DE3829359A1 - Rohrenwaermetauscher mit integrierter roehrreinigungsanlage - Google Patents

Description

Zur Reinigung der Rohre von Röhrenwärmetauschern werden Reinigungs­ körper, meist Schaumgummikugeln, deren Durchmesser etwas über dem Innendurchmesser der Rohre liegt, in das Fluid, meist Kühlwasser, eingepumpt und durch die Rohre gedrückt. Nach Verlassen des Wärme­ tauschers werden diese aus dem Kühlwasser mittels einer Siebvor­ richtung ausgeschieden und im Kreislauf wieder dem Kühlwasser, das dem Wärmetauscher zuströmt, zugeleitet.

Es ist aus der DE PS 29 42 490 eine integrierte Rohrreinigungsanlage bekannt, bei der die austrittsseitige Wasserkammer vergrößert ist und schwenkbare Reinigungskugeltrennsiebe eingebaut sind.

Diese Ausführung ist nur bei großen Kondensatoren wirtschaftlich herstellbar und scheidet bei mittleren und kleineren Wärmetauschern aus.

Andere Ausführungen sind aus den DE PS 28 17 992, 28 18 006, 28 18 033, 28 22 623, 28 22 642 bekannt, bei denen in der Wasserkammer Reinigungs­ hauben als Reinigungskörperbeweger mit Rohrpropelleraggregat als Rück­ führpumpe installiert sind.

Auch diese Ausführung ist nur bei sehr großen Wärmetauschern möglich, wie sie bei geothermischen Kraftwerken installiert sind.

Eine weitere Ausführung ist bekannt, bei der mittels Bürsten die Rohre gereinigt werden. An den Rohren sind an beiden Enden Auffang­ körbe angebracht. Durch Umkehrung der Strömung werden die Bürsten hin und her bewegt. Nachteilig ist, daß zum Auswechseln der ver­ schlissenen Bürsten der Wärmetauscher außer Betrieb genommen werden muß und daß bei verschmutztem Kühlwasser vor allem die fasrige Ver­ schmutzung sich in den Auffangkörben festsetzt und zum Verklemmen der Bürsten führt.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die oben angeführten Nachteile zu vermeiden und eine Rohrreinigungsanlage der gattungs­ gemäßen Art derart auszubilden, daß die Rohre von kleinen und mittleren Wärmetauschern auf einfache und störungsanfällige Weise gereinigt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Austritts­ stutzen oder in der austrittsseitigen Wasserkammer ein Reinigungs­ körper-Abscheidesieb eingebaut ist. Für den Transport der Reinigungs­ körper durch die Rohre gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine Möglichkeit besteht darin, die Reinigungskörper am Abscheidesieb mittels einer Rückführpumpe abzusaugen und über eine Schleuse, die den Austausch der Reinigungskörper gestattet, in den Eintrittsstutzen des Wärmetauschers mittels einer Rückführpumpe einzuführen. Die Druck­ differenz zwischen Ein- und Austritt treibt die Reinigungskörper durch die Rohre.

Bei diesem Verfahren wird zwangsläufig erwärmtes Fluid zur kälteren Eintrittsseite transportiert. Bei kleinen Wärmetauschern kann sich der Wirkungsgrad beträchtlich verschlechtern. In diesen Fällen empfiehlt es sich, die Reinigungsanlage intermittierend zu betreiben. Um den apparativen und steuerungstechnischen Aufwand gering zu halten, wird lediglich die Rückführpumpe ein- und ausgeschaltet. Die Reinigungs­ körper sammeln sich auf dem Abscheidesieb während der Außerbetrieb­ phase. Um genügend freie Siebfläche für das Fluid zu haben, ist es zweckmäßig, die Fläche des Abscheidesiebes zu vergrößern. Ferner empfiehlt sich, den erwärmten Kurzschlußstrom, der sich bei abge­ stellter Rückführpumpe einstellen würde, zur Kaltseite durch eine Rückschlagklappe in der Rückführleitung oder durch eine integrierte Rückschlagklappe oder Kugelrücklaufsperre im Absaugstutzen am Ab­ scheidesieb oder im Eintrittsstutzen der Schleuse zu unterbinden. Das Reinigungskörper-Abscheidesieb kann auch separat in die Aus­ trittsleitung an geeigneter Stelle installiert werden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, durch ein Vierwegeventil die Fließrichtung des Fluids und somit auch der Reinigungskörper umzu­ kehren.

Auf einer Austrittsseite ist ein Reinigungskörper-Auffangsieb entweder in der Wasserkammer, im erweiterten Austrittsstutzen oder separat an geeigneter Stelle vorgesehen. In der anderen Austrittsleitung ist das Auffangsieb als Schleuse ausgebildet, die ein Auswechseln der Reini­ gungskörper gestattet. Während des Auswechselns tritt das Fluid über eine Bypassleitung zur Schleuse in den Wärmetauscher ein.

