DD279531A1 - Anordnung zur kontrolle des rohrsystems eines mit membranrohrwaenden aufgebauten dampfkessels - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kontrolle des Rohrsystems eines mit Membranrohrwaenden aufgebauten Dampfkessels durch eine Waermebilddarstellung oder Temperaturmessung mit Hilfe der Infrarottechnik, z. B. mittels Handpyrometer oder Thermovisionskamera. Quer zum Verlauf der Rohre der Membranrohrwand ist durch zwei an den Stielen des Dampfkesselgeruestes angebrachte Traeger und daran befestigte Stuetz- und Begrenzungsbleche eine streifenfoermige Ausnehmung in der Aussenhaut und der Isolierung des Dampfkessels gebildet und diese Ausnehmung mit einem herausnehmbaren Isolierelement verschliessbar. Die Quertraeger sind zur Halterung und Fuehrung eines das Infrarotaufnahmegeraet tragenden Schlittens oder Wagens vorgesehen und ausgebildet, der bei herausgenommenem Isolierelement entlang der Ausnehmung bewegbar ist, wobei auf mindestens einem der Quertraeger Markierungen fuer das Raster der Rohrstege der Membranrohrwand uebertragen sind, die bei der Bewegung des Schlittens oder Wagens zur Ausloesung von Signalen fuer einen mit dem Aufnahmegeraet gekoppelten Aufzeichnungsmechanismus dienen. Fig. 2

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kontrolle des Rohrsystems von mit Meinbranrohrwänden aufgebauten Dampfkesseln.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Durch die relativ kleinen Durchmesser der Membranrohrwand-Rohre kommt es gelegentlich, z. B. nach Schweißarbeiten, zum Ansammeln von Fremdkörpern, so daß einzelne Rohre verstopfen können. Diese und die Nachbarrohre werden dann ungenügend gekühlt und nehmen während des Normalbetriebes erhöhte Temperaturen an, wodurch sie so geschädigt werden, daß sie vorzeitig versagen.

Die Temperaturunterschiede führen auch zu thermisch bedingten Zusatzspannungen in der Membranrohrwand, die wiederum, z. B. an Stegenden im Bereich von Ausschnitten, Querrisse bzw. spannungsinduzierte Korrosio" hervorrufen. Diese thermisch geschädigten Rohre fallen erst durch wiederholte Störungen auf und müssen uann über den gesamten geschädigten Bereich bis zu etwa 60m Länge abschnittsweise gewechselt werden. Dadurch bedingt ergibt sich eine Vielzahl vor Schweißnähten in einem Rohr, und es erhöht sich die Gefahr der erneuten Verstopfung, bedingt durch Nahtdurchhang bzw. erhöhte Rauhigkeit im Wurzelbereich.

Es ist bekannt, die einzelnen Rohre des Rohrsystems eines Dampferzeugers direkt zu überwachen, indem durch Druck-, Mengenoder Temperaturdifferenzmessungen Schadenseintritte ermittelt werden (DE-AS 1228621). Diese Maßnahmen erfordern jedoch einen sehr hohen Aufwand an Meßtechnik und auf Grund der Verschmutzung bei kohlegefeuerten Dampfkesseln einen relativ hohen Wartungsaufwand. Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, aus der Differenz der Speisewasser- und Frischdampfmengenmessiing ein Signal über einen Rohrschaden im Entstehungsstadium und zur Überwachung des Dampfkessels zu gewinnen (DD 221525).

Auch hier ist der notwendige Aufwand auf Grund der stationären Meßtechnik relativ hoch, und es muß erst ein Schaden in Kauf genommen werden.

Um prophylaktisch Schäden an Kraftwerksanlagen zu verhüten, ist es ferner bekannt, die !nf rarot-Thermografie einzusetzen und mittels einer Kamera die von den zu untersuchenden bzw. überwachenden Anlagenteilen bzw. Bauelementen abgestrahlten Temperaturfelder zu en issen und auszuwerten. So ist z. B. die Ausmauerung von Dampferzeugern, die Isolierung und Beschaffenheit von Hauptdampfleitungen sowie die Gehäuseisolierung von Turbinen untersucht worden (der neuerer C, 33 [1984111, S.243).

