DE19706307A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung eines Behälters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung eines Behälters unter Einsatz eines fluiden Reinigungsmittels sowie ein Verfahren hierzu. Ein solcher Behälter kann etwa ein Dampferzeuger in einem Kraftwerk sein.

Es ist bekannt, daß sich in Dampferzeugern nach längerem Be­ trieb Ablagerungen etwa aus Kupfer, Eisen oder Blei sowie de­ ren Verbindungen bilden, die u. a. den Wärmeübergang behindern und die Korrosion steigern. Es sind hierzu mehrere Reini­ gungsverfahren bekannt geworden, welche zum Entfernen der Ab­ lagerungen verschiedenartige chemische Reinigungsmittel zur Verfügung stellen. In der deutschen Offenlegungsschrift DE 35 13 676 A1 wird ein Verfahren zum chemischen Auflösen von Kupferverbindungen beschrieben. Die Europäische Patentan­ meldung 0 273 182 A1 lehrt ein Verfahren zum chemischen Auf­ lösen von Eisenoxidverbindungen durch eine Säure. Metalli­ sches Blei wird gemäß der deutschen Patentschrift DE 43 08 209 C2 durch Oxidation mit einem sauerstoffhaltigen Gas und anschließende Komplexbildung in wäßriger Lösung ent­ fernt. Derartige Reinigungsverfahren sind in ihrer Wirkung immer dann nicht sehr effizient, wenn man sich darauf be­ schränkt das Reinigungsmittel nach dem Einbringen in den Be­ hälter während einer gewissen Verweildauer im Behälter che­ misch wirken zu lassen und anschließend wieder aus dem Be­ hälter zu entfernen.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereit zustellen, die die Reinigungsleistung von Verfahren zur Reinigung von Behältern unter Einsatz fluider Reinigungsmittel steigern. Diese Steigerung soll auf einfache Weise und kostengünstig realisiert werden. Das Verfahren und die Vorrichtung sollen insbesondere zur Reinigung von Dampf­ erzeugern in Kraftwerken einsetzbar sein.

Die Aufgabe eine Vorrichtung anzugeben, wird gemäß der Erfin­ dung durch eine Vorrichtung zur Reinigung eines Behälters un­ ter Einsatz eines fluiden Reinigungsmittels gelöst, welche gekennzeichnet ist durch

• (a) eine Eintrittsöffnung für die Zufuhr des Reinigungsmit­ tels,
• (b) einen Anschluß zur Zufuhr eines unter Druck stehenden Fluides,
• (c) eine mit der Eintrittsöffnung und dem Anschluß in Verbin­ dung stehende Beschleunigungsstrecke zur Beschleunigung des Reinigungsmittels durch das Fluid,
• (d) eine Austrittsöffnung der Beschleunigungsstrecke zum ge­ meinsamen, mittelbaren oder unmittelbaren Einleiten des Fluids und des beschleunigten Reinigungsmittels in den zu reinigenden Behälter.

Der Vorteil einer solchen Vorrichtung besteht darin, daß das Reinigungsmittel im Behälter in Bewegung versetzt wird. Die zu reinigenden Teile des Behälters werden deshalb ständig von neuem mit Reinigungsmittel benetzt und das Reinigungsmittel gelangt auch an Stellen im Behälter, an welche ein ruhendes Reinigungsmittel nicht gelangt wäre. Die Effizienz des Reini­ gens von Behältern wird somit vorteilhaft gegenüber der bis­ herigen Vorgehensweise gesteigert.

