.Durch die genaue Datenerfassung und Langzeitmesswertverfolgungkonnte ein auch ausanderen Anlagen bekanntes Problem „Abfallder Zwischenüberhitzer-Austrittstemperaturum mehrere °C“ aufgeklärt und durch Versucheeingegrenzt werden. Durch eine einfachebetriebliche Maßnahme (Anheben des Kondensatniveausim Zwischenüberhitzer-Kondensatgefäß)konnte der Temperaturabfall auf1 K begrenzt werden.Betriebserfahrungen imKKW Gösgen-DänikenGösgen-Däniken (siehe Bild 6) war für unsdie erste Anlage, in welcher ein Überhitzermit Rippenrohren in Betrieb genommen wurde.Bei dieser Konstruktion sind Feinabscheiderund die 4 Überhitzerbündel hintereinanderliegend in Form einer Wand angeordnet undwerden quer durchströmt. Einzelne Abscheideretagenwerden mit Abschnitten der Überhitzerbündelüber Schottbleche verbunden, sodass sich die Druckverluste von Abscheiderund Überhitzer addieren und der Gesamtdruckverlustfür die Strömungsverteilungüber die Bauhöhe zur Verfügung steht.Die Inbetriebnahme Gösgen-Däniken erfolgteEnde Januar 1979. Gegen Ende der Inbetriebnahmeim August 1979 wurden bei einer Besichtigungan einigen Distanzblechen Verformungenfestgestellt. Bis zu diesem ZeitpunktVGB Kraftwerkstechnik 4/1984 9

Wasserabscheider-ZwischenüberhitzerBild 12. Rippenrohr.waren praktisch alle Betriebs- und Prüffälleeinschließlich Klappenprüfungen ohneSchwierigkeiten gefahren und wiederholt dieÜberhitzer besichtigt worden.Die Verformungen der Distanzbleche konntenauf einen bis dahin nicht betrachteten Sonderlastpunkt(Leerlauf bei 2 % Last mit zugeschaltetemÜberhitzer) zurückgeführt werden.Deshalb wurde bei dem Brennelemente-Wechsel im Juni/Juli 1980 ein Umbau an derStützkonstruktion der Überhitzerbündel vorgenommen.Für diesen Umbau wurden dieÜberhitzerbündel aus dem Behälter ausgebautund ins Werk zurückgebracht. Die Seitenblecheder Bündel wurden von den Distanzblechenabgetrennt und durch neue Seitenblecheersetzt. Dabei wurde die Konstruktion soabgeändert, dass die Relativbewegungen beiinstationären Lastfällen zwischen Seitenwandund Distanzblech und nicht wie bisher zwischenRohr und Distanzblech auftreten. Diegesamte Umbaumaßnahme einschließlichAus- und Einbau der Bündel erfolgte innerhalbdes eingeplanten Brennelemente-Wechselzeitraumesvon 8 Wochen. Der Umbau hatsich aufgrund der vorliegenden Betriebserfahrungenbewährt.Durch den Ausbau der Rohrbündel wurdeauch die Anströmseite zugänglich, die im eingebautenZustand nicht einzusehen ist. Eswurden örtlich rotbraune Ablagerungen festgestellt( B i l d 1 1 ) . Mit einer Stahlbürstekonnten diese Beläge problemlos beseitigtwerden. Die übrigen Rohroberflächen zeigteneine dunkelgraue, dünne Magnetitschicht,die sich im Gegensatz zu dem örtlich vorkommendenrötlichen Fremdbelag auf natürlichemWeg als Schutzschicht gebildet hat( B i l d 1 2 ) . Ein Teil der rotbraunen Belägewurde entnommen. Eine Untersuchung ergabHämatit. Die Rippen zeigten keinerlei Erosion,obwohl es beim KKW Gösgen-Dänikenbei den Klappenprüffällen zur Überlastungder Abscheider und somit kurzzeitig zu Wasserdurchrissin den Überhitzern kommt.Die Distanzierung der Rippenrohre erfolgtezum Teil auf unberippten Zwischenstücken,zum Teil auf den Rippen. Beide Methoden habensich bewährt.1.300-MW-Standard-Wasserabscheider-Zwischenüberhitzerfürdie