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Die Erfindung betrifft eine Lanze zum Entfernen von am Rohrboden eines Dampferzeugers haftenden Ablagerungen. Auf der Rohrbodenplatte von Dampferzeugern in nuklearen oder konventionellen Kraftwerken bilden sich beim Betrieb mit der Zeit harte Ablagerungen, bestehend aus Korrosionsprodukten. Nach längerem Betrieb oder falls längere Zeit keine Reinigung durchgeführt wurde, können diese Ablagerungen sehr hart sein. Sehr harte Ablagerungen können auch entstehen, wenn bei deren Bildung zusätzlich zu den Korrosionsprodukten aus dem Sekundärkreislauf Silikate oder Alumino-Silikate beteiligt sind.
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Ablagerungen auf dem Rohrboden können den Dampferzeuger langfristig schädigen, indem sie z. B. die sich vom Rohrboden weg erstreckenden Dampferzeugerrohre bzw. Heizrohre einschnüren. Die vollständige Entfernung von harten Ablagerungen von der Rohrbodenoberfläche ist daher nötig, um langfristig Schädigungen des Dampferzeugers vorzubeugen. Üblicherweise erfolgt dies durch Hochdruckspritzen mit Wasser mittels Lanzen, die in das Rohrbündel des Dampferzeugers eingeführt werden. Mit diesem in der Technik als Inner-Bundle-Lancing (IBL) und beispielsweise aus
DE 100 06 066 A1 ,
DE 40 39 376 A1 und
US 4,424,769 A bekannten Verfahren, das mit Wasserdrücken bis etwa 220 bar arbeitet, lassen sich ältere Ablagerungen, Verbrückungen von Ablagerungen zwischen den Heizrohren, sehr kompakt aufgebaute und silikathaltige Ablagerungen jedoch kaum abtragen. Der Wasserstrahl prallt in diesen Fällen ab bzw. wird einfach nur abgelenkt, so dass allenfalls eine nur minimale Reinigungswirkung erzielt werden kann. Auch gibt es derzeit kein chemisches Verfahren, mit dem sich die oben erwähnten silikathaltigen Ablagerungen auflösen lassen.
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Aufgabe der Erfindung ist es eine Lanze der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit der sich Ablagerung der o. g. Art vom Rohrboden entfernen lassen.
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Diese Aufgabe wird mit einer Lanze gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Lanze umfasst ein zum Einführen in Rohrzwischenräume des Dampferzeugers dienendes flexibles Band, das an seinem Freiende einen Reinigungskopf und wenigstens einen zur Zuführung eines Wasserstroms zum Reinigungskopf dienenden Wasserschlauch trägt. Der Reinigungskopf weist eine – in der Anwendungssituation – dem Rohrboden zugewandte Arbeitsseite, eine mit dem Wassersschlauch fluidisch verbundene, in der Arbeitsseite ausmündende Austrittsöffnung und ein auf Ablagerungen einwirkendes materialabtragendes mechanisches Werkzeug auf. Eine solche Lanze kombiniert somit eine hydraulisch arbeitende und eine mechanisch arbeitende Abtragungstechnik. Dabei ergibt sich der Effekt, dass mit dem mechanischen Werkzeug Teile der Ablagerungen los gelöst und mit dem die Austrittsöffnung verlassenden Wasserstrahl abgeschwemmt werden können, so dass das mechanische Werkzeug unbehindert von bereits abgetragenem Material auf die Ablagerungen einwirken kann. Besonders effektiv kann die Lanze eingesetzt werden, wenn mit hohen Wasserdrücken beispielsweise bis 220 bar und mehr gearbeitet wird. Während bei herkömmlichen Hockdruck-Wasserspritz-Verfahren der Wasserstrahl wegen fehlender Angriffsflächen vielfach nur an den Ablagerungen abgelenkt wird, können mit einer erfindungsgemäßen Lanze mit Hilfe des mechanischen Werkzeugs solche Angriffsflächen geschaffen werden, indem beispielsweise Nuten in die Ablagerungen eingebracht werden, auf deren Nutwände der Wasserstrahl mit der ihm innewohnenden kinetischen Energie einwirken kann.