Um der Vorrichtung eine praktikable Form zu verleihen und um die Beschleunigungswirkung zu optimieren, sieht eine vorteil­ hafte Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung vor, daß an der Eintrittsöffnung und an dem Anschluß jeweils min­ destens ein Rohr zum Transport des Fluides zur Beschleuni­ gungsstrecke und mindestens ein Rohr zum Transport des Reini­ gungsmittels zur Beschleunigungsstrecke enden. Besonders wir­ kungsvoll kann der Erfindungsgegenstand dadurch ausgestaltet werden, daß das Rohr zum Transport des Fluides im Innenraum des dem Transport des Reinigungsmittels dienenden Rohres an­ gebracht ist. Es ist aber ebenfalls denkbar, das Rohr zur Be­ förderung des Reinigungsmittels im Innenraum des dem Trans­ port des Fluides dienenden Rohres anzubringen. Eine weitere Steigerung der Beschleunigungswirkung und damit der Reini­ gungseffizienz läßt sich dadurch erreichen, daß mindestens eines der Rohre an dem zur Austrittsöffnung hinweisenden Ende im Durchmesser verengt ist. Gemäß dem Prinzip einer Düse läßt sich hiermit eine besonders hohe Austrittsgeschwindigkeit des Reinigungsmittels erzielen. Mit der gleichen Absicht sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, die Austrittsöffnung der Vorrichtung als Düse auszubilden.

In einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Vorrichtung wird ein Fluid mit einem Sauerstoffgehalt von bis zu 100% eingesetzt. Dadurch wird die Oxidation zu beseitigender me­ tallischer Ablagerungen verbessert und beschleunigt. Dies ist besonders dann von Bedeutung, wenn das Reinigungsmittel die entstehenden Metalloxide leichter lösen kann als die Metalle selbst.

Eine für den praktischen Einsatz der Vorrichtung besonders bedeutsame Weiterbildung besteht darin, daß eine Einrichtung zur vollständigen oder teilweisen Rückführung des bereits einmal zu den zu reinigenden Behälterteilen gelangten Reini­ gungsmittels zu der Eintrittsöffnung vorgesehen ist. Damit läßt sich die zum Reinigen eines bestimmten Behälters nötige Menge an Reinigungsmittel eingrenzen bzw. reduzieren.

Die Reinigungsleistung des eingesetzten Reinigungsmittels kann grundsätzlich auf mechanischen oder auf chemischen Ursa­ chen beruhen. Besonders hartnäckige Ablagerungen in Behältern lassen sich bevorzugt dadurch entfernen, daß das Reinigungs­ mittel im wesentlichen aus einer Flüssigkeit mit chemischer Reinigungswirkung besteht. Hierfür kommen insbesondere Flüs­ sigkeiten in Frage, die zur chemischen Entfernung von Kup­ fer-, Blei- und/oder Eisenablagerungen geeignet sind.

Insbesondere wenn eine Rückführung des bereits einmal in den Behälter gelangten Reinigungsmittels zur Eintrittsöffnung vorgesehen ist, ist es vorteilhaft, die Vorrichtung - oder Teile hiervon - fest in den Behälter zu integrieren. Anderer­ seits kann der Fall eintreten, daß Teile der Vorrichtung im Normalbetrieb des Behälters stören. Besonders dann ist es vorteilhaft, daß die Vorrichtung oder einige ihrer Bestand­ teile über mindestens ein Dichtungselement mit dem Behälter in Verbindung stehen und vom Behälter abnehmbar und nur zu Reinigungszwecken an diesen ansetzbar sind.

Die auf ein Reinigungsverfahren bezogene Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zur Reinigung eines Behäl­ ters gelöst, bei dem das Reinigungsmittel durch ein unter Druck stehendes Fluid beschleunigt in den Behälter einge­ speist wird. Ein solches Verfahren läßt sich für den Einsatz in der Praxis besonders effizient dadurch gestalten, daß das in den Behälter eingespeiste Reinigungsmittel vollständig oder teilweise abgeleitet und erneut eingespeist wird. Damit läßt sich das Reinigungsverfahren als closed-cycle-Verfahren ausgestalten, bei dem die notwendige Menge an Reinigungsmit­ tel minimiert wird.

