CN103282128A - 用于对管道进行内部处理的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对管道特别是对蒸气冷凝器和热交换器的冷却剂管进行内部处理的装置，该装置包括用于引入和输送处理材料的供应单元（V）、用来施加由该供应单元引入的处理材料的施加单元（A）、以及用来监测并控制所供应的处理材料和该处理介质向所述管道的内壁的施加的控制单元，其中所述施加单元（A）具有带柔性施加软管（18）的柔性引导软管（21），该施加软管在引导软管（21）中被引导，能够插入到待被处理的管道内，并且终止于一喷嘴，其中所述柔性施加软管（18）能够单层卷绕在从动卷筒（17）上并能通过张紧带固定在该卷筒（17）上，所述柔性施加软管（18）能够借助于布置在横动托架（55）上的引导辊（27）而前后运动，所述引导辊（27）由与所述卷筒（17）的驱动器（19）同步的驱动器（29），并且所述横动托架（55）能够基于柔性施加软管（18）的延伸状态而平行于所述卷筒的轴线运动。

Description

用于对管道进行内部处理的装置

本发明涉及一种用于对管道特别是蒸气冷凝器和热交换器的冷却剂管进行内部处理的装置，该装置包括用于供给和输送处理介质的供应单元V、用来施加由该供应单元供入的处理介质的施加单元A、以及用来监测和控制所供应的处理介质和该处理介质向管道的内壁的施加的控制单元，其中所述施加单元A设置有承载有施加软管的引导软管，该施加软管被设计为插入在待处理的管道内，所述施加软管终止于一喷嘴。

由于蒸气冷却器例如不仅用在发电厂中而且还用在其他工业领域中，因此已知的实践是为蒸气冷凝器设置塑料涂层/衬里以抵抗腐蚀危害特别是冲蚀。

提供给发电厂的管板和冷却剂管/管道暴露于各种外部影响，特别是机械、化学和电化学应力。

由于由冷却介质携带的固体颗粒例如沙子而会遇到机械应力。此外，由于冷却介质和可能超过100℃的冷凝蒸气之间存在的温度差，因而产生了热应力，该热应力特别在冷却剂管道或管卷起（roll in）的区域中导致机械应变。

化学应力是由于冷却介质的特性产生的，例如冷却介质是否含有盐、基本物质或酸性物质。关于这一点，将特别地提到海水或严重污染的河水的已知腐蚀作用。

在这方面，电化学腐蚀或电化腐蚀是指通过在金属面间表面上特别是在管板和冷却剂管道之间的过渡区域中形成电化元素而产生的腐蚀危害，所述腐蚀被导电流体例如海水或含盐河水极大加强。

另一个不利作用涉及到蒸气冷凝器，其正常功能可能会被不期望物质的沉积、藻类形成等削弱，由腐蚀现象引起的粗糙化甚至可能会助长这种不期望物质的沉积和藻类形成等。然而，这意味着在蒸气冷凝器操作的过程中，腐蚀和沉积特征恶化并负面地影响彼此，从而允许形成越来越多的起始点，使得面临甚至更大的腐蚀和沉积危险。

为此在早期阶段就已经进行努力来为蒸气冷凝器设置由塑料材料制成的防腐涂层。具体地，使用基于环氧树脂的涂层用于该目的。

开始时，主要是管板设置这种涂层，但是该方法无法解决与管道内部发生的腐蚀和沉积相关的具体问题。在稍后时期，从保护该被特别危及的过渡区域的观点出发，将管道的入口和出口也施加涂层。例如从GB-A-1125157、DE1939665U、DE7702562U、EP0236388A以及EP94106304A可知以上提到的类型的措施。

然而，已经发现，只有冷却剂管道本身也有大量完整涂层才能长期提供有效的防腐保护。然而，在内部涂覆这种冷却剂管道会带来很多问题，这是因为管道的长度相当长，并且因为它们的内径非常小，情况更糟，因为涂层必需与所能实现的一样均匀。而且，涂覆必须在现场在尽可能短的时间短内进行以将工厂停工时间保持最短。鉴于在包括几千个管道的蒸气冷凝器中的巨大数量的冷却剂管道，这意味着涂覆操作必须尽可能程度地自动化和标准化。

