DE4029439C2

DE4029439C2 -

Info

Publication number: DE4029439C2
Application number: DE4029439A
Authority: DE
Inventors: Klaus 4030 Ratingen De Eimer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-09-17
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1993-09-16
Also published as: DE4029439A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden fester Körper aus Flüssigkeiten, insbesondere von Verunrei nigungen aus dem Kühlwasserstrom von Kraftwerken und anderen thermischen Anlagen, bestehend aus einem rohr förmigen Gehäuse als Teil der Kühlwasserzuführungsleitung und einem darin angeordneten den gesamten Gehäusequer schnitt abdeckenden rotationssymmetrischen Siebelement sowie einer gleichachsigen rotationssymmetrisch über die Siebfläche des Siebelementes verdrehbaren Reinigungs vorrichtung, die auf Teilbereiche der Siebfläche einwirkt und nacheinander die gesamte Siebfläche überstreicht, und wobei stromaufwärts und stromabwärts des Siebelementes mindestens eine Öffnung für den Flüssigkeitsstrom eine Umgehung des Siebelementes bildet, und im Verlaufe dieser Umgehung mindestens ein bewegliches Absperrorgan zum Öffnen und Verschließen der Umgehung angeordnet ist.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 36 40 638 C1 oder der EP 02 25 401 A1 bekannt. Die Reinigungsvorrichtung besteht dabei üblicherweise aus einer Absaugvorrichtung, die die vom Siebelement zurückgehaltenen festen Körper oder Schmutzteile von der Siebfläche saugt, oder einem Spülarm, der diese Teile mittels Spritzwasser von der Siebfläche ablöst.

Vorrichtungen dieser Art erfüllen normalerweise ihre Auf gabe sehr zuverlässig und tragen damit sehr zum störungs freien Betrieb der zu schützenden Gesamtanlage bei. Jedoch können trotz größter Zuverlässigkeit Störungen auftreten, wie z. B. Zusetzen des Siebelementes durch unerwartet hohe Schmutzmenge oder Ausfall der Reinigungsvorrichtung durch elektrische Fehler in der Steuerung. In diesen Fällen würde das Siebelement überlastet und sein Druckverlust so sehr ansteigen, daß das Kühlwassersystem nicht mehr den erforderlichen Durchsatz gewährleisten könnte. Eine Betriebs unterbrechung der Gesamtanlage bis zur Beseitigung des Feh lers ist unvermeidlich. Die bei kleineren Anlagen übliche Lösung besteht darin, vor und hinter dem Schmutzabscheider oder Filter eine Rohrabzweigung zu installieren und mit einem absperrbaren Rohr zu verbinden, dessen Durchmesser der Kühlwasserleitung entspricht. Diese Lösung scheidet bei größeren Systemen aus, da der notwendige Platz nicht zur Verfügung steht. Dies gilt besonders dann, wenn solche Schmutzabscheider oder Filter in bestehende Systeme ein gebaut werden sollen.

Aus der DE 36 40 638 C1 ist zur Überwindung dieser Nachteile weiterhin bekannt, daß stromaufwärts (15) und stromabwärts (16) des Siebelementes (2) mindestens eine Öffnung (15, 16) für den Flüssigkeitsstrom eine Umgehung (17) des Siebelementes (2) bildet, und im Verlaufe dieser Umgehung (17) mindestens ein bewegliches Absperrorgan (19, 20) zum Öffnen und Verschließen der Umgehung (17) angeordnet ist.