Die chemische Reinigungswirkung des Verfahrens kann vorteil­ haft dadurch beeinflußt werden, daß ein Fluid mit einem Sau­ erstoffgehalt von bis zu 100% verwendet wird. Das Verfahren wird bevorzugt mit einem Reinigungsmittel durchgeführt, wel­ ches eine Flüssigkeit mit chemischer Reinigungswirkung ist. Insbesondere richtet sich die chemische Wirkung auf die Ent­ fernung von Kupfer-, Blei- und/oder Eisenablagerungen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbei­ spiele in zwei Zeichnungen dargestellt und anschließend be­ schrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Reinigung eines Behälters, die mit allen Bestandteilen vom Behälter abnehmbar ist, und

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Reinigung eines Behälters, welche mit einigen ihrer Bestandteile in den Behäl­ ter integriert ist.

Beide Zeichnungen bilden einen Querschnitt senkrecht zur Längsachse eines als zylindrisch angenommenen Behälters ab. Die Fig. 1 gibt in stark schematisierter Form eine abnehm­ bare Reinigungsvorrichtung wieder, und zwar in einem Zustand vor dem Ansetzen an die Behälterwand 8. Die Figur zeigt eine Eintrittsöffnung 1 für die Zufuhr des Reinigungsmittels und einen Anschluß 2 zur Zufuhr des unter Druck stehenden Flui­ des. Über zwei Rohre 5, 6 gelangen Reinigungsmittel und Fluid zur Beschleunigungsstrecke 3. Dort findet eine Impulsübertra­ gung vom Fluid auf das Reinigungsmittel statt und beide ver­ lassen die Beschleunigungsstrecke 3 durch eine Austrittsöff­ nung 4. Der aus der Öffnung 4 austretende Massenstrom kann direkt auf die zu reinigenden Behälterteile gerichtet werden, oder aber es sind zusätzliche - nicht dargestellte - Mittel vorgesehen, um den Massenstrom zu den zu reinigenden Behäl­ terteilen zu leiten. In der Fig. 1 ist das dem Transport des Fluides dienende Rohr 6 innerhalb des das Reinigungsmittel transportierenden Rohres 5 angebracht. Das innere Rohr 6 ist auf dem der Beschleunigungsstrecke 3 zugewandten Ende im Durchmesser verjüngt. Dadurch läßt sich die Geschwindigkeit des in die Beschleunigungsstrecke 3 einströmenden Fluides er­ höhen. Zur Durchführung des Reinigungsvorgangs wird die ge­ zeichnete Vorrichtung durch eine Öffnung in der Behälter­ wand 8 in den zu reinigenden Behälter eingebracht. Eine Dich­ tung 7 verhindert das Auslaufen von Reinigungsflüssigkeit und Fluid aus dem Behälter.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung ge­ mäß der Erfindung skizziert, bei dem Teile der Vorrichtung im Inneren des Behälters angebracht sind. Eine solche Ausgestal­ tung ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine Einrichtung zur Rückführung des bereits einmal an die zu reinigenden Be­ hälterstellen gelangten Reinigungsmittels zur Eintrittsöff­ nung 1 vorgesehen ist (Ansprüche 8 und 14). Das neu zuge­ führte oder bereits einmal verwendete Reinigungsmittel wird nach Eintritt durch eine Öffnung 1 zur Beschleunigungs­ strecke 3 geleitet. Das durch den Anschluß 2 und das Rohr 6 zur Beschleunigungsstrecke 3 gelangende Fluid trifft im ge­ zeichneten Beispiel seitlich auf das der Beschleunigungs­ strecke 3 zugeführte Reinigungsmittel. Das das Fluid beför­ dernde Rohr 6 ist vor der Beschleunigungsstrecke 3 als Konus mit Öffnung ausgebildet. Der Durchmesser der Austrittsöff­ nung 4 der Beschleunigungsstrecke 3 ist wie bei einer Düse verkleinert. Diese Maßnahmen bewirken, daß das Reinigungsmit­ tel und das Fluid die Austrittsöffnung 4 mit erhöhter Ge­ schwindigkeit verlassen. Die dem Transport des Reinigungsmit­ tels dienenden Bestandteile der Vorrichtung sowie die Be­ schleunigungsstrecke 3 und die Austrittsöffnung 4 sind im ge­ zeichneten Beispiel in den Behälter integriert. Lediglich die zur Zufuhr des Fluids benötigten Teile 2,6 werden zum Zwecke der Reinigung - unter Zuhilfenahme einer Dichtung 7 - in eine Öffnung in der Behälterwand 8 eingeführt.

