DE19960462C2 - Verfahren zur Wiederholungsdruckprüfung von Doppelrohrsicherheitswärmeübertragern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiederholungsdruckprüfung von Doppelrohr-Sicherheitswärmeübertragern.

Es ist bekannt, Wärmeübertrager anlässlich einer wiederholenden Prü­ fung auf Druckfestigkeit vom Mantelraum und/oder vom Rohrraum her auf den zulässigen Druck mit einem ungefährlichen Medium abzudrücken (Betriebsvorschrift bei deutschen Gasversorgungsunternehmen). Dabei ist es allerdings nötig, den Wärmeübertrager außer Betrieb zu nehmen, auszubauen, an den Anschlüssen zu verschließen und mit einem unge­ fährlichen Medium, z. B. Wasser, unter dem zulässigen Druck eine vorge­ schriebene Zeit zu beaufschlagen. Sofern sich der Druck über diese Zeit nicht verändert, gilt der Wärmeübertrager als dicht und für den weiteren Betrieb geeignet. Sollte jedoch der Druck nicht halten, ist der Wärme­ übertrager defekt und muss entweder repariert oder ausgetauscht wer­ den. Über die gesamte Zeit der Prüfung, einer evtl. Reparatur oder eines Austauschs ist der betroffene technologische Prozess unterbrochen oder muss über eine parallele Reserveschiene betrieben werden. Insgesamt entstehen hohe Investitionskosten für die Installation einer entsprechen­ den Reserveschiene, die nur sehr selten genutzt wird, bzw. hohe Be­ triebskosten anlässlich der umfangreichen Maßnahmen einer Wiederho­ lungsdruckprüfung beider Schienen verursacht.

Aus der DE 197 05 216 A1 ist eine Gasturbinenanlage mit drei in Reihe angeordneten Doppelrohr-Sicherheitswärmeübertragern (DSWÜ) be­ kannt. Ein erster DSWÜ ist mit dem Schmierölsystem der Gasturbinen­ anlage gekoppelt. Der Brennstoff wird in diesem von dem Schmieröl er­ wärmt, wobei das Schmieröl rückgekühlt wird. Hinter den ersten DSWÜ ist ein zweiter DSWÜ in einen Brenngasstrang eingegliedert und mit dem Kondensat- oder Dampfsystem der Gasturbinenanlage gekoppelt. Ein dritter DSWÜ ist sowohl an den Brennstoffstrang als auch an einen Ab­ gastrakt angeschlossen. Im Leckagefall eines DSWÜ tritt das Leck­ medium zunächst in einen Zwischenraum ein, wo es zu einem Druckauf­ bau kommt. Eine zugeordnete zweistufige Leckagewarneinrichtung weist auf die Leckage hin. Gleichzeitig ist nachweisbar, um welches Leck­ medium es sich handelt.

Die DE 195 25 176 A1 offenbart ein Verfahren zur Überwachung einer Rohrleitung zum Transport petrochemischer Flüssigkeiten oder Gase, wobei der zwischen einem die petrochemische Flüssigkeit bzw. das Gas führenden Innenrohr und einem das Innenrohr mit Abstand umgebenden Außenrohr befindliche Spalt drucküberwachbar ist. Der Spalt ist mit einem inerten Gas, wie Stickstoff ausgefüllt. Der Druck wird ständig überwacht und in periodischen Abständen wird das Gas im Spalt umge­ wälzt und an Sonden vorbei geleitet, die verdampfte petrochemische Flüssigkeiten meldet.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung das Problem zugrunde, für Doppelrohr-Sicherheitswärmeübertrager den Prozess der Wiederholungsdruckprüfung wesentlich einfacher zu gestalten und damit eine Voraussetzung zu schaffen, die betroffenen Anlagen im Bereich der Wärmeübertrager einschienig zu bauen.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch angegebenen Merkmalen gelöst.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass sowohl bei der Investition als auch im Betrieb einer Wärmeübertra­ geranlage mit Doppelrohr-Sicherheitswärmeübertragern (DSWÜ) wesent­ liche Kosten gespart werden können. Das Prüfmedium kann gasförmig, flüssig oder pastös sein. Dadurch, dass der Leckageschalter in der Zeit der Wiederholungsdruckprüfung von dem Leckageraum getrennt wird, ist es möglich, diesen während der Wiederholungsdruckprüfung vor einem Ansprechen zu schützen.

Ferner kann jetzt mittels eines preiswerten Dreiwegehahns über dessen dritten Weg eine Druckquelle unmittelbar an den Leckageraum ange­ schlossen werden, ohne den Leckageschalter zu demontieren.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht es, spezielle neutrale Prüfmedien zu verwenden, die schlecht aus dem Leckageraum entfern­ bar sind, z. B. flüssige oder pastöse Prüfmedien. Derartige Prüfmedien hätten den zusätzlichen Vorteil, dass sie während des Betriebs eine hö­ here Wärmeleitung als ein gasförmiges Prüfmedium aufweisen, was er­ möglicht, die Wärmeübertragungsfläche des DSWÜ kleiner zu gestalten. Nach einer evtl. Leckage wäre außerdem gewährleistet, dass die zweite dichte und druckfeste sowie ungenutzte Rohrwand während des kurzzei­ tigen Weiterbetriebs des DSWÜ bis zu seiner Reparatur oder seinem Austausch nicht auch durch ein evtl. aggressives Leckmedium angegrif­ fen würde, da dieses wegen des im Inneren vorhandenen inkompressiblen Prüfmediums zumindest bei kleinen Leckageöffnungen nicht in den Leckageraum des DSWÜ eintreten könnte.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Figur zeigt einen Doppelrohr-Sicherheitswärmeübertrager (DSWÜ) 1 mit Leckageraum 2. Der DSWÜ 1 hat Anschlüsse 3 und 5 zum Zulauf sowie 4 und 6 zum Ablauf der beiden am Prozess beteiligten Medien. An den Leckageraum 2 ist über einen Anschluss 7 ein nicht prüfpflichtiger Leckageschalter 8 mit vorgeschaltetem Dreiwegehahn 9 angeschlossen. Über einen dritten Weg 11 des Dreiwegehahns 9 ist z. B. eine Druckfla­ sche 10 mit gasförmigem Stickstoff anschließbar.

