DE102018222765A1

DE102018222765A1 - System and method for cleaning heat exchanger tubes

Info

Publication number: DE102018222765A1
Application number: DE102018222765.9A
Authority: DE
Inventors: George Kähler; Carlos Morra; Manfred Wennemann; Thomas Wiesner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-06-25
Also published as: EP3867571A1; WO2020126370A1; KR20210103534A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reinigungssystem (1) zum Reinigen von im Innern eines Kessels (2) in Reihen angeordneten, gerippt ausgebildeten Wärmetauscherrohren (3) eines Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerators (4) eines Kombinationskraftwerks (5) unter Verwendung eines Reinigungsmediums, umfassend eine insbesondere außerhalb des Kessels (2) anzuordnende Pumpeinrichtung (8), die zum Fördern des Reinigungsmediums aus zumindest einem Reinigungsmedium-Reservoir (11) ausgelegt ist, zumindest eine das Reinigungsmedium ausstoßende, innerhalb des Kessels (2) anzuordnende und dort in vertikaler Richtung sowie in horizontaler Richtung motorisch bewegbare Reinigungseinrichtung (9), die über eine Förderleitung (10) mit der Pumpeinrichtung (11) verbunden ist, und eine außerhalb des Kessels (2) anzuordnende Steuereinrichtung (29), die dazu ausgelegt ist, die Bewegung der Reinigungseinrichtung (9) zu steuern. Ferner betrifft die Erfindung ein Reinigungsverfahren unter Verwendung eines solchen Reinigungssystems (1).The invention relates to a cleaning system (1) for cleaning, in the interior of a boiler (2), arranged in rows, finned heat exchanger tubes (3) of a heat recovery steam generator (4) of a combination power plant (5) using a cleaning medium, comprising in particular outside the Pump device (8) to be arranged in the boiler (2), which is designed to convey the cleaning medium from at least one cleaning medium reservoir (11), at least one pumping out the cleaning medium, which is to be arranged inside the boiler (2) and is there motorized in the vertical and horizontal directions movable cleaning device (9) which is connected to the pump device (11) via a delivery line (10), and a control device (29) to be arranged outside the boiler (2) and which is designed to control the movement of the cleaning device (9) . The invention further relates to a cleaning method using such a cleaning system (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungssystem zum Reinigen von im Innern eines Kessels in Reihen angeordneten, gerippt ausgebildeten Wärmetauscherrohren eines Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerators eines Kombinationskraftwerks unter Verwendung eines Reinigungsmediums sowie ein entsprechendes Reinigungsverfahren.The present invention relates to a cleaning system for cleaning ribs in the interior of a boiler, arranged in rows, of a heat recovery steam generator of a combination power plant using a cleaning medium and a corresponding cleaning method.

Bei einem Kombinationskraftwerk gewinnt eine Gasturbine nutzbare Energie durch die Verbrennung eines Brennstoff-LuftGemisches. Stromabwärts von der Gasturbine ist ein Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerator angeordnet, der die Wärmeenergie des von der Gasturbine kommenden Abgases zur Dampferzeugung nutzt. Der erzeugte Dampf treibt dann eine Dampfturbine an, die zusätzliche nutzbare Energie gewinnt. Der Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerator kann in mehrere Bereiche unterteilt sein. So kann er einen Niedrigdruckbereich, einen Mitteldruckbereich und einen Hochdruckbereich aufweisen. Jeder Bereich kann einen Verdampfer bzw. Wärmetauscher umfassen, in dem Wasser verdampft wird. Der die Verdampfer verlassende Dampf kann innerhalb des Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerators noch durch zusätzliche Überhitzer geleitet werden, in denen die Temperatur und Qualität des Dampfes verbessert wird. Manche Wärmerückgewinnungs-Dampfgeneratoren umfassen zudem eigene Brenner, um das von der Gasturbine kommende Abgas bei Bedarf zusätzlich zu erhitzen.In a combination power plant, a gas turbine gains usable energy by burning a fuel-air mixture. A heat recovery steam generator is arranged downstream of the gas turbine and uses the thermal energy of the exhaust gas coming from the gas turbine to generate steam. The steam generated then drives a steam turbine, which gains additional usable energy. The heat recovery steam generator can be divided into several areas. So it can have a low pressure area, a medium pressure area and a high pressure area. Each area can include an evaporator or heat exchanger in which water is evaporated. The steam leaving the evaporators can still be passed within the heat recovery steam generator through additional superheaters, in which the temperature and quality of the steam is improved. Some heat recovery steam generators also have their own burners to additionally heat the exhaust gas coming from the gas turbine if necessary.

Aufgrund des hohen Schwefelanteils des in der Gasturbine verwendeten Brennstoffs kommt es beim Betrieb eines Kombinationskraftwerks zu Schwefelablagerungen an den von dem Abgas umströmten Wärmetauscherrohren des Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerators. Derartige Schwefelablagerungen verringern die Effizienz des Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerators. Um dem entgegenzuwirken, werden die Wärmetauscherrohre in regelmäßigen Zeitabständen von außen gereinigt. Zur Reinigung der Wärmetauscherrohre muss in einem ersten Schritt die Temperatur innerhalb des Kessels so weit abgesenkt werden, dass das Reinigungspersonal den Kessel betreten kann. Da die Wärmetauscherrohre meist mehrere zehn Meter in die Höhe ragen, wird in einem weiteren Schritt innerhalb des Kessels ein Gerüst parallel zu den Wärmetauscherrohren der ersten Wärmetauscherrohrreihe aufgebaut, wobei die Höhe des Gerüstes der Länge der Wärmetauscherrohre entsprechend gewählt wird. Anschließend werden die von Schwefelablagerungen betroffenen Wärmetauscherrohre unter Verwendung eines Reinigungssystems gereinigt. Bei dem Reinigungssystem kann es sich beispielsweise um ein handelsübliches CO₂-Trockeneisstrahlsystem handeln, mit dem die Wärmetauscherrohre vom Reinigungspersonal manuell gestrahlt werden. Ein Nachteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass das Reinigungspersonal während der Durchführung der Reinigungsarbeiten innerhalb des Kessels gesundheitsgefährdenden Bedingungen ausgesetzt ist, was es grundsätzlich zu vermeiden gilt. Aufgrund der meist eng benachbart angeordneten Wärmetauscherrohre können zudem nur die ersten zwei bis drei Wärmetauscherrohrreihen effektiv gereinigt werden, da zu dahinter liegenden Reihen keine ausreichende Zugänglichkeit für Handstrahler herkömmlicher CO₂-Trockeneisstrahlsysteme gegeben ist. Einer Senkung der Effizienz des Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerators, die auf Schwefelablagerungen auf Wärmetauscherrohren weiter hinten liegender Reihen zurückzuführen ist, kann entsprechend nicht entgegengewirkt werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Aufbau und Abbau eines Gerüstes innerhalb des Kessels sehr zeit- und personalaufwendig ist, was zu langen Stillstandszeiten und hohen Kosten führt.Due to the high sulfur content of the fuel used in the gas turbine, when a combination power plant is operated, sulfur deposits form on the heat exchanger tubes of the heat recovery steam generator around which the exhaust gas flows. Such sulfur deposits reduce the efficiency of the heat recovery steam generator. In order to counteract this, the heat exchanger tubes are cleaned from the outside at regular intervals. To clean the heat exchanger tubes, the temperature inside the boiler must be reduced to such an extent that the cleaning staff can enter the boiler. Since the heat exchanger tubes usually protrude several tens of meters in height, a scaffold is built parallel to the heat exchanger tubes of the first row of heat exchanger tubes in a further step, the height of the framework being selected according to the length of the heat exchanger tubes. The heat exchanger tubes affected by sulfur deposits are then cleaned using a cleaning system. The cleaning system can be, for example, a commercially available CO ₂ dry ice blasting system with which the heat exchanger tubes are blasted manually by the cleaning staff. A disadvantage of this procedure is that the cleaning personnel are exposed to conditions which are hazardous to health while the cleaning work is being carried out within the boiler, which is to be avoided in principle. Due to the mostly closely adjacent heat exchanger tubes, only the first two to three rows of heat exchanger tubes can be effectively cleaned, since the rows behind them do not have sufficient access for hand heaters of conventional CO ₂ dry ice blasting systems. A reduction in the efficiency of the heat recovery steam generator, which is due to sulfur deposits on rows of heat exchanger tubes further back, cannot be counteracted accordingly. Another disadvantage is that the erection and dismantling of a scaffold within the boiler is very time-consuming and personnel-intensive, which leads to long downtimes and high costs.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Reinigungssystem und ein alternatives Reinigungsverfahren zum Reinigen von im Inneren eines Kessels in Reihen angeordneten, gerippt ausgebildeten Wärmetauscherrohren eines Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerators eines Kombinationskraftwerks zu schaffen, das die zuvor genannten Nachteile zumindest teilweise beseitigt. Starting from this prior art, it is an object of the present invention to provide an alternative cleaning system and an alternative cleaning method for cleaning ribbed heat exchanger tubes of a heat recovery steam generator of a combination power plant which are arranged in rows inside a boiler and which at least have the disadvantages mentioned above partially eliminated.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein Reinigungssystem zum Reinigen von im Inneren eines Kessels in Reihen angeordneten, gerippt ausgebildeten Wärmetauscherrohren eines Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerators eines Kombinationskraftwerks unter Verwendung eines Reinigungsmediums, umfassend eine insbesondere außerhalb des Kessels anzuordnende Pumpeinrichtung, die zum Fördern des Reinigungsmediums aus zumindest einem Reinigungsmedium-Reservoir ausgelegt ist, zumindest eine das Reinigungsmedium ausstoßende, innerhalb des Kessels anzuordnende und dort in vertikaler Richtung sowie in horizontaler Richtung motorisch bewegbare Reinigungseinrichtung, die über eine Förderleitung mit der Pumpeinrichtung verbunden ist, und eine außerhalb des Kessels anzuordnende Steuereinrichtung, die dazu ausgelegt ist, die Bewegung der Reinigungseinrichtung zu steuern. Dank der motorischen Bewegung der Reinigungseinrichtung ist es nicht erforderlich, dass sich Reinigungspersonal während des eigentlichen Reinigungsvorgangs der Wärmetauscherrohre innerhalb des Kessels aufhält, wodurch die gesundheitliche Gefährdung des Personals minimiert wird.To achieve this object, the present invention provides a cleaning system for cleaning, arranged in rows in the interior of a boiler, ribbed heat exchanger tubes of a heat recovery steam generator of a combination power plant using a cleaning medium, comprising a pump device to be arranged, in particular outside the boiler, for conveying the cleaning medium At least one cleaning medium reservoir is designed, at least one cleaning device which ejects the cleaning medium and can be arranged inside the boiler and can be moved there by motor in the vertical direction and in the horizontal direction and is connected to the pump device via a delivery line, and a control device to be arranged outside the boiler is designed to control the movement of the cleaning device. Thanks to the motorized movement of the cleaning device, it is not necessary for cleaning personnel to be inside the boiler during the actual cleaning process of the heat exchanger tubes, as a result of which the health hazard to the personnel is minimized.

