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Verfahren zur Selbstreinigung von Rohren in Röhrenwärmeaustauschern und Vorrichtung zu seiner Durchführung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Selbstreinigung von Rohren in Röhrenwärmeaustauschern während des Betriebes unter Verwendung von im Kühlmittelkreislauf schwebenden elastischen Reibkörpern, die vom Kühlmittelstrom durch die Rohre der Wärmeaustauscher gepresst und nach Verlassen der Rohre in Sieben aufgefangen und wieder von neuem dem Kühlmittelstrom zugeführt werden, sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung.
Da die Erfindung besonders bei Vakuum-Kondensatoren grosse Vorteile bietet, bezieht sich die folgende Beschreibung vor allem auf solche Röhrenwärmeaustauscher, wobei aber betont wird, dass die Erfindung sich nicht auf diese Art Wärmeaustauscher beschränkt, sondern mit Vorteil auch bei allen andern Röhrenwärmeaustauschern verwendet werden kann.
Bekanntlich lässt die Wirksamkeit eines Röhrenwärmeaustauschers unvermeidlich nach einiger Betriebsdauer nach. Dieser Nachteil wird vor allem durch Ablagerungen und chemische Reaktionen an den inneren Rohrwandungen hervorgerufen. Die Ablagerungen werden durch mechanische Verunreinigungen, die im Medium-z. B. Kühlwasser-enthalten sind, das die Kühlrohre durchströmt und/oder auch durch in diesem Medium gelöste Stoffe verursacht, die durch thermische und/oder chemische Vorgänge ausgefällt werden. Diese Ablagerungen behindern die Wärmeübertragung durch die Rohrwände und vermindern infolgedessen die Wirksamkeit des Wärmeaustauschers.
Wenn dieser Wirkungsgrad auf einen Prozentsatz des Anfangswirkungsgrades abgesunken ist, müssen bisher die Wärmeaustauscherrohre mechanisch und/ oder chemisch gereinigt werden, um den ursprünglichen Wirkungsgrad wieder herzustellen.
Es sind viele Methoden und Vorrichtungen zur Entfernung der Verunreinigungen und anderer schädlicher Stoffe aus dem Medium, welches durch das Rohrsystem fliesst, in Gebrauch und auch zur periodischen Reinigung dieser Rohre angewendet worden. Beispielsweise wird dem frischen Kühlwasser Chlor zugesetzt, um organische Stoffe am Eintritt in die Rohre abzutöten. Auch werden mechanische Unreinheiten durch Filterung des Frischwassers entfernt. Des weiteren wird dem durch Verdunstung zunehmenden Härtegrad des im Umlaufkühlsystem zirkulierenden WÅassers dadurch entgegengearbeitet, dass man das Wasser auf chemischem Wege weichmacht. Alle diese Methoden sind teuer und nur umständlich anwendbar.
In der Regel werden die Rohre des Röhrenwärmeaustauschers nur von Zeit zu Zeit durch mechanische und/oder chemische Entfernung von Ablagerungen aus den Rohrwänden gesäubert. So ist es bekannt, Gummikugeln mittels einer Pistole durch die zu reinigenden Rohre zu treiben. Lockerer Schlamm kann durch Erhöhung der Kühlwassergeschwindigkeit durch Kondensatorspüler entfernt werden, hart gewordene Schlämme werden durch Drahtbürsten und härtere Schlammablagerungen durch Ausbohren entfernt. Steinansätze in den Wärmeaustauscherrohren, z. B. Kesselstein, werden auch chemisch gelöst. Bei allen bekannten Methoden ist es nicht immer leicht, die Ablagerungen völlig zu entfernen, ohne die Rohrwände zu beschädigen.