KKW Grohnde und Philippsburg 2Die Konstruktion ist aus Bild 7 zu ersehen. Abscheiderund Überhitzer sind übereinander imBehältermantel angeordnet. Die Abscheiderbestehen aus einem Vorabscheider (Grobabscheider)und dem Hauptabscheider. ImGrobabscheider wird der durch die unterenStutzen eintretende Dampf auf die Bodenplattegelenkt, wo das im Dampf mitgeführteSchwallwasser abgeschieden und unter die Bodenplatteabgeführt wird. Der Dampf wirddann umgelenkt und strömt nach oben in denEinströmkanal zu den Feinabscheidern. Der Innenzylinderist so ausgebildet, dass sich überdem Querschnitt des Einströmkanals die Geschwindigkeitmöglichst gleichmäßig einstellt.Bild 13. Feinabscheidersäule.Bild 14. Montage des Überhitzers.10 VGB Kraftwerkstechnik 4/1984

Wasserabscheider-ZwischenüberhitzerLuftaustritt(um 100° versetzt)3 4 4 31 Venturi-Kanal: Messung des aufgegebenen Luftvolumenstromes2 Strömungsumlenkung3 Wassereindüsung4 Messung der Luftverteilung über dem Rohrdurchmesser2ModellWasserabscheider21LufteintrittGebläseBild 15. Anordnung Strömungsversuchsstand.Der vom Schwallwasser befreite Dampfströmt nun dem sternförmig in 3 Etagen übereinanderangeordneten Feinabscheider zu. ZurVergleichmäßigung der Strömung sind vorund nach den Feinabscheiderpaketen Lochblecheangeordnet. Beim Durchströmen derPrallbleche wird das im Dampf befindlicheKondensat abgeschieden, über Sammelwannenund Wasserkanäle in einen umlaufendenRingraum und anschließend durch einen Stutzenaus dem Apparat herausgeführt (sieheBild 13).Der getrocknete Dampf strömt dann in denzentralen Innenraum, durchströmt dann diekreisförmig zueinander angeordneten Überhitzerbündelim Querstrom, wird überhitztund strömt dem Austrittsstutzen zu. Die Konstruktiondes Überhitzers wird so ausgeführt,dass bei allen Lastfällen die Kompensationder unterschiedlichen Wärmedehnung zwischenÜberhitzerbündel und Behältermantelbzw. zwischen den Überhitzerrohren und demBündelrahmen sichergestellt ist. B i l d 1 4zeigt die Montage der Überhitzer im KKWGrohnde.ErosionsschutzBesonderer Wert wurde bei der Konstruktionauf eine erosionsgeschützte Ausführung allermit Nassdampf in Berührung kommendenTeile gelegt. Der Mantel und der untere Bodenim Bereich des Grobabscheiders wurdenaus austenitplattierten Blechen ausgeführt.Alle Einbauten wie Bodenplatte, Innenzylinder,Auflageplatte des Feinabscheiders wurdenaus plattierten oder vollaustenitischenBlechen gefertigt. Anströmseitig wird derFeinabscheider durch eine austenitische Abkleidunggeschützt. Prallabscheiderblecheund hinteres Lochblech werden ebenfalls ausAustenit gefertigt. Aufgrund der hinter demHauptabscheider vorliegenden Restnässe vonkleiner 0,5 % und den bisherigen Betriebserfahrungenkönnen Erosionen nach dem Abscheiderausgeschlossen werden [3].Untersuchungen zur Absicherungder Konstruktion und AuslegungObwohl über die Einzelbauelemente wie Grobabscheider,Feinabscheider und Rippenrohrbündelbereits Betriebserfahrungen vorlagen,wurden aufgrund der geänderten Anordnungverschiedene Untersuchungen durchgeführt.Beispielhaft sollen nachstehend einige dieserUntersuchungen und ihre Ergebnisse erläutertwerden.ModellversucheModellversuche wurden zur optimalen Ausbildungdes Grobabscheiders sowie zur Ermittlungder–– Flüssigkeitsverteilung,–– Druckverluste,–– gespeicherten