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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Aufbau einer Rohrplatteneinheit
für Wärmetauscher
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 und auf ein Verfahren gemäß Patentanspruch 8 zur Installation einer
Rohrplatteneinheit in einem Wärmetauscher, wobei
solche Wärmetauscher
in Kondensatoren etc. verwendet werden können, die in thermoelektrischen Kraftwerken
und Kernkraftwerken eingesetzt werden.
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8 zeigt
eine schematische Ansicht der Hauptstruktur eines Kondensators 200,
wie er herkömmlicherweise
in thermoelektrischen Kraftwerken und Kernkraftwerken verwendet
wurde. In der Figur stellt 203 ein Kondensatorgehäuse, 206 eine
Kondensationskammer in einer unten beschriebenen Rohrplatteneinheit,
und 202 eine Wasserkammer mit einem Einlass/Auslass für Meerwasser
dar.
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201 bezeichnet
eine Rohrplatteneinheit mit zwei Rohrplatten 1, 1,
wobei eine Seite von jeder an die Wasserkammern 202 grenzt,
wobei mehrere Wärmeleitungsrohre 4 an
ihr angeschweißt
sind. 5 ist eine Rohrhalterungsplatte, die mehrere der
Wärmeleitungsrohre 4 haltert.
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Bei
vorbekannten Kondensatoren wurden die aus Titanmaterialien gefertigten
Wärmeleitungsrohre
zur Verwendung als die Wärmeleitungsrohre vorgeschlagen.
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Bei
diesen mit den Titan-Wärmeleitungsrohren 4 ausgestatteten
Rohrplatteneinheiten 201 wurden, um die Materialkosten
niedrig zu halten, die Rohrplatten 1 für gewöhnlich aus Kohlenstoffstahlmaterialien
oder dergleichen gefertigt, wobei auf diese eine Oberflächenplatte
(Frontplatte) aus Titanmaterialien durch Explosionsplattieren (explosive
cladding) aufgebracht wurde. Dieses Material wird als verkleidete
Stahlplatte (clad steel plate) bezeichnet.
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Wenn
bei einem solchen Kondensator für herkömmliche
thermoelektrische Kraftwerke oder Kernkraftwerke gemäß 8 die
Wärmeleitungsrohre 4 bei
alternden Einrichtungen des Kraftwerks verschleißen, wäre es möglich, die Montagezeit sowie die
Kosten zu reduzieren, wenn die Wärmeleitungsrohre 4,
die den Wärmeaustausch
ausführten,
die Rohrplatten 1 und die Rohrhalterungsplatten 5 als eine
Rohrplatteneinheit 201 in einer Fabrik hergestellt und
als einzelnes Modul ausgetauscht werden würden.
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Infolge
des Aufbaus des Kondensators 200 wäre es jedoch beim Austausch
der Rohrplatteneinheit 201 notwendig, die Rohrplatteneinheit 201 von der
Seite des Kondensators 200 her zu installieren.
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Wie 8 jedoch
zeigt, sind alle oder der Großteil
der Rohrplatteneinheiten 201 unterhalb des Bodens 204 der
Anlage bzw. des Kraftwerks gelegen, da der Kondensator 200 normalerweise
unmittelbar unterhalb einer Niederdruckturbine installiert ist.
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Da
die Rohrplatteneinheit 201 eine große Anzahl von an ihren Rohrplatten 1 angeschweißten Wärmeleitungsrohren 4 aufweist,
machte es eine Interferenz des Fundaments 205 mit der Rohrplatteneinheit 201 aufgrund
des dreidimensionalen Aufbaus der Rohrplatteneinheit 201,
und weil die Gesamtheit oder der Großteil unterhalb des Bodenniveaus 204 des
Kraftwerks liegt, unmöglich,
die Rohrplatteneinheit 201 in den Kondensator 200 in
einer voll zusammengebauten Form einzubauen.
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Infolge
dieses Problems wurde bei der herkömmlichen Lösung kein Fabrikmodul verwendet, sondern
vielmehr die für
den Austausch erforderlichen Teile, wie zum Beispiel die Rohrhalterungsplatten 5 und
die Rohrplatten 1 an Ort und Stelle (on site) in das Kondensatorgehäuse 203 eingesetzt
und dann die Wärmeleitungsrohre 4 einzeln
durch die Rohrplatten 1 und die Rohrhalterungsplatten 5 eingeführt und
anschließend
an die Rohrplatten 1 angeschweisst. Demgemäß erforderte
dieses herkömmliche
Mittel, das ferner durch ungünstige
Arbeitsbedingungen am Einbauort beeinträchtigt war, sehr viele Montageschritte,
um die Wärmeleitungsrohre 4 und die
anderen Teile der Rohrplatteneinheit 201 auszutauschen,
so dass die Kosten für
diese Austauschvorgänge
hoch waren.
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Die
in den
9 und
10 gezeigte vorbekannte Technologie
wurde vor der vorliegenden Erfindung auch in der japanischen Patentveröffentlichung
JP 2001-201272 AA offenbart.
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Wie
in den 9 und 10 gezeigt ist, umfasste der
in Kernkraftwerken etc. installierte Kondensator bei der vorbekannten
Technologie eine Gehäuseeinheit 301,
die eine große
Anzahl kleiner, röhrenförmiger Kühlungsrohre
haltende Rohrplatte festhielt. Die Gehäuseeinheit 301 war
eine Baugruppe bzw. Anordnung, die die Wasserkammerkörper 306a, 306b,
die Wasserkammerabdeckungen 307a, 307b, welche
die eingangsseitige Wasserkammer 308a und die ausgangsseitige
Wasserkammer 308a umfasste sowie zwischen den Rohrplatten
sandwichartig eingebettet war. Am unteren Rand der eingangsseitigen
Wasserkammer 308a war ein Kühlungsmittel-Einlasssitz 311a angebracht,
während der
Kühlungsmittel-Auslasssitz 311b an
dem unteren Rand der auslassseitigen Wasserkammer 308b angebracht
war.