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Das mechanische Werkzeug kann fest mit dem Reinigungskopf verbunden sein, wobei eine einen Materialabtrag bewirkende Bewegung des Werkzeugs mittelbar durch eine Bewegung des Reinigungskopfes hervorgerufen werden kann. Denkbar ist aber auch ein über das flexible Band der Lanze dem Reinigungskopf zugeführtes mechanisches Antriebsmittel, etwa ein Seilzug, mit dem das Werkzeug in Bewegungen versetzt werden kann.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist jedoch vorgesehen, den dem Reinigungskopf zugeführten Wasserstrahl in einer weiteren Funktion dazu zu nutzen, das Werkzeug mittel- oder unmittelbar anzutreiben, wobei ein herstellungs- und montagetechnisch einfacher Antrieb gewährleistet ist, wenn ein rotierendes Werkzeug verwendet wird, etwa eines, dessen Drehachse quer zur Mittel-Planebene des Reinigungskopfs verläuft. Bei einer solchen Ausgestaltung lassen sich etwa scheibenförmige Werkzeuge in dem Reinigungskopf, der wegen der engen Rohrzwischenräumen eine entsprechend geringe Breite aufweist, problemlos unterbringen.
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In herstellungs- und montagetechnischer Sicht ist es im Falle eines unmittelbaren Antriebs vorteilhaft, wenn dieser mit Hilfe von Prallflächen erfolgt, welche von dem dem Reinigungskopf zugeführten Wasserstrom beaufschlagt sind. Ein effektiv arbeitendes und zugleich technisch einfaches Werkzeug ist eine rotierende Frässcheibe, über deren Umfangsfläche eine Vielzahl von materialabtragenden Elementen verteilt ist. Zum Rotationsantrieb der Frässcheibe können an deren Seitenflächen flügel- oder schaufelradähnliche Gebilde angebracht werden, welche mit dem Wasserstrahl zusammenwirkende Prallflächen aufweisen.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante sind jedoch die Prallflächen an den materialabtragenden Elementen vorhanden, d. h., dass ein Teil von deren Oberfläche bildet eine vom Wasserstrahl beaufschlagte Prallfläche. Die materialabtragenden Elemente erfüllen somit eine insbesondere Herstellung und Montage vereinfachende Doppelfunktion, indem sie sowohl zum Antrieb als auch zum Abtragen der Ablagerungen dienen. Desweiteren erzeugen sie einen pulsierenden Wasserstrahl, wodurch der Reinigungseffekt noch erhöht wird. Die Pulsationsfrequenz des Wasserstrahls ist abhängig von Strömungsgeschwindigkeit des Wasserstroms, dem Durchmesser der Frässcheibe und der Anzahl der an ihr vorhandenen materialabtragenden Elemente bzw. Zähne.
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Um einen effektiven Antrieb einer Frässcheibe durch den Wasserstrom zu gewährleisten, ist diese so ausgerichtet, dass sie zumindest von einem Teilstrom des Wasserstroms in Tangentialrichtung beaufschlagt wird. Die Effektivität des Antriebs sowie die Erzeugung eines auf Ablagerungen gerichteten Wasserstrahls wird dadurch optimiert, dass das Werkzeug in einem innerhalb des Reinigungskopfes vorhandenen Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei wenigstens ein Wasserschlauch in den Aufnahmeraum mündet und der Aufnahmeraum über die Austrittsöffnung mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
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Die Austrittsöffnung, aus welcher das dem Reinigungskopf zugeführte Wasser in Form wenigstens eines die Ablagerungen beaufschlagenden Wasserstrahls austritt kann an unterschiedlichen Positionen am Reinigungskopf angeordnet sein. Ein effektiver Abtrag von Ablagerungen kann aber erreicht werden, wenn ein materialabtragend wirkender Teil des Werkzeugs, im Falle einer Frässcheibe ein Scheibensegment, aus der Austrittsöffnung heraus ragt. Dabei ist sowohl im Falle eines rotierenden Werkzeugs als auch bei einem sich in anderer Weise, beispielsweise linear bewegenden Werkzeug, eine Beschädigung etwa des Rohrbodens dadurch verhindert, dass das Werkzeug nicht über die Arbeitsseite des Reinigungskopfes hinaus steht.
