DE1179429B

DE1179429B - Einrichtung zum Konstanthalten des Druckes in einem Leitungssystem mit einem Druckausgleichsbehaelter

Info

Publication number: DE1179429B
Application number: DEC23827A
Authority: DE
Inventors: Louis Berthod; Michel Grenon
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1960-04-29
Filing date: 1961-04-07
Publication date: 1964-10-08

Description

Einrichtung zum Konstanthalten des Druckes in einem Leitungssystem mit einem Druckausgleichsbehälter Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Konstanthalten des Druckes in einem mit einer verdampfbaren Flüssigkeit gefüllten Leitungssystem bei Volumenänderungen der Flüssigkeit, bestehend aus einem über ein Zuführungsrohr an das Leitungssystem angeschlossenen Druckausgleichsbehälter, der eine Heizeinrichtung zum Erzeugen eines Dampfpolsters enthält.
Verringert sich das Flüssigkeitsvolumen im Leitungssystem, beispielsweise infolge Absinkens der Temperatur, so sinkt auch die freie Flüssigkeitsoberfläche im Druckausgleichsbehälter ab, wodurch eine Dampfdruckverringerung eintritt, die eine Verdampfung von Flüssigkeit hervorruft, durch die der Gleichgewichtszustand wiederhergestellt wird. Diese Verdampfung von Flüssigkeit im Druckausgleichsbehälter bei einer Verringerung des Flüssigkeitsvolumens im Leitungssystem geschieht fast augenblicklich.
Bei einer Vergrößerung des Flüssigkeitsvolumens im Leitungssystem, beispielsweise infolge Ansteigens der Temperatur, steigt auch die freie Oberfläche im Druckausgleichsbehälter, was zu einer entsprechenden Erhöhung des Dampfdruckes führt. Damit sich der ursprüngliche Dampfdruck wieder einstellt, muß ein Teil des Dampfes kondensieren, was jedoch - im Unterschied zu der obenerwähnten Verdampfung von Flüssigkeit - nicht augenblicklich, sondern mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung geschieht.
Infolgedessen entsteht bei einer Volumenvergrößerung der im Leitungssystem befindlichen Flüssigkeit in der Einrichtung ein zeitweiliger Überdruck, der eine beträchtliche Größe annehmen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieses Nachteils eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die Kondensation des Dampfes im Druckausgleichsbehälter begünstigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mündung des Zuführungsrohres im Druckausgleichsbehälter oberhalb des höchsten Standes der im Behälter befindlichen Flüssigkeit liegt und eine Strahlablenkungseinrichtung zum Verteilen des austretenden Flüssigkeitsstromes auf eine große Fläche aufweist.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird die Tatsache ausgenutzt, daß die Temperatur der im Leitungssystem befindlichen Flüssigkeit regelmäßig geringer ist als die Temperatur der im Druckausgleichsbehälter vorhandenen, durch die Heizeinrichtung erwärmten Flüssigkeit. Indem bei einer Volumenvergrößerung der im Leitungssystem befindliehen Flüssigkeit diese Flüssigkeit über das Zuführungsrohr in das Dampfpolster eingeführt und durch die Strahlablenkungseinrichtung auf eine große Fläche verteilt wird, erreicht man eine außerordentliche Beschleunigung der zur Herabsetzung des Druckes im Dampfpolster erforderlichen Kondensation eines Teiles des Dampfes. Infolge der durch die erfindungsgemäße Einrichtung gewährleisteten schnellen Kondensation ergeben sich in dem mit Flüssigkeit gefüllten Leitungssystemen auch bei Volumenvergrößerungen der Flüssigkeit nur geringe Druckschwankungen.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch einen Druckausgleichsbehälter mit einem zentralen Zuführungsrohr, F i g. 2 einen Schnitt durch einen Druckausgleichsbehälter mit einem seitlichen Zuführungsrohr.
Der in F i g. 1 dargestellte Druckausgleichsbehälter 1 enthält ein zentrales Zuführungsrohr 2, das an ein mit Wasser gefülltes Leitungssystem 3 angeschlossen ist.
Das Zuführungsrohr 2 überragt den höchsten Stand N," des Wassers im Ausgleichsbehälter und besitzt in seiner Wand eine Anzahl von Öffnungen 4 geringen Querschnitts. Im Bereich seiner Mündung 6 ist es mit einer Strahlablenkungseinrichtung 5 versehen. Zwischen der Mündung 6 des Rohres 2 und dem höchsten Stand N," der Flüssigkeit sind drei Gitter 7 angeordnet, die aus sich kreuzenden Metallfäden bestehen.
Im unteren Bereich des Druckausgleichsbehälters 1 ist eine elektrische Heizeinrichtung 8 vorgesehen, durch die über dem Flüssigkeitsspiegel N ein Dampfpolster 9 erzeugt wird.
Verringert sich das Flüssigkeitsvolumen im Leitungssystem 3, beispielsweise infolge Absinkens der Temperatur, so strömt Wasser aus dem Druckausgleichsbehälter 1 durch die Öffnungen 4 und das Rohr 2 ab. Dadurch sinkt der Flüssigkeitsspiegel N, und der Druck im Dampfpolster wird geringer, was zu einer augenblicklichen Verdampfung von Wasser führt, so daß der Gleichgewichtsdruck sofort wiederhergestellt wird. Die für diese Verdampfung erforderliche Wärme wird von der Heizeinrichtung 8 geliefert.
