-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Innen-Reinigung von Wärmetauscherrohren, insbesondere von Kühlrohren industrieller Kühler.
-
Solche Kühler kommen zum Beispiel vor bei Energieerzeugern oder chemischen Anlagen. Bei Energieerzeugungsanlagen kommen die Wärmetauscher insbesondere als sogenannte Kondensatoren zum Einsatz. Er dient dort zur Verflüssigung des Abdampfes. Dies ermöglicht einen geschlossenen Kühlmittelkreislauf.
-
Zeitgemäße Kondensatoren in Energieerzeugungsanlagen kommen als wassergekühlte Oberflächenkondensatoren vor. Sie besitzen Rohrbündel. Durch die Kühlrohre der Abdampfkondensatoren wird kaltes Kühlwasser geführt. Der Abdampf kondensiert auf der äußeren Mantelfläche der Kühlrohre. Die Anzahl der Kühlrohre in einem Kondensator kann groß sein. Eine Anzahl von 20.000 Kühlrohren ist für die Kondensatoren eines Kraftwerkes nicht ungewöhnlich. In den Kühlrohren soll eine Erwärmung des Kühlwassers je nach Auslegung um 8 bis 10 Grad Celsius stattfinden.
-
Das Kühlwasser wird zumeist der Umgebung entnommen.
-
Um eine Verschmutzung der Kondensatoren in Grenzen zu halten, wird das Kühlwasser gereinigt, bevor es in die Kühlrohre strömt.
-
Durch die Kühlung des Dampfes entsteht im Kondensator ein Unterdruck, der regelmäßig als Vakuum bezeichnet wird, obwohl es im strengen Sinne kein Vakuum ist. Dieser Unterdruck ist für den Wirkungsgrad der dampfbetriebenen Kraftwerksanlage von großer Bedeutung. Der Wirkungsgrad wird zu einem großen Teil durch das Druckgefälle zwischen dem Druck (in Strömungsrichtung des Dampfes) vor der Dampfturbine und dem Druck hinter der Dampfturbine bestimmt. Da die Kühlung des Dampfes vom Wärmedurchgang in den Kühlrohren abhängt, ergibt sich auch eine Abhängigkeit des Unterdruckes vom Wärmedurchgang. Zugleich ist zu berücksichtigen, daß der Wärmedurchgang der Kühlrohre durch Verschmutzung der Kühlrohr-Innenfläche verringert wird. Die Verschmutzung der Kühlrohrinnenfläche ist bei herkömmlichen Kondensatoren trotz Filterung des Kühlwassers unausweichlich. Deshalb ergibt sich an herkömmlichen Kondensatoren immer wieder Reinigungsbedarf.
-
Je nach zu kühlendem oder zu erhitzendem Medium, das durch die Kühlrohre hindurchgeführt wird, kommt es in den Kühlrohren trotz der Filterung zu Ablagerungen. Das gilt selbst bei Wasser. Hauptbestandteil der Ablagerungen aus dem Wasser ist Kalk, sofern das Wasser nicht zuvor entkalkt worden ist.
-
Es kommen aber auch wesentliche Ablagerungen aus Mangan, Eisen und Silika an Kühlrohren aus Stahl, Edelstahl, Titan oder Messing vor.
-
Beliebt sind auch Kühlrohre aus Kupfer.
-
Kupfern hat erhebliche Korrosionsprobleme. Bei der Berührung mit Sauerstoff bilden sich Kupferoxide. Sauerstoff findet sich im Kühlwasser, wie auch im Dampf.
-
Auch die Ablagerungen führen in der Regel zu einer Verschlechterung des Wärmedurchganges der Kühlrohre. Dadurch läßt die Kühlleistung nach. Ablagerungen können aber Korrosion, auch Fouling genannt. Deshalb ist eine Reinigung der Kühlrohre nicht nur zur Verbesserung des Wärmeüberganges zweckmäßig. Wenn die Korrosion unbeachtet bleibt, bilden sich poröse Ablagerungen, welche die Korrosion so verstärken können, daß von Lochfraß gesprochen werden kann.
-
Es sind verschiedene Reinigungsvorrichtungen für eine Innen-Reinigung der Kühlrohre bekannt, mit denen der Wärmedurchgang wieder verbessert werden soll und mit denen die Kühlleistung wieder angehoben werden soll. Solche Vorrichtungen sind zum Beispiel beschrieben in:
DE 69812512T2 ,
EP698423A ,
US2170997 ,
US2418509 ,
US 2734208 ,
US4281432 ,
DE69507221T2 ,
US5153963 ,
SU1414-482-A ,
US5305488 ,
DE69200433T2 ,
U'S 1598771 ,
DE698121511T2 ,
US-3604041 . In diesen Druckschriften sind Kratzer offenbart, die einzeln oder zu mehreren durch die Kühlrohre geschoben werden.
-
Die Kratzer besitzen unterschiedliche Formen. Wiederkehrend findet sich die Form federnder Haken, wobei die Haken an einem Ende mit dem Kratzer verbunden sind und mit dem anderen, hakenförmigen Ende auf der Innenwand des Kühlrohres gleiten. Je schärfer die Haken sind, desto besser ist die Reinigungswirkung. Zum Teil werden die Haken an den Berührungsenden als Klingen bezeichnet.
-
Außerdem sind die Haken an ihrem Ende, mit dem sie die Innenfläche des Kühlrohres berühren, dieser Fläche angepaßt, das heißt, gewölbt.
-
Es gibt auch Kratzer, die ganz oder teilweise als Bürsten ausgebildet sind, desgleichen Kratzer, die zunächst Riefen in die Ablagerungen reißen, um eine danach den Rest besser abtragen zu können.
-
Die Kratzer werden vorzugsweise mit Druckwasser durch die Kühlrohre bewegt. Dazu sind die Kratzer an einem Ende kolbenartig ausgebildet. Kolbenartig deshalb, weil kein definiertes Kolbenspiel besteht. Vielmehr muß berücksichtigt werden, daß die Ablagerungen unterschiedliche Dicke aufweisen. Das kolbenartige Ende muß sich dem anpassen. Das erfolgt üblicherweise mit Dichtlippen am Ende des Kratzers. Die Dichtlippen können mit geringem Abstand am Umfang verteilt sein. Die mit den Abständen verbundene Durchlässigkeit für das Druckwasser kann von Vorteil sein, um die zuvor von den Haken/Schneiden abgekratzen Ablagerungen nach vorn aus dem in Reinigung befindlichen Kühlrohr zu spülen.
