DE1188630B

DE1188630B - Surface heat exchangers consisting of cooling pipes and operated with raw water cooling to carry out a cleaning process using a cleaning body for each cooling pipe

Info

Publication number: DE1188630B
Application number: DEM50247A
Authority: DE
Inventors: Hermann Heeren
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1961-06-02
Filing date: 1961-09-07
Publication date: 1965-03-11
Also published as: GB947274A

Description

Aus Kühlrohren bestehender, mit Rohwasserkühlung betriebener Oberflächen-Wärmeaustauscher zur Durchführung eines mittels je eines Reinigungskörpers je Kühlrohr arbeitenden Reinigungsverfa-hrens Die Erfindung bezieht sich auf einen aus Kühlrohren bestehenden, mit Rohwasserkühlung betriebenen Oberflächen-Wärmeaustauscher zur Durchführung des mittels je eines keinigungskörpers je Kühlrohr arbeitenden Reinigungsverfahrens, nach welchem jeder dieser Reinigungskörper durch Umschaltung der Strömungsrichtung des Kühlwassers in den Kühlrohren hin- und herbewegt wird und an beiden Enden jedes Kühlrohres Käfige zum Auffangen des Reinigungskörpers vorgesehen sind, nach Anspruch 2 des Patents 1138 800. Existing of cooling pipes, operated with raw water cooling surface heat exchanger for carrying out a each cooling tube operating by means of one cleaning body purification process The invention relates to a group consisting of cooling tubes, operated with raw water cooling surface heat exchanger for carrying out the working by means of one keinigungskörpers each tube cleaning process , according to which each of these cleaning bodies is moved to and fro by switching the flow direction of the cooling water in the cooling tubes and cages for collecting the cleaning body are provided at both ends of each cooling tube, according to claim 2 of patent 1138 800.

Anspruch 1 des Hauptpatents betrifft ein Verfahren zur Reini ung von Oberflächenkondensatoren 9 & und anderen Oberflächen-Wärmeaustauschern mit Rohwasserkühlung, bei dem Reinigungskörper mittels des Kühlwasserstromes durch die Kühlrohre geführt werden, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß jedem Kühlrohr ein Reinigungskörper zugeordnet ist, welcher durch Umschaltung der Strömungsrichtung des Kühlwassers in den Kühlrohren hin- und herbewegt wird. Zur Ausführung dieses Verfahrens sind an beiden Enden eines jeden der innen alattwandigen Kühlrohre Käfige zur Aufnahme des beispielsweise aus einer Kugel oder einer zylindrischen Bürste bestehenden Reinigungskörpers angeordnet.Claim 1 of the main patent relates to a method for cleaning surface condensers 9 & and other surface heat exchangers with raw water cooling, in which cleaning bodies are passed through the cooling tubes by means of the cooling water flow, this method being characterized in that each cooling tube is assigned a cleaning body which is moved back and forth in the cooling pipes by switching the direction of flow of the cooling water. To carry out this method, cages are arranged at both ends of each of the internally aluminum-walled cooling tubes for receiving the cleaning body, which consists, for example, of a ball or a cylindrical brush.

Für Dampfkessel sind bereits mit Innenrippen versehene Rauchrohre bekannt, deren niedrig gehaltene Rippen mit abgerundeten Kanten versehen sind, um Ablagerungen von Ruß und Asche besser verhindern zu können. Auch ist ein Doppelrohr für Heizungs-oder Kühlzwecke bekanntgeworden, das mit Innenrippen versehen ist. Hierbei könnnen durch das innere oder durch das äußere Rohr Heizgase geleitet werden, während der andere Kanal jeweils als Dampferzeuger dient, wobei z. B. die mittels der Innenrippung entsprechend gewellte Außenwand eines Rohres als Wärmeabstrahler wirkt. An einem anderen bekannten Röhrenwärmeaustauscher weisen an den Rohrinnenseiten liegende rillenartige Erhebungen eine solche Form auf, daß die Oberflächenspannung des Kondensats eine Abnahme der Dicke der Kondensathaut in der Scheitelgegend der Erhebungen erzwingt.For steam boilers, smoke tubes are already provided with internal ribs known whose low ribs are provided with rounded edges to Better to prevent deposits of soot and ash. Also is a double pipe became known for heating or cooling purposes, which is provided with internal ribs. Heating gases can be passed through the inner or outer tube, while the other channel serves as a steam generator, with z. B. the means The corrugated outer wall of a tube as a heat radiator corresponding to the inner ribs works. On another known tubular heat exchanger, point on the inside of the tube lying groove-like elevations such a shape that the surface tension of the condensate a decrease in the thickness of the condensate skin in the apex of the Enforces surveys.

