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Reinigungsvorrichtung für Röhren-Wärmetauscher Die Erfindung betrifft
eine Reinigungsvorrichtung für Röhren-Wärmetauscher mit einer die Kühlwasserzuleitung
darstellenden Zulaufleitung, mit einer Ablaufleitung, einem in der Zulaufleitung
angeordneten Verteiler für Kautschukreinigungskügelchen, einer in der Ablaufleitung
vorgesehenen Auffangvorrichtung zum Sammeln der Kügelchen, einem mit dem Verteiler
verbundenen Sammelbehälter und einem Abscheider, welcher mit dem Sammelbehälter
verbunden ist und mit einer die Kügelchen durch den Verteiler in die Zulaufleitung
fördernden Umwälzpumpe.
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Durch Kondensatoren wird bei Dampfkraftmaschinen der Abdampf kondensiert,
indem durch eine Anzahl von Rohrgruppen Kühlwasser geleitet wird. Hierbei ist eine
große Menge an Kühlwasser, z. B. Fluß- oder Seewasser erforderlich, welches durch
Kühlwasserpumpen gefördert werden muß. Für die Kühlwasserkanäle sind Mittel zur
Beseitigung der Verunreinigung vorgesehen, jedoch ist eine voll= kommene Reinigung
kaum zu erreichen. Das Wasser enthält im allgemeinen winzige Fremdstoffe, welche
sich bei längerem Betrieb an den Wandungen der Rohre eines Kondensators ansammeln.
Selbst wenn eine nur geringe Menge solcher Verunreinigungen an den Rohrwandungen
haftenbleibt, wird dadurch die Wärmedurchgangszahl herabgesetzt. Ebenso nimmt die
manometrische Förderhöhe für das durchlaufende Kühlwasser zu, so daß angestrebt
wird, die Rohre. stets möglichst rein zu halten.
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Eine bekannte Reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Gattung
ist so aufgebaut, daß die Kautschukkügelchen vor dem Wassereintritt in den Kondensator
in das Kühlwasser eingeschleust und durch die Rohre hindurchgespült werden, worauf
sie hinter der Wasseraustrittskammer aufgefangen und in die Aufgabestelle zurückgeführt
werden; es findet also ein Umlauf der Kautschukkügelchen statt. Hierbei verwendet
man zum Umlauf der Kautschukkügelchen eine Umwälzpumpe, welche die Kautschukkügelchen
zusammen mit einem Teil des Kühlwassers fördert. Dadurch ergeben sich jedoch Störungen,
da der Querschnitt für den Wasserdurchlauf am Schaufelrad der Umwälzpumpe, wenn
auch die Kautschukkügelchen hindurchfließen müssen, beschränkt ist. Das bereitet
Schwierigkeiten bei der Konstruktion der Umwälzpumpe und führt außerdem zu einem
großen Verschleiß an Kautschukkügelchen. Weiterhin ergibt sich der Nachteil, daß
bei Ausfall oder Reparatur der Umwälzpumpe die ganze Reinigungsvorrichtung funktionsunfähig
ist.
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Weiterhin ist eine Reinigungsvorrichtung zur Reinhaltung flüssigkeitsbespülter
Flächen in Wärmetauscheranlagen bekannt, bei welcher zwei parallel angeordnete Schwebekörperbehälter
zwischen Zu-und Ablauf angeordnet sind. Durch periodisch umstellbare Wechselventile
wird die Strömungsrichtung in jedem Behälter jeweils umgekehrt. Bei dieser Anordnung
ist keine eigene Umwälzpumpe nötig, sondem die von der Kühlwasserpumpe verursachten
Druckunterschiede werden zum Rückfördern der Schwebekörper benutzt. Wenn nun der
Wärmetauschvorgang zwischen Dampf und Kühlwasser in dem Wärmetauscher bei geringer
Durchsatzmenge stattfindet, d. h. bei geringer Kühlwasserdurchflußmenge, ist die
Druckdifferenz zwischen der Zulaufleitung und der Ablaufleitung gering. Entsprechend
stark verkleinert sich dann die Druckdifferenz zwischen den mit den Schwebekörperbehältern
verbundenen Leitungen, und das Rückschleusen der Schwebekörper zur Zulaufleitung
wird damit erschwert und verringert.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Reinigungsvorrichtung
zu schaffen, bei welcher ein zuverlässiger und lastunabhängiger Umlauf der Kautschukkügelchen
gegeben ist, ohne daß diese dabei die vorgesehene Umwälzpumpe durchlaufen müssen.