-
Für die Beaufschlagung mit Druckwasser werden üblicherweise Wasserpistolen verwendet. Die Wasserpistolen besitzen vorn eine Düse, mit der die Pistolen von Hand in die Öffnung eines Kühlrohres gedrückt werden. Zugleich wird mit einem kalottenartigen Dichtungsteil der Pistole gegen Kühlerplatte gedrückt, in der die Kühlrohre gehalten sind.
-
Bei einem Wasserdruck bis 20 bar ist zum dichtenden Andrücken der Pistole je nach Wasserdruck eine Kraft erforderlich, die in Abhängigkeit von der Fläche, an der sich der Druck entwickelt, leicht einem wesentlichen Teil des Körpergewichtes eines Reinigungsmannes entsprechen kann oder sogar weit darüber hinausgehen kann.
-
Selbst, wenn eine Pistole in einem Kühlrohr verkantet wird, und damit ein Halten der Pistole erleichtert wird, verbleibt eine enorme körperliche Anstrengung für einen Reinigungsmann.
-
Hinzu kommt, daß die körperliche Anstrengung noch zunimmt, je schwieriger die Körperhaltung für den Bedienungsmann wird. Von den Schwierigkeiten ergibt sich ein Bild, wenn man sich vergegenwärtigt, daß die Bewegungsfreiheit vor den Kühlrohren manchmal sehr gering, zum Beispiel nur 500 mm sein kann und/oder auch eine Haltung der Pistole in Kopfhöhe und sogar über Kopf erfordert.
-
In der Praxis müssen die Bedienungsleute immer wieder pausieren.
-
Nach einem Vorschlag wird die Handhabung die Innenreinigung der Kühlrohre dadurch erleichtert, daß das in die Kühlrohre ragende Pistolende bzw. der in die Kühlrohre/Wärmetauscherrohre ragende Teil der mit einer Spreizmechanik versehen ist. Durch Aufspreizen des in das Kühlrohr ragenden Pistolenendes kann die Pistole dort geklemmt und festgesetzt werden, so daß das Reinigungspersonal ganz oder teilweise von dem beschriebenen Druck entlastet wird. Bei vollständiger Entlastung kann von einer vollständigen Selbstklemmung bzw. Selbsthemmung gegen Lösen gesprochen werden.
-
Die Spreizmechanik kann unterschiedliche Formen besitzen.
-
Eine vorteilhafte Ausbildung sieht die Verwendung von elastischem, ringförmig auf dem in das Kühlrohr ragenden Ende sitzenden Material vor. Durch Zusammendrücken entsteht eine Verdickung, mit der die Pistole in dem Kühlrohr geklemmt und festgesetzt wird. Bei dem eleastischen Material kann es sich um Gummi oder um nachgiebigen Kunststoff wie Elastomere handeln.
-
Das elastische Material kann in der Form herkömmlicher O-Ringe eingesetzt werden. Dabei ist es möglich, mehrere Ringe in axialer Richtung hintereinander anzuordnen. Es können auch andere Profile zum Einsatz kommen. Besonders vorteilhaft sind Profile, die bei einem in axialer Richtung verlaufenden Schnitt einen länglichen Querschnitt zeigen. Solche Querschnitte können zum Beispiel gerade und/oder runde und eckige Flächen aufweisen. Rechteckige Querschnitte und ovale Querschnitte gehören dazu.
-
Vorzugsweise finden genau rechteckige Querschnitte Anwendung.
-
Solche Formen können wie andere Formen mit entsprechender Stückzahl wirtschaftlich hergestellt werden. Bei kleinen Stückzahlen können die Formen bei ausreichender Festigkeit des Gummis bzw. Elastomers aus Vollmaterial geschnitten werden. Eine ausreichende Festigkeit läßt sich durch einen oder wenige Versuche klären. Ausreichend Festigkeit haben zum Beispiel Gummi und Eleastomer, die für handelsübliche Schlauchleitungen nach DIN 73411 Anwendung finden. Zum Beispiel können die erfindungsgemäßen Formen durch einen Schlauch-Abschnitt gebildet werden. Günstig sind dabei Schläuche mit einer Wandungsdicke von mindestens 1 mm, vorzugsweise von mindestens 1,5 mm und noch weiter bevorzugt von mindestens 2 mm und höchst bevorzugt von mindestens 2,5 mm.
-
Solche Schläuche aus Gummi und Elastomeren sind handelsüblich verfügbar, auch mit einer Faserverstärkung. Dies verlängert die mögliche Gebrauchsdauer und erhöht die Gebrauchsfähigkeit.
-
Die handelsüblichen Schläuche besitzen Nennweiten/Wanddicken/Außendurchmesser in mm von 10/3,5/17; 13/3/19; 16/3,5/23; 19/4/27; 25/4,5/34; 32/5/42; 38/6,5/51; 45/7,5/60; 50/7,5/65 Dem stehen zum Beispiel handelsübliche Kühlrohre mit Nennweiten in mm von 15; 20; 25; 32; 40; 50; 65 gegenüber.
