DE3611424C2 - Vorrichtung zur selektierten Zuführung von Reinigungskörpern in Kühlwasser führende Rohre von Wärmetauschern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur selektiven Zuführung von Reinigungskörpern in Kühlwasser führende Rohre von Wärmetauschern, insbesondere von Kondensatoren in Kraftwerken, entsprechend den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Röhrenwärmetauscher oder Rohrbündelwärmetauscher, beispielsweise in Kraftwerken eingesetzte Kondensatoren, bestehen aus einem Wärmetauschergehäuse und zwei in diesem angeordneten Rohrböden, zwischen denen sich ein Bündel von Rohren erstreckt. Über eine Eintrittskammer wird dem ersten Rohrboden und damit den Rohren Kühlwasser zugeführt, das den Wärmetauscher über eine dem zweiten Rohrboden nachgeschaltete Austrittskammer wieder verläßt. Das gleichzeitig den Wärmetauscher durchströmende, über die Außenflächen der Rohre geführte wärmere Medium gibt seine Wärme über die Rohrwandung an das Kühlwasser ab, um, beispielsweise in einem Kraftwerk, den einem Kondensator zugeführten Dampf zu verflüssigen. Um nun jederzeit über die Rohrwandungen einen guten Wärmeübergang zwischen zwischen dem Dampf und dem Kühlwasser zu erreichen und damit einen hohen Wirkungsgrad des Wärmeaustauschers zu gewährleisten, ist eine regelmäßige, während des laufenden Wärmetauscherbetriebs erfolgende Reinigung der Innenwände der vom Kühlwasser durchflossenen Wärmetauscherrohre unumgänglich.

Bei einer beispielsweisen aus der DE-PS 28 18 033 bekannten Reinigungsvorrichtung für die zuvor erwähnten Rohrbündelwärmetauscher sind das Rohrbündel bzw. die die Eintritts- und Austrittskammern des Wärmetauschers begrenzenden Außenseiten der die Kühlwasser führenden Rohre aufnehmenden Rohrböden in selektiv zu reinigende Teilbereiche eingeteilt. Der Eintrittskammer und der Austrittskammer sind jeweils eine verfahrbare Vorrichtung zum Einspeisen der Reinigungskörper in die Rohre eines Teilbereichs bzw. zum Auffangen der Reinigungskörper in der Austrittskammer nach dem Verlassen der Rohre zugeordnet. Zur Gewährleistung der Zirkulation der Reinigungskörper - von der Einspeisevorrichtung über die zu reinigenden Rohre bis zur Auffangsvorrichtung und von dort wieder zur Einspeisevorrichtung - ist zwischen der Auffangvorrichtung und der Einspeisevorrichtung eine mit einer Pumpe versehene und absperrbare Verbindungsleitung vorgesehen. Mit dieser Reinigungsvorrichtung ist somit eine quasi kontinuierliche Reinigung der Innenwände von kühlwasserdurchströmten Wärmetauscherrohren während des Betriebs der Anlage möglich.

Neben der Anwendung für Groß­ wärmetauscher sind ähnliche Vorrichtungen auch an Wärme­ tauschern kleinerer Bauart bekannt, bei denen die Reini­ gungskörper die Tauscherrohre lediglich in einer Richtung durchströmen. Zum Auffangen der Reinigungskörper sind dann Siebe vorhanden, die die Reinigungskörper aus dem ab­ laufenden Medium abdrängen und einer Entnahmeöffnung inner­ halb der Rohrleitung zuführen. Über eine Pumpe, eine Schleuse und gegebenenfalls weitere Aggregate werden dann die Reinigungskörper dem zulaufenden Medium wieder zuge­ geben.

Beiden Arten des Reinigungskörperumlaufes ist gemeinsam, daß die Verteilung der einzelnen Reinigungskörper auf die Rohre dem Zufall überlassen ist, wenn auch eine statistisch erfaßbare Wahrscheinlichkeit für die Häufigkeit der Reinigung eines bestimmten Rohres entsprechend seiner Lage angegeben werden kann. Aufgrund dieser Verhältnisse kommt es im allgemeinen zu oftmals von Reinigungskörpern durchströmten und seltener durchströmten Wärmetauscher­ rohren. Im konkreten Einzelfall wird die Häufigkeit des Reinigungsbetriebes bzw. die Zahl der Reinigungskörper so gewählt, daß die in der geringsten Häufigkeit gereinig­ ten Rohre noch gerade eine ausreichende Reinigung erfahren ohne erkennbaren Abfall des Wirkungsgrades des Wärme­ tauschers.