Vorteilhaft ist die Pumpeinrichtung derart ausgelegt, dass sie das Reinigungsmedium mindestens auf 30bar verdichtet. Auf diese Weise wird eine sehr gute mechanische Reinigungsleistung erzielt.The pump device is advantageously designed such that it contains the cleaning medium compressed to at least 30bar. A very good mechanical cleaning performance is achieved in this way.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Reinigungseinrichtung einen Hochdruckflächenstrahler auf, der bevorzugt unbeweglich an dieser gehalten ist. Hochdruckflächenstrahler sind auf dem Markt in verschiedensten Ausgestaltungen erhältlich, was sich günstig auf den Preis des Reinigungssystems auswirkt. Gleiches gilt für die unbewegliche Anordnung, da zusätzliche Motoren und dergleichen entfallen.According to one embodiment of the present invention, the cleaning device has a high-pressure surface emitter, which is preferably held immovably on it. High-pressure surface lamps are available on the market in various designs, which has a favorable effect on the price of the cleaning system. The same applies to the immovable arrangement, since additional motors and the like are omitted.

Vorteilhaft weist die Reinigungseinrichtung zumindest eine von dieser vorstehende, motorisch vor- und zurück bewegbare und mit einem Fluidkanal versehene Reinigungslanze auf, die im Bereich ihres freien Endes mit zumindest einer Austrittsöffnung oder Austrittsdüse versehen ist, insbesondere mit zwei Austrittsöffnungen oder Austrittsdüsen, die das Reinigungsmedium in unterschiedliche Richtungen ausstoßen, wobei die Ausstoßrichtungen bevorzugt in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind. Eine derartige motorisch vor- und zurückbewegbare Reinigungslanze, deren Fluidkanal beispielsweise einen Durchmesser im Bereich zwischen 3 und 8 mm aufweisen kann, ist dahingehend von Vorteil, dass sich diese auch zwischen sehr eng benachbart angeordneten Wärmetauscherrohren einführen lässt. Entsprechend sind auch Wärmetauscherrohre weiter hinten liegender Reihen problemlos zugänglich und können entsprechend gereinigt werden, wodurch die durch die Schwefelablagerungen verringerte Effizienz des Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerators ganz oder nahezu vollständig wiederhergestellt werden kann. Auch das Vorsehen mehrerer Austrittsöffnungen bzw. Austrittsdüsen, die das Reinigungsmedium in unterschiedliche Richtungen ausstoßen, ist der Zugänglichkeit zu Wärmetauscherrohren weiter hinten liegender Reihen sehr zuträglich.The cleaning device advantageously has at least one cleaning lance protruding therefrom, which can be moved back and forth by motor and is provided with a fluid channel and which is provided in the region of its free end with at least one outlet opening or outlet nozzle, in particular with two outlet openings or outlet nozzles which inject the cleaning medium Eject different directions, the ejection directions are preferably arranged at an angle of 90 ° to each other. Such a cleaning lance that can be moved back and forth by motor, the fluid channel of which can have a diameter in the range between 3 and 8 mm, for example, is advantageous in that it can also be inserted between heat exchanger tubes arranged very close together. Correspondingly, heat exchanger tubes in rows further back are easily accessible and can be cleaned accordingly, as a result of which the efficiency of the heat recovery steam generator, which has been reduced by the sulfur deposits, can be completely or almost completely restored. The provision of several outlet openings or outlet nozzles, which eject the cleaning medium in different directions, is also very conducive to the accessibility to rows of heat exchanger tubes located further back.

Weist die Reinigungseinrichtung sowohl einen Hochdruckflächenstrahler als auch eine Reinigungslanze der zuvor genannten Art auf, so sind der Hochdruckflächenstrahler und die Reinigungslanze vorteilhaft in vertikaler Richtung versetzt zueinander angeordnet, so dass sie bei gleichzeitiger Betätigung einander nicht behindern können.If the cleaning device has both a high-pressure surface emitter and a cleaning lance of the aforementioned type, the high-pressure surface emitter and the cleaning lance are advantageously offset from one another in the vertical direction, so that they cannot hinder one another when actuated at the same time.