Es ist auch bekannt, daß ein verstopftes Kesselrohr in einem mit fossilen Brennstoffen gefeuerten Kessel mit einer Wärmebilddarstellung lokalisiert werden kann.

Das Wärmebild wird durch Beobachtungsluken in der Kesselwand aufgenommen, also von der Feuerungsseite. Schlackebildungen an der Feuerraumseite der Kesselrohre verfälschen jedoch die Wärmedarstellung und lassen Kesselrohre verstopft erscheinen, obwohl sie es nicht sind. (Clark, J., Fitzgerald, M.: Power New York [1987] 1, S. 59-60). In der Praxis ist somit zunächst eine gründliche Reinigung der Heizflächen erforderlich, damit bei außer Betrieb befindlichem Dampfkessel die Feststellung von verstopften Rohren erfolgen kann. Während des Betriebes des Dampfkessels kann diese Kontrolle jedoch nicht erfolgen, da die COyStrahlung der Brenngase den Einsatz dieser Technik verhindert.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist der Einsatz der Infrarotmeßtechnik (Pyrovar-Handpyrometer oder Thermovisionskamera) zur diagnostischen Kontrolle der Rohrsyuteme von Dampfkesseln, deren Brennkammern aus Membranrohrwänden aufgebaut sind, während ihres Betriebes, ohne diese.! zu beeinflussen und ohne daß die Heizflächen erst gereinigt werden müssen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Erfüllung der Zielstellung eine Anordnung zu schaffen, mit der die Abtastung von Membranrohrwänden durch Infrarottechnik, z. B. Handpyrometer oder Thermovisionskamera, zur Kontrolle von Rohrtemperaturen oder Darstellung von Temperaturfeldern, die die Zustandsbewertung der Einzelrohre der Membranrohrwände und die vorzeitige Ortung schadhaft werdender Rohre reproduzierbar und dokumentierbar ermöglicht. Erfindungsgemäß ist quer zum Verlauf der Rohre der Membranrohrwände durch zwei an den Stielen des Dampfkesselgerüstes angebrachte Querträger und daran befestigte Stütz- und Begrenzungsbleche eine streifenförmige Ausnehmung in der Außenhaut der Isolierung des Dampfkessels gebildet. Diese Ausnehmung ist mit einem herausnehmbaren Isolierelement verschlossen. Es ist so gestaltet, daß keine Isoliermasse die Rohre bei geschlossener Ausnehmung herührt, so daß keine die Meßergebnisse verfälschende Verunreinigung der Rohroberfläche erfolgt. Dies kann z. B. durch ein Anschlagblech an der Vorderseite des Isolierelementes erfolgen. Die Querträger sind zur Halterung und Führung eines das Handpyrometer bzw. die Thermovisionskamera aufnehmenden Schlittens oder Wagens vorgesehen und ausgebildet, der bei entfernten Isolierelementen entlang der Ausnehmung bewegbar ist.

Auf dem oberen oder unteren, als Führungsschiene dienenden Querträger ist das Raster der Stege zwischen den Rohren, z. B. Kerben, übertragen. Der Schlitten oder Wagen weist einen Signalgeber, z. B. Schleifkontakt, auf, der bei der Bewegung des Schlittens oder Wagens elektrische Impulse auslöst, die an einen mit dem Aufnahmegei dt gekoppelten Aufnahmemechanismus, z. B. Schreiber, geführt werden und zur Markierung bzw. zum Transport der Aufzeichnungsbelege dienen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Schlitten oder Wagen mit einem Antrieb versehen, mit dem eine gleichförmige Längsbewegung des Aufnahmegerätes gesichert wird. Damit sind Temperaturdifferenzen zwischen den einzelnen Rohren feststell- und potentielle Schadstellen eindeutig lokalisierbar.

Die Anordnung ermöglicht den Einsatz derThermographiemethode nach Reparaturen speziell an den bearbeiteten Rohren oder bei laufendem Betrieb, z. B. turnusmäßig oder in Vorbereitung von Instandhaltungen.