Ausserdem kann eine solche Reinigung des Rohrsystems nur durchgeführt werden, wenn der Kondensator völlig oder teilweise ausser Betrieb gesetzt wird bzw. unter verminderter Belastung mit entsprechend vermindertem Vakuum arbeitet. Auf Grund der Tatsache, dass der Kondensator erst nach einer gewissen Laufzeit wieder gereinigt werden kann, ist das Niveau der durchschnittlichen Wärmedurchgangszahl bzw. der durchschnittliche Wirkungsgrad des Kondensators beträchtlich niedriger als seinOpti- malwert, der direkt nach einer Säuberung zu erreichen ist. Aus betrieblichen Gründen muss gelegentlich
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Die geradenSiebteile 1 sind mehr oder weniger geneigt in Abhängigkeit von der Durchflussgeschwin- digkeit des Kühlmediums in der Leitung 4, die in passender Weise in die Abflussleitung des Wärmeaus- tauschers eingebaut sind, wie oben erwähnt wurde, um den Flächen- oder Berührungsdruck der Reibkör- per 27 an den Siebstäben so niedrig zu erhalten, dass ein Festklemmen oder Hängenbleiben der Reibkör- per an den Siebteilen 1 vermieden wird. Die beiden Grundlinien der Siebteile 1 bilden mit den Wandun- gen der Leitung 4 einen rechtwinkeligen Auslassquerschnitt. Der Trichterabschnitt 2 liegt mit seiner gröss- ten Öffnung an dem rechteckigen Auslassquerschnitt. Somit gleiten die durch den Fluss des Kühlmediums mitgeführten Reibkörper von den Siebteilen 1 in den Trichterteil 2 und von dem Trichterauslass 5 in die
Rücklaufleitung 3.
Der Trichterabschnitt 2 hat stets rechteckigen Querschnitt in allen Ebenen, die rechtwinkelig zur
Leitungsachse liegen, wobei sie von Grundlinien der ebenen Siebteile 1 zum Trichterauslass 5hinab- nehmen.
Der Trichterabschnitt 2 wird durch die dreieckigen Metallbleche 6 gebildet, die sowohl zueinander als auch zur Richtung des Durchflusses des Kühlmediums parallelliegen, sowie von den beiden rechtecki- gen, einander gegenüberliegenden flachen Siebteilen 7 begrenzt sind. Die Blechplatten 6 des Trichters werden durch Klammern oder Halterungen 8 (Fig. 4) durch Distanzschrauben 9 (Fig. 2 und 3) und durch die Halterungen 10 für die Welle 22 der ebenen Siebteile 7 (Fig. 2 und 4) zusammengehalten. Das Kühl- medium, welches in den trichterförmigen Teil eintritt, kann infolgedessen frei hindurchfliessen wie bei den ebenen Siebteilen l, wohingegen die Reibkörper, welche in dem trichterförmigen Teil 2 auf den rechteckigenSiebteilen 7 abgesetzt werden, in den Trichterauslass 5 und von dort in die Rücklaufleitung 3 geleitet werden.
Da die Siebteile 7 des Trichters an dessen Auslass derart umgebogen sind, dass sie par- allel zur Achse der Leitung verlaufen, wird das Hineingleiten der Reibkörper in die Rückführleitung 3 noch begünstigt.
Der Siebteil 2 des Trichters könnte ebenfalls als geschlossener Blechbehälter ausgeführt werden, wo- bei indessen die entsprechenden Siebwände mit Öffnungen in siebähnlicher Weise versehen werden müss- ten. In diesem Fall wäre indessen der Durchflusswiderstand der Trennvorrichtung wesentlich grösser und infolgedessen wäre eine derartige Ausführung bei einer Anlage, in welcher Verluste im Durchfluss von Be- deutung sind, weniger wünschenswert.
Die Hauptsiebteile 1 und die rechteckigen Siebteile 7 des Trichters sind nach der Art von Spaltsieben ausgebildet und bestehen aus geraden dünnen Profilstäben 13, welche besonders geringen Widerstand gegenüber dem Kühlmittelstrom haben und in bestimmten Abständen um runde Stäbe 11 geschlungen sind, welche parallel zueinanderliegen und in geraden Schienenstücken 12 od. dgl. gelagert sind. Die Stäbe 13 liegen in festgelegtem Abstand voneinander, welcher erstens von den Abmessungen der Reibkörper und zweitens bis zu einem gewissen Grade von der Strömung der Flüssigkeit abhängt. Im allgemeinen wird man die Stäbe in einem Abstand voneinander verlegen, der etwa dem Drittel des Durchmessers eines Reibkörpers entspricht.