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Eine weitere Möglichkeit, ein effektiv arbeitendes vom Wasserstrom unmittelbar angetriebenes Werkzeug mit geringem Platzbedarf in einem Reinigungskopf unterzubringen ergibt sich bei einer weiteren Ausführungsvariante dadurch, dass die Drehachse des Werkzeugs parallel zur Mittel-Planebene des Reinigungskopfs verläuft. Hier kommen zylinderförmige, etwa nach Art von Kronenbohrern ausgebildete Werkzeuge in Frage, die einen vergleichsweise geringen Außendurchmesser aufweisen. Materialabtragende Elemente können dabei an einer quer zur Drehachse verlaufenden Stirnfläche und/oder an einer in Drehrichtung bzw. koaxial zur Drehachse verlaufenden Umfangsfläche des Werkzeugs vorhanden sein.
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Auch bei dieser Ausführungsvariante ist wenigstens eine vom Wasserstrom beaufschlagte Prallfläche am Werkzeug vorhanden, wobei diese vorzugsweise längs der Drehachse des Werkzeugs und schräg zur Strömungsrichtung des Wasserstroms verläuft. Beim Auftreffen des Wasserstroms auf die Prallfläche erfährt diese einen Drehimpuls. Eine Ausgestaltung der in Rede stehenden Art lässt sich besonders einfach dadurch realisieren, dass die wenigstens eine Prallfläche von einer Nutwand einer in die Umfangsfläche des Werkzeugs eingebrachten Strömungsnut gebildet ist. Das Werkzeug kann dabei so am Reinigungskopf positioniert werden, dass ein einen Wasserschlauch verlassender Wasserstrom in die Strömungsnut eindringen kann. Die Effektivität des Antriebs kann dadurch gesteigert werden, dass sich die Strömungsnut in Strömungsrichtung des Wasserstroms verengt.
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Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Werkzeug in einer Bohrung des Reinigungskopfes drehbar gelagert, wobei im Reinigungskopf ein Hohlraum vorhanden ist, in den die Bohrung sowie wenigstens ein Wasserschlauch münden.
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Bei einer weiteren Ausführungsvariante ist das Werkzeug mittelbar von dem Wasserstrom angetrieben. Der dem Reinigungskopf zugeführte Wasserstrom trifft also nicht oder zumindest nicht zum Zwecke des Antriebs auf das Werkzeug auf, so dass sich weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten für den Reinigungskopf und ein damit durchgeführtes Reinigungsverfahren ergeben. So kann, wie dies bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fall ist, eine lineare Bewegung des beispielsweise als Schabwerkzeug ausgebildeten Werkzeugs mit Hilfe eines vom Wassersstrom angetriebenen Wasserrads erfolgen, das über ein Getriebe, insbesondere einem Kurbelgetriebe mit dem Werkzeug verbunden ist. Dabei ist es besonders im Falle einer Lanze, deren Vor- und Rückschubrichtung im Anwendungsfall parallel zum Rohrboden verläuft, vorteilhaft, wenn sich die Linearbewegung des Werkzeugs in Längsrichtung der Lanze erstreckt.
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Wie im Falle der oben erwähnten Frässcheibe ist es auch bei einem Wasserrad zweckmäßig, wenn dieses so ausgerichtet ist, dass es zumindest von einem Teilstrom des Wasserstroms in Tangentialrichtung beaufschlagt wird. Ebenfalls ist das Wasserrad in einem innerhalb des Reinigungskopfes vorhandenen Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei wenigstens ein Wasserschlauch in den Aufnahmeraum mündet und der Aufnahmeraum über eine Austrittsöffnung mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Anders als bei einer Frässcheibe ist es aber nicht erforderlich, dass das Wasserrad über die Austrittsöffnung hinaus ragt. Vielmehr ist es vollständig innerhalb des Aufnahmeraums angeordnet.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das Werkzeug an einem linear beglichen Träger fixiert. Dies hat den Vorteil, dass Form und Material des Werkzeugs frei wählbar sind, ohne dass Rücksicht auf die entsprechenden Anforderungen für eine antriebsmäßige Verbindung mit dem Wasserrad. Vorzugsweise ist der Träger in einem mit dem Aufnahmeraum verbundenen und in die Atmosphäre ausmündenden Führungskanal geführt, wobei das Werkzeug an einem aus dem Reinigungskopf heraus ragenden Abschnitt des Trägers angeordnet ist. Das beispielsweise als stift- oder stabförmiges Schabwerkzeug ausgebildete Werkzeug steht aus dem Träger vor und erstreckt sich von diesem zur Arbeitsseite des Reinigungskopfes hin.
