DE2644303C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbessern von Wärmetauschern mit vorzugsweise länglichem Gehäuse, in dem sich mehrere mit Abstand voneinander angeordnete Rohre be­ finden, um ein erstes Medium, wie z. B. Flüssigkeit, Dampf oder Gas, durch den Wärmetauscher zu leiten, während der Hohlraum um die Rohre herum von einem zweiten, beispiels­ weise heißem Medium zum Wärmetausch mit der bzw. dem durch die Röhre zu leitenden ersten Medium durchströmt wird, wobei beim Auftreten eines Leckes in einem der Rohre dieses Rohr an jedem Ende abgedichtet und das Rohr nahe einem der Enden durchgeschnitten wird.

Ein solches Verfahren wird in der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 26 03 692 beschrieben. Gemäß diesem älteren Vorschlag wird das Rohr nahe seinem einen Ende durchgeschnitten, um es nach Ausschalten aus dem Wärmeaus­ tauschsystem leichter für das heiße Medium zugänglich zu machen und um thermische Spannungen zu vermeiden, während nahe dem anderen Ende Öffnungen im Rohr angebracht werden, durch die das heiße Medium im Betrieb durch das Rohr strö­ men kann. Weiter wird ein Strömungsleitorgan im abgedichte­ ten Rohr angeordnet, so daß das heiße Medium an jedem Teil der Rohrwandung vorbeiströmt, wodurch gegebenenfalls später auftretende Lecks leichter ermittelt werden können.

Aus der US-PS 35 55 656 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zwar grundsätzlich ein abgedichtetes, defektes Rohr ent­ fernt wird, jedoch wird mit diesem bekannten Verfahren das Entstehen einer sogenannten "heißen Stelle" nicht verhin­ dert und zudem ein Vermischen des überhitzten Mediums mit dem übrigen heißen Medium nicht gefördert, sondern verhin­ dert, da dort das abgedichtete Rohr zu einem späteren Zeit­ punkt auf bekannte Weise ersetzt werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Ebene senkrecht zu den Rohren erreicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsge­ mäß dadurch gelöst, daß das undichte Rohr am anderen Ende an einer entsprechenden Stelle durchgeschnitten wird, das losgeschnittene Rohrstück aus dem Wärmetauscher entfernt und an dessen Stelle ein entsprechend langgestreckter Kör­ per angeordnet wird, der eine eine Durchmischung des zwei­ ten (heißen) Mediums bewirkende Oberfläche aufweist.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß in einer Ebene, senkrecht zum Körper, der das defekte Rohr ersetzt, eine gleichmäßigere Temperaturverteilung auftritt als für den Fall, daß das defekte Rohr nicht entfernt wird. Wenn das defekte Rohr auf seinem Platz bleibt, wird das heiße Medium zwar durch dieses Rohr und an ihm vorbeiströ­ men, aber nicht, wie bei den nicht defekten Rohren, die Gelegenheit haben, an das durch die Vorrichtung zu leitende andere Medium (Flüssigkeit, Dampf oder Gas) Wärme abzuge­ ben. Die Temperatur im Bereich des defekten Rohrs wird des­ halb höher sein als an entsprechenden Stellen nahe nicht defekten Rohren. Es gibt also in einer Ebene, senkrecht zum defekten Rohr, eine "heiße" Stelle im Bereich des defekten Rohres. Dies kann thermische Spannungen verursachen, wodurch Rohre in der Nähe des defekten Rohrs ebenfalls de­ fekt werden können. Dies wird nun erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß das defekte Rohr gleichsam durch einen Kör­ per mit einem solchen Aufbau ersetzt wird, der eine flache Strömung am Körper entlang nicht zuläßt. Der erfindungsge­ mäß verwendete Körper ist im Gegenteil so konstruiert, daß Wirbelbewegungen in der Strömung verursacht werden, wodurch sich das Medium, das sich nahe dem Körper bewegt und das nicht die Gelegenheit hat, Wärme an die Flüssigkeit, den Dampf oder das Gas, das durch die übrigen Rohre geleitet wird, abzugeben, vom Körper wegbewegt und mit Medium ver­ mischt wird, das anfangs an den benachbarten Rohren vorbei­ strömte.

Vorzugsweise besteht der zur Anwendung des Verfahrens erfin­ dungsgemäß eingesetzte Mischkörper aus einem langgestreck­ ten Rohr oder Stab mit einer an dessen Außenumfang schrau­ benlinienförmig verlaufenden Rippe.