Es gibt ferner einen Wärmetauscher zur Kondensation des Abdampfes von Dampfturbinen, bei der von Luft durchströmte Rohre zur Erzielung eines guten Wärmeüberganges mit Innenrippen bildenden Einsätzen versehen sind. Diese Einsätze werden in sehr aufwendiger Weise durch Falten eines dünnen Weißbleches hergestellt und durch Verlöten mit dem Rohrkörper verbunden. Die zwischen den einzelnen Rippen liegenden Räume verengen sich nach der Rohrmitte hin, was für mit Luftkühlung arbeitende Kondensatoren bezüglich des Betriebes nicht hinderlich ist. Für den Durchfluß von Rohwasser sind aber ein derart ausgebildetes Wärmeaustauschrohr sowie auch ein mit üblichen Innenrippen versehenes Kondensatorrohr wegen der vorhandenen schmalen Durchgänge ungeeignet, da sich infolge der bei Rohwasser unvermeidlichen Ansätze an den Wandungen der schmalen Durchgänge die Wärmedurchgangswerte sehr verschlechtern und im übrigen die Reini-CY - der Rohre besonders umständlich ist. Insbeson-"ung dere muß für eine solche Reinigung der Betrieb des Kondensators jedesmal unterbrochen werden, was beispielsweise für einen Kraftwerksbetrieb eine beträchtliche Störung bedeutet.There is also a heat exchanger for condensing the exhaust steam from steam turbines, in which pipes through which air flows are provided with inserts that form inner ribs in order to achieve good heat transfer. These inserts are produced in a very complex way by folding a thin sheet of tin and connected to the pipe body by soldering. The spaces between the individual ribs narrow towards the middle of the pipe, which is not a hindrance to operation for condensers working with air cooling. For the flow of raw water, however, a heat exchange pipe designed in this way as well as a condenser tube provided with the usual inner ribs are unsuitable because of the narrow passages that are present, since the inevitable deposits on the walls of the narrow passages cause the heat transmission values to deteriorate considerably with raw water and the rest of the cleanliness. CY - the pipes are particularly cumbersome. In particular, the operation of the condenser must be interrupted each time for such a cleaning, which means, for example, a considerable disturbance for a power plant.

Wegen dieser Nachteile wurde bisher davon abgesehen, mit Rohwasser durchströmende Kühlrohre nuit stark ausgeprägten rippenartigen Erhebungen an den Innenseiten zu versehen, obgleich solche Berippungen zu einer Verbesserung des Wärmedurch ganges führen.Because of these disadvantages, raw water has not been used until now Cooling tubes flowing through have strongly pronounced rib-like elevations on the Inside to provide, although such ribs to improve the heat transfer ganges lead.

Nachdem nun das Verfahren gemäß dem Hauptpatent vorliegt, nach welchem mit Rohwasserkühlung arbeitende Wärineaustauscher ohne Betriebsunterbrechung gereinigt, d. h. die Rohrinnenwandungen von Ansätzen laufend frei gehalten werden können, wird in 'Weiterbildung des Gegenstandes dieses Hauptpatents gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, die Innenflächen der Kühlrohre mit an sich bekannten längs verlaufenden Rippen zu versehen, deren Stirn- und Seitenflächen in ihrer ganzen Erstreckung im steten Berührungsbereich der Reib-und Wirkflächen des Besatzes jedes Reinigungskörpers liegen.Now that the method according to the main patent is available, according to which heat exchangers operating with raw water cooling are cleaned without interrupting operation, i. H. the pipe inner walls can be kept free from approaches continuously, it is proposed in 'further development of the subject matter of this main patent according to the present invention to provide the inner surfaces of the cooling pipes with known longitudinal ribs, the end and side surfaces of which in their entire extent are in constant contact area the friction and active surfaces of the facing of each cleaning body lie.

Demnach ist jeder der Reinigungskörper im Profil des Querschnittsumfangs der Reibfläche des Besatzes dem Umfangsprofil der Innenwandung der Kühlrohre angepaßt.Accordingly, each of the cleaning bodies is in the profile of the cross-sectional circumference the friction surface of the facing adapted to the circumferential profile of the inner wall of the cooling tubes.

Durch die vorgeschlagene neue Bauweise der Innenverrippung der Kühlrohre ergeben sich neben dem Vorteil des höheren Wärmedurchgangs je Längeneinheit der Rohre, daß das Kühlsystein eines solchen Röhrenwärmeaustauschers bei gleicher Leistung mit bedeutend weniger Kühlrohren gebaut, also z. B. die Gesamtbauhöhe eines Kondensators gegenüber den anderen bekannten Bauarten wesentlich niedriger gehalten werden kann, die Vorzüge des Betriebes mittels des Rohwassers und der steten Sauberkeit der Kühlrohre ohne jegliche Unterbrechung des Betriebes, wobei außerdem die Betriebssicherheit für den Kondensationsablauf stets gewährleistet bleibt.The proposed new construction of the internal ribbing of the cooling tubes results in addition to the advantage of the higher heat transfer per unit length of the tubes that the cooling system of such a tubular heat exchanger is built with significantly fewer cooling tubes for the same performance, so z. B. the overall height of a condenser compared to the other known types can be kept much lower, the advantages of operating by means of the raw water and the constant cleanliness of the cooling pipes without any interruption of operation, and the operational reliability of the condensation process is always guaranteed.