Die Auffangvorrichtung entsprechend den Fig. 2 - 4 ist so ausgebildet, dass die. halbelliptischen Siebteile 1 und die rechteckigen Siebteile 7 des Trichters während des Betriebes gedreht werden können, wobei sie eine Lage einnehmen, die gestrichelt gezeichnet ist, so dass die grossen Schmutzteilchen. welche an ihnen hängengeblieben sind, da sie nicht durch die Siebspalte zwischen den Stäben 13 hindurchrutschen können, durch das Kühlmedium selbst im Gegenstromprinzip fortgeschwemmt werden. Zu diesem Zweck sind die beiden Hauptsiebteile 1 drehbar mit den Wellen 15 in den Lagerungen 14 an den Rohrwandungen des Leitungsteiles 4 gelagert.
Die Hebel 16 sind an ihrem Ende über die Bolzen 17 mit den entsprechenden Siebteilen 1 gelenkig verbunden und an ihrem andern Ende durch Zapfen 18, welche von der Seite an den Spindelmuttern 19 einer Spindel 20 angebracht sind, wobei diese Spindel mit einem Rechts-und einem Links-Gewindeteil versehen ist. Wenn diese Spindel 20 mit Hilfe ihrer Kurbel 21 gedreht wird, dann bewegen sich die Muttern 19 von ihrer Stellung in der Nähe des Zentrums des Leitungsteiles zu einer Stellung in der Nähe der Wandungen des Leitungsteiles 4, wobei sie gleichzeitig die Hebel 16 mitnehmen und dadurch die Hauptsiebteile 1 in eine Stellung drehen, welche gestrichelt eingezeichnet ist.
Dieser Drehmechanismus kann ebenfalls ausserhalb des Leitungsteiles 4 angeordnet werden, wenn die Wellen 15 durch die Wandung des Leitungsteiles 4 hindurchgehen, wobei sie durch wasserdichte Packungen od. ähnl. abgedichtet werden.
Die trichterförmigen Siebteile 7 sind mit den Wellen 22 verbunden, welche wiederum in den Trichterblechen 6 gelagert sind. Die Siebteile 7 können ebenfalls durch eine Kurbel 23 und eine Welle 22 in die gestrichelt gezeichnete Lage gedreht werden, wodurch sie ebenfalls während des Betriebes im Gegenstromprinzip direkt durch das Kühlmedium gereinigt werden.
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Falls die selbstreinigende Anlage entsprechend der vorliegenden Erfindung für längere Zeit ausser Betrieb gesetzt werden soll, werden die ebenen Siebteile 1 und 7, wie beschrieben, durch die Kurbeln 22 und 23 so gestellt, dass die Siebflächen praktisch parallel zur Flussrichtung des Kühlmediums liegen. Bei dieser Lage der Siebteile bietet die Abflussleitung für das Kühlmedium den grösstmöglichen Querschnitt und bietet infolgedessen dem Durchfluss den geringstmöglichen Widerstand.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Selbstreinigung von Rohren für Röhrenwärmeaustauscher während des Betriebes unter Verwendung von im Kühlmittelkreislauf schwebenden elastischen Reibkörpern, die vom Kühlmittelstrom durch die Rohre der Wärmeaustauscher gepresst und nach Verlassen der Rohre in Sieben aufgefangen und wieder von neuem dem Kühlmittelstrom zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibkörper durch eine entgegen der Strömungsrichtung des Kühlmittelstromes geöffnete Umgehungsleitung einzeln schwebend in den Kühlmittelstrom eingedrückt und durch letzteren über dessen Querschnitt verteilt den Rohren des Wärmeaustauschers zugeleitet werden.