Aus der US-PS 32 49 154 ist zwar ein Wärmetauscher mit von spiralförmigen Streifen umgebenen Rohren bekannt, wobei die Streifen jedoch den Wärmeübergang verbessern sollen. Außerdem wird in dieser Druckschrift nicht der Ersatz von defekten Rohren angesprochen.

Wenn als Körper zur Förderung der Vermischung ein Hohlrohr verwendet wird, kann dieses Rohr an beiden Enden auf die in der obengenannten Patentanmeldung P 26 03 692 beschrie­ bene Weise mit einem Strömungsleitorgan versehen werden.

Die Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeichnung nachfol­ gend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt eines Wärmetau­ schers, der unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebessert werden kann, und

Fig. 2 einen Querschnitt eines Teils eines Wärmetau­ schers, der unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebessert worden ist.

In Fig. 1 ist schematisch ein Wärmetauscher, z. B. ein Dampferzeuger, im Querschnitt dargestellt. Das Gehäuse 1 besteht im wesentlichen aus einem länglichen Hohlzy­ linder, der mit einer Zufuhrleitung 2 und einer mit Ab­ stand von dieser angeordneten Abfuhrleitung 3 versehen ist. Über die Zufuhrleitung 2 kann ein heißes Medium, z. B. flüssiges Natrium, das im Core eines Kernreaktors erhitzt worden ist, in das zylindrische Gehäuse 1 ein­ gebracht werden und, nachdem es das Gehäuse 1 durch­ strömt hat, über die Abfuhrleitung 3 wieder abgeleitet werden. Am oberen Ende ist im Gehäuse 1 ein Rohrboden 4 angeordnet, der den Raum unter der Platte vom Raum über der Platte abschirmt. So ist auch am unteren Ende im Gehäuse 1 ein Rohrboden 5 angeordnet, der auf ana­ loge Weise den Raum unter der Platte vom Raum über der Platte abschirmt; der Raum zwischen den Rohrböden ist der Raum, den das heiße Medium durchströmt. Zwischen den Rohrböden 4 und 5 ist im vom heißen Medium durch­ strömten Raum eine Anzahl Rohre 6 im wesentlichen pa­ rallel zueinander angeordnet. Die Rohre 6 sind mit ih­ rem unteren Ende im Rohrboden 5 und mit ihrem oberen Ende im Rohrboden 4 befestigt und bilden so eine Ver­ bindung zwischen dem Raum unter dem Rohrboden 5 und dem Raum über dem Rohrboden 4. Im Betrieb wird von dem Raum unter dem Boden 5 ein kühleres Medium als das er­ wähnte heiße Medium, z. B. Wasser, über die Rohre 6 zum Raum über dem Boden 4 geleitet. Im Raum zwischen den Rohrböden 4 und 5 gibt das heiße Medium Wärme an das kühlere Medium in den Rohren 6 ab, das dadurch erwärmt wird. In einem Dampferzeuger wird durch die Rohre 6 transportiertes Wasser in Dampf umgewandelt, der die Vorrichtung danach über die Oberseite verläßt. Um zu bewirken, daß das heiße Medium auf die gewünschte Wei­ se sämtliche Rohre 6 umströmt, sind die Rohre 6 gewöhn­ lich mit einem zylindrischen Schirm 7 umgeben. Der Schirm 7 weist auf der Ober- und Unterseite an seinem Um­ fang Öffnungen auf. Durch die Aufnahmekapazität des zy­ lindrischen Schirms 7 wird das heiße Medium gleichsam gezwungen, die Rohre 6 auf seinem Weg von der Zufuhr­ leitung 2 zur Abfuhrleitung 3 ganz zu umströmen.

Im Betrieb kann es vorkommen, daß eines der Rohre 6 leck wird, was insbesondere in Vorrichtungen unerwünscht ist, in denen das heiße Medium flüssiges Natrium und das Medium in den Rohren Wasser ist. Sobald man festgestellt hat, daß ein Rohr leck ist, trifft man Maßnahmen, um das un­ dichte Rohr abzudichten. Wie bereits erwähnt, wird in der älteren Patentanmeldung P 26 03 692 ein Verfahren zum Abdichten von undichten Rohren eines Wärmetauschers be­ schrieben. Das Abdichten eines undichten Rohrs umfaßt ge­ wöhnlich die Anordnung eines Stöpsels oder Pfropfens an den Enden des undichten Rohrs über bzw. unter oder in dem betreffenden Rohrboden. Erfindungsgemäß wird das Rohr, nachdem es an beiden Enden abgedichtet ist oder gegebenenfalls nachdem es am einen Ende abgedichtet und bevor das andere Ende mit einem Stöpsel oder Pfropfen versehen ist, auf beiden Seiten nahe dem Rohrboden durch­ geschnitten und wird das auf diese Weise erhaltene lose Rohrstück aus der Vorrichtung entfernt.