Als Folge dieser Maßnahme konmt es innerhalb einiger Teil­ bereiche eines Wärmetauschers zu einer extrem häufigen Reinigung, die in der Regel in Kauf genommen werden kann und nicht weiter stört, wenn man einmal von der unnötigen Abnutzung der Reinigungskörper absieht. Es gibt jedoch Anwendungsfälle, bei denen eine derartig häufige Reinigung unerwünscht ist.Wenn beispielsweise die Kondensatorrohre einer Entsalzungsanlage oder eines Kraftwerkbetriebes in Küstennähe von Meerwasser durchströmt werden und die Rohre aus Kupferlegierungen bestehen, führt eine zu häufige Reinigung zum Abtrag von Passiv- und Schutzschichten, so daß der von diesem Rohrmaterial erwartete Korrosions­ schutz nicht erreicht wird. Andererseits ist selbstver­ ständlich ein Algenbefall vorhanden, außerdem bilden sich Kalziumkarbonatschichten unter Einschluß von weiteren Verunreinigungen. Eine Reinigung ist also unumgänglich, wenn der Wirkungsgrad nicht leiden soll, jedoch darf diese nur in dosiertem Maße und besonders schonend durchgeführt werden, damit zwar Verunreinigungen beseitigt, jedoch die Schutzschichten nicht angegriffen werden.

Wenn zum Beispiel eine Reinigungshäufigkeit von 1 bis 6 Reinigungen pro Woche angestrebt wird bei einem Mittelwert von z. B. drei Durchgängen pro Woche, liegen bei 100 Rohren pro Einrichtung zum Einspeisen 10% außerhalb der vorge­ gebenen Grenzwerte von einem Durchgang bzw. sechs Durch­ gängen. Es ist schon versucht worden, eine gleichmäßigere Verteilung der Reinigungskörper auf die einzelnen Rohre dadurch zu erreichen, daß die Zuführung nicht mehr durch eine allgemeine Einspeisung in den Wasserstrom erfolgt, sondern in der Eintrittskammer mehrere Eintrittsrohre für die Reinigungskörper angeordnet sind, die dann jeweils nur einen Teilbereich des Rohrbodens mit Reinigungskörpern ver­ sorgen (japanisches Gebrauchsmuster Sho 58-15 898). Doch auch bei dieser Art der Zuführung hängt die konkrete Durch­ strömungszahl der einzelnen Rohre von Reinigungskörpern von den Zufälligkeiten der Strömung ab, so daß die be­ schriebene exakte Durchströmungsfolge in jedem Wärmetauscher­ rohr auch mit dieser aufwendigeren Einspeisung nicht genau genug eingehalten werden kann. Dabei ist besonders eine zu starke Reinigung gefährlich, da dann ein rascher Korrosions­ fortschritt zu befürchten ist. Der Durchbruch eines einzigen Kondensatorrohres reicht dann aus, um den Betrieb für die Reparatur zu unterbrechen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine vorgegebene Reini­ gungsfrequenz jedes Rohres mit genügender Genauigkeit ein­ gehalten werden kann und so ein schlechter Wirkungsgrad bzw. eine heftige Korrosion vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Zuführung von Reinigungskörpern zu Teilbereichen des mit Kühlwasser beaufschlagten Rohrbodens eines Wärmetauscher vor, daß der Teilbereich nur das Ende eines einzelnen auswählbaren Rohres überdeckt und die Einspeisevorrichtung ein Einspeiseelement, wie ein Rohr oder eine flexible Leitung mit einem Mundstück, umfaßt, wobei das Einspeiseelement mit einer Austrittsöffnung versehen und in der Eintrittskammer derart bewegbar angeordnet ist, daß die Austrittsöffnung des Einspeiseelements vor jedes Rohrende am Rohrboden verfahrbar ist.

Die Anwendung dieser Lehre, bei der die im Kühlwasser transportierten Reinigungskörper jedem einzelnen - ausgewählten - Wärmetauscherrohr unmittelbar zugeführt und einzeln durch dieses hindurchgeführt werden, schließt jeglichen Zufall bezüglich des Rohrdurchgangs von Reinigungskörpern aus, solange kontrolliert wird, ob tatsächlich ein Reinigungskörper oder mehrere Reinigungskörper in Umlauf ist oder sind. Diese Kontrolle ist jedoch innerhalb von Schleusen bzw. innerhalb einer herkömmlichen Mitteln erzielbar.

Das Auffangen der Reinigungskörper kann entweder pauschal mit Hilfe eines bekannten Siebes oder mehrerer Siebe erfolgen oder durch eine Auffangeinrichtung, die der Einspeiseeinrichtung im wesentlichen identisch ist und dieser von Rohrende zu Rohrende entsprechend nachgeführt wird.

Der Übertritt jedes Reinigungskörpers aus der Austritts­ öffnung in das Rohrende in der Eintrittskammer bzw. von dem Rohrende in die nachgeführte Auffangeinrichtung geht quasi selbsttätig vonstatten, wenn die Austrittsöffnung in etwa dieselbe Nennweite hat wie das Rohr und einen Überdeckungsgrad erreicht, der einen Fehler bis zu 1/4 d betragen darf. Aufgrund des in das Rohrende einströmenden Wassers wird der Reinigungskörper selbsttätig zentriert und mitgenommen. Bei der nachgeführten Auffangeinrichtung ist es zur Erzielung desselben Zweckes vorteilhaft, wenn mit Hilfe einer Pumpe an der Übertritts­ stelle eine etwas größere Wassereintrittsgeschwindigkeit in die Auffangeinrichtung bewirkt wird als durch die natür­ liche Strömung durch den Wärmetauscher vorgegeben. Auch in diesem Fall erfolgt quasi ein selbsttätiges Ansaugen eines aus dem Rohrende austretenden Reinigungskörpers, so daß auf eine genaueste Ausfluchtung von Rohrende und Eintrittsöffnung der Auffangeinrichtung verzichtet werden kann.