作为附加要求，在施加涂覆之前，必须将冷却剂管道的老的涂层材料、附着沉积物和锈去除。这传统上是通过使用通过旋转喷嘴设定在旋转运动中的例如砂之类的研磨介质的喷砂方法实现的。该操作导致大量污染喷砂，这些喷砂必须以更大费用来进行处理。

从WO97/19758A可知一种用于对包括上述首先提到类型的特征的管道进行内部涂覆的设备。基本来说，该设备已经证明了其自身价值，但是被认为在技术及施加涂覆介质精度方面有可能提高。对于现有技术的设备来说，当系统在高负荷条件下操作时，具体地说，存在施加软管以非均匀方式延伸的倾向。

另一个期望要求是以20至40℃之间的范围内的恒定温度来施加涂覆剂。在冬天、在较长操作时间时在封闭空间中或在南方国家常常无法保持这种温度，这导致涂覆质量劣化－涂覆化合物过慢或过快硬化，因而失去其保护作用和/或弹性。

因此，期望的是提供一种装置，通过该装置可以首先清洁待被涂覆的管道和管，并且去除包括之前涂层的沉积物。

根据本发明，该目的通过提供以上首先提到的类型的装置来实现，其中所述施加软管能够单层卷绕在从动卷筒上并通过张紧带固定在该卷筒上，所述施加软管能够借助于布置在横动托架上的引导辊前后运动，所述引导辊由与所述卷筒的驱动器同步地操作的驱动器提供动力，并且所述横动托架基于所述施加软管的延伸状态平行于所述卷筒的轴线运动。

本发明的装置被特别地设计用来对冷却剂管道/管进行快速、均匀和很大程度上标准化的内部涂覆。根据本发明，还可以对管道进行清洁，并且在这样准备好的管道的情况下给所述管道设置塑料涂层，其中对于几米长度的管道能够没有任何困难地实现每个管道一分钟的涂覆时间。另一个容易获得的选择是仅部分地涂覆管道，例如仅涂覆末端区域，或者涂覆几层不同的涂覆层材料，例如采取底漆、第一精整涂层和顶部涂层等。

有利地，所述施加软管可以通过所述引导软管在其整个长度上并因而在待被涂覆的管道的整个长度上以规定速度前后运动。对于高压应用来说，特别是当将使用加压水对管道进行清洁时，所述软管应该具有达至2500巴的耐压性，而对于涂覆目的来说，通常认为仅仅达至500巴的耐压性就足够了。在任何情况下，所述软管都必须足够刚硬以确保其能够适当地延伸到待被涂覆的管道内，其中耐压软管通常满足所述刚性要求。所要求的耐压性通常可以通过具有纺织品或金属织物增强的软管来实现。

所述施加软管单层卷绕在所述装置的从动卷筒上并借助于张紧带固定在该卷筒上，清洁剂以及涂覆剂通过该施加软管被引入到待被涂覆的管道内。为了软管重绕之目的，所述卷筒有利地设置有呈现凹槽或圆形轮廓形式的一体式软管引导部，该软管引导部适合于安全地容纳各个软管绕圈并且防止所述绕圈彼此叠置。所述张紧带起到同样作用。由于所述施加软管的供给和缩回必须以有秩序和可控的方式进行，因此软管绕圈应尽可能精确地进行。软管供给具体地通过所执行的卷筒旋转的圈数来控制。

所述张紧带起到将卷绕在所述卷筒上的软管固定成平行绕圈的作用。优选地，所述张紧带被设计成能借助于辊移动。所述张紧带在末端点的偏转和回行都借助于辊进行。所述张紧带可通过与所述卷筒上的软管的摩擦接触而移动和被驱动。所述张紧带优选地包围所述卷筒的至少270°，特别是至少300°。