Wassermenge,–– Strömungsverteilung im Feinabscheiderund Überhitzerdurchgeführt.B i l d 1 5 zeigt die Anordnung des Versuchsstandes,B i l d 1 6 das Plexiglasmodell (Maßstab1:5) mit Messbestückung. Die gemesseneStrömungsverteilung über die Abscheidersäulewird in Bild 17 dargestellt. Übereinandersind die 3 Abscheiderebenen aufgetragen, dieeinzelnen Punkte bezeichnen jeweils 6 Messpunkteeiner Ebene. Die maximal gemesseneAbweichung von der mittleren Geschwindigkeitbeträgt ± 10,7 %.Bestimmung der Durchrissgrenzedes AbscheiderprofilsAls Durchrissgrenze versteht man die Geschwindigkeit,bei welcher gerade noch keineTropfen aus dem Abscheider herausgerissenwerden. Diese Geschwindigkeit wurde experimentellermittelt. Der Versuch wurde an derOriginalausführung eines Abscheiderelementesmit Luft/Wasser durchgeführt. Die mitLuft/Wasser ermittelten Werte ergeben, umgerechnetauf den Dampfzustand gegen denBetriebspunkt (100 % Last), einen Sicherheitsabstandvon 90 %, oder anders ausgedrückt,der Abscheider dürfte mit 1,9-facherGeschwindigkeit durchströmt werden, ohnedass Wassertropfen mitgerissen werden. DerAbscheidegrad in Bild 18 ist errechnet für einenGrenztropfen von 8 µm. Das vorliegendeTropfenspektrum ist jedoch nicht bekannt. Indie theoretisch ermittelte Kurve der Restnässesind die Abnahmemessungen GKN, KKB undGösgen-Däniken eingetragen.Die in den Abnahmeversuchen ermittelteRestnässe von etwa 0,3 % im Auslegungspunktliegt deutlich unter dem Garantiewertund an der Nachweisgrenze. Die Abweichungder Messwerte von der theoretischen Restnässeerklärt sich aus dem im Dampf vorliegendenTropfenspektrum mit vermutlich auchkleineren Tropfen als 8 µm und außerdemgegenüber den Versuchsbedingungen örtlichhöheren Dampfgeschwindigkeiten sowie Ungleichmäßigkeitenin der Wasserverteilung.Durch diese Abweichungen von den Versuchs-VGB Kraftwerkstechnik 4/1984 11

Wasserabscheider-ZwischenüberhitzerAbscheiderelemente161310741171411852181512963C/C,Mobere Ebenemittlere Ebeneuntere Ebene0,9 1,0 1,1Bild 17. Strömungsverteilung über die Ebenender Feinabscheidersäule.Bild 16. Modellanordnung.bedingungen wird ein Teil des Sicherheitsabstandesaufgebraucht.Absicherung der wärmetechnischenAuslegungBei der Auslegung der ersten Zwischenüberhitzerin Rippenrohrkonstruktion zeigte sich,dass ein Teil der vorliegenden Berechnungsunterlagenstark voneinander abweichendeWerte lieferte.In einer vom BMFT geförderten Untersuchungwurde von der KFA Jülich eine Untersuchunghinsichtlich der wärme- und strömungstechnischenEigenschaften an Rippen-rohren der von uns verwendeten Abmessungenund Teilungen durchgeführt.B i l d 1 9 zeigt die Ergebnisse der Wärmeübergangsmessungenim Vergleich zu anderenUntersuchungen, wobei auf die Darstellungder stark abweichenden Berechnungsunterlagenverzichtet wurde. Die Versuche wurdendurch die Betriebserfahrungen im KKW Gösgen-Dänikenunter Berücksichtigung von vorhandenem,konstruktiv bedingtem Bypassbestätigt.Restfeuchte (1 - X) in %0,80,70,60,50,40,30,20,1GKNAuslegungspunktGösgenBrunsbüttelDurchrissgrenze2,510 +035,02,510 +025,0Z = 10 N = 15,5LuftHeliumNU/Pr ** 0,36Stoffwertbezugstemperatur:mittlere GastemperaturZukauskas, glatte RohreSkrinska und StasiuleviciusSchmidt0,0theoretische Restnässe0 1 2 3 4 5 6 7 8Dampfgeschwindigkeit C D in m/s5,0 10 +04 2,5 5,0 10 +05 2,5 5,0ReBild 18. Theoretische Restnässe (1 – x) hinter dem Abscheider alsFunktion der Anströmgeschwindigkeit (gültig für einen Grenztropfenvon 8 µm).Bild 19. Wärmeübergang, Vergleich verschiedener Messungen.12 VGB Kraftwerkstechnik 4/1984