Gemäß einer ersten Ausführungsform besteht die Einspeise­ einrichtung aus einem längenverstellbaren Rohr, das mit Hilfe einer annähernd allseits beweglichen Durchführung in der Eintrittskammerwand gehalten ist. Unter der Voraus­ setzung, daß die Eintrittskammer keine der Versteifung dienenden Einbauten oder dergleichen enthält, kann die Austrittsöffnung des Rohres an jede Stelle des Rohrbodens dirigiert und infolge der Längenverstellbarkeit ein genügend kleiner Abstand zwischen der Austrittsöffnung und einem Rohrende hergestellt werden; dabei ist die Durchführung im Bereich der Mittelsenkrechten des Rohrbodens angeordnet. Das über die Durchführung hinausstehende Ende des Rohres wird für die Ausrichtung auf die einzelnen Enden der Wärmetauscherrohre und für die Einstellung der Länge ein­ gesetzt. Dazu greifen an entsprechenden Stellen Spindeln an, die vorzugsweise mit Hilfe von Schrittmotoren bewegt werden. In dieser Weise kann für jede Stellung der Ein­ speisevorrichtung vor einem Rohrende eine Speicherung vorgenommen werden, die zu jeder Zeit abrufbar ist und beispielsweise die schrittweise Verstellung der Einspeise­ einrichtung von einem Rohrende zu dem anderen ermöglicht.

Abweichend davon kann ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einspeiseeinrichtung aus einem Mundstück bestehen, das unmittelbar über dem Rohrboden in Polarkoordinaten oder kartesischen Koordinaten verfahrbar ist und die Austritts­ öffnung trägt sowie aus einem an dem Mundstück angebrachten Schlauch, der von einer Durchführung in der Eintritts­ kammerwand ausgeht. Statt des Schlauches kann wiederum ein starres, längenverschiebbares Rohr, das in der Durch­ führung annähernd allseits beweglich ist, eingesetzt werden, wobei dann zum Beispiel die eine Koordinate durch eine Bewegung des Rohres bewirkt werden kann, während die andere Koordinate mit Hilfe einer indirekten Verschiebung des Mundstückes erfolgt.

Es kann zweckmäßig sein, den Durchtritt eines Reinigungs­ körpers durch die Eintrittsöffnung an der Auffang­ einrichtung und gegebenenfalls an der Austrittsöffnung der Einspeiseeinrichtung mit Hilfe einer Sonde zu messen. Damit existiert ein Meßsignal, das die Anwesenheit eines Reinigungskörpers an den entsprechenden Stellen signali­ siert und somit die unmittelbare Eingabe in das Wärme­ tauscherrohr bzw. die erfolgte Reinigung anzeigt.

Es können in Abhängigkeit von diesen Signalen die beiden Einrichtungen verfahren werden, so daß nur äußerst geringe Totzeiten zwischen der Aufgabe zweier Reinigungskörper in unterschiedliche Rohre in Kauf genommen werden müssen.

Für eine besonders zügige Durchführung einer gesamten Reinigung des Wärmetauschers ist es zweckmäßig, die Anzahl der in Umlauf befindlichen Reinigungskörper größer zu wählen als die pro Zeiteinheit einspeisbare Anzahl und mit Hilfe einer Dosiereinrichtung innerhalb der Verbindung von dem Sieb bzw. von der Auffangeinrichtung zu der Ein­ speiseeinrichtung gerade die einspeisbare Anzahl zuzuteilen. In Verbindung mit einer derartigen Dosiereinrichtung ge­ winnen die Meßsonden bzw. gewinnt die Meßsonde an der Einspeiseeinrichtung besondere Bedeutung. Die Ein­ speisung kann mit hydraulischen Mitteln, also mit nassen Reinigungskörpern erfolgen. Abweichend davon kann jeder Reinigungskörper aus dem Trägermedium entfernt, vereinzelt, dosiert und dem über die Einspeiseeinrichtung geführten Teilstrom des Trägermediums wieder zugeführt werden.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht durch einen Wärmetauscher mit einer Eintrittskammer und einer Austritts­ kammer ohne Darstellung der Dampfan­ schlüsse mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in einem ersten Aus­ führungsbeispiel,

Fig. 2 eine Ansicht gemäß Fig. 1 mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer Ein­ speiseeinrichtung als Bestandteil der Vorrichtungen gemäß den Fig. 1 und 2 in zwei Stellungen,

Fig. 4 eine Ansicht gemäß Fig. 3 eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine Einspeiseeinrichtung als Bestandteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung einer Eintrittskammer an einem Wärmetauscher mit einer abgewandelten Einspeise­ einrichtung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Einspeiseein­ richtung gemäß Fig. 5, stark schema­ tisiert;

Fig. 7 eine Ansicht gemäß Fig. 5 eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Einspeiseeinrichtung der Vorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 8 eine Ansicht gemäß Fig. 6 des Aus­ führungsbeispiels gemäß Fig. 7.