-
Nach der Verschmutzung reduziert sich zwar die Öffnungsweite der Kühlrohre. Gleichwohl kann von der Nennweite ausgegangen werden, weil vor Positionieren einer Pistole in den Kühlrohren zunächst die Kratzer in die Kühlrohre gedrückt werden müssen und die Kühlrohre dabei auf einer für das Positionieren erforderlichen Länge von der verengenden Ablagerung befreit werden. Dadurch lassen sich zum Beispiel Schlauchabschnitte mit folgenden Außendurchmessern unmittelbar oder mittelbar nach spanabhebender Bearbeitung des Außenmantels für die erfindungsgemäße Aufspreizung in der Rohröffnung benutzen:
| Schlauchaußendurchmesser | Rohrnennweite |
| 17 | 15; 20; |
| 19 | 20; |
| 23 | 20; 25; |
| 27 | 25; |
| 34 | 32; |
| 42 | 40; |
| 51 | 50; |
| 65 | 65; |
-
Bei der Auswahl des Ausgangsmaterials für die beschriebene Fertigung aus Schlauchabschnitten muß auch ein ausreichendes Bewegungsspiel für das Einführen der Pistole in die Rohrleitung berücksichtigt werden. Das Bewegung kann theoretisch gering sein. Vorzugsweise ist jedoch mindestens ein Bewegungsspiel (hier gleichbedeutend mit einer Differenz zum Innendurchmesser/Nennweite des Rohres) von mindestens 0,5 mm, vorzugsweise mindestens 1 mm und noch weiter bevorzugt mindestens 1,5 mm und höchst bevorzugt von mindestens 2 mm vorgesehen.
-
Die Schlauchabschnitte werden in radialer Richtung gegen die Rohrinnenwand aufgewölbt. Das geschieht zum Beispiel durch axiales Zusammendrücken. Damit die Stirnflächen der Schlauchabschnitte beim Zusammendrücken schonend mit Druckbeaufschlagt werden, sind an den Stirnflächen der Schlauchabschnitte vorzugsweise mit einer Blechkappe versehen. Die Blechkappe kann aus dünnem Blech bestehen, zum Beispiel mit einer Dicke von kleiner/gleich 0,6 mm, vorzugsweise von kleiner/gleich 0,4 mm und noch weiter bevorzugt von kleiner/gleich 0,3 mm.
-
Die Blechkappe deckt vorzugsweise mindestens 50%, nach weiter bevorzugt mindestens 70% und höchst bevorzugt mindestens 90% der zugehörigen Stirnfläche des Schlauchabschnittes ab.
-
Es ist auch günstig, wenn die Blechkappe den Schlauchabschnitt an dem zugehörigen Ende mit einem Rand von mindestens 2 mm, nach weiter bevorzugt von mindestens 4 mm und höchst bevorzugt von mindestens 6 mm in axialer Richtung umfaßt.
-
Die ringförmigen elastischen, aufspreizbaren Materialen mit den oben beschriebenen länglichen Querschnitten besitzen auch unter hier vorkommenden extremen Wasserdrücken keine nennenswerte Neigung zum Rollen.
-
Die Verformung des elastischen Materials kann mit Hilfe eines Kraftkolbens bewirkt werden, der das elastische Material zum Beispiel mit einem auf der Pistole beweglichen Flansch/Anschlag gegen einen auf der Pistole ortsfesten Flansch/Flansch drückt oder das elastische Material zwischen zwei auf der Pistole beweglichen Flanschen/Anschlägen zusammendrückt oder eine Aufweitung des ringförmigen Materials von innen bewirkt. Jeder Anschlag/Flansch bildet eine Druckfläche und kann durch schon vorhandene oder zusätzliche Teile gebildet werden.
-
Es ist von Vorteil, eine bewegliche Hülse mit einem Anschlag zu versehen, um einen beweglichen Anschlag zu schaffen oder den Anschlag durch die bewegliche Hülse zu bilden. Die Hülse kann zugleich ganz oder teilweise die Düse bilden und/oder ganz oder teilweise die Wasserleitung der Pistole zur Düse bilden.
-
Alternativ kann die Hülse ganz oder teilweise auf der Düse verschiebbar angeordnet sein und/oder ganz oder teilweise auf der Wasserleitung der Pistole verschiebbar angeordnet sein.
-
Vorzugsweise ist folgende Ausführung vorgesehene: der Kolben in einem Zylinder angeordnet. Die Druckwasserzuführung ist in Bewegungsrichtung des Kolbens vor dem Kolben an den Zylinder angeflanscht. Die Kolbenstange ist hohl ausgebildet und dient als Wasserzuführung zur Düse der Pistole. Die Düse sitzt am Ende der aus dem Zylinder beweglich herausragenden Kolbenstange. Dabei durchdringt die Kolbenstange die Stirnwand des Zylinders. Außenseitig sitzen auf der Kolbenstange eine bewegliche Hülse. Zwischen Hülse und Düse sind mehrere in axialer Richtung hintereinander angeordnete O-Ringe vorgesehen. Die Düse, die O-Ringe und die Hülse besitzen einen Außendurchmesser, der um soviel geringer als der Innendurchmesser der zu reinigenden Kühlrohre ist, als maximal mit einer Verschmutzung der Rohrinnenfläche zu rechnen ist.
-
Eine Belastung des Kolbens mit Druckwasser bewirkt eine Bewegung des Kolbens und über den Kolben einen Zug an der Kolbenstange, so daß der Zug auch auf die Düse wirkt und die Düse sich gegen die O-Ringe bewegt, während die Hülse an der Stirnfläche des Zylinders anliegt und nicht ausweichen kann, so daß die O-Ringe sich unter Vergrößerung des Durchmesser verformen und an die Rohrinnenwand anpressen.
-
In der Ausführungsvariante mit der Aufweitung ist zur Aufweitung des elastischen, ringförmigen Materials ist ein zum Beispiel konischer oder ein anders geneigt verlaufender Dorn geeignet, der auch eine Hülsenform besitzen kann und in die zentrische Öffnung des elastischen und vorzugsweise in axialer Richtung fest angeordneten elastischen Materials wirkt. Der zum Aufweiten bestimmte Dorn kann wiederum mit einem Kolben oder mit einer anderen Mechanik bewebt werden. Dabei können auch Motore zur Anwendung kommen. Die Motore können Druckwasser getriebene Motore oder Druckluft getriebene Motore sein. Die Steuerung der Motore kann in gleicher Weise über das Antriebsmedium bzw. über zwischengeschaltete Ventile erfolgen wie bei den anderen erfindungsgemäßen Varianten.
-
Wahlweise wird der Motor mit Wasser oder einem anderen Medium, z. B. mit Druckluft betrieben.
-
Bei der Verwendung von Wasser kann es sich um Druckwasser handeln, das mit der gleichen Pumpe erzeugt wird, die auch das Wasser zur Bewegung der Kratzer bzw. zum Spülen der Kühlrohre liefert.
