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Doppelrohrboden, insbesondere für Kondensatoren
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Doppelrohrboden, insbesondere
für Kondensatoren, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Um Schäden in Dampferzeugern, insbesondere für Kernkraftwerke, zu
verhüten, werden heute von den Kraftwerksbetreibern sehr enge Toleranzen für die
Speisewasserqualität vorgeschrieben. Diese wird wesentlich verschlechtert, wenn
das Kondensat infolge von Undichtheiten der Kondensatorrohre selbst - Risse, löcherige
Stellen - oder ihrer Einwalzstellen im Boden durch Kühlwasser verunreinigt wird.
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Um die Verunreinigungen durch Leckagen an den Einwalzstellen zu verhindern,
werden Kondensatoren in zunehmendem Masse mit einem Doppelboden ausgeführt.
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Bei einer bekannten Ausführung eines Doppelbodens für Kondensatoren
sind in die Wasserkammer zwei Rohrböden in einem gewissen Abstand voneinander eingeschweisst,
wobei der wasserseitige Boden aus einer Kupferlegierung und der dampfseitige Boden
aus Stahl besteht. Um den wasserseitigen Boden einschweissen zu können, muss die
Wasserkammer mit einer Kupferlegierung plattiert sein. Die Luft aus der Trennkammer
wird abgesaugt.
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Diese Bauart hat den Nachteil, dass in der Bodenkonstruktion wegen
unterschiedlicher Wärmedehnungen der Böden als Folge des starken Temperaturunterschieds
zwischen der berohrten und unberohrten Zone des dampfseitigen Bodens hohe Spannungen
auftreten, die nach einer gewissen Lastwechselzahl zu Schäden führen können. Ferner
ist bei dieser Kon-
struktion die Unterteilung in einzelne Rohrbündel
nicht möglich, so dass im Falle einer festgestellten Leckage sämtliche Rohre nachgewalzt
werden müssen.
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Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform werden in einen dicken
Muntzmetallboden zunächst normale Rohrlöcher gebohrt und sodann auf etwa halber
Rohrlänge Umfangsrillen eingestochen, wobei sich benachbarte Rillen überschneiden
und damit eine zusammenhängende Trennkammer bilden. Der Zusammenhang des Bodens
wird durch die zwischen den Rillen verbliebenen Reststege gewahrt. Diese Ausführung
hat den Vorteil, dass die Wärmedehnungen von den Reststegen gut aufgenommen und
Leckagen auf ein zusammenhängendes Rohrfeld lokalisiert werden. Sie hat jedoch u.a.
den grossen Nachteil, dass ihre Herstellung wegen des grossen Zerspanungsaufwandes
und des teuren Bodenwerkstoffs sehr kostspielig ist.
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Der im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, eine einfach herzustellende und betriebssichere Doppelbodenkonstruktion
zu schaffen, bei der die erwähnten Nachteile vermieden sind.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
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In dieser stellen dar: Fig. 1 einen Ausschnitt des Doppelbodens eines
Oberflächenkondensators, von der Innenseite des Kondensators aus gesehen, wobei
zwei der dampfseitigen Rohrbodenbleche sichtbar sind, Fig. 2 einen Schnitt durch
die Wasserkammer des Kondensa-
tors gemäss dem Schnittverlauf II-II
in Fig. 1, Fig. 3 die Ausbildung eines Stützbolzens nach Fig. 2 im Bereich des Doppelbodens,
und die Fig. Lt und 5 weitere Details eines Stützbolzens.
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In Fig. 1 bezeichnet 1 ein äusseres Rohrbodenblech, das im Bereich
ausserhalb eines Rohrbündelfeldes, dessen Berandung durch die strichpunktierte Linie
2 angegeben ist, sowohl wasserseitig, nämlich vom Kühlwasser, als auch dampfseitig
beaufschlagt ist. Im Bereich des Rohrbündelfeldes 2 ist es nur wasserseitig beaufschlagt,
da es gegen den Dampfraum durch das dampfseitige Rohrbodenblech 3 abgedeckt ist.
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Die Konstruktion des Doppelbodens ist genauer aus Fig. 2 ersichtlich.