In der Fig. 1 ist ein Wärmetauscher 1, beispielsweise der Kondensator einer Turbinenanlage, schematisch darge­ stellt, für dessen Kühlung Kühlwasser über eine Ein­ trittskammer 2 zu- und über eine Austrittskammer 3 abströmt. In jeder Kammer 2 und 3 befindet sich ein sogenannter Rohr­ boden 4, in den die Enden von Wärmetauscherrohren 5 flüssigkeitsdicht und in dichtester Packung unter Belassung einer ausreichenden Dampfgasse einge­ setzt sind.

Zur Reinigung der Rohre 5, die beispielsweise aus einer Kupferlegierung bestehen, werden Reinigungskörper 6 in Form von Schwammgummikugeln eingesetzt, die in Umlauf gehalten werden und folglich nach einem Reinigungsvorgang aufgefangen und wieder eingesetzt werden.

Zum Zuführen der Reinigungskörper 6 in die Rohrenden innerhalb der Eintrittskammer 2 ist eine Einspeiseein­ richtung 10 vorgesehen, die im wesentlichen aus einem als Einspeiseelement dienenden längenverstellbaren Rohr 11 mit einer Austrittsöffnung 11a und einer annähernd allseits beweglichen Durchführung 12 in der Kammerwand bestehen. Das Rohr 11 wird über einen Schlauch 13 versorgt, der wiederum an eine Dosiereinrichtung 14 angeschlossen ist. Der Dosiereinrichtung fließen Reinigungskörper aus einer Schleuse 19 zu, wobei eine Pumpe 18 die von einem Sieb 17 aufgefangenen Reinigungskörper in Umlauf hält. Innerhalb der Schleuse befindet sich ein Sieb, so daß jegliche Über­ schußwassermenge, die in der Dosiereinrichtung 14 nicht benötigt wird, automatisch in die Zuleitung zur Eintritts­ kammer 2 eingeleitet wird. Die Schleuse 19 ermöglicht außerdem noch das Herausnehmen der Reinigungskörper, das frische Aufgeben von neuen Reinigungskörpern sowie gege­ benenfalls das Zählen oder Messen des Verschleißzustandes. Diesbezüglich geht die Erfindung bekannte Wege.

Während des Betriebes wird das Rohr 11 mit Hilfe geeigneter, nicht dargestellter Mittel zunächst vor dem einen Rohrende der Gesamtzahl der Rohre 5 so in Stellung gebracht, daß sich dessen Austrittsöffnung 11a gerade vor dem Rohrende befindet, wobei ein Fluchtungsfehler von einen Viertel des Innen­ durchmessers toleriert werden kann. In dieser Stellung werden ein Reinigungskörper oder mehrere Reinigungskörper von der Dosiereinrichtung 14 auf den Weg geschickt, also über den Schlauch 13 und das Rohr 11 gefördert. Es kommt zum Übertritt in das ausgewählte Rohr 5, und der allgemeine Wasserstrom durch die einzelnen Rohre hindurch sorgt dafür, daß der Reinigungskörper 6 schabend, also reinigend über die gesamte Länge des Rohres weiterbefördert wird. Am anderen Ende des Rohres 5 tritt er in die Austrittskammer 3 aus, gelangt auf das Sieb 17 und wird von der Pumpe 18 angesaugt und über die Schleuse 19 wieder der Dosierein­ richtung 14 zugeführt. Zum jetzigen Zeitpunkt oder früher wird die Einspeiseeinrichtung 10 zur Versorgung eines anderen Wärmetauscherrohres 5 verstellt, und der beschriebene Ablauf beginnt von neuem. In dieser Weise wird Rohr 5 für Rohr 5 von der Dosiereinrichtung angefahren und gereinigt.

Somit wird sichergestellt, daß die Reinigung der einzelnen Rohre 5 nicht dem Zufall überlassen ist, sondern exakt und fehlerlos durchgeführt werden kann. Eine statistische Zufallskomponente besteht allenfalls noch infolge einer Fehldosierung durch die Dosiereinrichtung 14, die Handhabung der Reinigungskörper 6 ist jedoch in­ zwischen so weit entwickelt, daß von hier aus keine ernste Gefahr ausgeht für eine zu starke oder zu schwache Reini­ gung und damit für eine Abweichung von dem vorgegebenen Sollwert für die Reinigungshäufigkeit.