Der zylindrische Kein des verwendeten Reinigungskörpers ist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung mit einem aus Borsten oder Schaumstoff oder sonstigen geeignetem Reibstoff bestehenden Besatz versehen, der sich entsprechend den vorhandenen Erhebungen und Vertiefungen der Innenwandung der Rohre soweit erstreckt, daß die Reibflächen des Besatzes stets die Innenflächen der Kühlrohre in reinigender Weise berühren und an diesen entlanggleiten. Eine weitere Ausgestaltung des Reinigungskörpers geht gemäß der Erfindung dahin, dessen Kein in seinem Querschnitt der Profilform der Rohrinnenwand so weit anzupassen, daß der Besatz des Kerns mit Borsten oder Schaumstoff in gleichbleibender Stärke und von solcher Dicke ausgeführt wird, daß wiederum sämtliche Flächen der Erhebungen und Vertiefungen der Rohrinnenwand von der Reibfläche des Besatzes bestrichen werden, Ein solcher Besatz kann auf den Kein aufgeklebt oder auch über den Kein als schlauchähnliches Gebilde gezogen sein.The cylindrical none of the cleaning body used is after one Another proposal of the invention with one made of bristles or foam or other suitable friction material provided, which corresponds to the existing Elevations and depressions of the inner wall of the tubes extends so far that the Friction surfaces of the trim always clean the inner surfaces of the cooling tubes touch and slide along them. Another embodiment of the cleaning body goes according to the invention, its none in its cross-section of the profile shape to adapt the pipe inner wall so far that the core is filled with bristles or Foam is carried out in a constant thickness and of such a thickness that in turn, all surfaces of the elevations and depressions of the pipe inner wall of the friction surface of the facing, such a facing can be applied to the no glued on or drawn over the no as a hose-like structure.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung.Further details of the invention emerge from the drawing and the description below.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch ein Kühlrohr mit eingesetztem, einen zylindrischen Kein aufweisenden Reinigungskörper und F i g. 2 einen gleichartigen Querschnitt für einen Reinigungskörper, dessen Kein der Innenrohrwandung angenähert bzw. angepaßt ist.In the drawing, two exemplary embodiments of the invention are shown schematically, namely FIG. 1 shows a cross section through a cooling tube with an inserted, cylindrical cleaning body having no cleaning element, and FIG. 2 shows a similar cross section for a cleaning body, the none of which is approximated or adapted to the inner tube wall.