Die Wiederholungsdruckprüfung wird wie folgt durchgeführt:
An den dritten Weg 11 des Dreiwegehahns 9 wird eine Druckflasche 10 mit gasförmigem Stickstoff angeschlossen. Anschließend wird der Drei­ wegehahn 9 aus der Funktionsstellung mit direkter Verbindung zwischen dem Leckageraum 2 und dem Leckageschalter 8 in die Prüfstellung mit direkter Verbindung zwischen dem Leckageraum 2 und dem dritten Weg 11 des Dreiwegehahns 9 umgestellt.

Der Leckageschalter 8 ist in dieser Stellung außer Funktion. Dabei kann der DSWÜ 1 in der nicht näher gezeigten Anlage eingebaut bleiben.

Es ist sogar möglich, den DSWÜ 1 während des Betriebs zu prüfen. Der Leckageraum 2 wird dazu aus der Druckflasche 10 mit gasförmigem Stickstoff bis auf den zulässigen Prüfdruck, nach deutscher Druckbehäl­ terverordnung auf das 1,1fache des Nenndrucks, bespannt. Der Prüf­ druck im Leckageraum 2 wirkt nun sowohl in Richtung des Rohrinnen­ raums als auch in Richtung des Mantelraums des DSWÜ 1. Hält der In­ nendruck im abgesperrten Zustand der Druckflasche 10 über eine gefor­ derte Zeit unverändert an, so gilt der DSWÜ 1 im Rohrraum als dicht und für den weiteren Betrieb als geeignet. Der Innendruck des Leckageraums 2 wird wieder entspannt, der Dreiwegehahn 9 in die Betriebsstellung um­ gestellt und vor unbewusster Verstellung geschützt, zum Beispiel durch Verplomben eines Handhebels oder durch dessen Entfernen.

Wird während der Druckprüfung der DSWÜ 1 undicht, was durch ein ständiges Entweichen des Stickstoffs aus dem Leckageraum 2 in den Rohr- oder Mantelraum des DSWÜ 1 bemerkt werden würde, so wird die Druckprüfung abgebrochen und der Dreiwegehahn 9 wieder in Betriebs­ stellung gestellt. Die Folge ist ein Ansprechen des Leckageschalters 8, der bei einer zweistufigen Ausführung und/oder durch ein ggf. mit ihm verbundenes Manometer ermöglichen würde, wegen der unterschied­ lichen Mediendrücke darauf zu schließen, welcher Raum des DSWÜ 1 undicht geworden ist.

Der DSWÜ 1 ist auch in leckem Zustand eine gewisse Zeit weiter betreibbar, da es nicht zu einem Durchbruch des druckhöheren Mediums in den Raum des druckniederen Mediums kommt. Beide Rohrwände so­ wie das Anschlussrohr 7, der Dreiwegehahn 9 und der Leckageschalter 8 sind dazu auf den vollen Nenndruck des druckhöheren Mediums ausge­ legt. Das Leckmedium verbleibt so im Leckageraum 2 und kann auch nicht nach außen treten.

In einer planmäßigen Betriebspause der Anlage wird der defekte DSWÜ 1 entweder repariert oder gegen einen neuen DSWÜ ausgetauscht.

Bezugszeichenaufstellung

1

Doppelrohrsicherheitswärmeübertrager (DSWÜ)

2

Leckageraum

3

Zulauf des ersten Mediums

4

Ablauf des ersten Mediums

5

Zulauf des zweiten Mediums

6

Ablauf des zweiten Mediums

7

Anschluss

8

nicht prüfpflichtiger Leckageschalter

9

Dreiwegehahn

10

Druckflasche mit gasförmigem Stickstoff

11

dritter Weg von

9

Claims (1)

1. Verfahren zur Wiederholungsdruckprüfung eines mit einem geschlossenen Leckageraum (2) versehenen Doppelrohr-Sicherheitswärmeübertragers (1) auf Betriebssicherheit, bei welchem in der Zeit der Wiederholungsdruck­ prüfung eine Verbindung zwischen einem Leckageschalter (8) und einem Anschluss (7) an den Leckageraum (2) mit einem Dreiwegehahn (9) unter­ brochen und dafür der Leckageraum (2) mit einem unter einem zulässigen Prüfdruck stehenden strömungsfähigen Prüfmedium über die jeweils gefor­ derte Zeit über den dritten Weg des Dreiwegehahns (9) beaufschlagt wird.