Die Vorrichtung soll einfach aufgebaut und leicht zu warten sein, und es soll an
Stelle einer Spezialkonstruktion eine handelsübliche Umwälzpumpe verwendet werden
können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Sammelbehälter mit dem Abscheider über ein Rückschlagventil in Verbindung steht
und die Umwälzpumpe mittels einer aufgezweigten Druckleitung abwechselnd an den
Sammelbehälter und den Abscheider anschließbar ist und durch die Saugleitung mit
der Zulaufleitung verbunden ist.
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Dadurch ergibt sich der Vorteil, den Wärmetauscher bei jeder Belastung,
bei hoher und bei niedriger Durchsatzmenge, unter voller Wirkung des Reinigungsvorganges
betreiben zu können. Die Reinigungsvorrichtung ist also völlig lastunabhängig. Die
Gefahr der Beschädigung der Kautschukkügelchen ist entscheidend verringert. Die
Leistung der Pumpe kann - da das Schaufelrad nicht mehr mit Rücksicht auf den Durchgang
der Kautschukkügelchen bemessen werden muß - vorteilhafterweise sehr klein gewählt
werden.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist in der Zulaufleitung zwischen
dem Verteiler und der Abzweigung der Saugleitung eine Drosselvorrichtung angeordnet
und zwischen der Saugleitung und der Druckleitung eine die Umwälzpumpe überbrückende
Umlaufleitung vorgesehen. Dadurch kann bei Ausfall der Umwälzpumpe durch Betätigen
des Drosselventils und entsprechend in den Druckleitungszweigen vorgesehener Ventile
dem Sammelbehälter und dem Abscheider abwechselnd Kühlwasser zugeführt und so dem
Verteiler die Kautschukkügelchen zugeleitet werden. Der Umlauf der Kautschukkügelchen
kann so selbst im Fall einer Betriebsstörung in der Umwälzpumpe zu einem Mindestmaß
erhalten werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt ein Schema der Anordnung
der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung.
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Die Zulaufleitung, welche die Kühlwasserzuleitung aus einem Fluß oder
aus dem Meere darstellt, ist mit 1 bezeichnet. 2 ist die von dem Kondensator
3 abgehende Ablaufleitung. Der Kondensator 3 ist mit den Kühlwasser-Rohrbündeln
6 versehen, die sich in dem Dampfraum 8 befinden, der an den Abdampfstutzen einer
Niederdruck-Dampfturbine angeschlossen ist, wobei das Kühlwasser durch die Rohre
6 strömt. 4 ist eine Eintrittswasserkammer, die an die Zulaufleitung 1 angeschlossen
ist, während 5 eine Austrittswasserkammer ist, angeschlossen an die Ablaufleitung
2 für das Kühlwasser. 7 ist eine quer angeordnete Wasserkammer, welche die einzelnen
Rohrbündel miteinander und ebenso die Eintrittskammer 4 mit der Austrittskammer
5 verbindet. Diese Ausführung entspricht soweit einer allgemeinen Kondensatorkonstruktion.
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Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung soll nun die Kühlwasserkanäle
in einem Kondensator der obigen Konstruktion durchspülen und fegen; sie ist folgendermaßen
konstruiert: 9 ist ein Verteiler zur Einführung der Kautschukkügelchen in die Zulaufleitung
1; 10 ist eine Auffangvorrichtung zum Auffangen der Kautschukkügelchen, nachdem
dieselben die Kondensatorrohre passiert haben. Diese Auffangvorrichtung besteht
aus einem Drahtgewebe oder aus gelochten Blechen und hat die Form eines Trichters,
der mit seinem unteren Ende an ein Rohr 23 zur Abführung der Kautschukkügelchen
angeschlossen ist. 11 ist ein Abscheider, der mit dem Sammler 10 durch das Verbindungsrohr
23 verbunden ist. In diesem Abscheider befindet sich eine Filterplatte zur Abscheidung
des Kühlwassers; er ist durch ein Ablaufrohr 24 an die Ablaufleitung 2, durch ein
Rohr 25 an eine Umwälzpumpe 13 sowie durch ein Rückschlagventil 16 an einen Sammelbehälter
12 angeschlossen, welcher die Kautschukkügelchen speichert bevor dieselben in den
Verteiler gelangen. Dieser Sammelbehälter 12 ist mittels eines Rückschlagventils
17, eines Rohres 26 und eines Absperrventils 21 an die Umwälzpumpe 13 angeschlossen,
damit diese kaltes Druckwasser in den Sammelbehälter fördern und die Kautschukkügelchen
unter Druck dem Verteiler 9 zuführen kann, von wo aus die Kügelchen in die Zulaufleitung
1 gelangen. Der Sammelbehälter 12 ist mit einem Verschlußdeckel versehen, um die
Beschau bzw. den Austausch der darin befindlichen Kautschukkügelchen zu erleichtern,
also durch Abnahme des Deckels, wenn die Reinigungsvorrichtung außer Betrieb ist.