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Damit ein materialabtragendes Werkzeug effektiv arbeiten kann, muss es mit einer gewissen Kraft gegen den Rohrboden bzw. die dort vorhandenen Ablagerungen gedrückt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante wird dies unterstützt durch wenigstens eine von einem Teilstrom des Wasserstroms gespeiste Rückstoßdüse, welche auf der der Arbeitsseite gegenüberliegenden Oberseite des Reinigungskopfes angeordnet ist. Dabei ist die Rückstoßdüse, sofern im Reinigungsraum ein Aufnahmeraum vorhanden ist, mit diesem verbunden.
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Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen schematisierten Längsschnitt durch den unteren Teil eines Dampferzeugers,
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2 das vordere, einen Reinigungskopf tragende Ende einer Lanze gemäß einer ersten Ausführungsvariante in Seitenansicht,
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3 einen Querschnitt durch ein flexibles Band,
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4 eine ausschnittsweise perspektivische Darstellung des Reinigungskopfes, wobei dieser seitlich geöffnet ist, um den Blick auf sein Inneres freizugeben,
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5 einen Querschnitt eines Reinigungskopfes entsprechend Linie V-V in 2,
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6 eine schematische Abbildung, die einen Reinigungskopf mit Blick in Richtung Pfeil V in 2, in einer seitlich verkippten Lage in einem Rohrzwischenraum darstellt,
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7 in perspektivischer Darstellung das vordere Ende einer Lanze gemäß einer zweiten Ausführungsvariante, wobei der Reinigungskopf seitlich geöffnet ist, um den Blick auf sein Inneres freizugeben,
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8 in perspektivischer Darstellung das vordere Ende einer Lanze gemäß einer dritten Ausführungsvariante, wobei der Reinigungskopf seitlich geöffnet ist, um den Blick auf sein Inneres freizugeben,
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9 das Werkzeug der Lanze von 8 in perspektivischer Darstellung,
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10 einen vergrößerten Ausschnitt des Reinigungskopfes der Lanze von 8 in perspektivischer Darstellung.
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Ein mit einer erfindungsgemäßen Lanze zu reinigender Dampferzeuger 1 umfasst eine Vielzahl von U-förmig gebogener, in der Sekundärseite des Dampferzeugers angeordneter Heizrohre 2, deren Enden einen Boden des Dampferzeugergehäuses 3, einen sogenannten Rohrboden 4, durchsetzen sind und in der Primärseite 5 des Dampferzeugers 1 ausmünden. Die Primärseite 5 des Dampferzeugers weist einen Einlass 6 auf, über den Primärkühlmittel in den Dampferzeuger 1 einströmt. Die Primärseite 5 ist durch eine Trennwand (nicht gezeigt) in zwei Teilräume unterteilt, wobei die einen Enden der U-förmig gebogenen Heizrohre 2 in den einen Teilraum und die jeweils anderen Enden in den anderen Teilraum der Primärseite 5 münden. Das Primärkühlmittel verlässt den Dampferzeuger über einen Auslass (in 1 nicht gezeigt).
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Während des Betriebs bilden sich an der mit der Sekundärseite 7 des Dampferzeugers 1 in Verbindung stehenden Seite des Rohrbodens 4 Ablagerungen 8, wobei sich diese in Form sogenannter Verbrückungen 11 in Rohrzwischenräume 12 hinein erstrecken.
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Eine Lanze 13 umfasst ein zum Einführen in Rohrzwischenräume 12 bestimmtes flexibles Band 14, das an seinem Freiende einen Reinigungskopf 15 trägt. Das Freiende des flexiblen Bands 14 ist jenes Ende, das in der Anwendungssituation, also bei der Reinigung eines Dampferzeuger-Rohrbodens 4, in einen Rohrzwischenraum 12 bzw. in eine Rohrgasse eingeführt wird. Das Band 14 weist im Randbereich eine sich in seiner Längsrichtung 16 erstreckende Reihe von gleichmäßig beabstandeten Durchbrechungen 17 auf. Diese dienen zum Vorschub und Rückschub der Lanze 13. Zum Zwecke der Zuführung eines Wasserstroms zum Reinigungskopf 15 umfasst das Band 14 drei sich in Längsrichtung 16 erstreckende Wasserschläuche oder allgemein gesprochen Leitungen. Diese sind, wie in 3 erkennbar ist, beispielsweise zwischen zwei dünnen, das flexible Band 14 im Wesentlichen bildenden Materialstreifen 19, bspw. aus Stahl, angeordnet. Dabei sind in die Materialstreifen 19 von deren Innenseite her Rinnen 20 eingeformt, welche die Wasserschläuche 18 zwischen sich einschließen. Das die Wasserschläuche 18 tragende flexible Band 14 kann natürlich auch auf beliebige andere Weise ausgebildet sein und eine unterschiedliche Anzahl von Wasserschläuchen tragen.