Claims (17)

1. Vorrichtung zur Reinigung eines Behälters, insbesondere eines Dampferzeugers in Kraftwerken, unter Einsatz eines fluiden Reinigungsmittels, gekennzeichnet durch jeweils mindestens

• (a) eine Eintrittsöffnung (1) für die Zufuhr des Reini­ gungsmittels,
• (b) einen Anschluß (2) zur Zufuhr eines unter Druck stehen­ den Fluides,
• (c) eine mit der Eintrittsöffnung (1) und dem Anschluß (2) in Verbindung stehende Beschleunigungsstrecke (3) zur Beschleunigung des Reinigungsmittels durch das Fluid,
• (d) eine Austrittsöffnung (4) der Beschleunigungsstrecke (3) zum gemeinsamen, mittelbaren oder unmittelbaren Einleiten des Fluids und des beschleunigten Reinigungs­ mittels in den zu reinigenden Behälter.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ein­ trittsöffnung (1) und an dem Anschluß (2) jeweils mindestens ein Rohr (6) zum Transport des Fluides zur Beschleunigungs­ strecke (3) und mindestens ein Rohr (5) zum Transport des Reinigungsmittels zur Beschleunigungsstrecke (3) enden.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (5) zum Transport des Reinigungsmittels im Innenraum des dem Transport des Fluides dienenden Rohres (6) angebracht ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (6) zum Transport des Fluides im Innenraum des dem Transport des Reinigungsmittels dienenden Rohres (5) angebracht ist.

5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Rohre (5, 6) an dem zur Austrittsöffnung (4) hinwei­ senden Ende im Durchmesser verengt ist.

6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ trittsöffnung (4) als Düse ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid einen Sauerstoffgehalt von bis zu 100% aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ein­ richtung zur vollständigen oder teilweisen Rückführung des bereits einmal zu den zu reinigenden Behälterteilen gelangten Reinigungsmittels zu der Eintrittsöffnung (1) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reini­ gungsmittel eine Flüssigkeit mit chemischer Reinigungswirkung ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssig­ keit zur chemischen Entfernung von Kupfer-, Blei- und/oder Eisenablagerungen geeignet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder mehrere ihrer Bestandteile fest im Behälter integriert sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder mehrere ihrer Bestandteile über mindestens ein Dichtungsele­ ment (7) mit dem Behälter in Verbindung stehen und vom Behäl­ ter abnehmbar und nur zu Reinigungszwecken an diesen ansetz­ bar sind.

13. Verfahren zur Reinigung eines Behälters, insbesondere ei­ nes Dampferzeugers in Kraftwerken, unter Einsatz eines flui­ den Reinigungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß das Reini­ gungsmittel durch ein unter Druck stehendes Fluid beschleu­ nigt in den Behälter eingespeist wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Behälter eingespeiste Reinigungsmittel vollständig oder teil­ weise abgeleitet und erneut eingespeist wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid einen Sauerstoffgehalt von bis zu 100% aufweist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Rei­ nigungsmittel eine Flüssigkeit mit chemischer Reinigungswir­ kung ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssig­ keit zur chemischen Entfernung von Kupfer-, Blei- und/oder Eisenablagerungen geeignet ist.