Ausführungsbeispiel

Die nähere Erläuterung erfolgt an Hand derZeichnung, die eine Prinzipskizze der Anordnung an einem Dampfkessel wiedergibt. Es zeigen:

Fig. 1: die Membranrohrwand mit eingesetztem Isolierelement, Fig. 2: die Membranrohrwand mit montiertem Handpyrometer.

An einem 815-t/h-Dampfkessel wird in etwa 39m Höhe ein Streifen der Isolierung des I.Zuges, wie Fig. 1 zeiot, herausgenommen. Durch Querträger 1, die zwischen c'en nicht dargestellten Stielen des Dampfkessel-Gerüstes eingeschweißt werden, wird der obere und untere Abschluß des 100... i50mm breiten Spaltes in der Isolierung an der Außenhaut hergestellt. Durch Stütz- und Begrenzungsbleche 3 wird der Spalt im Bsreich der Dampfkesselisclierung 2 abgeschlossen. Das formschlüssige Isolierelement 4 wird durch ein vor der Membranrohrwand 5 angeordnetes Blech so abgeschlossen, daß Isoliermassen die Rohrwand 5 im Spaltbereich nicht berühren und durch Festbrenner verschmutzen können. Auf den unteren Querträger wird nach der Montage am Kesselgerüst die Mitte der Rohrstege der Membranrohrwand 5 rechtwinklig übertragen und durch Kerben gekennzeichnet (nicht dargestellt). Die Kerben sind so gestaltet, daß ein Kontakt ausgelöst werden kann.

Fig. 2 zeigt den von den Querträgern geführten Wagen 6. Er ist mit Rollen 8 versehen, von denen eine oder mehrere angetrieben sein können. Auf dem Wagen 6 ist das Handpyrort. eter 7 festgeklemmt. Eine auf dem unteren Querträger 1 schleifende Feder ist mit einem Schalter so verbunden, daß bei der Bewegung des Wagens an der Kerbe der Schalter kurzzeitig schließt und einen elektrischen Impuls an den Schreiber auslöst und der Schreibstreifen um ein vorgegebenes Raster weiterrückt. Die Geschwindigkeit des Wagens muß so gewählt werden, daß die Meßzeit des Pyrometers (etwa 1 s) an jedem Rohr der Membranrohrwand 5 eingehalten wird.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   1. Anordnung zur Kontrolle des Rohrsysiems eines mit Membranrohrwänden aufgebauten Dampfkessels durch eine Wärmebilddarstellung oder Temperaturmessung mit Hilfe der Infrarottechnik, z. B. mittels Handpyrometer oder Thermovisionskamera, gekennzeichnet dadurch, daß quer zum Verlauf der Rohre der Membranrohrwand durch zwei an den Stielen des Dampfkesselgerüstes angebrachte Träger (1) und daran befestigte Stütz-und Begrenzungsbleche (3) eine streifenförmige Ausnehmung in der Außenhaut und der Isolierung (2) des Dampfkessels gebildet und diese Ausnehmung mit einem herausnehmbaren Isolierelement (4) verschließbar ist und die Querträger (1) zur Halterung und Führung eines das Infrarotaufnahmegerät (7), z. B. das Handpyrometer oder die Thermovisionskamera, aufnehmenden Schlittens oder Wagens (6) vorgesehen und ausgebildet sind, der bei herausgenommenem Isolierelement (4) entlang der Ausnehmung bewegbar ist, wobei auf mindestens einem der Querträger (1) Markierungen für das Raster der Rohrstege der Membranrohrwand (5) übertragen sind, die bei der Bewegung des Schlittens oder Wagens (6) zur Auslösung von Signalen für einen mit dem Aufnahmegerät (7) gekoppelten Aufzeichnungsmechanismus dienen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das herausnehmbare Isolierelement (4) Mittel aufweist, die eine Berührung von Isoliermaterial mit der Membranrohrwand im Bereich der Ausnehmung vermeiden.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Schlitten oder Wagen (6) mit einem Antrieb für eine gleichförmige Bewegung versehen ist.