-
Bei Verwendung des gleichen Wassers für die Bewegung der Kratzer und die Betätigung des Kolbens sind Ventile in der Leitung zur Düse und in der Leitung zum Kolben von Vorteil, die eine Druckeinstellung erlauben. Durch Einstellung des Druckes in der Düse und in dem Kolben kann der Reinigungsbetrieb und die Arretierung der Pistole in dem Kühlrohr optimiert werden. Eine gute Einstellung kann schon mit wenigen Verstellungen gefunden werden.
-
Nach Kenntnis einer guten Einstellung kann auch eine bleibende Druckverteilung zwischen Düse und Kolben Anwendung finden.
-
Die Anwendung eines Ventils in der Pistole ist zwar von herkömmlichen Pistolen bekannt, auch die Einstellbarkeit des Ventils sowie die Ein-Aus-Funktion des Ventils. Nicht bekannt ist jedoch die Abzweigung von Druckwasser für den Kolben und die Einschaltung eines weiteren Ventils. Vorzugsweise erfolgt die Abzweigung von Druckwasser für den Kolben vor dem Ventil zur Druckwasserregelung für die Düse. Infolgedessen kann die Position der Pistole unabhängig davon im Kühlrohr gewahrt werden, ob die Druckwasserbeaufschlagung der Düse begonnen, unterbrochen, fortgesetzt oder abgebrochen wird.
-
Wenn das Ventil in der Pistolenzuleitung zu dem Kolben zugleich eine Ein- oder Aus-Stellung einnehmen kann, und wenn dieses Ventil ebenso wie das Ventil in der Zuleitung zur Düse in der jeweils gewünschten Stellung arretieren läßt, so eröffnen sich dabei noch weitere Vorteile.
-
Es lassen sich mehrere Pistolen von einer Reinigungsperson gleichzeitig betätigen. Das vervielfacht die Leistung dieser Reinigungsperson.
-
Günstig ist, wenn die Ventile zugleich mit einem Druckbegrenzer versehen sind. Mit dem Druckbegrenzer kann die Pistole automatisch reagieren, wenn es zu einem Verstopfer kommt. Dann kann der Druckbegrenzer auf eine Druckerhöhung reagieren und das Ventil in die Aus-Stellung bringen, in der die Druckwasserzuführung zur Düse unterbrochen wird. Danach kann versucht werden, den Kratzer durch pulsierenden Druck und/oder mit einer Druckerhöhung durch Ventilbetätigung bzw. Ventilverstellung zu beseitigen, bevor der Kratzer anders losgerüttelt wird oder sogar eine umständliche Rückwärtsbewegung des Kratzers eingeleitet wird.
-
Desgleichen kann der Druckbegrenzer auf einen Druckabfall reagieren, wenn ein Kratzer nach dem Reinigungsende aus dem Kühlrohr herausgefallen ist. Bei einem solchen Druckabfall wird gleichfalls das Ventil in der Zuleitung zu der Düse ausgelöst und die Druckwasserzuführung unterbrochen.
-
Das Losrütteln des Kratzers kann mit zwei erfindungsgemäßen Pistolen erfolgen, wenn die Ventile an beiden Pistolen auch ein Ventilstellung vorgesehen ist, in der die Druckwasserzuführung unterbrochen ist und in der die Wasserzuführung zur Düse gelüftet wird. Dann kann die zweite Pistole am Kühlrohreingang eingesetzt werden und im Wechsel mit der Pistole am Kühlrohreingang betätigt werden, so daß der festsitzende Kratzer im Wechsel von der einen Seite und der anderen Seite mit Druckwasser beaufschlagt werden kann. Nach der Erfindung ist bei Druckbeaufschlagung an der einen Seite eine Lüftung der Leitung zur Düse an der anderen Seite vorgesehen.
-
Wahlweise können die Ventilbetätigung elektrisch/elektronisch gesteuert werden. Mit einem Chip lassen sich verschiedene Funktionen der Ventile steuern.
-
Die Steuerung kann auf spezielle Betriebsdrücke vor und hinter dem Ventil reagieren.
-
Die Steuerung kann die notwendigen Druckwechsel für einen Rüttelvorgang bewirken.
-
Die Steuerung kann auch auf den oben erläuterten besonderen Betriebsdruck reagieren, der sich einstellt, wenn die Kratzer ein Kühlrohr durchwandert haben und aus dem Kühlrohr ausgetreten sind. Dann kann die Steuerung schneller und sicherer als die Bedienungsperson reagieren und die Pistole auf Aus stellen, so daß ein Druckverlust vermieden wird. Dies ist wichtig, wenn von einer Reinigungsperson zugleich mehrere Pistolen gehandhabt werden.
-
Die Steuerung kann auch eine Sicherungsabschaltung beinhalten, die dann greift, wenn eine Pistole noch keinen ausreichenden Sitz in einem Rohr gefunden hat. Dann könnte die Pistole mit einem Hochdruckstrahl eine Gefahr für die Reinigungspersonen bilden.
-
Die Steuerung kann außerdem jeden Betriebszustand optisch und/oder akustisch und/oder durch Vibration anzeigen. Die optischen Anzeigen können durch Leuchtdioden gebildet werden. Die Vibration durch Magnete, die akustische durch miniaturisierte Lautsprecher. Außerdem kann mit Hilfe von Drucksensoren jeder Betriebsdruck gemessen und mit der Steuerung verarbeitet werden. Ferner kann die Steuerung mit Wegsensoren verknüpft werden. Das kann unter anderem zur Abschaltung der Pistole genutzt werden, wenn die Pistole nicht die richtige Position in einem Kühlrohr erlangt.
-
Handelsübliche Chips sind in der Lage, die notwendigen Programme aufzunehmen. Der Stromverbrauch dieser Chips ist so gering, daß eine Knopfzelle ausreicht. Die Steuerung kann in der Pistole gekapselt werden, bleibend oder öffenbar. Die Stromquelle in der Form der Knopfzelle oder in anderer Form ist vorzugsweise auswechselbar und Feuchtigkeitsgeschützt in der Pistole angeordnet. Der Feuchtigkeitsschutz wird durch entsprechende Dichtringe erreicht.