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Wie
in den 9 und 10 gezeigt ist, sind die Rohrbündel demgemäß innerhalb
der Kondensator-Gehäuseeinheit 301 auf
eine Art und Weise angebracht, dass mehrere der Rohrbündeleinheiten
parallel zur Strömung
von Dampf S verlaufen. Mit anderen Worten verlaufen die mehreren,
kurzen Rohrbündeleinheiten 323 (oder,
wie in 10 gezeigt ist, 323a) parallel
zur Dampfströmung
entlang der Plattenoberfläche
der Verbindungsplatte 325.
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Da
somit bei dieser früheren
Technologie die Enden der Kühlungsmittelrohre 302 an
der Verbindungsplatte 325 befestigt sind, können diese
zu Einheiten zusammengefassten Rohrbündel 323 oder 323a getrennt
innerhalb des Gehäuses 1 angebracht werden,
und da ferner das andere Ende der Rohrbündeleinheiten 323 oder 323a an
den Rohrplatten 324 angebracht ist, sind sie solide an
der Seite neben den Wasserkammern 308a und 308b befestigt.
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Falls
es bei dieser Technologie irgendwelche Hindernisse innerhalb des
Aufbaus, in dem die Einheiten transportiert werden oder irgendwelche
Einschränkungen
bei den Öffnungen,
durch die sie transportiert werden, gibt, bleibt genug Raum, um
die Kühlmittelrohre 2 zu
entfernen, und selbst bei schwierigen Installationen, wie zum Beispiel
bei Kondensatoren, werden sie einfach herausgezogen und ausgetauscht,
um die Zeit zu verkürzen,
die für
den Montagevorgang erforderlich ist.
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Darüber hinaus
liegen, wie in der zuvor erwähnten 8 gezeigt
ist, wenn Rohrplatteneinheiten 201, die Wärmeleitungsrohre 4 aufweisen,
unterhalb der Niederdruckturbine in einem Kondensator installiert
werden, alle oder die meisten Rohreinheiten unterhalb des Bodenniveaus 204 des
Kraftwerks.
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An
diesem Punkt werden bei der vorbekannten gattungsgemäßen Technologie,
wie die 9 und 10 zeigen,
individuell mehrere Rohrbündeleinheiten 323 oder 323a innerhalb
des Kondensatorgehäuses
in einer Reihe parallel zur Strömung
des Dampfs, d. h. horizontal nebeneinander installiert. Da jedoch
jede der Rohrbündeleinheiten 323 oder 323a für ihre Installation
oder Entfernung in der Strömungsrichtung
des Dampfs bewegt werden muss, anders ausgedrückt, in der Vertikalrichtung,
ist es nicht möglich,
die Rohrbündel 323 oder 323a in
der Horizontalrichtung zu bewegen. Somit muss beim Austausch der
Rohrplatteneinheiten der gesamte Kondensator angehoben werden, um
die Interferenz seitens des Fundaments 205 zu beseitigen,
damit der Austausch erfolgen kann. Dem gemäß ist auch diese Technik mit
sehr vielen Montageschritten verbunden, um den Austausch der Rohrplatteneinheiten
vorzunehmen, und diese Arbeitsgänge
sind kostspielig.
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Aus
der
EP 0 4891 192
A1 ist ein wassergekühlter
Kondensator bekannt, bei dem Kondensatorrohre aus Titan an ihren
Enden in jeweils einen Rohrboden eingewalzt und/oder eingeschweißt sind.
Die Rohrböden
sind mit einem Kondensatormantel und einem Wasserkammermantel mittels
Flanschen verschraubt. Der Kondensatormantel aus Stahlblech ist an
der Verbindungsstelle mit dem Rohrboden mit einer Titan-Sprengplattierung
versehen, welche dampfraumseitig mit den Rohrböden wasserdicht verschweisst
ist. Einen ähnlichen
Aufbau offenbart auch die
EP
0 123 940 A1 .
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Die
vorliegende Erfindung wurde nach Überlegungen bezüglich der
mit dem Stand der Technik verbundenen Probleme entwickelt, und ihre
Aufgabe ist es, hinsichtlich gattungsgemäßen Wärmetauscher-Rohrplatteneinheiten
einen Aufbau und ein Verfahren für
ihren Einbau bereitzustellen, welche die Anzahl der Montageschritte
und die Arbeitskosten für
den Austausch der Rohrplatteneinheiten reduzieren und nach dem Austauschvorgang
eine Rohrplatteneinheit für
Wärmetauscher
ergeben, die eine gute Abdichtung für die Fluide gewährleistet,
und die angemessen stark bzw. widerstandsfähig ist.
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Um
die oben genannte Aufgabe zu erfüllen, offenbart
diese Erfindung eine Rohrplatteneinheit für Wärmetauscher mit den Merkmalen
des Patentanspruches 1.
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Zur
Installation einer Rohrplatteneinheit in einem Wärmetauscher umfasst das Verfahren
die Schritte gemäß dem Patentanspruch
8. Mit dieser Konfiguration kann die Rohrplatteneinheit einfach ausgetauscht
werden.
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Gemäß dieser
Erfindung werden beim Einbau der mehreren Unter-Baueinheiten als
Austauschteile in einen bestehenden Kondensator die z. B. zwei Sätze von
Unter-Baueinheiten in einer Fabrik hergestellt, die Unter-Baueinheiten
dann zu dem Kraftwerk, in dem sie zu installieren sind, transportiert,
und dann die Unter-Baueinheiten vertikal in einer Art und Weise
zusammengefügt,
dass sie fluiddicht und angemessen fest sind, um dadurch den Einbau
der Rohrplatteneinheit abzuschließen.