Diese Ausführung hat außerdem den Vorteil, daß die Auffangsiebe als Filter wirken und den Wärmetauscher von Grobverschmutzung freihalten.

Die Funktion des Vierwegeventils kann durch vier Absperrarmaturen bei entsprechender Rohrschaltung erreicht werden oder durch ein Kreuzstück mit eingebauter schwenkbarer Klappe oder durch ein Umschaltorgan, bei dem ein 180°-Rohrbogen um eine Rohrachse geschwenkt wird, wobei in den Endlagen jeweils ein anderes Rohr mit dem Rohrbogen verbunden wird.

Eine weitere Möglichkeit, besonders bei hoher Druckdifferenz beim Wärmetauscher, besteht darin, vor dem Reinigungskörper-Abscheidesieb eine Leitung größer als die Reinigungskörper abgehen zu lassen und nach dem Sieb wieder einzuführen. In diese Bypassleitung wird ein Vierwege­ Umschaltorgan mit eingebautem Reinigungskörper-Auffangsieb eingebaut. Der Druckverlust am Abscheidesieb erzeugt eine Strömung in der Bypass­ leitung. Die Reinigungskörper gelangen in das Auffangsieb. Durch Um­ schalten des Vierwege-Umschaltorganes wird das Auffangsieb mit dem Druckstutzen einer Spülpumpe verbunden und die Reinigungskörper aus dem Auffangsieb herausgespült und in die Eintrittsseite des Wärmetauschers gepumpt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungs­ beispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Wärmetauscher mit integrierter Reinigungsanlage mit Rück­ führpumpe in schematischer Darstellung;

Fig. 2 einen Wärmetauscher-Austrittsstutzen mit vergrößertem Reini­ gungskörper-Abscheidesieb und integrierter Rückschlagklappe;

Fig. 3 einen Wärmetauscher mit Reinigungsanlage und Filter in schema­ tischer Darstellung;

Fig. 4 eine weitere Ausbildung des Reinigungskörper-Auffangsiebes nach Fig. 3

Fig. 5 ein Umschaltorgan mit schwenkbarem Rohrbogen;

Fig. 6 den Gegenstand der Fig. 5 in einem Querschnitt;

Fig. 7 den Gegenstand der Fig. 7 in einer anderen Schaltstellung;

Fig. 8 ein 4-Wege-Umschaltorgan;

Fig. 9 einen Wärmetauscher mit integrierter Reinigungsanlage mit Vierwege-Umschaltorgan mit Spülpumpe in schematischer Dar­ stellung;

Fig. 10 Schaltung von 4 Absperrarmaturen als Vierwegearmatur.

Der in der Fig. 1 dargestellte Wärmetauscher 1 besteht u.a. aus dem Reinigungskörper-Abscheidesieb 2, das im Austrittsstutzen 3 eingebaut ist. Die Rückführpumpe 5 saugt die Reinigungskörper 4 am Reinigungskörper- Auslaufstutzen 7 ab und pumpt sie in den Eintrittsstutzen 8. Das Fluid drückt die Reinigungskörper 4 durch die Rohre 17. Zum Austausch der Reinigungskörper 4 ist in der Rückführleitung 9 eine Schleuse 6 ein­ gebaut.

Bei Fig. 2 ist der Austrittsstutzen 3 des Wärmetauschers 1 zusammen mit dem vergrößerten Reinigungskörper-Abscheidesieb 2 als Sammelbehälter für die Reinigungskörper 4 ausgebildet. Um eine Umkehrung der Strömungs­ richtung in der Rückführleitung 9 bei abgestellter Rückführpumpe 5 zu vermeiden, ist eine Rückschlagklappe 10 im Auslaßstutzen 7 eingebaut. Die Schließkraft der Rückschlagklappe wird durch eine Feder 11 oder durch das Klappengewicht erzeugt.

Bei Fig. 3 ist im Wärmetauscher 1 in der Wasserkammer 12 ein Abscheide­ sieb 2 eingebaut. In der anderen Anschlußleitung 14 des Wärmetauschers 1 ist eine Schleuse 15, die als Sammelbehälter ausgebildet ist und das Austauschen der Reinigungskörper 4 während des Betriebes erlaubt. Durch Umkehrung der Strömungsrichtung 16 a und 16 b mittels Umschalt­ armatur 18 werden die Reinigungskörper 4 mit dem Fluid durch die Rohre 17 gedrückt.

Während des Austauschens der Reinigungskörper 4 wird die Absperrarmatur 19 geöffnet,und das Fluid fließt über die Bypassleitung 20 mit der Strömungsrichtung 16 b.

Diese Ausführung fungiert gleichzeitig als Filter für den Wärme­ tauscher 1.

Bei Fig. 4 ist das Abscheidesieb 2 im erweiterten Anschlußstutzen eingebaut.