Die zumindest eine Austrittsdüse ist bevorzugt an einem drehbar an der Lanze angeordneten Düsenkopf vorgesehen, der bevorzugt in an sich bekannter Weise durch das die Lanze durchströmende Reinigungsmedium selbst gedreht wird. Auf diese Weise wird ein rotierender Strahl erzeugt, mit dem eine großflächige Reinigung bei stillstehender Lanze ermöglicht wird. The at least one outlet nozzle is preferably provided on a nozzle head rotatably arranged on the lance, which is preferably rotated in a manner known per se by the cleaning medium flowing through the lance itself. In this way, a rotating jet is generated, which enables large-area cleaning with the lance at a standstill.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Reinigungslanze in einer horizontalen Ebene schwenkbar, insbesondere motorisch schwenkbar. Damit kann die Ausrichtung der Reinigungslanze insbesondere an unterschiedliche Anordnungen von Wärmetauscherrohren verschiedener Wärmerückgewinnungs-Dampfgeneratoren angepasst werden.According to one embodiment of the present invention, the cleaning lance can be pivoted in a horizontal plane, in particular pivoted by a motor. The alignment of the cleaning lance can thus be adapted in particular to different arrangements of heat exchanger tubes of different heat recovery steam generators.

Bevorzugt ist zumindest ein mit der Steuereinrichtung verbundener Sensor vorgesehen, welcher die unmittelbare Umgebung der Reinigungslanze in Bezug auf potentielle Hindernisse überwacht, wobei die Steuereinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie die Reinigungslanze im Falle einer Hindernisdetektion automatisch derart bewegt oder anhält, dass eine Kollision mit dem detektierten Hindernis verhindert wird, und/oder dass sie ein Warnsignal ausgibt. Entsprechend kann die Kollision der Lanze mit einem Hindernis und damit eine Beschädigung der Reinigungseinrichtung sicher verhindert werden. Bei dem zumindest einen Sensor kann es sich beispielsweise um einen Abstandssensor oder dergleichen handeln.Preferably, at least one sensor connected to the control device is provided, which monitors the immediate vicinity of the cleaning lance with regard to potential obstacles, the control device being set up such that it automatically moves or stops the cleaning lance in the event of an obstacle detection in such a way that a collision with the detected obstacle is prevented and / or that it issues a warning signal. Accordingly, the collision of the lance with an obstacle and thus damage to the cleaning device can be reliably prevented. The at least one sensor can be, for example, a distance sensor or the like.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Reinigungseinrichtung eine Kameraeinheit auf, die insbesondere mit der Steuereinrichtung und/oder mit einer außerhalb des Kessels anzuordnenden Analyseeinrichtung datentechnisch verbunden ist, wobei optional eine Beleuchtungseinheit zum Ausleuchten des von der Kameraeinheit erfassten Bildbereiches vorgesehen sein kann. Eine solche Kameraeinheit kann zum einen dazu dienen, die Bewegung der Reinigungseinrichtung innerhalb des Kessels zu erleichtern, wenn die Bewegung unter Einsatz der Steuereinrichtung durch einen Bediener erfolgt. Zum anderen kann mit der Kameraeinheit aber auch eine Befundung des Zustands der Wärmetauscherrohre vor deren Reinigung und/oder eine Prüfung des Reinigungsergebnisses nach der Reinigung erfolgen. Die entsprechenden Bilddaten können dann in der Analyseeinrichtung zur Dokumentation gespeichert werden. Diese Analyseeinrichtung kann grundsätzlich sowohl On-Premises oder in einer Cloud gehalten sein.According to one embodiment of the present invention, the cleaning device has a camera unit, which is connected in terms of data technology, in particular to the control device and / or to an analysis device to be arranged outside the boiler, wherein an illumination unit can optionally be provided for illuminating the image area captured by the camera unit. On the one hand, such a camera unit can serve to facilitate the movement of the cleaning device within the boiler if the movement is carried out by an operator using the control device. On the other hand, the camera unit can also be used to assess the condition of the heat exchanger tubes before cleaning them and / or to check the cleaning result after cleaning. The corresponding image data can then be stored in the analysis device for documentation. In principle, this analysis device can be kept both on-premises or in a cloud.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine die Ist-Position der Reinigungseinrichtung erfassende Sensorik vorgesehen, die datentechnisch mit der Steuereinrichtung und/oder mit einer außerhalb des Kessels anzuordnenden Analyseeinrichtung verbunden ist. Die Erfassung der Ist-Position der Reinigungseinrichtung ist dahingehend von Vorteil, dass die Ist-Position mit der Soll-Position abgeglichen werden kann, um frühzeitig Abweichungen feststellen zu können. Darüber hinaus können die erfassten Ist-Positionen aber auch beispielsweise den Bildern der Kameraeinheit zugeordnet werden, damit die Bilder wiederum eindeutig einer bestimmten Position innerhalb des Kessels zugeordnet werden können.According to one embodiment of the present invention, a sensor system is provided which detects the actual position of the cleaning device and is connected in terms of data technology to the control device and / or to an analysis device to be arranged outside the boiler. The detection of the actual position of the cleaning device is advantageous in that the actual position can be compared with the target position in order to be able to determine deviations at an early stage. In addition, the detected actual positions can also be assigned to the images of the camera unit, for example, so that the images can in turn be clearly assigned to a specific position within the boiler.

Das Reinigungssystem weist vorteilhaft zwei innerhalb des Kessels in einem vorbestimmten Abstand zueinander anzuordnende, sich jeweils vertikal erstreckende Stützprofile und ein an diesen motorisch vertikal bewegbar gehaltenes, sich horizontal erstreckendes Führungsprofil auf, an dem die Reinigungseinrichtung motorisch horizontal bewegbar angeordnet ist, wobei bevorzugt Einrichtungen zur Erkennung der jeweiligen Endpositionen der Bewegung des Führungsprofils und/oder der Bewegung der Reinigungseinrichtung vorgesehen sind. Die Realisierung der Bewegung der Reinigungseinrichtung über zwei senkrechte Stützprofile und ein vertikal bewegbar an diesen gehaltenes horizontales Führungsprofil zeichnet sich insbesondere durch den sehr einfachen, preiswerten und robusten Aufbau aus, der sich zudem mit geringem Zeitaufwand montieren lässt. Die Einrichtungen zur Erkennung der jeweiligen Endpositionen können beispielsweise über herkömmliche Endschalter realisiert werden. The cleaning system advantageously has two vertically extending support profiles to be arranged within the boiler at a predetermined distance from one another and a horizontally extending guide profile which is held vertically movable on the motor and on which the cleaning device is arranged so that it can be moved horizontally by motor, preferably devices for detection the respective end positions of the movement of the guide profile and / or the movement of the cleaning device are provided. The realization of the movement of the cleaning device via two vertical support profiles and a horizontally movable horizontal guide profile held on them is characterized in particular by the very simple, inexpensive and robust construction, which can also be assembled in a short amount of time. The devices for detecting the respective end positions can be implemented, for example, using conventional limit switches.