所述施加软管借助于布置在横动托架上的从动引导辊而前后运动。在从所述卷筒退绕时，所述施加软管经过包括若干安装在顶部和底部的串联布置的辊的驱动单元，所述辊使得所述软管能够精确地前进。所述引导辊通过与所述卷筒的驱动器同步的单独马达（优选伺服马达）驱动。该布置使得所述施加软管能够精确的前进和缩回，并施加足够压力以将所述施加软管移动到冷却管道内，甚至达到20米或更大的长度。

所述张紧带和所述引导辊的单独驱动器（该驱动器与卷筒的驱动器相协调）对于所述施加软管的精确和可再生操作必不可少。

有利地，在横动托架装置上还布置计量辊，该计量辊用来监测施加软管的运动，并视情况而定也监测施加软管的速度。

所述横动托架可平行于所述卷筒的轴线移动，并且相对于施加软管的退绕位置并基于该退绕位置横动。由于所述施加软管在所述卷筒上布置成平行绕圈，因此所述软管与卷筒的分离点在该卷筒的整个宽度上也平行于卷筒的轴线移动。所述横动托架跟随所述施加软管的运行，结果使得该软管在其离开所述卷筒的点处始终大致以直角进入该横动托架的辊驱动器。这对该装置的涂覆操作的精度和可靠工作来说是基本的先决条件。

所述引导软管直接安装在所述横动托架处，即安装在辊驱动器背离所述卷筒的一侧。软管长度足够跨越所述装置和管之间的距离，在某些情况下该距离为几米。所述施加软管的长度可达至30m。

为了使得涂层能够被均匀地施加，所述卷筒可以设置有温度控制单元。该单元用于使通过所述卷筒供入到所述施加软管内的处理剂达到传导温度，例如使涂覆剂、基于环氧树脂的硬化塑料混合物到达介于20至40℃之间的标准温度。如果所述装置用于管道的清洁，则可能必须将该系统一直加热到防止低温冻结的程度。温度控制优选借助于使用加热或冷却水的供应系统实现。

有利地，将本发明的装置设计成使得管道的清洁和塑料涂层的施加都可以在回程过程中进行。为此，将处理软管一直插入到待被处理的管道的末端，并且在已经到达管道末端并停止在管道起始点时开始相应操作。应理解的是，使用专门设计的适当喷嘴来进行清洁操作，并且对于涂覆目的来说，使用为该具体工作专门适当设计的喷嘴。基本上，这种类型的喷嘴都是已知的。

优选地，所述喷嘴相对于管道的纵向方向以大致直角呈圆形图案形式发射处理介质。通常，相对于管道的纵向轴线介于60至120°之间的喷射角被认为是有利的。

在所述施加软管中，特别是紧接喷射喷嘴处，优选布置精过滤器以及单向阀，所述精过滤器用来防止所述喷嘴由于颗粒浸入而引起堵塞，所述单向阀没有更大延迟地中断材料流动，以避免在涂覆材料施加完成之后涂覆材料退出。例如，以10巴的压力启动单向阀或端阀。

在所述供应系统的区域中，有利地在进入连接部或软管中布置粗过滤器，所述过滤器用于确保使来自储存器的涂覆材料没有粗颗粒地进入该系统。作为供应泵，采用依赖于背压的活塞泵，该活塞泵确保只要排出喷涂材料就输送材料。该活塞泵还用来建立操作该装置所需的施加压力。

在其中所述材料被从所述供应泵输送至喷涂喷嘴的区段中，有利地与双重过滤系统一起布置单向阀，通过该单向阀对涂覆材料进行附加过滤。该布置规定平行地布置两个过滤单元，这两个过滤单元配备有可用作堵塞指示器的差压监测系统。差压监测通过所述控制单元来进行，该控制单元还有利地指示相应的值并通过测量元件监测材料流动并控制过滤器的操作。这确保材料的流动能够长时间地得以维持，并且能够足够早地检测到过滤器堵塞并发出信号，以使得能够以有秩序方式完成给定涂覆操作，而不必过早地中止操作。