Man erkennt daraus, dass die zwei Rohrbodenbleche 1 und 3 sich in einem Abstand
voneinander befinden, so dass sie einen Hohlraum begrenzen, der als Trennkammer
4 bezeichnet und am Umfang entlang des Rohrbündelfeldes 2 durch einen schmalen Blechstreifen
5, der mit den beiden Rohrbodenblechen 1 und 3 verschweisst ist, abgeschlossen ist.
Diese Verschweissung muss gasdicht ausgeführt sein.
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Die Kondensatorrohre, von denen in Fig. 2 zwei mit 6 und 7 bezeichnete
dargestellt sind, sind in das tragende, äussere Rohrbodenblech 1 eingewalzt oder
eingeschweisst und in das innere, dampfseitige Rohrbodenblech 3 eingewalzt. Das
äussere Rohrbodenblech 1 ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, zum Schutz gegen Korrosion
auf der Kühlwasserseite mit einer Plattierung 8 aus rostfreiem Material abgedeckt.
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Zur Dichtheitsprüfung dienen besonders ausgebildete Stütz-
bolzen
9 und 10, von denen der obere Stützbolzen 9 zur Kontrolle der Dichtheit des auf
Fig. 2 dargestellten Doppelrohrbodens dient, während der untere Stützbolzen 10 zur
Dichtheitsprüfung des Doppelrohrbodens auf der gegenüberliegenden,nicht dargestellten
Stirnseite des Kondensators dient. Der Stützbolzen 9 weist ein massives Zwischenstück
11 mit einer Sackbohrung 12 und einer Anzahl durchgehender Radialbohrungen 13 auf,
wodurch eine Verbindung zwischen dem Inneren des äusseren Stützbolzenrohrs 14 und
der Trennkammer 4 besteht. Die Fortsetzung des Stützbolzens nach innen in den Dampfraum
bildet ein inneres Stützbolzenrohr 16. Durch eine Leitung 15 wird im Betrieb ein
Trennmedium, vorzugsweise Kondensat, in die Trennkammer zwischen die Rohrbodenbleche
1 und 3 eingebracht, das unter höherem Druck steht als das Kühlwasser und damit
den Dampfraum auch bei einer Leckage an den Einwalzstellen der Kondensatorrohre
vor Verunreinigung durch eindringendes Kühlwasser schützt. Der untere Stützbolzen
10 ist an seinem rechten, nicht dargestellten Ende in gleicher Weise ausgebildet
wie der obere Stützbolzen 9 und verbindet die Trennkammer des gegenüberliegenden
Doppelrohrbodens mit einer Pumpe, die ihr unter Druck stehendes Kondensat zuführt.
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Die Stützbolzen 9 und 10 werden auch zur Dichtheitsprüfung benutzt.
Um die Dichtheit der wasserseitigen Einwalz- oder Schweissstellen zu überprüfen,
wird die Trennkammer mit Luft von ca. 6 bar unter Druck gesetzt. Die Einwalz- oder
Schweissstellen werden dann mit Seifenwasser abgepinselt und bei Bläschenbildung
nachgewalzt oder nachgeschweisst.
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Zur Prüfung der dampfseitigen Einwalzstellen wird die Trennkammer
mit Wasser unter Druck gesetzt, z.B. mit 6 bar. Die Zuführleitung wird dann geschlossen
und der Druck mit einem Manometer überwacht. Fällt der Druck mit der Zeit ab, so
a a A a - A
werden alle dampfseitigen Einwalzstellen des betreffenden
Bündels nachgewalzt, worauf die Prüfung wiederholt werden muss.
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Die Abschliessung der Trennkammer am Umfang des dampfseitigen Rohrbodenblechs
3 kann auch ohne Blechring 5 erfolgen, indem man den engen Zwischenraum zwischen
den beiden Bodenblechen 1 und 3 durch eine kräftige Schweissnaht überbrückt. Diese
Lösung kann als besonders wirtschaftlich angesehen werden.
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Ein Doppelrohrboden der vorliegenden Art ist durch seinen einfachen
Aufbau wirtschaftlich herzustellen. Da die beiden Rohrbodenbleche 1 und 3 im Betrieb
annähernd gleiche Temperatur annehmen, treten auch nur geringe Dehnungsdifferenzen
auf, so dass die Wärmespannungen und damit die Möglichkeit von Havarien weitgehend
reduziert werden.