-
Alle Pistolen können mit der gleichen Pumpe mit Druckwasser versorgt werden. Günstig ist eine Pumpenanlage mit einem zwischen Pumpe und Pistolen angeordneten Druckbehälter. Dadurch vergleichmäßigen sich die Druckverhältnisse auch bei unregelmäßigem Bedarf an Druckwasser.
-
In der Variante, bei für die Betätigung des Kolbens Druckluft vorgesehen ist, ist neben der für die Düse bestimmten Druckwasserzuführung zur Pistole noch eine Druckluftzuführung zum Kolben der Pistole vorgesehen.
-
Die Druckluft wird mit einem Kompressor erzeugt. Von Vorteil ist ein Druckluftbehälter zwischen Kompressor und Pistolen. Das vergleichmäßigt die Druckverhältnisse und erleichtert den Anschluß verschiedener Pistolen.
-
Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, daß anstelle von Kolben und Ringen im vorderen Bereich, mit dem die Pistole in ein Kühlrohr hineinragt, ein aufpumpbarer oder aufblasbarer Balg vorgesehen. Der Balg vereinfacht den baulichen Aufwand der Pistolen.
-
Der Balg kann wie der Kolben mit Druckwasser oder Druckluft beaufschlagt und gesteuert werden.
-
Wahlweise sitzen die erfindungsgemäßen Pistolen mit dem aufspreizbaren Bereich eingangsseitig so weit in den Kühlrohren, daß ein Abstand von der eingangsseitigen Platte besteht, in der die Kühlrohr zusammen gehalten sind. Wahlweise ist der Sitz der erfindungsgemäßen Pistolen in den Kühlrohren auch so gewählt, daß der aufspreizbare Bereich bis über die eingangsseitige Platte des Kühlers reicht. Die Folge ist eine Entlastung der Kühlrohr von dem Spreizdruck, weil der Spreizdruck zu einem wesentlichen Teil von der eingangsseitigen Platte aufgenommen wird.
-
Mit den erfindungsgemäßen Wasserpistolen werden die Kühlrohre auch in engsten Raum zugänglich. Dabei können die Pistolen zum Beispiel mit einer Stange oder mit einer langen Zange positioniert werden. Mit der Stange oder verlängerten Zange können die Pistolen auch aus einigem Abstand betätigt werden.
-
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Reinigungsarbeiten noch weitere zu erleichtern und zu vereinfachen.
-
Dabei hat die Erfindung erkannt, daß am Austritt der Kratzer erheblicher Aufwand auf das Reinigungspersonal wartet. Am Austritt der Kühlrohre sammeln sich gelösten Ablagerungen und die ausgetretenen Kratzer in einem Haufwerk. Dabei müssen die Kratzer von den Ablagerungen aus folgenden Gründen getrennt werden:
- a) wegen der anschließenden Entsorgung der Ablagerungen
- b) wegen der Wiederverwendung der Kratzer
- c) zur Klärung, ob ein Kratzer aus einem Kühlrohr nicht ausgetreten ist und dort vielleicht sogar festsitzt.
-
Die bei einem Reinigungsvorgang anfallende Ablagerungsmenge kann je nach Größe des Kühlers weit mehr als 1 Tonne Gewicht haben.
-
Im Rahmen der Entsorgung stellt sich immer die Frage, ob ein Reststoff sortenrein ist.
-
Die Kratzer müssen mühsam aus den Ablagerungen herausgesucht werden. Dabei waten die Reinigungspersonen tief durch Ablagerung und muß mit den Händen in den Ablagerungen gewühlt werden. Zugleich wird die Suche durch die beengten räumlichen Verhältnisse am Austritt der Kühlrohre um ein Vielfaches schwieriger.
-
Die stark beengten Verhältnisse am Austritt der Kühlrohre ergeben sich aus der Bauweise der Kühler. Die Kühlrohre bilden nämlich ein Rohrbündel, wobei die verschiedenen Kühlrohre anströmseitig und ausströmseitig in gemeinsamen Platten gehalten sind. Das anströmende Kühlwasser muß sich auf die verschiedenen Kühlrohre verteilen. Das geschieht in einer den Kühlrohren vorgeschalteten, geringvolumigen Kammer.
-
Das ausströmende Kühlwasser wird entweder gebündelt und in einer Leitung abgeführt oder das Kühlwasser wird in einem nachgeschalteten weiteren Kühler einer weiteren Abkühlung unterzogen. In dem Fall ist zwischen beiden Kammern eine kleinvolumige Zwischenkammer oder Überleitungskammer vorgesehen. Diese Kammer hat nicht nur bauliche Gründe. Ein Vorteil dieser Kammer und der Zusammenrührung des Kühlwassers und der anschließenden erneuten Aufteilung des Kühlwassers auf die Kühlrohre des nachgeschalteten Kühlers beinhalten eine vorteilhafte Mischung des Kühlwassers.
-
Auch, wenn kein weiterer Kühler nachgeschaltet ist, findet sich am Kühleraustritt eine Kammer. Deren Aufgabe ist dann das Sammeln des ausströmenden Kühlwassers und dessen Ableitung.
-
Die anströmseitige Kammer eines Kühlers und die ausströmseitige Kammer sind üblicherweise nur über kleine Mannlöcher zugänglich.
-
Nach der Erfindung wird eine Vereinfachung der Reinigungsarbeiten und eine Erleichterung dadurch erreicht, daß die aus den Kühlröhren zusammen mit Wasser und Ablagerungen austretenden Kratzer aus dem Gemenge abgesiebt werden. Ideal ist dabei, wenn die Absiegung erfolgen kann, bevor das Gemenge sich auf dem Kammerboden sammelt.
-
Dabei kann es von Vorteil sein, eine Absiebung in unterschiedlichen Höhen vorzunehmen.
-
Soweit die Kühlrohre in relativ geringem Abstand vom Behälterboden enden, kann es erforderlich werden, die Absiebung in dem geringen Abstand vorzunehmen.