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Im Reinigungskopf 15 ist ein auf die Ablagerungen 8 einwirkendes materialabtragendes mechanisches Werkzeug 21a, 21b, 21c angeordnet. Das Werkzeug ist bei den dargestellten Ausführungsvarianten beweglich und von einem Antrieb angetrieben, wobei das Werkzeug entweder unmittelbar oder mittelbar, d. h. über die Vermittlung eines Getriebes, von dem Wasserstrom angetrieben ist.
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Eine erste Ausführungsvariante einer Lanze 13, die einen unmittelbaren Wasserstrom-Antrieb aufweist, ist in 1, 2 und 4 bis 6 gezeigt. Das Werkzeug 21a ist hier so angeordnet, dass seine Drehachse D1 quer zur Mittel-Planebene P des Reinigungskopfes 15 verläuft. Es ist als Frässcheibe 22 ausgebildet, deren Umfangsfläche 23 eine Vielzahl von materialabtragenden Elementen 24 trägt (2, 4). Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Frässcheibe als Zahnrad ausgebildet, wobei dessen Zähne 25 die materialabtragenden Elemente 24 bilden. Die entgegen der Drehrichtung 41 weisenden Flanken der Zähne 25 bilden von dem Wasserstrom beaufschlagte Prallflächen 42. Die Frässcheibe 22 ist so am bzw. im Reinigungskopf 15 angeordnet, dass sie zumindest von einem Teilstrom des dem Reinigungskopf zugeführten Wasserstrom in Tangentialrichtung 26 beaufschlagt wird.
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Innerhalb des Reinigungskopfes 15, der, in der Draufsicht von Vorne in Richtung des Pfeiles V in 2 bzw. im Querschnitt gemäß 5 gesehen im Wesentlichen rechteckig ausgestaltet. Er weist zwei Flachseiten 29 auf, die sich im Anwendungsfall etwa parallel zur Längserstreckung der Heizrohre 2 erstrecken. Seine Oberseite 30 und die im Folgenden mit Arbeitsseite 33 bezeichnete Unterseite erstrecken sich dagegen quer zur Längserstreckung der Heizrohre. Die Höhe 34 des Reinigungskopfes 15 ist wesentlich größer als dessen Breite 31.
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Innerhalb des Reinigungskopfes 15 ist ein Aufnahmeraum 35 vorhanden, in welchem die Frässcheibe 22 angeordnet ist. Zur drehbeweglichen Fixierung der Frässcheibe ist diese von einer Achse 36 durchgriffen, welche mit ihren aus der Frässcheibe 22 vorstehenden Enden am Fräskopf 15 gelagert ist. Zwischen der Frässcheibe 22 und der Innenwandung des Aufnahmeraums 35 ist ein Spalt 37 vorhanden, um die Leichtgängigkeit der Frässcheibe zu gewährleisten. Der Aufnahmeraum 35 ist zu einer Flachseite 29 hin geöffnet und ist im Montagezustand von einem Verschlusselement, z. B. einer Seitenplatte 38, seitlich geschlossen.
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Der Reinigungskopf 15 weist an seiner Rückseite zwei in Höhenrichtung beabstandete Schenkel 39 auf, welche in Höhenrichtung von einem Aufnahmeschlitz 43 (4) durchsetzt sind. In diesen ist das elastische Band 14 mit seinem vorderen Ende eingesteckt. Zur Fixierung des Bandes 14 in Längsrichtung 16 am Kopf 15 sind die Schenkel 39 jeweils von zwei Bohrungen 44 durchgriffen, in welche jeweils ein Befestiger (nicht dargestellt) einführbar ist, welcher eine Durchbrechung 17 des Bandes 14 durchsetzt.