An die Stelle des entfernten Rohrteils wird nun ein der­ art konstruierter Körper in der Vorrichtung angeordnet, daß eine gute Vermischung des heißen Mediums um den ein­ gebrachten Körper herum und des heißen Mediums um die übrigen Rohre herum gewährleistet wird. Auf diese Weise wird vermieden, daß große Temperaturunterschiede im heißen Medium in einer horizontalen Ebene auftreten.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt eines Teils der Vorrich­ tung nach Fig. 1, nachdem ein undichtes Rohr erfindungs­ gemäß abgedichtet und zum größten Teil durch einen Kör­ per, der die Verwirbelung des heißen Mediums fördert, er­ setzt worden ist. In der Figur ist ein Teil eines unbe­ schädigten Rohrs 6 dargestellt. Das Rohr 6 wird durch ei­ ne Stütze 10 in seiner Position gehalten. Diese Stützen, die für jedes Rohr in der Vorrichtung vorgesehen sind, sind in Fig. 1 nicht dargestellt. Neben dem Rohr 6 in Fig. 2 befindet sich statt eines zur Ausbesserung der Vorrichtung dort angeordneten anderen Rohrs ein Körper 11, der im wesentlichen aus einem langgereckten, hohlen Rohr besteht. Dieses Rohr ist an seinem Umfang mit einem spiralförmigen, abstehenden Kragen 12 umwickelt. Der Kör­ per 11 mit dem Kragen 12 wird ebenfalls durch eine Stüt­ ze 10 in seiner Position gehalten. Im Betrieb strömt das heiße Medium von oben nach unten am Rohr 6 und am Körper 11 vorbei. Durch die Form des Körpers 11 und des auf die­ sem angeordneten Kragens 12 wird eine flache Strömung am Körper vorbei verhindert und wird das heiße Medium ge­ zwungen, sich in von der Senkrechten abweichenden Rich­ tungen zu bewegen. Hierdurch wird eine Vermischung des Mediums, das am Körper 11 vorbeiströmt, und des Mediums, das sich anderswo bewegt, gefördert, und auf diese Weise wird vermieden, daß das Medium im Bereich des Körpers 11, in dem es nicht durch das Medium in den Rohren 6 gekühlt wird, eine zu hohe Temperatur annimmt. In einer horizon­ talen Ebene wird also bei Verwendung eines Körpers 11 ei­ ne gleichmäßige Temperaturverteilung erhalten. Hierdurch wird vermieden, daß im Bereich des undichten Rohrs eine zu hohe Temperatur in der Vorrichtung auftritt, wodurch ohne den Körper 11 in den Rohren benachbart zum defekten Rohr hohe Spannungen auftreten könnten, wodurch auch die­ se Rohre defekt werden könnten.

Es versteht sich, daß die Form des Körpers 11 mit dem Kragen 12 nicht auf die in Fig. 2 dargestellte Form beschränkt ist, sondern, daß jede Form, die eine gute Vermischung des heißen Mediums bewirkt, gewählt wer­ den kann.

Claims (2)

1. Verfahren zum Ausbessern von Wärmetauschern mit vor­ zugsweise länglichem Gehäuse, in dem sich mehrere mit Abstand voneinander angeordnete Rohre befinden, um ein erstes Medium, wie z. B. Flüssigkeit, Dampf oder Gas, durch den Wärmetauscher zu leiten, während der Hohl­ raum um die Rohre herum von einem zweiten, beispiels­ weise heißem Medium zum Wärmeaustausch mit der bzw. dem durch die Rohre zu leitenden ersten Medium durch­ strömt wird, wobei beim Auftreten eines Leckes in einem der Rohre dieses Rohr an jedem Ende abgedichtet und das Rohr nahe einem der Enden durchgeschnitten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das undichte Rohr am anderen Ende an einer entsprechenden Stelle durchge­ schnitten wird, das losgeschnittene Rohrstück aus dem Wärmetauscher entfernt und an dessen Stelle ein ent­ sprechend langgestreckter Körper angeordnet wird, der eine eine Durchmischung des zweiten (heißen) Mediums bewirkende Oberfläche aufweist.

2. Mischkörper zur Anwendung bei dem Verfahren nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischkörper aus einem langgestreckten Rohr (11) oder Stab mit einer an dessen Außenumfang schraubenlinienförmig ver­ laufenden Rippe (12) besteht.