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Da
bei diesem Einbauvorgang die Rohrplatteneinheit in mehrere Unter-Baueinheiten
entlang einer horizontalen Ebene, die senkrecht zu den Rohrplatten
ist, unterteilt ist, und da ferner die Unter-Baueinheiten der Reihe
nach in (Wärmetauscher-)Installationen
eingebaut werden, die sich in Kondensatoren für thermoelektrische oder Kernkraftwerke
befinden, die unterhalb des Bodenniveaus liegen, kann selbst in
Fällen,
bei denen es schwierig wäre,
die gesamte Rohrplatteneinheit in zusammengebauter Form zu installieren,
diese in angemessen dimensionierte Unter-Baueinheiten unterteilt
werden, die einfach horizontal bewegt und in der Vorrichtung zusammengebaut
werden können.
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Der
oben beschriebene Aufbau eliminiert die Anforderungen, die durch
die herkömmliche
Technologie beim Austausch der Rohrplatteneinheit auferlegt wurden,
alle notwendigen Teile an Ort und Stelle, an der die Arbeitsumgebung
unzureichend ist, zur Verfügung
zu stellen, alle Wärmeleitungsrohre
einzusetzen und sie festzuschweißen. Ferner ist es nicht mehr
notwendig, beim Austausch der Rohrplatteneinheit den gesamten Kondensator
in eine Position anzuheben, an der eine Interferenz des Fundaments mit
der Rohrplatteneinheit vermieden wird, und anschließend die
Einheit auszutauschen. Dies vereinfacht nicht nur den Vorgang des
Austauschs von Rohrplatteneinheiten, sondern erfordert auch weniger
Schritte beim Ausführen
des Austauschs.
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Diese
Erfindung verbessert die Verbindungsstruktur in der Rohrplatteneinheit.
Die Rohrplatte umfasst eine verkleidete Stahlplatte, welche eine
Stahlplatte und eine an die Fluidkammer angrenzende Frontplattenverkleidung
aus einer Titanplatte umfasst, die in einem Verbindungsbereich der
Unter-Baueinheiten auf der Seite gegenüber der Frontplattenseite vorgesehen
ist, wobei die Verbindungsplatte, die Unter-Baueinheiten durch Bolzen
verbindet, und ferner der Bolzeneinsetzbereich mit den Köpfen der
Bolzen durch eine Abdeckplatte bedeckt ist, wobei der Umfang der
Abdeckplatte mit der Frontplatte dichtgeschweißt verbunden ist.
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Gemäß dieser
Konfiguration werden die Unter-Baueinheiten durch Bolzen fest zusammengefügt, welche
die Verbindungsplatte gegen die Wärmeleitungsrohrseite halten
und die angrenzenden Unter-Baueinheiten überspannen, um dadurch die Biegefestigkeit
des Verbindungsbereichs zu verbessern. Da ferner lediglich die Dichtschweißung am
Installationsort des Kondensators ausgeführt wurde, gibt es fast keine
Verformung oder verringerte Festigkeit, die sich für gewöhnlich beim
Schweißen
ergibt.
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Ferner
gewährleistet
die Dichtschweißung, die
um die Abdeckplatte, welche den Kopfbereich von Bolzen bedeckt, ausgeführt wurde,
dass kein Lecken bzw. Entweichen an dem Verbindungsbereich auftritt.
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Da
sowohl die Wärmeleitungsrohre
als auch die Frontplatten aus Titanmaterialien bestehen, ist es möglich, die
Titanabdeckplatte an der Frontplatte anzuschweissen, um jegliche
Möglichkeit
einer galvanischen Korrosion zwischen den Titanmaterialien und der
Stahlplatte zu vermeiden.
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Ferner
umfasst bei dieser Erfindung die Rohrplatte eine verkleidete Stahlplatte,
welche eine Stahlplatte und eine an die Fluidkammer angrenzende
Frontplattenverkleidung aus einer Titanplatte umfasst,
ein
Paar Verbindungsplatten, die an einem Verbindungsbereich der Unter-Baueinheiten
auf beiden Seiten der Rohrplatte vorgesehen sind, wobei das Paar
Verbindungsplatten die benachbarten Unter-Baueinheiten sandwichartig
umgibt und durch Bolzen verbindet, welche die Unter-Baueinheiten
und die Verbindungsplatten durchsetzen, wobei ferner der Bolzeneinsetzbereich
mit den Köpfen
der Bolzen auf der Wasserkammerseite, die Bolzen und die die Fluidkammer
umgebende Frontplattenverkleidung aus einer Titanplatte aneinander
dichtgeschweißt sind.
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Gemäß der vorliegenden
Konfiguration halten die Verbindungsplatten Rohrplatten der benachbarten
Unter-Baueinheiten
sandwichartig fest, um sie zusammenzuhalten, und Bolzen bringen
die Verbindungsplatten fest an den Rohrplatten der benachbarten
Unter-Baueinheiten an, um die Biegefestigkeit der Unter-Baueinheiten
an ihrer Verbindungsstelle zu verbessern.
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Ferner
umfasst bei dieser Erfindung die Rohrplatte eine verkleidete Stahlplatte,
welche eine Stahlplatte und eine an die Fluidkammer angrenzende
Frontplattenverkleidung aus einer Titanplatte umfasst, wobei im
Verbindungsbereich zwischen benachbarten Unter-Baueinheiten eine
bestimmte Länge
der Frontplatte von der Verbindungsfläche der benachbarten Unter-Baueinheiten entfernt
ist sowie ein Flansch von den Bereichen vorsteht, an denen die Oberflächen-Frontplatten
von den Rohrplatten entfernt sind, und wobei die Flansche mit Bolzen
zum Verbinden benachbarter Unter-Baueinheiten zusammengefügt sind,
und eine Dichtschweißung
um die Flanschverbindungen und um Bereiche, an denen die Bolzen
eingesetzt sind, ausgeführt
ist.