-
Nach der Erfindung ist wahlweise vorgesehen, die Kratzer abzusieben. Dabei kann das Sieb aus diversen stabilen Elementen zusammen gesetzt werden, die durch jedes Mannloch hindurch in der Kammer montiert werden können. Bei der Montage wird vorzugsweise ein Abstand nach unten gelassen, damit die aus den Kühlrohren ausgetragenen Ablagerungen durch das Sieb hindurchfallen können. Vorteilhaft ist auch, wenn zwischen der Behälterwand des Kühlers und dem Sieb eine Vorrichtung vorgesehen ist, mit der die hindurch gefallenen Ablagerungen abtransportiert werden können.
-
Dazu eigenen sich zum Beispiel Förderer, die hin- und hergehend über den Behälterboden bewegt werden. Die hin- und hergehende Bewegung kann zum Beispiel mit einer Stange erzeugt werden, an der Klappen gelenkig befestigt sind, so daß die Klappen sich in der einen Bewegungsrichtung einklappen und das Material liegen lassen und in der anderen Bewegungsrichtung ausklappen und das Material mitnehmen.
-
Bei einem üblichen Ablauf am Tiefsten der Kammer ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung, ausgehend von dem Ablauf in der einen Umfangsrichtung eine andere Förderrichtung als in der anderen Umfangsrichtung besitzt. Das wird dann genutzt, um aus jeder Umfangsrichtung auf den Ablauf zufördern zu können. Das heißt, die Gelenke der Klappen sind so angeordnet, daß sie bei einer Bewegung, welche von dem Ablauf weg gerichtet ist, einklappen und bei einer Bewegung, welche auf den Ablauf hin gerichtet ist, ausklappen.
-
Bei rundem Behälter kann die Stange mit der gleichen Rundung versehen sein wie der Behälter. Dann kann die Stange trotz der Rundung die hin- und hergehende Bewegung in Umfangsrichtung durchführen.
-
Die Reinigung der Zwischenkammer von Ablagerungen kann durch einen schlitzförmigen Ablauf ergänzt werden, der sich nach Möglichkeit über die ganze bzw. einen wesentlichen Teil der axialen Länge der Zwischenkammer erstreckt.
-
Sofern der Behälter des Kühlers keinen ausreichenden Ablauf besitzen, können die zu entsorgenden Ablagerungen sogar bis zu dem Mannloch gefördert werden, wenn die Vorrichtung im Bereich der Seitenwand des Behälters eingeschachtet ist.
-
Das Sieb besteht vorzugsweise aus Drahtgeflecht, auf dem die aus den Kühlrohren ausgetragenen Ablagerungen keinen wesentlichen Halt finden können und durchfallen.
-
Das Sieb hat vorzugsweise eine Maschenweite, die kleiner als der Durchmesser der zu sammelnden Kratzer ist, vorzugsweise kleiner als das 0,7fache, noch weiter bevorzugt kleiner als das 0,5fache der Durchmesser der zu sammelnden Kratzer ist. Damit soll ein Verkanten bzw. Festsetzen der Kratzer im Sieb verhindert wird.
-
Andererseits soll die Maschenweite so groß wie möglich sein, um ein Durchfallen der aus den Kühlrohren ausgetragenen Ablagerungen sicherzustellen.
-
Der Antrieb der Vorrichtung kann mittels herkömmlicher Hubmotore erfolgen. Dafür eignen sich zum Beispiel Kettenantriebe, Spindelantriebe, Zahnstangenantriebe wie auch Kurbelgetriebe und Exzentergetriebe.
-
Die Motore können hydraulisch, mit Druckluft oder elektrisch angetrieben werden. Druckwasser steht wegen der oben beschriebenen Reinigung mit Kratzern und Druckwasser zur Verfügung. Eine Anpassung zulässige Drücke kann mit Druckbegrenzungsventilen erfolgen.
-
Bei großen Betriebsanlagen steht üblicherweise auch Druckluft zur Verfügung, die wahlweise für den Antrieb genutzt werden kann. Alternativ kann Druckluft mit einem transportablen Kompressor erzeugt werden.
-
Entsprechendes gilt für Strom, der wahlweise auch mit einem transportablen Generator erzeugt werden kann.
-
Vorzugsweise erfolgt die Absiebung mit einem hoch flexiblen Netz, das leicht durch die Mannlöcher hindurchgeführt werden kann. Das Netz hat vorzugsweise die gleiche Maschenweite wie das Sieb.
-
Das Netz kann in verschiedener Weise montiert werden. Montagehilfen können Magnetleisten und/oder andere mechanische Klemmen oder Haken sein. Wahlweise wird das Netz auch auf dem Behälterboden ausgelegt und in zeitlichen Abständen angehoben, um die ausgetretenen Kratzer vom Netz zu sammeln, bevor die Häufung der Ablagerungen auf dem Netz zu groß ist, um das Netz noch von Hand anheben zu können.
-
Das zwischenzeitliche Reinigen der Zwischenkammer bzw. der einem Kühlrohrbündel nachgeordneten Kammer unter dem Sieb bzw. unter dem Netz kann ganz oder teilweise entfallen, wenn das Kammervolumen unter dem Sieb oder Netz vergrößert wird, insbesondere wenn der Ablauf trichterförmig ausgebaut ist. Vorzugsweise ist eine Trichteröffnung vorgesehen, die sich mindestens über 50% der axialen Länge, noch weitere bevorzugt mindestens über 70% und höchst bevorzugt über mindestens 90% der axialen Länge erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich der Trichter in Umfangsrichtung über einen Umfangswinkel von mindestens 10 Grad, noch weiter bevorzugt über mindestens 20 Grad und höchst bevorzug über mindestens 30 Grad, bezogen auf einen Umfangswinkel von 360 Grad für den Gesamtumfang.
-
Die baulichen Maßnahmen zur Gestaltung der Zwischenkammer bzw. der einem Kühler nachgeordneten Kammer sind bei Neubaumaßnahmen leichter umzusetzen als bei Änderungsmaßnahmen.