Das Führungsprofil ist vorteilhaft aus mehreren Teilprofilen zusammengesetzt, die gemeinsam die Länge des Führungsprofils definieren. Durch diese Unterteilung des Führungsprofils wird insbesondere die Montage und Demontage des Führungsprofils innerhalb des Kessels erleichtert.The guide profile is advantageously composed of several sub-profiles, which together define the length of the guide profile. This subdivision of the guide profile in particular facilitates the assembly and disassembly of the guide profile within the boiler.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die motorische Vertikalbewegung des Führungsprofils über zumindest einen Seil- oder Kettentrieb realisiert, der außen auf dem Kessel positioniert und dessen Seil bzw. Kette durch eine Kesselöffnung geführt und an dem Führungsprofil befestigt ist. Insbesondere werden zwei Seil- oder Kettentriebe eingesetzt, um eine möglichst einheitliche Krafteinwirkung auf das Führungsprofil zu realisieren. Die Anordnung des zumindest einen Seil- oder Kettentriebs außen auf dem Kessel ist dahingehend von Vorteil, dass der zumindest eine Seil- oder Kettentrieb dauerhaft montiert bleiben kann, was bei einer Positionierung innerhalb des Kessels aufgrund der während des Betriebs des Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerators vorherrschenden hohen Temperaturen nicht empfehlenswert wäre.According to one embodiment of the present invention, the motorized vertical movement of the guide profile is implemented via at least one cable or chain drive, which is positioned on the outside of the boiler and whose cable or chain is guided through a boiler opening and fastened to the guide profile. In particular, two rope or chain drives are used to achieve the most uniform possible force on the guide profile. The arrangement of the at least one cable or chain drive on the outside of the boiler is advantageous in that the at least one cable or chain drive can remain permanently installed, which is due to the high temperatures prevailing during the operation of the heat recovery steam generator when it is positioned within the boiler would not be recommended.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist zumindest eine innerhalb des Kessels anzuordnende und dort in vertikaler Richtung sowie in horizontaler Richtung motorisch bewegbare Prüfeinrichtung vorgesehen, die insbesondere zur Durchführung einer visuellen Befundung und/oder zur Durchführung und Dokumentierung von Farbeindringprüfungen und/oder zur Durchführung von Ultraschallprüfungen ausgelegt ist. Eine solche Prüfeinrichtung kann beispielsweise anstelle der Reinigungseinrichtung an dem Führungsprofil angeordnet werden. Alternativ ist es aber auch möglich, die Prüfeinrichtung und die Reinigungseinrichtung integral auszubilden. Für eine visuelle Befundung kann die Prüfeinrichtung mit einer Kameraeinheit versehen werden. Zur Durchführung und Dokumentierung von Farbeindringprüfungen kann die Prüfeinrichtung beispielhaft mit einer rotierenden Stahlbürste zum Reinigen des zu prüfenden Bereiches, mit einer Sprüheinrichtung zum Auftragen der Farbe, mit einer rotierenden Filzbürste zum Abwischen der aufgetragenen Farbe, einer weiteren Sprüheinrichtung zum Auftragen eines zweiten Mediums und einer Kameraeinheit zum Erstellen eines Fotos versehen sein. Zur Durchführung von Ultraschallprüfungen kann die Prüfeinrichtung z.B. mit einer Sprüheinrichtung zum Aufsprühen eines Kopplungsmittels und einem Ultraschallprüfkopf ausgestattet sein.According to a further embodiment of the present invention, at least one test device to be arranged within the boiler and movable there in the vertical direction and in the horizontal direction is provided, which is used in particular to carry out a visual assessment and / or to carry out and document color penetration tests and / or to carry out Ultrasound testing is designed. Such a test device can, for example, be arranged on the guide profile instead of the cleaning device. Alternatively, it is also possible to form the test device and the cleaning device integrally. The test facility can be equipped with a camera unit for visual assessment. To carry out and document color penetration tests, the test device can, for example, use a rotating steel brush for cleaning the area to be tested, a spray device for applying the paint, a rotating felt brush for wiping off the applied paint, another spray device for applying a second medium and a camera unit be provided to take a photo. To carry out ultrasound tests, the test device can e.g. be equipped with a spray device for spraying a coupling agent and an ultrasonic test head.

Ferner schafft die vorliegende Erfindung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe ein Verfahren zum Reinigen von im Innern eines Kessels in Reihen angeordneten Wärmetauscherrohren eines Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerators eines Kombinationskraftwerks unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Reinigungssystems.Furthermore, the present invention provides a method for cleaning the heat exchanger tubes of a heat recovery steam generator of a combination power plant arranged in rows inside a boiler using a cleaning system according to the invention.

Als Reinigungsmedium wird insbesondere mit NH4OH versetztes Wasser, bevorzugt mit NH4OH versetztes vollentsalztes Wasser verwendet, wobei der Anteil an NH40H insbesondere im Bereich zwischen 20 und 25 Gew.-% liegt und/oder wobei der pH-Wert des Reinigungsmediums insbesondere im Bereich von 10 bis 12 liegt. Mit NH4OH wird zusätzlich zu der mechanischen Reinigungswirkung eine chemische Reinigungswirkung erzielt, wodurch das Reinigungsergebnis deutlich verbessert werden kann.Water mixed with NH4OH, preferably fully demineralized water mixed with NH4OH, is used as the cleaning medium, the proportion of NH40H being in particular in the range between 20 and 25% by weight and / or in which the pH of the cleaning medium is in particular in the range from 10 to 12 lies. In addition to the mechanical cleaning effect, a chemical cleaning effect is achieved with NH4OH, which can significantly improve the cleaning result.

Die Steuerung der Bewegung der Reinigungseinrichtung durch die Steuereinrichtung erfolgt gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung basierend auf einem Algorithmus autonom, insbesondere unter Einbeziehung von Sensordaten von der Umgebung der Reinigungseinrichtung überwachenden Sensoren und/oder von die Ist-Position der Reinigungseinrichtung überwachenden Sensoren. Dank einer solchen autonomen Steuerung kann der personelle Aufwand zur Durchführung des Verfahrens deutlich verringert werden.According to one embodiment of the present invention, the control of the movement of the cleaning device takes place autonomously based on an algorithm, in particular with the inclusion of sensor data from sensors monitoring the environment of the cleaning device and / or from sensors monitoring the actual position of the cleaning device. Thanks to such an autonomous control, the personnel expenditure for carrying out the method can be significantly reduced.

Alternativ kann die Bewegung der Reinigungseinrichtung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aber auch durch eine die Steuereinrichtung bedienende Person gesteuert werden. Beide Varianten zeichnen sich dadurch aus, dass während der eigentlichen Reinigung keine Person innerhalb des Kessels präsent sein muss.Alternatively, the movement of the cleaning device in the method according to the invention can also be controlled by a person operating the control device. Both variants are characterized by the fact that no person has to be present inside the boiler during the actual cleaning.

Vorteilhaft wird/werden vor der Durchführung der Reinigung eine Befundung der zu reinigenden Wärmetauscherrohre und/oder nach der Reinigung eine Überprüfung des Reinigungsergebnisses durchgeführt, insbesondere unter Verwendung einer Kameraeinheit, die in die Reinigungseinrichtung oder in die Prüfeinrichtung integriert ist, wobei die Befundung und/oder das Reinigungsergebnis bevorzugt zwecks Dokumentation gespeichert wird/werden.Before performing the cleaning, the heat exchanger tubes to be cleaned are / are advantageously assessed and / or the cleaning result is checked after the cleaning, in particular using a Camera unit which is integrated in the cleaning device or in the testing device, the diagnosis and / or the cleaning result preferably being stored for the purpose of documentation.

Wird die Bewegung der Reinigungseinrichtung über zwei vertikale Stützprofile und ein an diesen vertikal bewegbar gehaltenes, sich horizontal erstreckendes Führungsprofil realisiert, so werden die Stützprofile bevorzugt derart innerhalb des Kessels positioniert, dass sie sich parallel zu den Wärmetauscherrohren erstrecken und dass das Führungsprofil über seine Länge einen gleichmäßigen Abstand zur vordersten Reihe von Wärmetauscherrohren aufweist, der insbesondere derart bemessen ist, dass die kürzeste Entfernung zwischen einem Hochdruckflächenstrahler der Reinigungseinrichtung und den Wärmetauscherrohren der vordersten Reihe im Bereich von 50 bis 200mm liegt, besser noch im Bereich von 80 bis 130mm.If the movement of the cleaning device is realized via two vertical support profiles and a horizontally extending guide profile that is held vertically movable on them, the support profiles are preferably positioned within the boiler in such a way that they extend parallel to the heat exchanger tubes and that the guide profile unites over its length has a uniform distance from the front row of heat exchanger tubes, which is in particular dimensioned such that the shortest distance between a high-pressure surface heater of the cleaning device and the heat exchanger tubes of the front row is in the range from 50 to 200 mm, better still in the range from 80 to 130 mm.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens verbleiben die Stützprofile während des Weiteren Betriebs des Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerators innerhalb des Kessels an Ort und Stelle, so dass sie nur bei der ersten Reinigung installiert werden müssen.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the support profiles remain in place within the boiler during the further operation of the heat recovery steam generator, so that they only have to be installed during the first cleaning.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reinigungssystems unter Bezugnahme auf die Zeichnung deutlich. Darin ist

1 eine schematische geschnittene Seitenansicht, die einen Kessel eines Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerators mit einem Reinigungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine vergrößerte Draufsicht eines vorderen Bereiches der in 1 dargestellten Anordnung; und
3 eine schematische Draufsicht einer Prüfeinrichtung.

Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of an embodiment of a cleaning system according to the invention with reference to the drawing. In it

1 is a schematic sectional side view showing a boiler of a heat recovery steam generator with a cleaning system according to an embodiment of the present invention;
2nd an enlarged plan view of a front portion of the in 1 illustrated arrangement; and
3rd a schematic plan view of a test device.

Die 1 und 2 zeigen ein Reinigungssystem 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Reinigungssystem 1 dient dazu, im Inneren eines Kessels 2 in Reihen angeordnete, gerippt ausgebildete Wärmetauscherrohre 3 unter Verwendung eines Reinigungsmediums von außen zu reinigen, wobei der Kessel 2 einen Teil eines Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerators 4 eines Kombinationskraftwerks 5 bildet.The 1 and 2nd show a cleaning system 1 according to an embodiment of the present invention. The cleaning system 1 is used inside a boiler 2nd Ribbed heat exchanger tubes arranged in rows 3rd using a cleaning medium to clean the outside, taking the boiler 2nd a part of a heat recovery steam generator 4th of a combination power plant 5 forms.

In dem Kombinationskraftwerk 5 gewinnt eine nicht näher dargestellte Gasturbine in bekannter Weise nutzbare Energie durch die Verbrennung eines Brennstoff-Luftgemisches. Das bei der Verbrennung entstehende heiße Abgas wird weiter zum Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerator 4 geleitet und durchströmt dort den Kessel 2 in Richtung des Pfeils 6. Zeitgleich wird Wasser in Richtung des Pfeils 7 durch die im Kessel 2 angeordneten Wärmetauscherrohre 3 geleitet, nimmt Wärmeenergie des Abgases auf und wird verdampft. Der erzeugte Dampf wird dann einer nicht näher dargestellten Dampfturbine zugeführt und treibt diese an.In the combination power plant 5 a gas turbine, not shown, obtains usable energy in a known manner by burning a fuel-air mixture. The hot exhaust gas generated during combustion continues to become a heat recovery steam generator 4th directed and flows through the boiler there 2nd in the direction of the arrow 6 . At the same time, water turns in the direction of the arrow 7 through those in the cauldron 2nd arranged heat exchanger tubes 3rd conducted, absorbs heat energy from the exhaust gas and is evaporated. The steam generated is then fed to a steam turbine, not shown, and drives it.

Aufgrund des hohen Schwefelanteils des in der Gasturbine verwendeten Brennstoffs lagert das durch den Kessel geleitete Abgas nach und nach Schwefel an den Außenseiten der Wärmetauscherrohre 3 ab, wodurch die Effizienz des Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerators 4 und damit des Kombinationskraftwerks 5 verschlechtert wird. Vor diesem Hintergrund ist es erforderlich, die Schwefelablagerungen in regelmäßigen Zeitabständen zu entfernen, wozu das Reinigungssystem 1 eingesetzt wird.Due to the high sulfur content of the fuel used in the gas turbine, the exhaust gas passed through the boiler gradually stores sulfur on the outside of the heat exchanger tubes 3rd decreasing the efficiency of the heat recovery steam generator 4th and thus the combination power plant 5 is deteriorating. Against this background, it is necessary to remove the sulfur deposits at regular intervals, which is why the cleaning system 1 is used.

Das Reinigungssystem 1 umfasst als Hauptkomponenten eine Pumpeinrichtung 8 und eine Reinigungseinrichtung 9, die über eine Förderleitung 10 miteinander verbunden sind. Die Pumpeinrichtung 8 ist außerhalb des Kessels 2 angeordnet. Sie ist dazu ausgelegt, dass in einem Reinigungsmedium-Reservoir 11 gelagerte Reinigungsmedium, das für die Reinigung der Wärmetauscherrohre 3 verwendet werden soll, auf vorliegend mindestens 30bar zu verdichten und im verdichteten Zustand der Reinigungseinrichtung 9 zuzuführen. Bei dem Reinigungsmedium handelt es sich vorliegend um mit etwa 25 Gew.-% Ammoniak (NH3OH) versetztes, vollentsalztes Wasser mit einem pH-Wert von 11.The cleaning system 1 comprises a pump device as main components 8th and a cleaning facility 9 that have a delivery line 10 are interconnected. The pumping device 8th is outside the boiler 2nd arranged. It is designed to be in a cleaning medium reservoir 11 stored cleaning medium for cleaning the heat exchanger tubes 3rd should be used to compress at least 30 bar in the present case and in the compressed state of the cleaning device 9 feed. The cleaning medium in the present case is demineralized water with a pH of about 25% by weight of ammonia (NH3OH) 11 .