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Bei
dieser Konfiguration wird vorzugsweise ein aus nicht-metallischen
Materialien gefertigter Füllstoff
aufgebracht, um die Außenbereiche
des Flansches und des Bolzens zu bedecken, und der Außenumfang
des Füllstoffs
ist ferner durch eine aus einem nicht-metallischen Membranmaterial
gefertigten Verkleidung bedeckt.
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Ferner
umfasst bei dieser Erfindung die Rohrplatte eine verkleidete Stahlplatte,
welche eine Stahlplatte und eine an die Fluidkammer angrenzende
Frontplattenverkleidung aus einer Titanplatte umfasst, eine erste
Verbindungsplatte, die in einem Verbindungsbereich der Unter-Baueinheiten
auf der Seite gegenüber
der Frontplatte für
die Rohrplatte vorgesehen ist, wobei die erste Verbindungsplatte
benachbarte Unter-Baueinheiten
durch einen Verbund-Schraubbolzen verbindet, und ferner eine zweite
Verbindungsplatte, die durch eine aus einem nicht-metallischen Membranmaterial
gefertigte Verkleidung bedeckt ist und auf der Frontplattenseite,
die benachbarten Unter-Baueinheiten durch die Verbund-Schraubbolzen und
Muttern verbindet (Rundkopfmuttern).
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Bei
dieser Konfiguration wird vorzugsweise ein aus nicht-metallischen
Materialien gefertigter Füllstoff
aufgebracht, um die Außenbereiche
der auf der Frontplattenseite vorgesehenen zweiten Verbindungsplatte
und die Außenseite
der Verbund-Schraubbolzen zu bedecken, und der Außenumfang
des Füllstoffs
ist ferner durch eine aus einem nicht-metallischen Membranmaterial
gefertigte Verkleidung bedeckt, um die Unter-Baueinheiten 100 vollständig gegen
Meerwasser innerhalb der Wasserkammer zu isolieren und um Korrosion
in der Umgebung des Verbindungsbereichs zu verhindern.
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Ferner
umfasst bei dieser Erfindung die Rohrplatte eine verkleidete Stahlplatte,
welche eine Stahlplatte und eine an die Fluidkammer angrenzende
Frontplattenverkleidung aus einer Titanplatte umfasst, eine erste
Verbindungsplatte, die an einem Verbindungsbereich der Unter-Baueinheiten
auf der Wärmeleitungsrohrseite
der Rohrplatten vorgesehen ist, wobei die erste Verbindungsplatte
die Unter-Baueinheiten durch die ersten Bolzen verbindet und ferner
eine zweite Verbindungsplatte, die an einem Verbindungsbereich der
Unter-Baueinheiten
auf der Frontplattenseite der Rohrplatten vorgesehen ist, wobei
die zweite Verbindungsplatte die benachbarten Unter-Baueinheiten
durch die zweiten Bolzen über Dichtungen
verbindet. Ferner wird ein Zwischenraum zwischen benachbarten Unter-Baueinheiten
erzeugt, und der Zwischenraum wird mit einem aus nicht-metallischen
Materialien gefertigten Füllstoff
gefüllt.
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Bei
dieser Konfiguration wird zusätzlich
zu der mit Bolzen befestigten Verbindungsplatte, welche Unter-Baueinheiten überspannt,
auf der Wärmeleitungsrohrseite
mitels Bolzen eine Verstärkungsplatte,
welche Unter-Baueinheiten überspannt,
an der Frontplattenseite derart angebracht, dass die Unter-Baueinheiten
an einer Verstärkungsplatte
am Ende durch die Verbindungsplatte auf der Wärmeleitungsrohrseite mittels
unabhängiger
Bolzensätze
angebracht sind, was die Festigkeit des Verbindungsbereichs stark
verbessert sowie seine Biegefestigkeit verbessert.
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Außerdem dient
das Bedecken der Verbindungsflächen
zwischen Verstärkungsplatte
und Unter-Baueinheiten jeweils durch Dichtungen dazu, die Fluiddichtung
im Verbindungsbereich weiter zu verbessern und sie sicher gegen
ein Lecken aus der Verbindungsstelle zu schützen.
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Im
folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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1(A) und (B) eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Aufbaus einer
Rohrplatteneinheit für
Kondensatoren gemäß dieser
Erfindung, die in thermoelektrischen und Kernkraftwerken verwendet
werden,
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2 eine
Schnittansicht (längs
der Linie A-A von 1(A)) der primären Teile
des Verbindungsbereichs einer ersten Ausführungsform einer Unter-Baueinheit,
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3,
die der 2 entspricht, eine zweite Ausführungsform
des Verbindungsbereichs einer Unter-Baueinheit,
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4,
die der 2 entspricht, eine dritte Ausführungsform
des Verbindungsbereichs einer Unter-Baueinheit,
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5,
die der 2 entspricht, eine vierte Ausführungsform
des Verbindungsbereichs einer Unter-Baueinheit,
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6,
die der 2 entspricht, eine fünfte Ausführungsform
des Verbindungsbereichs einer Unter-Baueinheit,
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7 eine
Seitenansicht eines Kondensators für ein thermoelektrisches oder
Kernkraftwerk, welches die Erfindung anwendet,
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8 eine
Seitenansicht eines Kondensators gemäß dem ersten Stand der Technik,
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9 eine
Seitenansicht eines Kondensators gemäß dem zweiten Stand der Technik,
und
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10 eine
Seitenansicht einer Rohrplatteneinheit für einen Kondensator gemäß dem zweiten Stand
der Technik.