在200巴下保证安全的两个控制阀确保材料流动被可靠地控制。

从具有所述过滤系统和测量元件的所述供应单元，所述材料经由耐压软管被直接供给至所述施加单元，所述施加单元包括卷绕在卷筒上的所述施加软管。所述卷筒可由电马达驱动，该电马达又由所述控制单元控制。根据相关的操作方式，所述施加软管从所述卷筒上退绕或卷取在该卷筒上，其中所述软管在其已经经过所述横动托架上的驱动辊之后进入所述引导软管。

作为第三功能系统，本发明的装置已经设置有控制单元，该控制单元具体地监测、控制和指示进入量和排出量以及压力。该控制单元确保所述装置正常运行和无故障操作。还可以针对所述施加软管的供给长度、供给速度和缩回速度以及针对喷涂速度和排出量来对其进行编程。特别是，对所述施加软管的供给长度及其缩回速度进行编程和改变的能力与处理剂的排出相组合而使得能够以标准化方式快速可靠地处理大量冷却剂管。作为处理介质，尤其使用水或其他液体清洁剂来对管道进行清洁，而硬化塑料用于管的涂覆目的。

本发明的装置优选是移动设计，使得其能够容易地移动并定位在使用其的位置。在这种情况下，有利的是，将所述控制单元和所述供应单元相组合以形成通过耐压供应软管以及可能需要的用于手动控制的电缆连接部而连接至所述施加单元的行进单元。布置在所述控制/供应单元和所述施加单元之间的供应软管可以具有可选的长度。这样，可以从所述施加单元远程地操作相对敏感的控制/供应单元，其优点在于不仅出于空间原因，而且还可以保持该单元的敏感部件。

如上所述，本发明的装置通过控制单元来操作。通过手动控制单元来进行各个处理步骤的开始和结束，即退绕所述施加软管和定位所述喷嘴、在喷射加压水或涂覆介质时的操作过程中缩回所述施加软管、以及处理的中止。

此外，合适的是为所述装置提供紧急功能，从而操作员能够通过急停按钮终止所有操作。另一个有利特征是设置强制关断功能，当预定排出量或预设压力不足或超过时，或者如果编程横动速度出现偏差时，该强制关闭功能作用。将注意到的是，当利用大约2000巴的高压水清洁管道并且作用喷嘴一或两分钟的时间都没有移动时，该管道将在所述喷嘴定位/固定的位置处被切断。

本发明的装置特别用于对冷却剂管道和工业供应管路的内壁进行清洁和/或涂覆。而且，还能没有任何困难地对更小直径的管道进行处理，例如直径10mm以下的管道。如果采用该装置用于内部清洁，则特别地使用压力在1500至2500巴之间的水作为清洁剂并且通过具有圆形喷射图案的喷嘴相对于管道的纵向方向以60至120°之间的喷射角施加，但是优选以直角进行喷射。该同一装置随后或另选地可用来使用硬化塑料对管道进行内部涂覆。应理解的是，在每种情况下，应使用特别合适的喷嘴一方面来进行清洁过程，并且另一方面用于相关的涂覆操作，且所述喷嘴本身是公知的。对于涂覆目的来说，通过以250巴的最大压力喷涂所述涂覆剂。

通过附图更详细地说明本发明，其中：

图1示出了材料供应单元的电路图；

图2是施加单元的侧视图；

图3是施加单元的正视图；和

图4示出了张紧带的辊固定系统。

图1示出了具有进入软管2的供应单元，涂覆材料借助泵3经过进入软管2从储存器1抽出。软管2不必具有耐压设计，并且可以例如具有19mm的直径。

泵3有利地是能够吸入材料并在压力作用下将材料排出的压缩空气驱动的双作用活塞泵。该泵以自动方式依赖背压操作，也就是说，只有喷射材料被排出或抽出，例如当开始涂覆操作时，才输送材料。例如，在0巴下27l/min的泵容量将足以容易获得达至500巴的压力等级。