Die Fig. 5-7 zeigen eine mögliche Form der Umschaltarmatur 18, die Anschlußstutzen 23 aufweist. Durch Schwenken der 180°-Rohrbogen 21 um die Rohrachse 22 wird der Anschlußstutzen 23 b abwechselnd mit Anschlußstutzen 23 d (Fig. 7) verbunden. Für die nicht verbundenen Anschlußstutzen stellt das Gehäuse 24 die Verbindung dar, so daß sich bei Fig. 6 zwischen Anschlußstutzen 23 c und 23 a eine Fließ­ richtung 25 einstellt und bei Fig. 7 eine Fließrichtung 26.

Die Fig. 8 zeigt eine weitere Form der Umschaltarmatur 18. In ein Kreuzstück 27 wird eine schwenkbare Klappe 28 eingebaut, die je nach Stellung die Strömungsrichtung 29 a oder 29 b ergibt.

Bei Fig. 9 ist zum Reinigungskörper-Abscheidesieb 2 eine Bypassleitung 30 vorgesehen, in die ein Vierwege-Umschaltorgan 31 mit Reinigungs­ körper-Auffangsieb 32 eingebaut ist. Durch Umschalten des Vierwege­ Umschaltorganes 31 wird das Auffangsieb 32 mit einer Druckleitung 33 verbunden und die Spülpumpe 34 spült die Reinigungskörper 4 aus dem Auffangsieb 32 heraus und pumpt sie über die Schleuse 6 zum Eintritts­ stutzen 8.

Bei Fig. 10 wird die Umschaltarmatur 18 aus 4 Absperrarmaturen 13 gebildet, wobei durch Öffnen der Absperrarmaturen 13 a und 13 c und durch Schließen der Absperrarmaturen 13 b und 13 d eine Fließrichtung entsteht und durch Öffnen der Absperrarmaturen 13 b und 13 d und Schließen von 13 a und 13 c die andere Fließrichtung.

Claims (8)

1. Röhrenwärmetauscher 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Austritts­ stutzen 3 oder in der Wasserkammer 12 ein Reinigungskörper-Ab­ scheidesieb 2 angeordnet ist.

2. Röhrenwärmetauscher 1 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Reinigungskörper-Abscheidesiebes 2 der Austritts­ stutzen 3 des Wärmetauschers 1 vergrößert ist und im Auslaßstutzen 7 oder in einem Anschlußstutzen der Schleuse 6 eine Rückschlagklappe 10 bzw. Kugelrücklaufsperre 10, installiert ist, deren Schließkraft durch eine Feder 11 oder durch das Klappengewicht erzeugt wird oder eine Rückschlagklappe in die Rückführleitung 9 eingebaut ist.

3. Röhrenwärmetauscher 1 nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschaltarmatur 18, eine Schleuse 15, die das Sammeln und Austauschen der Reinigungskörper 4 gestattet, und eine Schleuse- Bypassleitung 20 mit Absperrarmatur 19 vorgesehen ist und Auslaß­ stutzen 7 und Rückschlagklappe 10 entfällt.

4. Röhrenwärmetauscher 1 nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltarmatur 18 so ausgebildet ist, daß in einem Gehäuse 24 ein 180° Rohrbogen 21 derart um die Rohrachse 22 geschwenkt wird, daß der Anschlußstutzen 23 b abwechselnd mit Anschlußstutzen 23 d bzw. mit Anschlußstutzen 23 c verbunden ist.

5. Röhrenwärmetauscher 1 nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltarmatur 18 aus einem Kreuzstück 27 mit eingebauter elliptischer schwenkbarer Klappe 28 besteht.

6. Röhrenwärmetauscher 1 nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltarmatur 18 aus 4 Absperrarmaturen 13 besteht, wobei durch Öffnen der Absperrarmaturen 13 a und 13 c und durch Schließen der Ab­ sperrarmaturen 13 b und 13 d eine Fließrichtung entsteht und durch Öffnen der Absperrarmaturen 13 b und 13 d und Schließen von 13 a und 13 c die andere Fließrichtung.

7. Röhrenwärmetauscher 1 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungskörper-Abscheidesieb 2 eine Bypassleitung 30 aufweist, die größer als die Reinigungskörper 4 ist und in der Bypassleitung 30 ein Vierwege-Umschaltorgan 31 mit Reinigungskörper-Auffangsieb 32 eingebaut ist, wobei durch Umschalten des Vierwege-Umschaltorganes 31 das Reinigungskörper-Auffangsieb 32 mit einer Druckleitung 33 ver­ bunden wird, in der vorzugsweise eine Spülpumpe 34 installiert ist, die die Reinigungskörper 4 aus dem Reinigungskörper-Auffangsieb 32 herausspült und über eine Schleuse 6 zum Eintrittsstutzen 8 des Wärme­ tauschers 1 pumpt.

8. Röhrenwärmetauscher 1 nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungskörper-Abscheidesieb 2 in der am Austrittsstutzen 3 des Wärmetauschers 1 anschließenden Leitung eingebaut ist.