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Im
folgenden Abschnitt werden mehrere bevorzugte Ausführungsformen
dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Sofern
die Formen, Relativpositionen und andere Aspekte der in diesen Ausführungsformen
beschriebenen Teile nicht klar definiert sind, ist der Schutzumfang
der Erfindung nicht nur auf die gezeigten Teile begrenzt, die lediglich
der Veranschaulichung dienen.
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In 7,
die eine schematische Ansicht eines Kondensators für ein thermoelektrisches
oder Kernkraftwerk ist, das die vorliegende Erfindung enthält, stellt 203 ein
Kondensatorgehäuse
dar, und 202 ist eine Wasserkammer mit dem Einlass/Auslass
für das
Kühlmittel,
das Meerwasser ist. 201 ist eine Rohrplatteneinheit, die,
wie weiter unten beschrieben wird, mehrere Unter-Baueinheiten 100 (drei
davon in dem in 7 gezeigten Beispiel) umfasst.
Der Aufbau ist derart, dass mehrere Wärmeleitungsrohre 4 durch
Anschweißen an
einer Seite jeder der beiden Rohrplatten 1, 1,
welche die Wasserkammern 202 enthalten, angebracht sind. 5 stellt
die Rohrhalterungsplatte dar, die die mehreren Wärmeleitungsrohre 4 haltert.
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Bei
diesem Kondensator wird Dampf von der Niederdruckturbine (nicht
dargestellt) in eine Dampf-Kondensationskammer 206 eingeleitet.
Während
der Dampf zwischen den zahlreichen Wärmeleitungsrohren 4 strömt, welche
die Rohrplatteneinheit 201 bilden, strömt das als Kühlmittel
fungierende, von der Wasserkammer 202 zugeführte Meerwasser innerhalb
der Wärmeleitungsrohre 4 mittels
der Kondensatorpumpe (nicht dargestellt) zu der Wasserzuführseite.
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Die
Erfindung bezieht sich auf den Aufbau der beim Wärmeaustausch des Kondensators
verwendeten Rohrplatteneinheit und auf das Verfahren zum Austauschen
der Rohrplatteneinheit.
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Eine
Ausführungsform
dieser Rohrplatteneinheit 201 ist in 1 dargestellt,
wobei 1 ein Paar Rohrplatten und 4 mehrere Wärmeleitungsrohre
darstellt, die die Rohrplatten 1 überspannen und an ihnen durch
Schweißungen
angebracht sind. 5 stellt die Rohrhalterungsplatten dar,
welche an den mehreren in Längsrichtung
verlaufenden Wärmeleitungsrohren 4 an
verschiedenen Stellen angebracht sind, und 6 stellt Verstärkungsrohre
dar, die an der Innenfläche
der Rohrplatten 1 an jedem Ende durch Flansche etc. fest
angebracht sind und die zur Verstärkung der Rohrplatteneinheit 201 und
zur Halterung der Rohrhalterungsplatten 5 dienen.
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Gemäß der Erfindung
unterteilt/unterteilen (ein) Verbindungsbereich(e) 7 die
oben beschriebene Rohrplatteneinheit 201 in der Horizontalrichtung senkrecht
zu der Rohrplatte an den parallelen Oberflächen 71 in einen Satz,
der mehrere Unter-Baueinheiten 100 (in 2 sind
es zwei, in 7 drei) umfasst, und diese Unter-Baueinheiten
sind an dem/den Verbindungsbereich(en) 7 verbunden.
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In
dieser Ausführungsform
werden beim Einbau der mehreren Unter-Baueinheiten 100 als
Austauschteile in einen bestehenden Kondensator 200 die
zwei Sätze
von Unter-Baueinheiten 100 in
einer Fabrik hergestellt, die Unter-Baueinheiten 100 werden dann
zu dem Kraftwerk transportiert, in dem sie zu installieren sind,
und anschließend
werden die Unter-Baueinheiten 100 vertikal auf eine Art
und Weise zusammengefügt,
dass sie fluiddicht und angemessen widerstandsfähig bzw. fest sind, um dadurch
den Austausch der Rohrplatteneinheit 201 fertigzustellen.
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Da
bei diesem Austauschvorgang die Rohrplatteneinheit 201 in
mehrere Unter-Baueinheiten entlang einer horizontalen Ebene, die
senkrecht zu den Rohrplatten 1 ist, unterteilt ist, und
da ferner die Unter-Baueinheiten 100 nacheinander in die
(Wärmetauscher-)Installationen
installiert werden, die sich in Kondensatoren für thermoelektrische oder Kernkraftwerke
befinden, die unterhalb des Bodenniveaus 204 liegen, kann
selbst in Fällen,
in denen es schwierig wäre,
die gesamte Rohrplatteneinheit 201 in einer zusammengebauten
Form in den Kondensator 200 zu installieren, diese in die
angemessen dimensionierten Unter-Baueinheiten 100 unterteilt
werden, die dann einfach horizontal bewegt und in der Vorrichtung
zusammengebaut werden können.
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Die
oben beschriebene Struktur eliminiert die Anforderungen, die bei
der herkömmlichen
Technologie beim Austausch der Rohrplatteneinheit 201 auferlegt
wurden, alle notwendigen Teile an Ort und Stelle, an der die Arbeitsumgebung
unzureichend ist, zur Verfügung
zu stellen, alle Wärmeleitungsrohre 4 einzusetzen
und festzuschweißen,
Ferner ist es nicht nötig,
beim Austausch der Rohrplatteneinheit 201 den gesamten
Kondensator in eine Position anzuheben, in der die Interferenz des
Fundaments 205 mit der Rohrplatteneinheit 201 vermieden
wird, während die
Einheit ausgetauscht wird. Dies vereinfacht nicht nur den Vorgang
des Austauschs von Rohrplatteneinheiten 201, sondern erfordert
auch weniger Schritte beim Ausführen
des Austauschs.