Wasserabscheider-ZwischenüberhitzerAmplitude in mm1,00,5Bild 20. Amplitude über Staudruck.Schwingungsmessung an Rippenrohren100 % Betriebsfall GösgenGösgenB i l d 2 0 zeigt den Vergleich von gemessenenAmplituden im Strömungskanal der KFAJülich, verglichen mit Betriebsmessungen imKKW Gösgen-Däniken. Aufgetragen sind dieAmplituden der verschiedenen Versuche überdem Staudruck. Der Resonanzbereich der 1.und 2. Oberschwingung ist gut zu erkennen.Die Grundfrequenz wird bei niedrigen Staudrückenpraktisch ohne messbare Amplitudendurchfahren.Die aus den Messwerten im KKW Gösgen-Däniken errechneten Amplituden (Annahmefrei aufliegender Träger mit Streckenlast)stimmen mit den im Strömungskanal unter simuliertenEinspannbedingungen ermitteltenAmplituden gut überein. Die ermittelten Amplitudenliegen mit rund 0,1 mm im Betriebsfallund rund 0,2 mm im KlappentestfallJülichKlappentestfall Gösgen 80 %0,00 1000 2000 3000Staudruck in N/m 2bei etwa 800 MW weit unter der zulässigenGrenze.Konvoi-KonzeptDie Konstruktion der Wasserabscheider undZwischenüberhitzer für die Konvoi-Anlagen,Bild 9, entspricht in ihrem Grundkonzeptdem 1300-MW-Standard-Wasserabscheider-Zwischenüberhitzer.Durch eine geänderte Gebäudeplanung wirddie Abstützung von einem bisher über Pendelstützenaufgelagerten Tragring zu einem Konusmit Gelenklager verändert. Außerdem istdie Grädigkeit der Konvoi-Anlagen auf 15 Kreduziert, wodurch sich eine vergrößerteHeizfläche und geänderte Außenabmessungenergeben.Die Erstellung der Wasserabscheider undZwischenüberhitzer für die Konvoi-Anlagenerfolgt durch ein Konsortium der FirmenL. & C. Steinmüller und Balcke-Dürr.Literatur[ 1] Gloger, M.: Probleme der Wasserabscheidungin Nassdampfturbinen, BWK 22 (1970),S. 417 – 460.[ 2] Baschek, H., und Kocourek, E.: Betriebserfahrungenmit Wärmetauschern in Kernkraftwerkenmit Leichtwasserreaktoren. VGBKRAFTWERKSTECHNIK 54 (1974), H. 12,S. 799 – 807.[ 3] Haas, H.: Betriebserfahrungen mit Sattdampfkreisläufen,Turbinen, Wasserabscheidern,Rohrleitungen. VGB KRAFTWERKS-TECHNIK 54 (1974) H. 12, S. 791 – 798.[ 4] Steinrück, K., Knoerzer, G. und Jaerschky,R.: Erste Betriebserfahrungen im KernkraftwerkIsar. VGB KRAFTWERKSTECHNIK59 (1979), H. 1, S. 1 – 7.[ 5] A.I.M. – Liege: Centrales électriques modernes– 1981.[ 6] Groehn, H.G.: Jul. – 1462, Okt. 1977.[ 7] Kienböck, M. und Kirn, K.W.: Entwicklungeines Zentrifugalabscheiders mit Agglomeratorfür Kernkraftwerke. VGB KRAFT-WERKSTECHNIK 55 (1975), H. 8, S. 478-497.[ 8] Schrey, H.-G. und Kern, J.: Zum Rohrreiheneffektbei gasbeaufschlagten Kondensatoren.International Journal of Heat and Mass Transfer24, S. 335 – 342.[ 9] Kienböck, M.: Schwingungsverhalten niedrigberippterRippenrohre. VGB KRAFT-WERKSTECHNIK 62 (1982), H. 7, S. 584– 593.[10] Gibson, J.N.: Redesign and Replacementof Connecticut Yankee Moisture Separator/Reheater (MSR), Tube Bundles. ASME81-JPGC-PNR-2.∙VGB Kraftwerkstechnik 4/1984 13

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