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Die Wasserschläuche 18 sind mit dem Aufnahmeraum 35 über Verbindungskanäle 45 verbunden. Diese münden mit Düsenöffnungen 46 in den Aufnahmeraum 35. Die Verbindungskanäle 45 und die Düsenöffnungen 46 sind so angeordnet und ausgerichtet, dass ein sie verlassender Wasserstrom bzw. Wasserstrahl, angedeutet durch die Pfeile 47 in 4 zumindest angenähert in Tangentialrichtung 26 auf die Zähne 25 der Frässcheibe 22 auftrifft. Um eine tangentiale Strömungsführung zu unterstützen verläuft die der Oberseite 30 des Reinigungskopfes nahe liegende obere Wandung 48 etwa bis zur Mitte des Fräsrades 22 bzw. etwa bis zu einer sich in Höhenrichtung erstreckenden, die Achse 36 schneidenden gedachten Linie 40 in Tangentialrichtung 26. Das von den Düsenöffnungen 46 ausgestoßene Wasser strömt durch den von der Wandung 48 und dem Fräsrad 22 oberseits bzw. unterseits begrenzten Raum 49, der wie eine Drosselstelle wirkt hindurch und wird dabei beschleunigt. Die Wandung 48 folgt im Anschluss an ihren geradlinig in Längsrichtung 16 verlaufenden Bereich mit einem gekrümmten Abschnitt 53 etwa der Kreisform der Frässcheibe 23.
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Der Aufnahmeraum 35 mündet mit einer Austrittsöffnung 54 in die Arbeitsseite 33 des Reinigungskopfes 15. Das dem Reinigungskopf 15 zugeführte Wasser verlässt diesen somit über die Austrittsöffnung 54 und zwar im Wesentlichen über einen zwischen der Wandung 48 und der vom flexiblen Band 14 weg weisenden Vorderseite der Frässcheibe 22 vorhandenen Raum, was in 4 durch die Pfeile 55 angedeutet ist. Aufgrund der Zahnung der Frässcheibe 22 ist der über die Austrittsöffnung 54 austretende Wasserstrahl gepulst. Aufgrund der unmittelbaren Nähe des austretenden Wasserstrahls zum Wirkbereich der Frässcheibe 22 werden von diesem abgetragene Partikel der Ablagerungen 8 sofort abgeschwemmt. Wie 5 zu entnehmen ist, kann mit Hilfe der Frässcheibe 22 die Ablagerung 8 zum Teil abgetragen werden, wobei sich z. B. eine Rille oder eine Nut 56 bildet, welche für den aus der Austrittsöffnung 54 austretenden Wasserstrahl 54 Angriffsflächen bietet. Das Aufbrechen der Ablagerungen mit einem Hochdruckwasserstrahl wird dadurch begünstigt.
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Um eine Beschädigung des Rohrbodens 4 zu vermeiden, steht die Frässcheibe 22 an keiner Stelle über die Arbeitsseite 33 des Reinigungskopfes 15 hinaus. Dies wird dadurch erreicht, dass den Aufnahmeraum 35 begrenzende, die Flachseiten 29 bildenden Seitenwände 56 (5) im Bereich der Austrittsöffnung 54 und der Frässcheibe 22 eine sich zur Oberseite 30 hin vorwölbende Ausnehmung 57 aufweisen. Eine am Rohrboden 4 vorhandene Ablagerung 8 bzw. Verbrückung 11 kann sich somit, wie in 5 zu sehen ist, in diese Ausnehmung 57 hinein erstrecken und folglich von der Frässcheibe 22 zur Einbringung einer Nut 56 beaufschlagt werden. Eine Beschädigung eines Heizrohres 2 mit der Frässcheibe 22 ist dadurch vermieden, dass die Höhe 34 und Breite 35 des Reinigungskopfes so gewählt, dass bei vorgegebener Breite 42 eines Rohrzwischenraumes 12 im Falle eines seitlich verkippten Fräskopfes 15 die Frässcheibe 22 den Außenumfang eines Heizrohres 2 nicht berühren kann (siehe 6).