Das in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist bezüglich der Einspeiseeinrichtung 10 mit dem vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiel identisch. An dem außer­ halb der Eintrittskanmer 2 liegenden Bereich des Rohres 11 ist ein Betätigungsorgan 15 wiedergegeben, das schematisch die Verstellmöglichkeit verdeutlichen soll. Zusätzlich sind selbstverständlich noch die Längenverstellbarkeit und die Verschwenkung aus der Bildebene auf den Betrachter zu und von dem Betrachter weg zu besorgen. Statt des Siebes 17 ist eine Auffangeinrichtung 9 vorhanden, die der Einspeise­ einrichtung 10 annähernd identisch nachgebildet ist. Es sind also ebenfalls ein längenverstellbares Rohr 11′, eine Durchführung 12′ innerhalb der Austrittskammerwand sowie Verstellorgane 15′ vorhanden, außerdem ist an das Rohr 11′ ein Schlauch 13′ angeschlossen. Eine Umwälzpumpe 18 sowie eine Schleuse 19 sind ebenfalls innerhalb des Reinigungs­ körperkreislaufes vorhanden.

Zum Auffangen der durch ein Rohr 5 hindurchgehenden Reini­ gungskörper 6 ist die Auffangeinrichtung 9 in eine spiegel­ bildliche Stellung zu der Einspeiseeinrichtung 10 gebracht, so daß deren Eintrittsöffnung am vorderen Ende des Rohres 11′ dem entsprechenden Ende des Rohres 5 gegenüberliegt. Dabei sorgt die Umwälzpumpe 18 für eine gewisse heftige Einströmung des Kühlmediums in das Rohr 11′ hinein, so daß für den aus dem Rohr 5 austretenden Reinigungskörper an dieser Stelle eine gewisse Saugwirkung verspürbar ist. Aufgrund dieser Wirkung kann ein gewisser Fluchtungsfehler zwischen beiden Rohren 5 und 11′ in Kauf genommen werden.

Nach einem Durchgang eines Reinigungskörpers 6 durch eines der Rohre 5 bzw. nach Abschluß einer Sequenz von Durch­ gängen werden beide Einrichtungen 10 und 9 simultan in eine neue Reinigungsstellung gebracht, also jeweils mit den Öffnungen vor die Enden eines anderen Rohres 5 ver­ fahren. Daran schließt sich ein weiterer Reinigungsvorgang mit einem Reibkörper oder mit mehreren Reibkörpern an. Der Impuls für die Verstellung geht von der Dosiereinrichtung 14 aus, die nach Abgabe eines Reinigungskörpers bzw. nach Abgabe einer Sequenz ein von einem Zeitrelais bestimmtes Zeitintervall abwartet und dann den Befehl zur Verstellung gibt. Das Zeitintervall ist empirisch bestimmt und schließt eine gewisse Sicherheitszeit ein, um sicherzustellen, daß vor einer Verstellung der Einrichtungen 10 und 9 der letzte Reinigungskörper in jedem Fall das Rohr 11′ erreicht hat.

Der Aufwand für den Zeitpunkt der Verstellung kann höher gewählt werden, wenn kürzere Verstellintervalle gewünscht werden. Es ist dann zweckmäßig, an dem jeweils vorderen Ende jedes Rohres 11 und 11′ eine Sonde 21 bzw. 22 anzu­ bringen, mit der das Vorhandensein eines Reinigungskörpers 6 feststellbar ist. In dieser Weise läßt sich die Aufgabe und die Abgabe eines Reinigungskörpers in das Rohr 5 bzw. aus dem Rohr 5 exakt feststellen. Es ist bei entsprechendem Schaltungsaufwand sogar möglich, die Einspeiseeinrichtung 10 bereits dann in eine neue Position zu verfahren, wenn der letzte Reinigungskörper 6 einer Sequenz das Rohr 11 gerade verlassen hat und sich noch reinigend in dem zugeord­ neten Rohr 5 befindet. Wenn dieser Reinigungskörper 6 dann die Sonde 22 an dem Rohr 11′ der Auffangeinrichtung 9 passiert hat, kann auch die Auffangeinrichtung 9 in die neue Stellung verfahren werden. Dabei wird sowohl die Bewegung der Einrichtungen 10 und 9 als auch die Einspeisung über die Dosiereinrichtung 14 von einer zentralen Steuer­ einrichtung 23 überwacht und gesteuert.

In der Fig. 3 ist ein typisches Ausführungsbeispiel für eine Einspeiseeinrichtung 10 gemäß den Fig. 1 und 2 im Querschnitt schematisch dargestellt. Innerhalb der Ein­ trittskammerwand 26 befindet sich ein Flansch 27, in den ein zweiteiliges Einsatzstück 28 zur dichtenden und be­ weglichen Einfassung einer Kugel 29 eingesetzt wird. In einer Durchgangsbohrung der Kugel 29 ist ein Außenrohr 30 fest eingesetzt, innerhalb dessen ein Innenrohr 31 ver­ schieblich gelagert ist. Zur Verschiebung beider Rohre 31 und 30 gegeneinander ist am hinteren Ende des Außenrohres 30 eine Spindel 32 angeordnet, die mit Hilfe eines Hand­ rades 33 betätigt wird.

In der Fig. 3 ist in geneigter Stellung die doppelte Rohranordnung im Schnitt gezeigt, während in der horizon­ talen Ausrichtung im wesentlichen die Ansicht dieser An­ ordnung wiedergegeben ist.