-
Bei einer Vergrößerung der Kammer unter dem Sieb/Netz, kann das Sieb/Netz zumindest während des gesamten Reinigungsvorganges verbleiben, wenn das Volumen der Kammer unter dem Sieb/Netz groß genug ist, um alle ausgetragenen Ablagerungen aufzunehmen. Das Sieb/Netz kann sogar bleibend in der Kammer angeordnet werden, wenn durch das Sieb/Netz fallende Ablagerungen von der vorstehend beschriebenen Vorrichtung und/oder durch die Wirkung des beschriebenen Trichters ausreichend aus der Kammer ausgetragen werden.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt.
-
Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung erinnert nurmehr noch grob an herkömmliche Wasserpistolen zur Reinigung von Kühlrohren.
-
In der Zeichnung ist ein Kühlrohr 15 gestrichelt dargestellt. Das Kühlrohr 15 gehört zu einer Vielzahl gleicher Kühlrohre, die gemeinsam in einem Kühler angeordnet sind. Dabei ist das in der Ansicht rechte Ende des Kühlrohres 15 mit den gleichen Enden der anderen Kühlrohre in einer nicht dargestellten Platte des Kühlers gehalten.
-
Das Kühlrohr 15 ist in der Ansicht verkürzt dargestellt.
-
Das in der Ansicht linke Ende des Kühlrohres 15 ist mit den gleichen Enden der anderen Kühlrohre in einer weiteren Platte gehalten.
-
Im Ausführungsbeispiel werden die Kühlrohre innen von Wasser durchströmt und außen von Rauchgasen einer nicht dargestellten Verbrennung umströmt.
-
Dabei geben die Rauchgase einen wesentlichen Teil ihrer Wärme über die Kühlrohre an das Wasser ab.
-
Während des Kühlbetriebes kommt es zu Ablagerungen in den Kühlrohren, die eine Innenreinigung der Kühlrohre erforderlich machen.
-
Zur Innenreinigung werden nicht dargestellte Kratzer in das in der Ansicht rechte Ende des Kühlrohres
15 gedrückt, wie sie in der
DE 69507221 T2 dargestellt sind.
-
Die Kratzer werden mit Druckwasser durch das Kühlrohr 15 gedrückt, bis die Kratzer an dem linken Ende des Kühlrohres 15 aus dem Kühlrohr 15 herausfallen.
-
Das Druckwasser wird mit einer in dem Kühlrohr 15 selbstklemmenden Vorrichtung in das Kühlrohr 15 gedrückt. Zu der selbstklemmenden Vorrichtung gehört ein zylindrisches Gehäuse 16 mit einem Druckwasseranschluß 12, sowie mit einem Rohr 17, das eine Eintrittsöffnung 18 für das Druckwasser besitzt und in das Kühlrohr 15 zu einer konischen Düse 9 reicht. Die Düse 9 hat einen größeren Außendurchmesser als das Rohr 17. Es ist eine Schraubverbindung der Düse 9 mit dem Rohr 17 vorgesehen, die eine Auswechselung der Düse 9 erlaubt. Die Auswechselung ist erforderlich, um die Vorrichtung anderen Kühlrohren anzupassen, die einen kleineren oder größeren Innendurchmesser besitzen. Zu den auszuwechselnden Teilen gehören auch O-Ringe 5 und Paßhülsen 10 und 19. Diese Teile sitzen gleichfalls auf dem Rohr 17. Mit den Paßhülsen wird die Position der O-Ringe und deren Abstand zum Gehäuse 16 festgelegt. Bei Kühlrohren mit geringer Festigkeit können die O-Ringe 5 in den Bereich der eingangsseitigen Platte verlegt werden, in der die Kühlrohre gehalten sind. Diese Platte nimmt dann einen wesentlichen Teil der Kräfte aus der Klemmung der Vorrichtung in dem Kühlrohr 15 auf.
-
Das Rohr 17 bildet zugleich eine Kolbenstange für einen in dem zylindrischen Gehäuse 10 verschiebbar angeordneten Kolben 20. Der Kolben 20 besitzt seinerseits einen O-Ring, der den Spalt zwischen Kolben 20 und Gehäuse 16 abdichtet.
-
Das Gehäuse 16 ist an dem in der Ansicht linken Ende 3 öffenbar bzw. mit einem Deckel 4 verschlossen. Außerdem ragt der Kolben 20 mit einem Stift 11 durch den Deckel 4 hindurch.
-
Zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehört noch ein Steuerungsblock mit einem Schalter 13 und einem Betätigungshebel 2, der gelenkig an dem Schalter 13 gehalten ist und sich im Betriebszustand auf dem Stift 11 abstützt.
-
Für einen Reinigungsvorgang wird die Vorrichtung mit der Düse 9 in das Kühlrohr 15 geschoben, bis das Gehäuse 16 an die Platte stößt, in der das Kühlrohr 15 eingangsseitig gehalten ist.
-
Anschließend wird der Betätigungshebel 2 in die dargestellte Position gebracht, in der ein nicht dargestelltes Ventil geöffnet und Druckwasser in das Gehäuse 16 strömt. Dabei füllt das Druckwasser den Gehäuseinnenraum und dringt das Druckwasser durch die Öffnung 18 in die als Rohr ausgebildete Kolbenstange, die das Druckwasser zur Düse 9 leitet. Dort tritt das Druckwasser aus der Düse 9 in das Kühlrohr 15 aus.
-
Sobald sich ein Druck aufbaut, kommt es zu einer Kolbenbewegung in der Ansicht nach rechts zum Deckel 4 hin. Dabei wird die Kolbenstange mitbewegt und werden die O-Ringe 5 zwischen den Hülsen 10 und 19 zusammengedrückt. Die können sich infolge ihrer Anordnung zwischen den Hülsen und auf der Kolbenstange nur außen verformen. Das bewirkt ein Aufspreizen der Vorrichtung und eine Selbstklemmung der Vorrichtung in dem Kühlrohr.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung muß aufgrund der Selbstklemmung nicht mehr während des Betriebes von dem Reinigungspersonal gehalten werden. Das entlastet das Reinigungspersonal nicht nur von der schweren körperlichen Arbeit. Das gilt besonders für schwer zugängliche Kühlrohre.
-
Es eröffnet auch die Möglichkeit des parallelen Betriebes mehrerer Vorrichtungen durch eine einzige Reinigungsperson.