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In 7 ist eine zweite Ausführungsvariante einer Lanze 13 dargestellt. Im Gegensatz zu dem weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist hier ein Werkzeug 21b vorhanden, das nicht unmittelbar von einem dem Reinigungskopf 15 zugeführten Wasserstrom angetrieben ist. Der Antrieb erfolgt über ein Wasserrad 58, das vollständig in einem innerhalb des Reinigungskopfes 15 angeordneten Aufnahmeraum 35' angeordnet ist. Der Aufnahmeraum 35' ist über eine Austrittsöffnung 54 mit der Atmosphäre verbunden. Die Lanze 13 umfasst einen oder mehrere Wasserschläuche 18, wobei in 7 lediglich ein Wasserschlauch 18 dargestellt ist. Der Wasserschlauch 18 mündet mit einer Düsenöffnung 46 in den Aufnahmeraum 35. Die Düsenöffnung 46 ist so angeordnet und ausgerichtet, dass ein sie verlassender Wasserstrom bzw. ein Wasserstrahl in Tangentialrichtung 26 auf das Wasserrad 58 auftrifft. Zu seiner Drehbetätigung weist dieses aus seiner Umfangsfläche vorstehende, mit dem Wasserstrom zusammenwirkende Antriebselemente 59 auf, die beispielsweise zackenförmig ausgebildet sind. Entgegen der Drehrichtung 60 des Wasserrades 58 weisende Flächenelemente der Antriebselemente 59 bilden Prallflächen 63, welche von dem Wasserstrom beaufschlagt werden.
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Die Bewegung des Wasserrades 58 in Drehrichtung 60 wird über ein Getriebe 64, nämlich ein Kurbelgetriebe 65 in eine lineare, sich in Richtung der Längsrichtung 16 der Lanze 13 erstreckende Bewegung umgewandelt. Das Kurbelgetriebe 65 umfasst eine Pleuelstange 61, deren eines Ende an das Wasserrad 58 und deren anderes Ende an einen Träger 66 angelenkt ist. Der Träger 66 ist so am Reinigungskopf 15 gelagert, dass er eine sich in Längsrichtung 16 erstreckende Bewegung ausführt.
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Der Aufnahmeraum 35' mündet an der Arbeitsseite 33 des Reinigungskopfes 15 mit einer Austrittsöffnung 54 in die Umgebung. Da das Wasserrad 58 vollständig innerhalb des Aufnahmeraums 35' angeordnet ist, steht es somit nicht über die Öffnungsebene der Austrittsöffnung 54 bzw. über die Arbeitsseite 33 des Reinigungskopfes 15 hinaus.
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Der Träger 66 ist in einem Führungskanal 67 geführt, der mit seinem einen Ende mit dem Aufnahmeraum 35' verbunden ist und dessen anderes Ende an der Stirnseite des Reinigungskopfes 15 in die Atmosphäre mündet. Das Werkzeug 21b ist an einem Abschnitt 68 des Trägers 66 fixiert, welcher aus dem Reinigungskopf 15 herausragt. Das Werkzeug 21b ist in Form eines Schabwerkzeuges, nämlich als ein sich zur Arbeitsseite 33 hin erstreckender Stift ausgebildet. Das Werkzeug 21b steht aus der der Arbeitsseite 33 zugewandten Seite des Trägers 68 nur soweit hervor, dass es die Arbeitsseite 33 nicht überragt.
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Bei der in Rede stehenden Ausführungsvariante einer Lanze 13 befindet sich das Werkzeug 21b in Vorschubrichtung 69 der Lanze 13 gesehen vor dem Wirkbereich eines den Aufnahmeraum 35' über die Austrittsöffnung 54 verlassenden Wasserstroms. Dieser dient hier in erster Linie dazu, von dem Schabwerkzeug 21b abgetragene Partikel einer Ablagerung weg zu schwemmen.
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In 8 bis 10 ist eine Ausführungsvariante gezeigt, welche ebenfalls ein rotierendes Werkzeug 21c aufweist, wobei jedoch dessen Drehachse parallel zur Mittel-Planebene P des Reinigungskopfes 15 verläuft. Das Werkzeug 21c ist im Wesentlichen zylinderförmig, etwa wie ein Kronenbohrer ausgestaltet. Aus seiner vorderen, d. h. dem flexiblen Band 14 abgewandten Stirnfläche 74 steht ein mit Zähnen 75 versehener Bohrkranz 76 axial hervor. Die Außenseite des Bohrkranzes 76 fluchtet mit der Umfangsfläche 77 des Werkezeuges 21c. Materialabtragende Elemente in Form der Zähne 75 sind somit an einer sich quer zur Drehachse D2 erstreckenden Fläche, nämlich der Stirnfläche 74 vorhanden. Materialabtragende Elemente, etwa Korrundkörner oder dergleichen, können aber auch an der Umfangsfläche 77, und zwar an einem vorderen Längsabschnitt 78 des Werkzeuges 21c vorhanden sein (nicht dargestellt).