Das Kühlrohr 1 gemäß F i g. 1 weist Erhebungen 2 und Vertiefungen 3 auf, aus denen die Längsrippen der Rohrinnenwand des Rohres 1 gebildet sind, die wiederum die erstrebte und erzielte Erhöhung des Wärmedurchganges je Kühlrohr-Längeneinheit bewirken. Diese längsverlaufenden Erhebungen 2 bzw. Vertiefungen 3 können in zweckmäßiger Weise durch Verformung des Rohrkörpermantels bei der Rohrherstellung gebildet sein. Die Rohrübergänge zwischen den Erhebungen und Vertiefungen sind dabei so abgerundet und die sich daraus ergebenden Flächen der Rohrinnenwand so zur Rohrlängsachse gelegen, daß sie immer dein unmittelbaren Wirkbereich der Reibflächen des Reinigungskörpers ausgesetzt sind, dessen Kern 4 in diesem Falle einen zylindrischen Querschnitt aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der die Reinigung ausführende Besatz des Reinigungskörpers von längeren Borstenbüscheln 5 für die Vertiefungen 3 und von kürzeren Borstenbüscheln 6 für die Erhöhungen 2 der Rohrinnenwand gebildet, wobei die Borsten in ihrer Länge zweckmäßigerweise so zugeschnitten sind, daß ein stetes Bestreichen der Innenfläche des Rohres gewährleistet ist. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, an Stelle der Rohrbüschel 5 und 6 ein Schaumstoffpolster auf den Kern 4 aufzubringen, dessen Stärke bzw. Profil dem Gesamtprofil der Borstenbüschel längs des äußeren Umfanges entsprechen muß.The cooling tube 1 according to FIG. 1 has elevations 2 and depressions 3 , from which the longitudinal ribs of the tube inner wall of the tube 1 are formed, which in turn bring about the desired and achieved increase in the heat transfer per cooling tube length unit. These longitudinal elevations 2 or depressions 3 can be formed in an expedient manner by deforming the tubular body jacket during the manufacture of the tube. The pipe transitions between the elevations and depressions are so rounded and the resulting surfaces of the pipe inner wall so located to the pipe longitudinal axis that they are always exposed to the immediate effective area of the friction surfaces of the cleaning body, the core 4 of which has a cylindrical cross-section in this case. In this embodiment, the cleaning-performing trimming of the cleaning body is formed by longer tufts of bristles 5 for the depressions 3 and shorter tufts of bristles 6 for the elevations 2 of the inner tube wall, the bristles being appropriately cut in length so that a constant brushing of the inner surface of the Rohres is guaranteed. It is also within the scope of the invention, instead of the tube tufts 5 and 6 , to apply a foam pad to the core 4, the thickness or profile of which must correspond to the overall profile of the bristle tufts along the outer circumference.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 ist wiederum mit 1 der Kühlrohrkörper und mit 2 und 3 sind die Erhebungen bzw. Vertiefungen benannt, aus denen sich die Rohrinnenwand zusammensetzt. Der Kern 7 des in diesem Falle verwendeten Reinigungskörpers hat ebenfalls, im Querschnittsumfang betrachtet, Erhebungen 8 und Vertiefungen 9, die den Vertiefungen 3 und Erhebungen 2 der Rohrinnenwand angenähert und/oder so angepaßt sind, daß ein gleichmäßiger Abstand für die Aufbringung und Befestigung des aus Borsten oder Schaumstoff bestehenden Besatzes 10 verbleibt, dessen Reibfläche dann zwecks Durchführung der Reinigung mit den gesamten Innenflächen des Kühlrohres zumAnliegen kommt. Dieser Besatz kann aus einem schlauchartigen Träger 11 gebildet sein, der über den Kein 7 gezogen wird und an seinem äußeren Umfang mit Borsten 12 oder einer sonstigen Reibschicht versehen ist, dessen Reibfläche die Reinigung der Rohrinnenwand dann bewirkt. Es ist auch möglich, einen solchen Besatz aufzukleben oder durch geeignete Mittel mit dem Kern des Rohrkörpers zu verheften.In the embodiment according to FIG. 2 is in turn with 1 the cooling tube body and with 2 and 3 the elevations or depressions are named, from which the pipe inner wall is composed. The core 7 of the cleaning body used in this case also has, viewed in the cross-sectional circumference, elevations 8 and depressions 9, which approximate the depressions 3 and elevations 2 of the pipe inner wall and / or are adapted so that a uniform distance for the application and attachment of the The bristle or foam facing 10 remains, the friction surface of which then comes into contact with the entire inner surfaces of the cooling tube for the purpose of cleaning. This trim can be formed from a hose-like carrier 11 , which is pulled over the groove 7 and is provided on its outer circumference with bristles 12 or some other friction layer, the friction surface of which then effects the cleaning of the inner wall of the pipe. It is also possible to glue such a trim or to tack it to the core of the tubular body by suitable means.

Claims

Claims: 1. For cooling tubes existing functioning on raw water cooling surface heat exchanger to the feedthroughs of the working means of a respective cleaning member each tube cleaning procedure by which any of these cleaning body reciprocated by switching the flow direction of the cooling water in the cooling tubes is reciprocated, and at both ends each cooling tube cages are provided for collecting the cleaning body, k ennzeichnet according to claim 2 of the patent 1,138,800, characterized g e that the inner surfaces of the cooling tubes (1) known with at longitudinally extending ribs are provided, and the end and side surfaces of these ribs (2) The cleaning bodies (4 and 7) lie in their entire extent in the contact area of the friction and active surfaces of the facing (5, 6 or 10).

2. Cooling tube for surface heat exchanger according to claim 1, characterized in that its individual longitudinal elevations located on the inside of the tube are formed by deformation of the tube body material known per se. 3. Cleaning body for surface heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that its core (4) is cylindrical and the trim applied to the core (5, 6) consists of bristles or foam and has a profile with its friction surface , which corresponds to the circumferential profile of the inner wall of the cooling tube. 4. Cleaning body for surface heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that its no (7) is provided with the circumferential profile of the cooling tube inner wall approximated elevations in such a way that the applied to these elevations, substantially uniformly thick trim (10) with his Friction surface brushes the entire surface of the inner wall of the cooling tube. 5. cleaning body for surface heat exchangers according to claim 1 to 4, characterized in that the trim (5, 6 or 10) with the cylindrical (4) or profiled None (7) is connected by hose-like covering or by gluing or by tacking . Documents considered: German Patent No. 852 544; French Patent Nos. 1161 843, 362 995; British Patent No. 818,560; U.S. Patent No. 1921927.