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Da
die auszutauschende bzw. zu ersetzende Rohrplatteneinheit Schrott
ist, kann sie einfach zur Entsorgung in Stücke geschnitten werden. Eine detaillierte
Beschreibung dieses Vorgangs fällt
weg.
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Die 2 bis 6 zeigen
Schnittansichten, längs
einer Linie A-A von 1(A),
der ersten bis fünften
Ausführungsformen
der Verbindungsstruktur, an den Verbindungsbereichen zweier benachbarter Unter-Baueinheiten 100 jeweils
im verbundenen Zustand. In den folgenden Ausführungsformen wurden alle Befestigungs-
und Dichtschweißungen
für Unter-Baueinheiten 100 am
Installationsort für
die Rohrplatteneinheit 201 ausgeführt.
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In
der ersten Ausführungsform
des Verbindungsbereichs für
die Unter-Baueinheiten gemäß 2 ist
die Rohrplatte 1 in der Unter-Baueinheit 100 aus
einer Stahlplatte 2 gefertigt, die auf der der Wasserkammer 202 (siehe 7)
zugewandten Seite mit einer Titan-Frontplatte 3 durch Explosionsplattieren (explosive
clading) verkleidet ist, um eine verkleidete Stahlplattenstruktur
zu schaffen.
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Der
Verbindungsbereich 7 (siehe 1)
zwischen den Unter-Baueinheiten 100 auf der Seite gegenüber der
Frontplatte 3 an der Rohrplatte 1, das heißt auf der
Seite der Wärmeleitungsrohre 4,
ist eine Verbindungsplatte 10, die an die Wärmeleitungsrohrseite
der Stahlplatte 2 in einer Art und Weise angedrückt und
damit dicht verschweißt
ist, dass sie die Unter-Baueinheiten 100 überspannt.
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Außerdem halten
Bolzen 11, die durch Bohrungen durch die Frontplatte 3 in
einer angemessenen Tiefe aufgenommen sind, die Verbindungsplatte 10 gegen
die Wärmeleitungsrohrseite
der Stahlplatte 2 jeder Unter-Baueinheit 100.
Diese Struktur bietet eine starke Verbindung über die Verbindungsplatte 10 zwischen
jeder der Unter-Baueinheiten an der Wärmeleitungsrohrseite.
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Ferner
sind die Köpfe
der Bolzen 11 sowie der Bereich der Frontplatte 3,
der weggebohrt wurde, durch eine aus Titan gefertigte Abdeckplatte 12 bedeckte.
Die Abdeckplatte 12 wird um ihren Umfang herum an die Frontplatte
dichtgeschweißt
(13 ist der Dichtschweißnahtbereich).
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Gemäß dieser
Ausführungsform
werden die Unter-Baueinheiten 100 durch
Bolzen 11, welche die Verbindungsplatte 10 gegen
die Wärmeleitungsrohrseite
halten, um die benachbarten Unter-Baueinheiten zu überspannen,
fest zusammengefügt,
um dadurch die Biegefestigkeit des Verbindungsbereichs 7 zu
verbessern. Da ferner einzig die Dichtschweißung am Installationsort des
Kondensators 200 ausgeführt wurde,
kommt es zu fast keiner Verformung oder verringerter Festigkeit,
die sich üblicherweise
beim Schweißen
ergibt.
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Ferner
gewährleistet
die um die Abdeckplatte 12, welche den Kopfbereich 111 der
Bolzen 11 abdeckt, ausgeführte Dichtschweißung, dass
keine Leckage an dem Verbindungsbereich 7 auftritt.
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Da
sowohl die Wärmeleitungsrohre
als auch die Frontplatten 3 Titanmaterialien umfassen,
ist es möglich,
die Titan-Abdeckplatte 12 an der Frontplatte 3 anzuschweißen, um
jede Möglichkeit
einer galvanischen Korrosion zwischen den Titanmaterialien und der
Stahlplatte 2 zu vermeiden.
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In
der zweiten Ausführungsform
der Verbindung der Unter-Baueinheiten
gemäß 3 weisen die
Rohrplatten 1 der Unter-Baueinheiten 100 einen ähnlichen
Aufbau wie der der ersten Ausführungsform
auf, wobei sie eine mit einer Titan-Frontplatte 3 verkleidete Stahlplatte 2 umfassen.
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Der
Verbindungsbereich 7 (siehe 1)
zwischen den Unter-Baueinheiten 100 weist auch eine Verbindungsplatte 10 auf,
die die Unter-Baueinheiten 100 auf der Wärmeleitungsrohrseite
der Rohrplatte 1 überspannt
und die an der Stahlplatte 2 auf ähnliche Weise wie bei der vorhergehenden
Ausführungsform dichtgeschweißt ist.
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Eine
Verbindungsplatte 14 spannt sich zusätzlich über die Frontplattenseite,
so dass Verbindungsplatten 14 und 10 die beiden
benachbarten Unter-Baueinheiten 100 auf beiden Seiten der
Rohrplatte 1 überspannen.
Die beiden Verbindungsplatten 14 und 10 schließen sandwichartig
die zwei Rohrplatten 1 ein, und gegen die Verbindungsplatte 14 gesicherte Bolzen 11,
die die Rohrplatte 1 durchsetzen, halten die Verbindungsplatte 10 gegen
die Wärmeleitungsrohrseite,
um die Rohrplatten 1 benachbarter Unter-Baueinheiten 100 fest
miteinander zu verbinden.