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13 ist die Umwälzpumpe zur Förderung des die Kautschukkügelchen transportierenden
Kühlwasserteilstroms; zum entsprechenden Leiten des Stromes dienen die einzelnen
Rückschlagventile 14, 15, 16,17 und 18 sowie die Absperrventile 19, 20, 21 und 22.
Die Umwälzpumpe ist mit ihrem Saugstutzen an die Saägleitung 27 mit ihrem Druckstutzen
über die Absperrventile 22 und 21 an die Rohre 25 bzw. 26 angeschlossen. Wenn nun
das Ventil 21 geöffnet und das Ventil 22 geschlossen ist, dann gelangt das durch
die Umwälzpumpe 13 geförderte Kühlwasser durch das Rohr 26 hindurch in den Sammelbehälter
12 und mitsamt den in dem letzteren befindlichen Kautschukkügelchen in den Verteiler
9 sowie von dem letzteren in die Zulaufleitung 1; der Rückfluß wird durch ein Rückschlagventil
14 verhindert.
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In dieser Betriebsphase gelangen in den zu dieser Zeit von der Umwälzpumpe
getrennten Abscheider 11, welcher von der Auffangvorrichtung 10 her mit Kühlwasser
gespeist wird, die aus der Ablaufleitung 2 mittels der Auffangvorrichtung
10 aufgefangenen Kautschukkügelchen durch das Verbindungsrohr 23 hindurch,
wobei die Kügelchen in dem Abscheider zurückgehalten werden, während das Kühlwasser
durch das Ablaufrohr 24 und das Absperrventil 28 zu der Ablaufleitung 2 zurückkehrt.
Das Verbindungsrohr 23, der Abscheider 11 und das Ablaufrohr 24 bilden zu der Ablaufleitung
2 ein Nebenwegsystem. Sollen die im Abscheider angesammelten Kautschukkügelchen
wieder in Umlauf gebracht werden, wird das im Rohr 26 angeordnete Absperrventil
21 geschlossen und das im Rohr 25 vorgesehene Absperrventil 22 geöffnet, während
das im Ablaufrohr 24 liegende Absperrventil 28 geschlossen wird. Das Kühlwasser
wird nun von der Umwälzpumpe 13 in den Abscheider 11 gefördert, wobei die
in dem letzteren befindlichen Kautschukkügelchen durch den Druck des Kühlwassers
durch das Rückschlagventi116 in den Sammelbehälter 12 gedrückt werden, wobei ein
Teil derselben bis in das Verteilerrohr 9 gelangen kann; in diesem Fall ist die
Wasserzufuhr zu den Rohren 26 und 23 durch die Rückschlagventile 17 und 15 gesperrt.
Während dieses Vorganges ist das Nebenwegsystem außer Betrieb, jedoch hält das Auffangen
der Kügelchen durch die Auffangvorrichtung 10 an. Wenn alle Kautschukkügelchen
aus dem Abscheider 11 in den Sammelbehälter 12 gedrückt worden sind, wird
das Absperrventil
21 geöffnet, während das Absperrventil 22 geschlossen
wird, worauf, wie vorstehend beschrieben, der Betrieb für Verteilung und Auffangen
der Kautschukkügelchen fortgesetzt werden kann.
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Bei der vorstehend angegebenen Ausführung erfolgte die Verteilung
der Kautschukkügelchen nur durch das von der Umwülzpumpe 13 geförderte Kühlwasser.
Wenn zusätzlich in die Zulaufleitung 1 ein Drosselventil 29 zwischen den
Anschlußstellen für den Verteiler 9 und die Saugleitung 27 zur Drosselung des Kühlwasserstroms
eingebaut ist, kann man den sich ergebenden Druckunterschied zum Fördern der Kautschukkügelchen
ausnutzen und im Falle einer Betriebsstörung die Umwälzpumpe umgehen. In diesem
Fall strömt das Kühlwasser aus der Saugleitung 27 durch eine Umlaufleitung 30 und
die Absperrventile 20 sowie 22 bzw. 21 zum Abscheider 11 oder Sammelbehälter
12.