活塞泵经由单向阀5和球阀6通过具有例如10mm直径的耐压线路4将材料输送到双重过滤单元11a/11b。在单向阀5和球阀6之间布置回收线路9，该回收线路9用来经由气动致动的球阀7和设有压力控制器的背压控制组8将材料向回供给到储存器内。

双重过滤单元11a/11b设置有两个压力传感器10a/10b，这两个压力传感器使得能够经由中央控制单元执行差压监测。通常，差压监测功能旨在用来作为过滤器堵塞检测器，从而当一个过滤器被堵塞时，单元可以及时地切换到另一个过滤器，并且可以足够早地采取措施以确保能够以有条理的方式完成给定涂覆操作。可以通过适当地致动球阀6a/12a和6b/12b来没有困难地更换过滤单元。商业上可获得的测量元件13，例如齿轮类型的测量元件或紫外线测量元件确保能够在中央控制单元中可靠地监测和可视化材料的流动，控制涂覆操作所需的数据被传送到该中央控制单元，所述数据通过对差压测量、测量元件数据和泵3的容量数据进行评估而获得。

从测量元件13，被输送的材料经由线路14输送至如图2和3所示的施加单元A。

施加单元A布置在设有辊16的基座15上，其中在所述基座上安装有卷筒17。卷筒17容纳能够借助马达19而被退绕和缩回的施加软管18。材料经由供给连接部20供应，供应单元V的软管14附接至该供给连接部20。材料从供给连接部20经由旋转直通部（rotary feedthrough）输送至施加软管18，并被进一步输送到施加喷嘴（未示出）。

移动基座15设置有框架51，如果认为必要，则框架51容纳波纹金属丝网52。电源装置以附图标记53示出，而卷筒17由保持元件54支撑。

施加软管18从卷筒17延伸穿过引导软管21a。引导软管21a位于卷筒17的上部中的进入元件22处，所述软管借助横动托架55沿着固定引导系统23移动，从而当施加软管18被退绕或缩回时其能够跟随施加软管18的在卷筒17上沿着水平方向的卷绕。横动托架的驱动器24经由齿形带28联接至马达19，该齿形带28使得具有引导软管进入元件22的横动托架55与退绕和缩回操作同步地移动。软管的退绕和再卷绕过程可以通过布置在引导系统23的端部处的限位开关来终止。

施加软管18从卷筒延伸到引导软管21a内。引导软管21被细分，其中用于施加软管18的驱动单元26布置在间隙内，所述驱动单元包括总共六个引导和驱动辊27。驱动单元26以可移动的方式布置在横动托架55上，并且跟随施加软管18的在卷筒17上的卷绕。横动托架55的驱动器24经由齿形带28启动，齿形带28由卷筒马达19驱动，并这样确保横动托架经由具有梯形螺纹的心轴同部运动。施加软管驱动器的辊27由与卷筒马达19联接的伺服马达29旋转，从而在这种情况下施加软管的供给运动也与软管从卷筒17的退绕同步。实现了达至4.5m/s的最大供给/缩回速度等级。

在施加软管18的末端处布置有喷嘴，可通过该喷嘴将涂覆剂施加至清洁的管道的内壁。然而，经由所述喷嘴，还可以在高压下对该管道内部进行喷砂清洁，在这种情况下，将清洁剂供送到施加单元A内。通常，该清洁剂是以达至2500bar的高压施加至管道的内壁的水。

卷筒17可以设置有加热或冷却水供应系统，该系统旨在将通过该软管的涂覆剂加热或冷却至有助于相关应用的温度。然而，该施加单元也可以为此而配备有布置在卷筒的上游的单独加热或冷却线圈。