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Ferner
ist eine Dichtschweißung
um den Umfang der Verbindungsplatte 14 der Frontplatte 3 sowie
um den Bereich der Bolzenköpfe 111 gegen
die Verbindungsplatte 14 ausgeführt.
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Da
die angebrachte Verbindungsplatte 14 und der Bolzen 11 sowie
die Abdeckplatte 3 Meerwasser innerhalb der Wasserkammer 2 ausgesetzt sind,
sind sie aus Titanmaterialien gefertigt.
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Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform schließen die
Verbindungsplatten 14, 10 Rohrplatten 1 benachbarter
Unter-Baueinheiten 100 sandwichartig
ein, um sie zusammenzuhalten, und Bolzen 11 verbinden die
Verbindungsplatten 14 und 10 fest mit den Rohrplatten 1 der
benachbarten Unter-Baueinheiten, um die Biegefestigkeit der Unter-Baueinheiten
an ihren Verbindungsstellen 7 zu verbessern.
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Ferner
verhindert die Verwendung von Titanmaterialien auf der Wasserkammerseite
und die Dichtschweißung
der Nähte
die Möglichkeiten
einer Leckage von Fluid und von galvanischer Korrosion.
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In
der dritten Ausführungsform
der Verbindung der Unter-Baueinheiten
gemäß 4 bestehen die
Rohrplatten 1 der Unter-Baueinheiten 100 aus Stahlplatten 2,
die mit einer Titan-Frontplatte 3 verkleidet sind, um eine
verkleidete Stahlplattenstruktur zu bilden.
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Am
Verbindungsbereich 7 zwischen den Unter-Baueinheiten 100 ist die Frontplatte 3 über eine spezifische
Länge von
der Verbindungsfläche 71 der benachbarten
Unter-Baueinheiten 100 entfernt
worden. Ein Flansch 16 steht von dem Bereich jeder Rohrplatte 1 dort,
wo die Frontplatte 3 entfernt wurde, hervor, und ein Bolzen 17 fügt die Flanschoberflächen fest
zusammen. Anschließend
wird eine Dichtschweißung
angebracht, um in den erforderlichen Bereichen gegen eine Leckage
von Fluid abzudichten, wie zum Beispiel im Flanschverbindungsbereich und
im Bolzenverbindungsbereich. 21 und 22 sind die
Dichtschweißbereiche
gegen eine solche Leckage von Fluid.
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18 ist
eine aus flexiblen Materialien gefertigte Auskleidung, und sie ist über der
Frontplatte 3 angebracht, um sich über die Bereiche der Oberfläche, an denen
die Frontplatte 3 entfernt wurde, zu der Oberfläche der
Frontplatte 3, an der sie befestigt ist, zu spannen bzw.
zu erstrecken. Nicht-metallisches Füllmaterial 20 bedeckt
die Auskleidung 18 die Außenflächen des Verbindungsbereichs
des Bolzens 17 und den Flansch 16. 19 ist
ein Verkleidungsmaterial, das eine flexible Membran umfasst, welche
den Außenumfang
des Füllstoffs 20 bedeckt,
um ihn vor Meerwasser in der Wasserkammer 202 abzuschirmen.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
stehen Flansche 16 im Verbindungsbereich 7 der
Unter-Baueinheiten 100 vor, und der Bolzen 17 hält die Flansche 16 sicher
zusammen, um dem Verbindungsbereich 7 der Unter-Baueinheiten 100 eine
verbesserte Biegefestigkeit zu verleihen sowie die Unter-Baueinheiten 100 fest
zusammenzufügen.
Eine Dichtschweißung
ist auch an der Verbindungsstelle des Flansches 16 und
um den Bolzen 17 herum ausgeführt, um sie fluiddicht zu machen,
um ein Entweichen von Fluid an dem Verbindungsbereich zuverlässig zu
verhindern.
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Ferner
wird ein nicht-metallisches Füllstoffmaterial 20 um
den Flansch 16 und den Bolzen 17 herum angebracht,
wobei sein Außenumfang
durch ein Verkleidungsmaterial 19 bedeckt ist, um die Unter-Baueinheit 100 von
dem Meerwasser in der Wasserkammer 202 vollständig zu
isolieren und um eine Korrosion in der Umgebung des Verbindungsbereichs 7 zu
verhindern.
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In
der vierten Ausführungsform
der Verbindung der Unter-Baueinheiten
gemäß 5 weisen die
Rohrplatten 1 der Unter-Baueinheiten 100 eine ähnliche
Struktur wie die der ersten Ausführungsform auf,
wobei Rohrplatten 1 der Unter-Baueinheiten 100 durch eine
Stahlplatte 2 sowie eine verkleidete Stahlplatte, welche
die Stahlplatte 2 und die aus Titan gefertigte Frontplatte 3 umfasst,
zusammengefügt
sind.
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Im
Verbindungsbereich 7 zwischen den Unter-Baueinheiten 100 überspannt
die Verbindungsplatte 10 die Rohrplatten 1 auf
der Seite der Wärmeleitungsrohre 4 zwischen
den benachbarten Unter-Baueinheiten 100, und die Verbindungsplatte 10 ist
an eine der Stahlplatten 2 dichtgeschweißt (114 ist die
Dichtschweißnaht).
Anschließend ziehen
beide Gewindebolzen (Verbund-Schraubbolzen) 26 die Stahlplatte 2 und
die Verbindungsplatte 10 zusammen. Dabei ist ein Teil der
Frontplatte 3 vorher entfernt worden, um beide Bolzen 26 aufzunehmen.