Die Reinigungseinrichtung 9 umfasst vorliegend einen Hochdruckflächenstrahler 12 sowie eine Reinigungslanze 13, die beide über die Förderleitung 10 mit dem Reinigungsmedium versorgt werden. Der Hochdruckflächenstrahler 12 ist unbeweglich an der Reinigungseinrichtung 9 gehalten. Die nach außen von der Reinigungseinrichtung 9 vorstehende Reinigungslanze 13 ist hingegen motorisch vor- und zurück in Richtung des Pfeils 14 bewegbar sowie innerhalb einer horizontalen Ebene in Richtung des Pfeils 15 motorisch verschwenkbar. Die Reinigungslanze 13 definiert einen sich in Längsrichtung durch die Reinigungslanze 13 erstreckenden, vorliegend nicht näher dargestellten Fluidkanal, dessen Durchmesser bevorzugt im Bereich von 3 - 8mm liegt. Der Fluidkanal mündet vorliegend in zwei Austrittsöffnungen 16, die im Bereich des freien Endes der Reinigungslanze 13 angeordnet sind und das Reinigungsmedium in unterschiedliche Richtungen ausstoßen, wobei die Ausstoßrichtungen bei der dargestellten Ausführungsform in einem Winkel α von vorzugsweise 90° zueinander angeordnet sind, wie es in 2 durch die gestrichelten Linien angedeutet ist. Die beiden Austrittsöffnungen 16 sind zudem an einem drehbar an der Reinigungslanze 13 angeordneten Düsenkopf 17 vorgesehen, der durch das die Reinigungslanze 13 durchströmende Reinigungsmedium selbst gedreht wird, wie es in 2 durch den Pfeil 18 angedeutet ist. Die Reinigungseinrichtung 9 ist in ihrer Gesamtheit gemäß den Pfeilen 19 und 20 in vertikaler Richtung sowie in horizontaler Richtung motorisch bewegbar. Zur Realisierung dieser Bewegungen umfasst das Reinigungssystem 1 vorliegend zwei innerhalb des Kessels 2 in einem vorbestimmten Abstand A zueinander angeordnete, sich jeweils vertikal erstreckende Stützprofile 21 und ein an diesen motorisch vertikal bewegbar gehaltenes, sich horizontal erstreckendes, parallel zu den Wärmetauscherrohren 3 angeordnetes Führungsprofil 22, an dem die Reinigungseinrichtung 9 geführt ist. Das Führungsprofil 22 kann aus mehreren Teilprofilen zusammengesetzt sein, die gemeinsam die Länge des Führungsprofils 22 definieren, wie es in 2 durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Eine solche Unterteilung kann der Montage des Führungsprofils innerhalb des Kessels 2 zuträglich sein. Der Abstand A zwischen den beiden Stützprofilen 21 ist derart gewählt, dass dieser etwas größer als die Länge L der Wärmetauscherrohrreihen ist. Der Abstand zwischen dem Führungsprofil 22 und der vordersten Reihe von Wärmetauscherrohren 3 ist derart bemessen, dass die kürzeste Entfernung a zwischen dem Hochdruckflächenstrahler 12 der Reinigungseinrichtung 9 und den Wärmetauscherrohren 3 der vordersten Reihe 100mm beträgt. Die motorische Vertikalbewegung des Führungsprofils 22 und somit der Reinigungseinrichtung 9 in Richtung des Pfeils 19 wird vorliegend über zwei Seil- oder Kettentriebe 23 realisiert, die außen auf dem Kessel 2 positioniert und deren Seile bzw. Ketten 24 jeweils durch eine Kesselöffnung 25 geführt und an dem Führungsprofil 22 befestigt sind. Entsprechend kann das Führungsprofil 22 an den Stützprofilen 21 über Rollen 26 geführt unter Betätigung der Seil- oder kettentriebe 23 auf- und abwärts bewegt werden. Die motorische Horizontalbewegung der Reinigungseinrichtung 9 entlang des Führungsprofils 22 in Richtung des Pfeils 20 erfolgt vorliegend über eine Antriebseinheit 27, die an der Reinigungseinrichtung 9 positioniert ist. Zur Steuerung der Bewegungen verfügt das Reinigungssystem 1 über eine Steuereinrichtung 29, mit der die Seil- oder Kettentriebe 23 und die Antriebseinheit 27 verbunden sind. Zur Erkennung der Endpositionen der Bewegung des Führungsprofils 22 entlang der Stützprofile 21 und der Endpositionen der Bewegung der Reinigungseinrichtung 9 entlang des Führungsprofils 21 sind Einrichtungen 28 in Form von Endschaltern vorgesehen, die ebenfalls mit der Steuereinrichtung 29 verbunden sind. Die Energie- und Datenversorgung der Reinigungseinrichtung 9 kann beispielsweise über ein Schleppkabel oder dergleichen erfolgen.The cleaning facility 9 in the present case comprises a high-pressure surface heater 12th as well as a cleaning lance 13 both on the delivery line 10 be supplied with the cleaning medium. The high-pressure surface heater 12th is immovable on the cleaning device 9 held. The outside of the cleaning facility 9 protruding cleaning lance 13 is on the other hand motor back and forth in the direction of the arrow 14 movable and within a horizontal plane in the direction of the arrow 15 pivotable by motor. The cleaning lance 13 defines itself in the longitudinal direction through the cleaning lance 13 extending fluid channel, not shown in the present case, the diameter of which is preferably in the range of 3-8 mm. In the present case, the fluid channel opens into two outlet openings 16 that in the area of the free end of the cleaning lance 13 are arranged and eject the cleaning medium in different directions, the ejection directions in the illustrated embodiment at an angle α of preferably 90 ° to each other, as in 2nd is indicated by the dashed lines. The two outlet openings 16 are also rotatable on the cleaning lance 13 arranged Nozzle head 17th provided by the cleaning lance 13 flowing cleaning medium itself is rotated, as in 2nd by the arrow 18th is indicated. The cleaning facility 9 is in its entirety according to the arrows 19th and 20 Can be moved by motor in the vertical direction and in the horizontal direction. The cleaning system includes to realize these movements 1 here two inside the boiler 2nd at a predetermined distance A mutually arranged, each vertically extending support profiles 21st and a horizontally extending, horizontally extending, parallel to the heat exchanger tubes, which is held vertically movable on the motor 3rd arranged guide profile 22 on which the cleaning device 9 is led. The leadership profile 22 can be composed of several sub-profiles, together the length of the guide profile 22 define how it is in 2nd is indicated by the dashed line. Such a division can be the assembly of the guide profile within the boiler 2nd be beneficial. The distance A between the two support profiles 21st is chosen such that it is slightly larger than the length L of the rows of heat exchanger tubes. The distance between the guide profile 22 and the front row of heat exchanger tubes 3rd is dimensioned such that the shortest distance a between the high-pressure surface heater 12th the cleaning device 9 and the heat exchanger tubes 3rd the front row is 100mm. The motorized vertical movement of the guide profile 22 and thus the cleaning device 9 in the direction of the arrow 19th is in the present case via two rope or chain drives 23 realized the outside on the boiler 2nd positioned and their ropes or chains 24th each through a boiler opening 25th guided and on the leadership profile 22 are attached. Accordingly, the management profile 22 on the support profiles 21st about roles 26 guided by actuating the cable or chain drives 23 are moved up and down. The motorized horizontal movement of the cleaning device 9 along the guide profile 22 in the direction of the arrow 20 takes place in the present case via a drive unit 27 that at the cleaning facility 9 is positioned. The cleaning system has control of the movements 1 via a control device 29 with which the rope or chain drives 23 and the drive unit 27 are connected. To detect the end positions of the movement of the guide profile 22 along the support profiles 21st and the end positions of the movement of the cleaning device 9 along the guide profile 21st are facilities 28 in the form of limit switches, which are also provided with the control device 29 are connected. The energy and data supply of the cleaning device 9 can be done for example via a trailing cable or the like.

Bei der dargestellten Ausführungsform erfolgt die Steuerung der Bewegung der Reinigungseinrichtung 9 durch die Steuereinrichtung 29 autonom basierend auf einem Algorithmus, der die auszuführenden Bewegungen der Reinigungseinrichtung 9, der Reinigungslanze 13 und des Führungsprofils 22 vorgibt. Zur Vermeidung von Kollisionen ist die Reinigungseinrichtung 9 mit zumindest einem Sensor 30 versehen, der mit der Steuereinrichtung 29 datentechnisch verbunden ist und der die unmittelbare Umgebung der Reinigungslanze 13 in Bezug auf potentielle Hindernisse überwacht. Die Steuereinrichtung 29 ist dabei derart eingerichtet, dass sie die Reinigungslanze 13 im Falle einer Hindernisdetektion automatisch derart bewegt oder anhält, dass eine Kollision mit dem detektierten Hindernis verhindert wird. Der zumindest eine Sensor 30 kann beispielsweise durch einen geeigneten Abstandssensor realisiert werden. Ferner ist vorteilhaft eine die Ist-Position der Reinigungseinrichtung 9 erfassende Sensorik vorgesehen, die datentechnisch mit der Steuereinrichtung 29 verbunden ist, so dass diese die Ist-Position mit der Soll-Position abgleichen und im Falle von Abweichungen einschreiten kann. Da die Sensorik aus einer Vielzahl von an unterschiedlichen Positionen angeordneten Einzelkomponenten besteht, ist diese vorliegend nicht mit einer Bezugsziffer gekennzeichnet. Darüber hinaus weist die Reinigungseinrichtung 9 vorliegend eine Kameraeinheit 31 auf, die mit der Steuereinrichtung 29 datentechnisch verbunden ist, sowie eine in die Kameraeinheit 31 integrierte Beleuchtungseinheit zum Ausleuchten des von der Kameraeinheit 31 erfassten Bildbereiches.In the illustrated embodiment, the movement of the cleaning device is controlled 9 by the control device 29 autonomously based on an algorithm that executes the movements of the cleaning device 9 , the cleaning lance 13 and the leadership profile 22 pretends. To avoid collisions, the cleaning device 9 with at least one sensor 30th provided with the control device 29 is connected by data technology and the immediate vicinity of the cleaning lance 13 monitored for potential obstacles. The control device 29 is set up such that the cleaning lance 13 automatically moves or stops in the event of an obstacle detection in such a way that a collision with the detected obstacle is prevented. The at least one sensor 30th can be realized for example by a suitable distance sensor. Furthermore, the actual position of the cleaning device is advantageous 9 sensing sensor provided, the data technology with the control device 29 is connected so that it can compare the actual position with the target position and intervene in the event of deviations. Since the sensor system consists of a large number of individual components arranged at different positions, it is not identified in the present case by a reference number. In addition, the cleaning device 9 in the present case a camera unit 31 on that with the control device 29 is technically connected, as well as one in the camera unit 31 Integrated lighting unit to illuminate the from the camera unit 31 captured image area.