图4示出了施加单元A，该施加单元A具有基座15；用于卷筒17和马达19的保持元件54；卷绕在卷筒17上的施加软管18；和三个辊56，张紧带经由这三个辊固定。

有利地，张紧带在卷筒17的圆周的270°上包围该卷筒17，其中卷筒的该部分保持未被接触/未被覆盖，施加软管18经过该部分传送到软管驱动单元26上。固定张紧带的辊56中的至少一个被以可移动的方式布置，使得围绕辊经过的张紧带可以被再次张紧。

辊56在卷筒的圆周上相等地间隔开，有利地在该圆周上以90°间隔开。围绕这些辊经过的是由弹性材料例如橡胶或塑料制成的带，所述带在保持辊56之间被定位在卷起的施加软管18上并与该施加软管18接触，这样将软管在卷筒上以及在布置于卷筒上的引导凹槽中保持就位。所述一个或多个张紧带经过可动辊并且在软管卷筒17开始移动时就与该卷筒一起旋转。所述带由旋转的卷筒驱动。这样，当张紧带已经被适当地张紧时，消除了施加软管的任何移位，使得软管无法离开布置在卷筒上的引导凹槽。所述张紧带对于施加软管的精确和顺畅操作即退绕/缩回来说至关重要。

Claims (17)

1.一种用于对管道特别是对蒸气冷凝器和热交换器的冷却剂管进行内部处理的装置，该装置包括：供应单元（V），该供应单元用于供给和输送处理介质；施加单元（A），该施加单元用来施加由所述供应单元供入的处理介质；以及控制单元，该控制单元用来监测和控制所供应的处理介质和该处理介质向所述管道的内壁的施加，其中，所述施加单元（A）设置有供施加软管（18）延伸穿过的引导软管（21），该引导软管（21）被设计为插入在待被处理的所述管道内，所述施加软管（18）终止于一喷嘴，

其特征在于，所述施加软管（18）能够单层卷绕在从动卷筒（17）上并通过张紧带固定在该卷筒（17）上，所述施加软管（18）能够借助于布置在横动托架（55）上的引导辊（27）而前后运动，所述引导辊（27）由与所述卷筒（17）的驱动器（19）同步地操作的驱动器（24）提供动力，并且所述横动托架（55）基于所述施加软管（18）的延伸状态平行于所述卷筒的轴线运动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述卷筒（17）被设计成达到标准温度。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述卷筒（17）设置有加热/冷却水供应系统。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述卷筒（17）设置有用于所述施加软管（18）的引导系统。

5.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述张紧带借助于辊（56）被以可移动的方式引导。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，当所述卷筒（17）旋转时，所述张紧带由于与所述施加软管（18）的摩擦接触而移动。

7.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述张紧带包围所述卷筒的大于270°的圆周。

8.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述施加软管（18）是具有达至2500巴的耐压性的高压软管。

9.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述施加软管（18）能够以可控的方式在待被处理的所述管道的整个长度上延伸和缩回。

10.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述施加软管（18）配备有涂覆喷嘴，该涂覆喷嘴被设计成使得能够在返回行程中进行涂覆，其中喷涂角度相对于待被处理的管道的纵向方向在60°至120°之间。

11.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述供应单元（V）设置有配备有粗过滤器的进入软管（2），所述进入软管与依赖于背压操作的供应泵（3）相连。

12.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在将材料供应至所述施加单元（A）的区域中设有单向阀（5）和双重过滤系统（11a/11b）。

13.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元监测并控制处理介质的进入/排出量以及操作压力。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述控制单元能够针对所述施加软管的供给长度、供给速度和/或缩回速度来编程。

15.一种根据权利要求1至14中任一项所述的装置用来清洁和/或涂覆冷却剂管道和工业供应管道的内壁的用途。

16.根据权利要求15所述的用途，该用途是以1500巴至2500巴之间的压力利用水作为清洁介质对管道进行内部清洁。

17.根据权利要求15所述的用途，该用途是利用硬化塑料对管道进行内部涂覆。

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