-
Außerdem kann mit Wasserdrücken gearbeitet werden, die bisher beim Reinigen der Kühlrohre nicht beherrschbar waren.
-
Das gilt zum Beispiel für Drücke von größer/gleich 30 bar.
-
2 und 3 zeigen eine Kammer, die zwei Kühler miteinander verbindet.
-
3 zeigt einen Ausschnitt der Kammer, die einen in Strömungsrichtung hinteren Kühler mit einem in Strömungsrichtung vorderen Kühler verbindet. Der hintere Kühler besitzt Kühlrohre 39, die von einem Mantel 42 umgeben sind und gemeinsam in einer Platte 31 gehalten sind.
-
Von dem in Strömungsrichtung vorderen Kühler sind Kühlrohre 38, ein Mantel 37 und eine Platte 33 dargestellt. Mantel und Platte 37 und 33 haben die gleiche Funktion wie Mantel und Platte 42 und 31.
-
Zwischen beiden Platten 31 und 32 ist ein weiterer Mantel 34 angeordnet, der mittels Flanschen 30 und 32 mit den vorstehenden Rändern der Platten 33 und 31 verbunden sind. Der Mantel 34 bildet eine Zwischenkammer bzw. Übergangskammer zwischen den beiden Kühlern.
-
Im Betriebsfall wird Kühlwasser durch die Leitungen 38 des vorderen Kühlers gedrückt. Zugleich wird in nicht dargestellter Form Abdampf durch den Hohlraum gedrückt, der innerhalb des Mantels 37 und den darin angeordneten Kühlrohren besteht. Die Kühlrohre nehmen einen Teil der dem Abdampf enthaltenden Wärme auf und geben die Wärme an das durch die Kühlrohre 38 strömende Kühlwasser weiter.
-
Der Abdampf fällt aus dem Betrieb einer Dampfbetrieb einer Dampfturbine an, mit der ein Generator angetrieben wird, der Strom erzeugt.
-
Das aus dem vorderen Kühler in die Zwischenkammer austretende Kühlwasser wird in der Kammer vermischt und in neuer Verteilung in die Kühlrohre 39 des nachgeschalteten Kühlers gedrückt.
-
Im Ausführungsbeispiel erfolgt in regelmäßigen Abständen eine Reinigung der dargestellten Kühler. Mit Abständen ist dabei die Zahl der Betriebsstunden gemeint. In anderen Ausführungsbeispielen erfolgt eine Reinigung erst nach Feststellung eines nachlassenden Unterdruckes in dem Hohlraum eines Kühlers. Dabei wird der nachlassende Unterdruck als Begleiterscheinung von Ablagerungen in den Kühlrohren angesehen, welche den Wärmedurchgang behindern und den Wirkungsgrad des Kühlers reduzieren.
-
Zur Reinigung wird der Kühler außer Betrieb genommen. Das ist üblicherweise gleichbedeutend mit einer Betriebsunterbrechung des Kraftwerkes. Die Betriebsunterbrechung kann allerdings vermieden werden, werden, wenn das Kraftwerk noch einen Reservekühlstrang besitzt, auf den umgeschaltet werden kann.
-
Bei der Außerbetriebnahme des Kühlers wird nicht nur die Dampfzuführung, sondern auch die Kühlwasserzuführung abgeschaltet. Das in den Kühlern vorhandene Kühlwasser wird abgelassen. Das erfolgt durch Ablauföffnungen am Tiefsten der Zwischenkammer. Die Ablauföffnung wird durch einen Stutzen 36 und einen Flansch 35 gebildet. Der Flansch 35 ist zum Anschluß geeigneter Leitungen oder Schläuche bestimmt.
-
Nach Ablassen des Kühlwassers beginnt die oben zur 1 beschriebene Reinigung der Kühlrohre 38 von darin befindlichen Ablagerungen.
-
Bei der Reinigung treten die Kratzer mit erheblicher Geschwindigkeit aus den Kühlrohren 38 aus. Das gleiche gilt für das Reinigungswasser. Wasser und Kratzer prallen gegen die gegenüber liegende Platte 31 und fallen mehr oder weniger drucklos nach unten.
-
Das Wasser fließt nach Berührung mit dem Mantel 34 dem Abfluß zu.
-
Dabei werden auch Ablagerungen mitgerissen.
-
Die Kratzer und die nicht mitgerissenen Ablagerungen sammeln sich auf einem unten in der Zwischenkammer liegenden groben Netz. Von dem Netz ist in 3 die Kontur 30 gestrichelt dargestellt.
-
In 2 sind gleichfalls Konturen 40 des Netzes gestrichelt dargestellt.
-
Das Netz wird im Ausführungsbeispiel durch Magnetleisten 41 und 43 in der dargestellten Lage gehalten.
-
Sobald sich auf dem Netz eine wesentliche Schicht von Ablagerungen aus den Kühlrohren gebildet hat, wird der Reinigungsvorgang im Ausführungsbeispiel unterbrochen, um das Netz hochzunehmen und von den darin gesammelten Kratzern zu befreien. Anschließend werden im Ausführungsbeispiel die in der Zwischenkammer liegenden Ablagerungen in die Ablauföffnung geschoben. Dabei kann ein Schieber Verwendung finden.
-
Im Ausführungsbeispiel wird das Schieben durch eine Wasserspülung unterstützt.
-
In anderen Ausführungsbeispielen wird die Zwischenkammer allein mit einer Wasserspülung gereinigt.
-
Nach der Reinigung der Zwischenkammer wird das Netz wieder in der Zwischenkammer aufgespannt und die Reinigung der Kühlrohre mit Kratzern und mit Wasser fortgesetzt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 69812512 T2 [0012]
- EP 698423 A [0012]
- US 2170997 [0012]
- US 2418509 [0012]
- US 2734208 [0012]
- US 4281432 [0012]
- DE 69507221 T2 [0012, 0104]
- US 5153963 [0012]
- SU 1414-482 A [0012]
- US 5305488 [0012]
- DE 69200433 T2 [0012]
- US 1598771 [0012]
- DE 698121511 T2 [0012]
- US 3604041 [0012]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