Alternativ ist es grundsätzlich auch möglich, die Bewegung der Reinigungseinrichtung 9 durch eine die Steuereinrichtung 29 bedienende Person zu steuern. Hierzu sollten Kameraeinheiten 31 derart innerhalb des Kessels 2 positioniert werden, dass diese während der Reinigung der Wärmetauscherrohre 3 nicht verschmutzen und die Reinigungseinrichtung 9 sowie ihre Reinigungslanze 13 stets für den Bediener sichtbar sind.Alternatively, it is basically also possible to move the cleaning device 9 through a the control device 29 to control the operator. For this, camera units 31 like that inside the boiler 2nd be positioned during cleaning of the heat exchanger tubes 3rd do not dirty and the cleaning device 9 as well as their cleaning lance 13 are always visible to the operator.

Das Reinigungssystem 1 umfasst vorliegend ferner eine Analyseeinrichtung 32, in der insbesondere von der in die Reinigungseinrichtung 9 integrierten Kameraeinheit 30 aufgenommene Bilder gespeichert werden können, wobei jedem Bild vorteilhaft die über die Sensorik ermittelte Ist-Position der Reinigungseinrichtung 9 zum Zeitpunkt der Bilderstellung zugeordnet wird, um den Bildern jeweils eine konkrete Position innerhalb des Kessels zuzuordnen. Die Analyseeinrichtung 32 kann dabei On-Premises oder in einer Cloud gehalten sein.The cleaning system 1 in the present case further comprises an analysis device 32 , in particular from the in the cleaning facility 9 integrated camera unit 30th recorded images can be stored, each image advantageously having the actual position of the cleaning device determined by the sensors 9 is assigned at the time of the image creation in order to assign the images a specific position within the boiler. The analysis facility 32 can be held on-premises or in a cloud.

Zur Durchführung einer Befundung und/oder von Prüfungen kann das Reinigungssystem 1 zusätzlich über eine innerhalb des Kessels 2 anzuordnende und dort in vertikaler Richtung sowie in horizontaler Richtung motorisch bewegbare, in 3 schematisch dargestellte Prüfeinrichtung 33 verfügen, die ebenso wie die Reinigungseinrichtung 9 an dem Führungsprofil 22 geführt wird und beispielsweise anstelle der Reinigungseinrichtung 9 an diesem angeordnet werden kann. Für eine visuelle Befundung kann die Prüfeinrichtung 33 mit einer Kame-raeinheit 31 versehen werden. Zur Durchführung und Dokumentierung von Farbeindringprüfungen kann die Prüfeinrichtung beispielhaft mit einer rotierenden Stahlbürste 34 zum Reinigen des zu prüfenden Bereiches, mit einer Sprüheinrichtung 35 zum Auftragen der Farbe, mit einer rotierenden Filzbürste 36 zum Abwischen der aufgetragenen Farbe, einer weiteren Sprüheinrichtung 35 zum Auftragen eines zweiten Mediums und einer Kameraeinheit 31 zum Erstellen eines Fotos versehen sein. Zur Durchführung von Ultraschallprüfungen kann die Prüfeinrichtung 33 z.B. mit einer Sprüheinrichtung 35 zum Aufsprühen eines Kopplungsmittels und einem Ultraschallprüfkopf 37 ausgestattet sein. Die Kameraeinheit 31, die Stahlbürste 34, die Sprüheinrichtung 35, die Filzbürste 36 und der Ultraschallkopf 37, die in 3 nur schematisch dargestellt sind, können gemeinsam an einer einzigen Prüfeinrichtung 33 angeordnet sein. Alternativ können sie aber auch ganz oder teilweise in die Reinigungseinrichtung 9 integriert oder auf mehrere Prüfeinrichtungen 33 aufgeteilt werden.The cleaning system can be used to carry out a diagnosis and / or tests 1 additionally via one inside the boiler 2nd to be arranged and there movable in the vertical direction and in the horizontal direction, in 3rd schematically shown test facility 33 have the same as the cleaning facility 9 on the leadership profile 22 is performed and for example instead of the cleaning device 9 can be arranged on this. The test facility can be used for a visual assessment 33 with a camera unit 31 be provided. To carry out and document color penetration tests, the test facility can use a rotating steel brush as an example 34 for cleaning the area to be tested, with a spray device 35 to apply the paint with a rotating felt brush 36 for wiping off the applied paint, another spray device 35 for applying a second medium and a camera unit 31 be provided to take a photo. The test facility can be used to carry out ultrasonic tests 33 eg with a spray device 35 for spraying a coupling agent and an ultrasonic probe 37 be equipped. The camera unit 31 who have favourited Steel Brush 34 , the spraying device 35 who have favourited Felt Brush 36 and the ultrasound head 37 , in the 3rd are only shown schematically, can be used together on a single test device 33 be arranged. Alternatively, they can also be wholly or partly in the cleaning device 9 integrated or on several test facilities 33 be divided.

Nachfolgend wird ein Verfahren zum Reinigen der Wärmetauscherrohre 3 unter Verwendung des Reinigungssystems 1 beschrieben:

In einem ersten Schritt werden die einzelnen Komponenten des Reinigungssystem 1 montiert, wie in den 1 und 2 dargestellt ist, nachdem die Temperatur des Kessels 2 derart abgefallen ist, dass dieser vom Reinigungspersonal betreten werden kann.

The following is a procedure for cleaning the heat exchanger tubes 3rd using the cleaning system 1 described:

In a first step, the individual components of the cleaning system 1 assembled as in the 1 and 2nd is shown after the temperature of the boiler 2nd has dropped in such a way that cleaning staff can enter it.

In einem sich anschließenden Schritt kann optional eine Befundung des Ist-Zustands erfolgen. Hierzu werden mit der Kameraeinheit 31 der Reinigungseinrichtung 9 Zustandsbilder der Wärmetauscherrohre 3 erstellt und jedem Bild, die über die Sensorik ermittelte Ist-Position der Reinigungseinrichtung 9 zum Zeitpunkt der Bilderstellung zugeordnet wird. Die Daten werden dann an die Analyseeinrichtung 32 übermittelt und dort gespeichert.In a subsequent step, the actual status can optionally be assessed. To do this, use the camera unit 31 the cleaning device 9 Status pictures of the heat exchanger tubes 3rd created and each image, the actual position of the cleaning device determined by the sensors 9 is assigned at the time of image creation. The data is then sent to the analysis facility 32 transmitted and stored there.

In einem weiteren Schritt erfolgt die Reinigung der Wärmetauscherrohre 3 unter Einsatz des Hochdruckflächenstrahlers 12 und der Reinigungslanze 13. Der Hochdruckflächenstrahler, der frontal auf die Wärmetauscherrohre 3 ausgerichtet ist, übernimmt die Reinigung der Wärmetauscherrohre 3 der vordersten Rohrreihe sowie eine Teilreinigung der Wärmetauscherrohre 3 der dahinter angeordneten Rohrreihe. Die Reinigungslanze wird jeweils in die Räume zwischen den Wärmetauscherrohren 3 der vordersten Rohrreihe eingeführt und übernimmt die Reinigung der Wärmetauscherrohre 3 zumindest der zweiten, dritten und vierten Rohrreihe. Auf diese Weise wird eine sehr gründliche Reinigung erzielt.In a further step, the heat exchanger tubes are cleaned 3rd using the high pressure surface heater 12th and the cleaning lance 13 . The high-pressure surface heater, the front of the heat exchanger tubes 3rd is aligned, takes over the cleaning of the heat exchanger tubes 3rd the front row of pipes and a partial cleaning of the heat exchanger pipes 3rd the row of pipes arranged behind it. The cleaning lance is in each case in the spaces between the heat exchanger tubes 3rd the front row of tubes is introduced and takes over the cleaning of the heat exchanger tubes 3rd at least the second, third and fourth row of pipes. A very thorough cleaning is achieved in this way.