Für die Einjustierung des vorderen Endes des Innenrohres 31 vor die einzelnen Rohrenden innerhalb des Rohrbodens 4 ist nicht nur eine Längenverstellbarkeit erforderlich, sondern das vordere Ende muß auch in vertikaler und hori­ zontaler Richtung jeweils so weit verstellbar sein, daß jedes Rohrende in dem Rohrboden 4 erreicht wird. Dazu sind mindestens zwei weitere Spindeln 35 mit Handrädern 36 vorhanden, von denen in der Fig. 3 jedoch nur eine erkenn­ bar ist; die andere liegt hinter der Zeichenebene annähernd horizontal und ist von der Durchführung 12 verdeckt.

Die Handräder 33 und 36 haben mehr symbolischen Charakter. An ihrer Stelle ist in der Regel ein Stellmotor installiert oder ein sonstiger Antrieb, der die Verstellung um einen vorgegebenen Betrag auf einen Befehl hin gestattet. Der Befehl kann von einem Schrittschaltwerk, von einer zentralen Steuereinrichtung 23 (Fig. 2) oder von den entsprechenden Verstellorganen einer Auffangeinrichtung kommen. Unabhängig von dem jeweiligen Stellzustand der Anordnung aus den Rohren 31 und 30 können Reinigungskörper 6 über den flexiblen Schlauch 13 zugeführt und damit an die Austritts­ öffnung an dem vorderen Ende des Innenrohres 31 gebracht werden.

Eine den gleichen Zwecken dienende Einspeiseeinrichtung ist in der Fig. 4 wiedergegeben. Während die Durchführung 12 identisch aufgebaut ist, und auch zwei ineinandergesteckte Rohre 30 und 31 vorhanden sind, unterscheidet sich diese Einrichtung von der vorangehend beschriebenen dadurch, daß die Spitze des Innenrohres 31 mit Hilfe einer Traverse 40 zwangsgeführt wird, auf der ein beweglich an dem Innenrohr 31 gelagertes Schiebestück 41 entlanggleiten kann. Mit Hilfe nicht näher dargestellter Mittel kann die Traverse aus der Bildebene auf den Betrachter zu und vom Betrachter weg verfahren werden, beispielsweise mit Hilfe von Spindel- Mutter-Einheiten am oberen und unteren Ende. Dabei nimmt die Traverse über das Schiebestück 41 die Anordnung aus dem Innenrohr 31 und dem Außenrohr 30 mit, so daß eine gesonderte Betätigung für eine Verschwenkung der Rohran­ ordnung entfallen kann.

Die Traverse 40 kann nun ihrerseits als Spindel und das Schiebestück 41 als Mutter ausgebildet sein, so daß eine Verdrehung der Spindel 40 eine Vertikalverstellung der Rohranordnung bewirkt. In dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel kann jedoch das Schiebestück 41 frei auf der Traverse 40 gleiten, und die vertikale Verstellbewegung wird durch eine Spindel 35 mit einem Handrad 36 bewirkt, die auf der Außenseite der Durchführung an dem Außenrohr 30 angreift. Die Längenverstellbarkeit des Innenrohres 31 gegenüber dem Außenrohr 31 erfolgt dabei selbsttätig infolge der Führung entlang der Traverse 40. Auch bei diesem Ausführungsbei­ spiel werden die Reinigungskörper 6 über einen flexiblen Schlauch 13 direkt in das innere Rohr 31 eingespeist.

Die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele für eine Einspeiseeinrichtung 10 eignen sich in derselben Bau­ form auch als Auffangvorrichtung 9. Es muß dann nur sicher­ gestellt werden, daß eine simultane Bewegung der Rohran­ ordnungen stattfindet bzw. ein schrittweises Verfahren vor die einzelnen Rohrenden in der Weise, daß zumindest kurz vor dem Verlassen eines Reinigungskörpers 6 eines zu reinigenden Rohres 5 die Auffangeinrichtung vor das entsprechende Rohrende in Stellung gebracht ist.

In den Fig. 5 und 6 ist als grobe Übersichtszeichnung eine weitere Variante einer Einspeiseeinrichtung für die Reinigungskugeln in jedes einzelne Rohr des Wärmetauschers dargestellt. Es sind insgesamt drei Durchführungen vor­ handen, von denen zwei von Streben 44 durchdrungen werden, während durch die dritte Führung ein Rohr 45 zur Ein­ speisung der Reinigungskörper hindurchragt. Die Streben 44 sowie das Rohr 45 sind an ihren vorderen Enden mitein­ ander verbunden, so daß in statischer Hinsicht ein Dreibein bei fixierter Durchführung vorhanden ist. Die Positionierung kann deshalb ausschließlich durch eine Relativbewegung jeder Strebe 44 gegenüber der Durchführung bzw. des Rohres 45 gegenüber der Durchführung erfolgen. Selbstverständlich ist diese Relativverstellung wiederum mechanisiert, was im einzelnen nicht dargestellt ist. Dabei ist zu beachten, daß in der Regel alle drei Bauteile zur Ansteuerung eines anderen Rohrendes des Wärmetauschers erforderlich sind.