Vergrößert sich dagegen das Flüssigkeitsvolumen im Leitungssystem 3, beispielsweise infolge einer Erhöhung der Temperatur, so tritt der größte Teil des aus dem Leitungssystem 3 in das Zuführungsrohr 2 gedrückten kalten Wassers durch die Mündung 6 des Rohres aus, während nur ein verhältnismäßig kleiner Bruchteil durch die Öffnungen 4 hindurchströmt.
Der aus der Mündung 6 des Zuführungsrohres austretende Flüssigkeitsstrom wird durch die Strahlablenkungseinrichtung 5 auf eine große Fläche verteilt. Die Verteilung der aus der Mündung 6 austretenden Flüssigkeit wird ferner durch die drei Gitter 7 begünstigt. Durch die Zerteilung der kalten Flüssigkeit im Dampfpolster wird eine schnelle Kondensation von Teilen des Wasserdampfes in diesem Raum bewirkt, so daß im Druckausgleichsbehälter 1 kein merklicher Druckanstieg eintritt.
Wenn sich das Volumen der im Leitungssystem 3 befindlichen Flüssigkeit nur wenig vergrößert, so erreicht das Wasser nicht die Mündung 6 des Zuführungsrohres 2, sondern tritt unmittelbar durch die Öffnungen 4 in den Behälter 1, so daß die Einrichtung in der üblichen Weise arbeitet.
Bei dem in F i g. 2 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist ein Zuführungsrohr 10 oberhalb des höchsten Flüssigkeitsstandes N", seitlich in den Druckausgleichsbehälter 1 eingeführt. Im Flüssigkeitsraum dieses Behälters ist ein zweites, an das Leitungssystem 3 angeschlossenes Rohr 14 angeordnet, dessen Mündung 16 unterhalb des normalen Flüssigkeitsstandes B im Druckausgleichsbehälter liegt.
Das Zuführungsrohr 10 ist an seiner Mündung 12 gleichfalls mit einer Strahlablenkungseinrichtung 13 versehen, wobei zwischen dieser Ablenkungseinrichtung 13 und dem höchsten Stand N", des Flüssigkeitsspiegels ebenso wie bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel drei Gitter 7 angeordnet sind.
In dem zweiten Rohr 14 sind zwei Drosselblenden 15 vorgesehen, die den Strömungswiderstand des Rohres für die in den Druckausgleichsbehälter 1 einströmende Flüssigkeit erhöhen.
Bei einer geringen Vergrößerung des Volumens der Flüssigkeit im Leitungssystem 3, bei der kein Überdruck im Behälter zu befürchten ist, erreicht das Wasser nicht die Mündung 12 des Zuführungsrohres 10, sondern gelangt in üblicher Weise durch die Mündung 16 des Rohres 14 in den Behälter, so daß die Einrichtung in der üblichen Weise arbeitet.
Bei einer starken Vergrößerung des Flüssigkeitsvolumens im Leitungssystem 3 tritt kalte Flüssigkeit dagegen durch die Mündung 12 des Zuführungsrohres 10 unmittelbar in das Dampfpolster ein, wobei sie durch die Strahlablenkungseinrichtung 13 und die Gitter 7 fein verteilt wird, so daß sich eine rasche Kondensation ergibt.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zum Konstanthalten des Drukkes in einem mit einer verdampfbaren Flüssigkeit gefüllten Leitungssystem bei Volumenänderungen der Flüssigkeit, bestehend aus einem über ein Zuführungsrohr an das Leitungssystem angeschlossenen Druckausgleichsbehälter, der eine Heizeinrichtung zum Erzeugen eines Dampfpolsters enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (6 bzw.12) des Zuführungsrohres (2 bw. 10) im Druckausgleichsbehälter (1) oberhalb des höchsten Standes (N",) der im Behälter befindlichen Flüssigkeit liegt und eine Strahlablenkungseinrichtung (5 bzw. 13) zum Verteilen des austretenden Flüssigkeitsstromes auf eine große Fläche aufweist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckausgleichsbehälter (1) zwischen der Mündung (6 bzw. 12) des Zuführungsrohres (2 bzw. 10) und dem höchsten Stand (N,") des Flüssigkeitsspiegels ein oder mehrere Gitter (7) angeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungsrohr (2) in den Druckausgleichsbehälter (1) von unten eingeführt ist und in seinem unteren, die Flüssigkeit durchsetzenden Teil eine Anzahl Wandöffnungen (4) geringen Querschnitts aufweist, die bei Abnahme des Flüssigkeitsvolumens im Leitungssystem (3) ein Ausströmen von Flüssigkeit aus dem Druckausgleichsbehälter ermöglichen.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführungsrohr (10) oberhalb des höchsten Flüssigkeitsstandes (N",) in den Druckausgleichsbehälter (1) eingeführt ist und im Flüssigkeitsraum dieses Behälters ein zweites, an das Leitungssystem (3) angeschlossenes Rohr (14) angeordnet ist, dessen Mündung (16) unterhalb des normalen Flüssigkeitsstandes (N) im Druckausgleichsbehälter liegt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Rohr (14) mindestens eine Drosselblende (15) vorgesehen ist, die den Strömungswiderstand dieses Rohres für die in den Druckausgleichsbehälter (1) einströmende Flüssigkeit erhöht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 954571; USA.-Patentschriften Nr. 2 315 179, 2 561 528.