Nach der Durchführung der eigentlichen Reinigung können die Wärmetauscherrohre 3 nochmals gespült werden, beispielsweise mit entsalztem Wasser. Dies kann manuell mittels eines herkömmlichen Hochdruckreinigers oder ebenfalls unter Verwendung der Reinigungseinrichtung 9 erfolgen.After performing the actual cleaning, the heat exchanger tubes can be used 3rd be rinsed again, for example with deionized water. This can be done manually using a conventional high-pressure cleaner or also using the cleaning device 9 respectively.

In einem sich anschließenden Schritt kann das Reinigungsergebnis dokumentiert werden, beispielsweise unter erneuter Verwendung der Kameraeinheit 31 der Reinigungseinrichtung 9, wobei auch hier wieder jedem Bild, die über die Sensorik ermittelte Ist-Position der Reinigungseinrichtung 9 zum Zeitpunkt der Bilderstellung zugeordnet wird. Die Daten werden dann ebenfalls an die Analyseeinrichtung 32 übermittelt und dort gespeichert.In a subsequent step, the cleaning result can be documented, for example by using the camera unit again 31 the cleaning device 9 , with each image again, the actual position of the cleaning device determined by the sensors 9 is assigned at the time of image creation. The data is then also sent to the analysis device 32 transmitted and stored there.

Zudem können weitere Prüfungen durchgeführt werden, wie beispielsweise Farbeindringprüfungen, Ultraschallprüfungen oder dergleichen, insbesondere unter Einsatz einer Prüfeinrichtung der zuvor beschriebenen Art.In addition, other tests can be carried out, such as dye penetration tests, ultrasound tests or the like, in particular using a test device of the type described above.

In einem letzten Schritt wird das Reinigungssystem 1 demontiert, wobei zumindest die Stützprofile 21 und die Seil- oder Kettentriebe 23 bis zur nächsten Reinigung an Ort und Stelle verbleiben können.The final step is the cleaning system 1 disassembled, at least the support profiles 21st and the rope or chain drives 23 can remain in place until the next cleaning.

Nunmehr kann der Wärmerückgewinnungs-Dampferzeuger wieder angefahren werden.Now the heat recovery steam generator can be started again.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred exemplary embodiment, the invention is not restricted by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by a person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention.

Claims

Cleaning system (1) for cleaning ribbed heat exchanger tubes (3), arranged in rows inside a boiler (2), of a heat recovery steam generator (4) of a combination power plant (5) using a cleaning medium, comprising in particular outside the boiler (2) Pump device (8) to be arranged, which is designed to convey the cleaning medium from at least one cleaning medium reservoir (11), at least one cleaning device (9) which ejects the cleaning medium and which is to be arranged inside the boiler (2) and is motorized in the vertical direction and in the horizontal direction ), which is connected to the pump device (11) via a delivery line (10), and a control device (29) to be arranged outside the boiler (2) and which is designed to control the movement of the cleaning device (9).

Cleaning system (1) after Claim 1 , characterized in that the pump device (11) is designed such that it compresses the cleaning medium to at least 30 bar.

Cleaning system (1) after Claim 1 or 2nd , characterized in that the cleaning device (9) has a high-pressure surface emitter (12), which is preferably held immovably on it.

Cleaning system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cleaning device (9) has at least one cleaning lance (13) protruding therefrom, which can be moved back and forth by a motor and is provided with a fluid channel and which has at least in the region of its free end is provided with an outlet opening (16) or outlet nozzle, in particular with two outlet openings (16) or outlet nozzles, which eject the cleaning medium in different directions, the ejection directions preferably being arranged at an angle (α) of 90 ° to one another.

Cleaning system (1) after Claim 3 and 4th , characterized in that the high-pressure surface emitter (12) and the cleaning lance (13) are arranged offset from one another in the vertical direction.

Cleaning system (1) after Claim 4 or 5 , characterized in that the at least one outlet opening (16) or outlet nozzle is provided on a nozzle head (17) rotatably arranged on the cleaning lance (13).

Cleaning system (1) according to one of the Claims 4 to 6 , characterized in that the cleaning lance (13) is pivotable in a horizontal plane, in particular pivotable by motor.

Cleaning system (1) according to one of the Claims 4 to 7 , characterized in that at least one sensor (30) connected to the control device (29) is provided, which monitors the immediate vicinity of the cleaning lance (13) with regard to potential obstacles, the control device (29) being set up in such a way that it detects the In the event of an obstacle detection, the cleaning lance (13) automatically moves or stops in such a way that a collision with the detected obstacle is prevented and / or that it issues a warning signal.

Cleaning system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cleaning device (9) has a camera unit (31) which is connected in terms of data technology in particular to the control device (29) and / or to an analysis device (31) to be arranged outside the boiler A lighting unit can optionally be provided for illuminating the image area captured by the camera unit (31).

Cleaning system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a sensor system is provided which detects the actual position of the cleaning device (9), the data technology with the control device (28) and / or with an analysis device to be arranged outside the boiler (2) (32) is connected.

Cleaning system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it has two vertically extending support profiles (21) to be arranged within the boiler (2) at a predetermined distance from one another and a horizontally extending guide profile which is held vertically movable on the motor (22) on which the cleaning device (9) is arranged such that it can be moved horizontally by motor, wherein devices (28) are preferably provided for detecting the respective end positions of the movement of the guide profile (22) and / or the movement of the cleaning device (9).

Cleaning system (1) after Claim 11 , characterized in that the guide profile (22) is composed of several partial profiles which together define the length of the guide profile (22).

Cleaning system (1) after Claim 11 or 12th , characterized in that the motorized vertical movement of the guide profile (22) is realized via at least one rope or chain drive (23) which is positioned on the outside of the boiler (2) and whose rope or chain (24) is through a boiler opening (25) guided and attached to the guide profile (22).

Cleaning system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one test device to be arranged within the boiler (2) and which can be moved by motor in the vertical direction and in the horizontal direction is provided, in particular for carrying out a visual diagnosis and / or for carrying out the test and documentation of dye penetration tests and / or for carrying out ultrasound tests.

Method for cleaning heat exchanger tubes (3) of a heat recovery steam generator (4) of a combination power plant (5) arranged in rows inside a boiler (2) using a cleaning system (1) according to one of the preceding claims.

Procedure according to Claim 15 , characterized in that NH4OH, preferably demineralized water mixed with NH4OH, is used as the cleaning medium, the proportion of NH40H being in particular in the range between 20 and 25% by weight and / or the pH of the cleaning medium in particular in the Range is 10 to 12.

Procedure according to Claim 15 or 16 , characterized in that the control of the movement of the cleaning device (9) by the control device (29) takes place autonomously based on an algorithm, in particular with the inclusion of sensor data from sensors monitoring the environment of the cleaning device (9) and / or from the actual position the cleaning device (9) monitoring sensors.

Procedure according to Claim 15 or 16 , characterized in that the movement of the cleaning device (9) is controlled by a person operating the control device (29).

Procedure according to one of the Claims 15 to 18th , characterized in that the cleaning of the heat exchanger tubes (3) to be cleaned and / or after the cleaning is checked before the cleaning is carried out, in particular using a camera unit (31) which is inserted into the cleaning device (9) or is integrated in the test device, the diagnosis and / or the cleaning result preferably being stored for the purpose of documentation.

Procedure according to one of the Claims 15 to 19th using a cleaning system (1) according to one of the Claims 11 to 13 , characterized in that the support profiles (21) are positioned within the boiler (2) such that they extend parallel to the heat exchanger tubes (3) and that the guide profile (22) is uniformly spaced along its length from the foremost row of heat exchanger tubes (3), which is particularly dimensioned such that the shortest distance (a) between a high-pressure surface emitter (12) of the cleaning device (9) and the heat exchanger tubes (3) in the front row is in the range from 50 to 200 mm, better still in the range from 80 to 130mm.

Procedure according to Claim 20 , characterized in that the support profiles (21) remain in place within the boiler (2) during further operation of the heat recovery steam generator (4).