In den Fig. 7 und 8 ist eine weitere Variante einer Ein­ speiseeinrichtung grob skizziert, die der gemäß der Fig. 4 verwandt ist. Oberhalb des Rohrbodens 4 der Eintrittskammer 2 ist mit Hilfe von seitlich angeordneten Spindeln 48 eine Traverse 50 verfahrbar, auf der ein Mundstück 51 hin und her verfahrbar ist. Die Spindeln 48 werden mit Hilfe von Stellmotoren 49 angetrieben, während der Antrieb für die Verfahrbarkeit des Mundstücks 51 auf der Traverse 50 nicht dargestellt ist. Es ist dazu zum Beispiel neben einer der Spindeln 48 eine weitere Welle erforderlich, auf der ein Gehäuse mit einem Mitnehmer gleitet, wobei der Mitnehmer über ein Winkelgetriebe eine Spindel zur Bewegung des Mundstückes 51 auf der Traverse 50 in Drehung versetzt.

Mit dem Mundstück 51 ist ein flexibler Schlauch 52 zur Einspeisung der Reinigungskörper verbunden; statt des Schlauches 52 kann auch wiederum ein längenverschiebbares Rohr mit Durchführung vorgesehen sein, das lediglich im Bereich des Mundstückes mit einem flexiblen Übergangsstück versehen ist.

Die in den Fig. 5 bis 8 vorgestellten Einspeiseinrich­ tungen sind wiederum auch als Auffangeinrichtung geeignet, wenn eine Anordnung gemäß der Fig. 2 bevorzugt wird. Im übrigen sind diese Ausführungsbeispiele bezüglich der Lage­ stabilität der Austrittsöffnung am vorderen Ende des Mund­ stücks 51 bzw. des Rohres 45 dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3 überlegen. Es ist nämlich zu berücksichtigen, daß innerhalb der Kammern 2 und 3 erhebliche Wasserkräfte vorherrschen, da hier große Wassermengen pro Zeiteinheit hindurchströmen, in denen sich Teilströmungen und Wirbel ausbilden. Es kann daher leicht zu Ablenkkräften der An­ ordnung aus dem Außenrohr 30 und dem Innenrohr 31 von der Sollposition an der Austrittsstelle der Reinigungskörper 6 kommen, die vermieden werden, wenn eine entsprechende Starr­ heit und Spielfreiheit vorhanden sind bzw. das vordere Ende der Anordnung exakt geführt ist.

Insbesondere bei Auffangvorrichtungen in Form eines Auf­ fangrohres genügt theoretisch ein einziger Reinigungs­ körper, um eine bestimmte Reinigungsaufgabe durchzuführen. Vor einem Stellungswechsel der Einspeiseeinrichtung und der Auffangeinrichtung muß dann jeweils der Kreislauf des Reinigungskörpers abgewartet werden. Eine schnellere Umlauffrequenz ist erzielbar, wenn mindestens so viel Reinigungskörper vorhanden sind, daß die schnellstmögliche Aufgabe pro Zeiteinheit bewirkt werden kann, die in erster Linie durch die Dauer des Durchgangs durch ein Rohr 5 und durch die Zeit für die Verstellung der Einrichtungen vorge­ geben ist. Aus Gründen eines störungsfreien Betriebes sollten jedoch wesentlich mehr Reinigungskörper in Umlauf sein als maximal pro Zeiteinheit aufgegeben werden können. In dieser Weise kann der Verschleißzustand gemessen, können die Reinigungskörper optisch kontrolliert werden, und ins­ besondere ist dann die Dosiereinrichtung 14 stets ausreichend mit Reinigungskörpern 6 versorgt, um im Falle einer Ver­ klemmung oder dergleichen keine Leerzeiten in Kauf nehmen zu müssen.

Für eine hohe Reinigungsfrequenz ist außerdem anzustreben, daß die Dosiereinrichtung 14 möglichst nahe an der Austritts­ öffnung für die Reinigungskörper 6 der Einspeiseeinrich­ tung 10 angeordnet ist. Es werden so die kürzesten Zeiten für einen abgefragten Durchgang erzielt, so daß die geringsten Zeitreserven eingerechnet werden müssen.