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Als
nächstes
wurde ein nicht-metallischer Schichtüberzug 29 als Auskleidung
auf der Seite der Frontplatte 3 verwendet, um sich über die
Verbindungsplatte 14 zu erstrecken, und er wurde an der Verbindungsplatte 14 mit
Gewindebolzen (Verbund-Schraubbolzen) 26 und Rundkopfmuttern
(button head nuts) 27 befestigt. Die beiden Bolzen (Verbund-Schraubbolzen) 26,
welche von der Verbindungsplatte 14 durch die Rohrplatten 1 hindurchgehen,
sowie Muttern 27 sichern die vorderen und hinteren Verbindungsplatten 14, 10,
um die benachbarten Unter-Baueinheiten 100 fest zusammenzufügen.
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Ferner
ist zwischen der Außenfläche der
Verbindungsplatte 14 und der Frontplatte 3 ein
Auskleidungsmaterial 28 angeordnet, das aus einem flexiblen
Material gefertigt ist. Ferner ist der Außenumfang um die Verbindungsplatte 14 herum
mit einem flexiblen Auskleidungsmaterial 29 an der Frontplattenseite bedeckt.
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Ferner
bedeckt Füllstoffmaterial 20,
das aus nicht-metallischen
Materialien gefertigt ist, die Außenflächen der Bolzen (Verbund-Schraubbolzen) 26, den
Verbindungsbereich 7 und das Auskleidungsmaterial 28.
Die flexible Auskleidungsschicht 19 ihrerseits bedeckt
den Außenumfang
des Füllstoffs 20, um
ihn von der Wasserkammer 202 abzuschirmen.
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Der
Aufbau der vorliegenden Ausführungsform
ist derart, dass die Unter-Baueinheiten mittels der Anbringung der
Verbindungsplatten 14, 10 auf der Oberseite und
Unterseite an den Unter-Baueinheiten 100 mit Bolzen (Verbund-Schraubbolzen) 26 zusammengehalten
werden, um eine starke Verbindung der Unter-Baugruppe mit verbesserter
Biegefestigkeit an ihrer Verbindungsstelle bereitzustellen. Da ferner
an der Frontplattenseite die Verbindungsplatte 14 und die
Titan-Frontplatte 3 an ihrer Verbindungsfläche durch
Auskleidungsmaterialien 28, 29 abgedichtet sind,
verhindert der Aufbau sicher jegliches Entweichen von Fluid aus
dem Verbindungsbereich 7 der Unter-Baueinheiten.
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Ferner
schirmt das Vorhandensein des nicht-metallischen Füllstoffs 20 außerhalb
der Bolzen, der durch die flexible Auskleidung 19 bedeckt ist,
den Verbindungsbereich 7 der Unter-Baueinheiten 100 vollständig von
der Wasserkammer 202 ab, um dadurch eine Korrosion in der
Umgebung des Verbindungsbereichs 7 zu verhindern.
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In
der fünften
Ausführungsform
der Verbindung der Unter-Baueinheiten
gemäß 6 ist
der Aufbau ähnlich
dem der ersten Ausführungsform, wobei
Rohrplatten 1 der Unter-Baueinheiten 100 durch
eine Stahlplatte 2 und eine die Stahlplatte 2 und
eine aus Titan gefertigte Frontplatte 3 umfassende verkleidete
Stahlplatte zusammengefügt
sind.
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Im
Verbindungsbereich 7 zwischen den Unter-Baueinheiten 100 auf der Seite
der Wärmeleitungsrohre 4 der
Rohrplatten 1 befindet sich eine Verbindungsplatte 10,
die sich über
die benachbarten Unter-Baueinheiten 100 auf der Wärmeleitungsrohrseite
erstreckt und an der Unter-Baueinheit 100 und der
Stahlplatte 2 durch Bolzen 31 fest angebracht
ist. Dann wird eine Dichtschweißung
an der Schnittstelle zwischen der Verbindungsplatte 10 auf
der Seite des Wärmeleitungsrohrs
und den Unter-Baueinheiten ausgeführt, um den Zwischenraum zwischen
ihnen zu füllen
(21 ist der dichtgeschweißte Bereich). Als nächstes wird
der Zwischenraum zwischen den Unter-Baueinheiten mit einem nicht-metallischen
Füllstoffmaterial 35 gefüllt.
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Zusätzlich wird
eine Verstärkungsplatte 30, welche
die benachbarten Unter-Baueinheiten 100 an der Frontplattenseite 3 der
Rohrplatte 1 überspannt, mittels
eines zweiten Satzes von Bolzen 32 fest an den Unter-Baueinheiten 100 angebracht,
wobei zwei Dichtungen 33, 34 dazwischen angeordnet
sind. 36 ist Dichtungsmaterial, das den Bereich um die
Köpfe des
zweiten Satzes von Bolzen 32 herum bedeckt.
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In
dieser Ausführungsform
ist zusätzlich
zu der Anbringung der Verbindungsplatte 10, welche die Unter-Baueinheiten 100 überspannt,
mittels Bolzen 31 an den Unter-Baueinheiten 100 auf der Wärmeleitungsrohrseite
eine Verstärkungsplatte 30,
welche die Unter-Baueinheiten 100 überspannt, an der Seite der
Frontplatte 3 angebracht. Da die Verstärkungsplatte und die Verbindungsplatte
an Rück-
und Vorderseiten der Unter-Baueinheiten 100 mittels unabhängiger Bolzensätze 31, 32 angebracht
sind, kann diese Konfiguration die Stärke bzw. Festigkeit des Verbindungsbereichs 7 sowie
seine Biegefestigkeit stark verbessern.
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Da
ferner die Montageflächen
zwischen der Verstärkungsplatte 30 und
den Unter-Baueinheiten 100 jeweils durch Dichtungen 33, 34 bedeckt
sind, dient dies dazu, die Fluiddichtung im Verbindungsbereich 7 weiter
zu verbessern und gegen ein Lecken von der Verbindungsstelle 7 zu
schützen.