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Das Werkzeug 21c weist insgesamt vier gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte Prallflächen 50' auf, welche im Wesentlichen in Längsrichtung des Werkezuges 21c und schräg zur einer die Drehachse D2 enthaltenden Ebene E verlaufen. Die Prallflächen 50' werden jeweils von einer Nutwand 79' von in die Umfangsfläche 77 des Werkzeuges 21c eingebrachten Strömungsnuten 80 gebildet. Die die Prallfläche 50' bildende Nutwand 79' und die jeweils andere Nutwand 79'' sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel rechtwinklig zueinander ausgerichtet, schließen also einen rechten Winkel ein. Es sind natürlich auch andere Winkel zwischen den Nutwänden oder andere Nutformen denkbar. Die jeweils zweite Nutwand 79'' verläuft parallel zur Drehachse D2 bzw. zur Ebene E. Die Strömungsnut verengt sich somit zu dem vorderen Ende des Werkzeugs 21 hin.
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Innerhalb des Reinigungskopfes 15 ist ein Hohlraum 83 angeordnet, in den ein Wasserschlauch 18 mündet. Das Werkzeug 21c ist so angeordnet, dass die Strömungsnuten 80 parallel zur Strömungsrichtung 84 eines aus dem Wasserschlauch 18 austretenden Wasserstroms ausgerichtet sind. Bei dem in 10 gezeigten Beispiel erstreckt sich der Wasserschlauch 18 mit einem Längsabschnitt 85 in den Innenraum hinein, wodurch die Mündungsöffnung des Wasserschlauches relativ nahe an die hintere Stirnseite 86 des Werkezuges 21c herangeführt ist.
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Das Werkzeug 21c ist in einer Bohrung 87 des Reinigungskopfes 15 um die Drehachse D2 drehbar gelagert, wobei die Umfangsfläche 77 und die Bohrungswand im Sinne eines Gleitlagers zusammen wirkt. Die Bohrungswand und die Nutwände 79', 79'' bilden zusammen einen sich zum Vorderende des Werkzeugs 21c verengenden Strömungskanal 88, der während des Betriebes der Lanze von Wasser durchströmt ist. Die Drehgeschwindigkeit des Werkzeuges 21c kann durch den Wasserdruck geregelt werden. Damit ein aus dem Wasserschlauch 18 austretender Wasserstrom im Wesentlichen ungehindert in einen Strömungskanal 88 eintreten kann, ist zwischen der Drehachse D2 und der Mittellängsachse M des Wasserschlauches 18 ein Achsversatz 89 vorhanden.
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Die Strömungsnuten 80 bzw. die Strömungskanäle 88 münden in dem vorderen Längsabschnitt 78, der aus einer quer zur Drehachse D2 verlaufenden Fläche des Reinigungskopfes 15 hervor ragt, aus. Eine solche Anordnung eignet sich besonders zum Abtragung von massiven Ablagerungen in den Rohrzwischenräumen 12. Während der materialabtragenden Bearbeitung tritt aus den Strömungskanälen 88 ein die Materialabtragung unterstützender pulsierender Wasserstrahl auf. Die Pulsation des Wasserstrahls entsteht dadurch, dass der den Wasserschlauch 18 verlassende Wasserstrom unterbrochen wird, wenn auf einen Flächenbereich der hinteren Stirnseite 86 des Werkzeugs 21c auftrifft.
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Eine Lanze 13 der vorliegenden Art ist von Hause aus aufgrund ihrer bandförmigen Ausgestaltung gegenüber einer Ablenkung in Höhenrichtung entsprechend Pfeil 70, so dass die Lanze 13 bzw. der Reinigungskopf 15 mit einer entgegen der Pfeilrichtung 70 wirkenden Kraft beim Abtragen von Ablagerungen 8 am Rohrboden 4 gehalten werden kann. Vielfach ist dies aber, insbesondere wenn die Lanze relativ weit im Dampferzeugter 1 eingefahren ist, nicht mehr in ausreichendem Maße möglich. Um ein verbessertes Anpressen des Reinigungskopfes an den Rohrboden 4 zu gewährleisten, sind an der Oberseite 30 des Reinigungskopfes eine oder mehrere Rückstoßdüsen 71 vorhanden. Diese stehen über Verbindungskanäle 73 mit dem Aufnahmeraum 35 bzw. 35' in Verbindung. Die beim Betrieb durch Austritt eines Wasserstroms aus den Rückstoßdüsen 71 erzeugte Rückstoßkraft drückt den Reinigungskopf 15 gegen den Rohrboden 4.