Bei Wärmetauschern mit großflächigen Rohrböden 4 sind oftmals Einbauten unvermeidbar. In diesen Fällen muß selbstverständlich eine Mehrfachanordnung von Einspeise­ einrichtungen 10 vorhanden sein, um jeden Teilbereich zwischen benachbarten Einbauten bzw. zwischen Einbauten und der Eintrittskammerwand zu erreichen. Dasselbe gilt für die Austrittskammer 3, wenn dort eine individuelle und keine pauschale Auffangeinrichtung zum Auffangen der Reinigungskörper installiert ist.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur selektiven Zuführung von Reinigungs­ körpern in Kühlwasser führende Rohre von Wärmetauschern,

• - insbesondere von Kondensatoren in Kraftwerken,
• - zur Anordnung in einer mit einer Einlaßöffnung für das Kühlwasser und mit einem ersten Rohrboden versehenen Eintrittskammer eines Wärmetauschers,
• - der eine Austrittskammer mit einer Auslaßöffnung für das Kühlwasser und mit einem zweiten Rohrboden im Abstand gegenüberliegt,
• - wobei sich ein Bündel von Rohren zwischen den beiden Rohrböden erstreckt,
• - die in selektiv zu reinigende Teilbereiche eingeteilt sind und
• - die auf ihrer Außenseite von Dampf umströmt und auf ihrer Innenseite von dem von der Eintrittskammer zu der Austrittskammer fließenden Kühlwasser durchströmt werden,
• - wobei mindestens eine Einrichtung zum Einspeisen der Reinigungskörper in die Rohre eines Teilbereiches und
• - eine Einrichtung zum Auffangen der Reinigungskörper nach dem Verlassen der Rohre
• - sowie eine Verbindungsleitung zwischen beiden Einrichtungen zur Zirkulation der Reinigungskörper von der Auffangeinrichtung über die Verbindungsleitung zu der Einspeiseeinrichtung und von der Einspeiseeinrichtung zu der Auffangvorrichtung unter Durchqueren der Rohre vorgesehen sind,
• - wodurch die Rohre gereinigt werden,
• - wobei die Verbindungsleitung absperrbar ist und eine Pumpe zur Aufrechterhaltung der Zirkulation enthält,
  dadurch gekennzeichnet,
• - daß der Teilbereich nur das Ende eines auswählbaren einzelnen Rohres (5) des Rohrbodens (4) überdeckt,
• - daß die Einspeisevorrichtung (10) ein Einspeiseelement (11) wie ein Rohr (11; 30, 31; 45) oder eine flexible Leitung (52) mit einem Mundstück (51) umfaßt,
• - daß das Einspeiseelement (11) mit einer Austrittsöffnung (11a) versehen ist,
• - daß das Einspeiseelement (11) in der Eintrittskammer (2) derart bewegbar angeordnet ist,
• - daß die Austrittsöffnung (11a) des Einspeiseelements (11) vor jedes Rohrende am Rohrboden (4) verfahrbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (9) zum Auffangen der Reinigungskörper (6) aus einem einzelnen Rohr (5) vorgesehen ist, die aus einer der Einspeisevorrichtung (10) im wesentlichen identischen Einrichtung in der Austrittskammer (3) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Austrittsöffnung (11a) des Einspeiseelements (11) im wesentlichen dem der Rohre (5) entspricht.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspeiseelement (11) aus einem längenverstellbaren Rohr (30, 31) besteht, das mit Hilfe einer annähernd allseits beweglichen Durchführung (12) in der Eintrittskammerwand (26) gehalten ist. (Fig. 1-4)

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeiseeinrichtung (10) aus einem Rohr (45) als Einspeiseelement (11) und aus zwei längenverstellbaren, an den vorderen Enden mit dem vorderen Ende des Rohres (45) beweglich aneinander befestigten Streben (44) besteht und daß jede Strebe (44) und das Rohr (45) eine allseits bewegliche Durchführung in der Eintrittskammerwand (26) aufweisen. (Fig. 5 und 6)

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeiseeinrichtung (10) zwei längenverstellbaren, an den vorderen Enden beweglich aneinander befestigte Streben (44) umfaßt, jede Strebe (44) eine allseits bewegliche Durchführung in der Eintrittskammerwand (26) aufweist und ein von den Streben (44) geführter Schlauch zur Einspeisung vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspeiseelement (11) aus einem unmittelbar über dem Rohrboden (4) in Polarkoordinationen oder in kartesischen Koordinaten verfahrbaren, die Austrittsöffnung (11a) tragenden Mundstück (51) und aus einer an dem Mundstück (51) angebrachten flexiblen Leitung (52) besteht, die von einer Durchführung in der Eintrittskammerwand (26) ausgeht. (Fig. 7 und 8)

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Bewegung nach kartesischen Koordinaten eine an beiden Seiten spindelbewegte Traverse (4) vorgesehen ist, auf der das Mundstück (51) hin- und herbewegbar ist. (Fig. 7 und 8)

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-8, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Auffangen der Reinigungskörper (6) - in Strömungsrichtung - hinter der Austrittskammer (3) angeordnete Auffangeinrichtung aus einem herkömmlichen Sieb (17) besteht und daß an der Einrichtung (9) zum Auffangen der Reinigungskörper (6 aus einzelnen Rohren (5), insbesondere an der Eintrittsöffnung der Einrichtung (9), eine Sonde (22) vorgesehen ist, die ein Meßsigal abgibt, wenn ein Reinigungskörper (6) die Sonde (22) passiert, und daß das Meßsignal zum Verfahren der Einrichtung (9) und der Einspeiseeinrichtung ( (10) an ein anderes Rohrende ausnutzbar ist. (Fig. 2).