Die in der zitierten DE 36 40 638 C1 beschriebene Ausführungsform des beweglichen Absperrorgans, das als axial verfahrbarer Teil des Siebelementes ausgebildet ist, hat beträchtliche Nachteile. So muß das Siebelement als aufwendige Rahmenkonstruktion ausgebildet werden, die sowohl dem verfahrbaren als auch dem ortsfesten Teil des Siebelementes die notwendige Festigkeit gibt. Ein weiterer Nachteil ist, daß die axiale Verfahrbarkeit mit beträchtlichen Aufwendungen für die Fühung und den Antrieb des bewegten Elementes verbunden ist. Weiterhin ist bei geöffnetem Absperrorgan die axial verfahrene Siebfläche nicht mehr spülbar, da sie außerhalb des Einflußbereiches der Reinigungsvorrichtung liegt. Damit ist in dieser Betriebsstellung die gesamte Vorrichtung zum Abscheiden fester Körper aus Flüssigkeiten ohne jede Wirkung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der eine Umgehung des Siebelementes im Notfall ohne die beschriebenen Nachteile ermöglicht und die Wirksamkeit der Reinigungsvorrichtung für die gesamte Siebfläche aufrechterhalten wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Gehäuse (1) im Bereich des Siebelementes (2) von einem zusätzlichen rotationssymmetrischen und gleichachsigen Außengehäuse (14) umschlossen ist, dessen beide Enden (30, 31) wasserdicht mit dem Gehäuse (1) verbunden sind, daß das Gehäuse (1) die Öffnung (15) aufweist, daß eine ringförmige Öffnung (16) zusammen mit dem Außengehäuse (14) für den Kühlwasserstrom die Umgehung (17) bildet, und daß das Absperrorgan (19, 20) zum Öffnen und Verschließen der Umgehung (17) in dem Außengehäuse (14) angeordnet ist.

Damit wird eine besonders platzgünstige verschließbare Um gehung geschaffen. Beträgt der Außendurchmesser des Außen gehäuses das lediglich 1,1fache des Durchmessers des rohr förmigen Gehäuses, so hat die Umgehung schon einen Quer schnitt, der etwa 20% des Querschnittes des Siebelementes beträgt. Dies reicht in vielen Fällen schon aus, um einen Notbetrieb ohne Abscheiden der Verunreinigungen zu gewähr leisten. Beträgt der Außendurchmesser das 1,5fache des rohrförmigen Gehäuses, so ist der Querschnitt der Umgehung gar 120% des Siebelementes. Diese Werte zeigen, wie platz günstig die erfindungsgemäße Vorrichtung ist.

Außerdem bleibt auch bei geöffnetem Absperrorgan die Wirksamkeit der Reinigungsvorrichtung für die gesamte Siebfläche des Siebelementes erhalten.

Das erfindungsgemäße Absperrorgan kann ganz unterschiedlich gestaltet werden, so z. B. aufgebaut aus mehreren Einzel klappen, die im Verlauf der Umgehung angeordnet und einzeln oder gemeinsam betätigbar sind.

Als besondere Ausführungsform lehrt die Erfindung, das Ab sperrorgan als Ringklappe auszubilden, deren Innendurch messer im wesentlichen mit dem Durchmesser des rohrförmigen Gehäuses und deren Außendurchmesser im wesentlichen mit dem Durchmesser des Außengehäuses übereinstimmen. Sie ist zwischen den stromaufwärts und stromabwärts liegenden Öff nungen des rohrförmigen Gehäuses angeordnet und mit zwei Zapfen drehbar im Außengehäuse gelagert. Diese Ringklappe ist zwischen den Positionen "Umgehung geschlossen" und "Umgehung offen" schwenkbar. Sie ist wie eine übliche Ab sperrklappe ausgebildet, jedoch mit dem Unterschied, daß die dem Gehäusequerschnitt entsprechende Innenfläche der Klappenscheibe ausgespart ist, um die Anordnung der Klappe im Ringspalt zu ermöglichen.

Zur Abdichtung ist die Ringklappe in bevorzugter Aus führungsform mit elastischen Dichtungen am Innen- und Auße numfang versehen. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, die Ringklappe aus zwei Halbringen aufzu bauen, die jeweils einen Umfangswinkel von etwa 180° umfassen, und die gegen zugehörige ebenfalls 180° Umfangs winkel umfassende Dichtleisten am Innen- und Außenumfang abdichten.

Die Lagerzapfen der Ringklappe sind zentrisch angeordnet. Die Ringklappe ist motorisch zu öffnen, wenn dies notwendig ist, und ebenfalls motorisch zu schließen.

Die Zapfen der Ringklappe können jedoch auch exzentrisch angeordnet werden. Ein Zuhalter hält dann die geschlossene Ringklappe gegen das bei steigendem Siebdifferenzdruck steigende Öffnungsmoment bis zu einem vorbestimmten Grenz wert geschlossen. In bevorzugter Ausführungsform ist der Zuhalter als Scherstift ausgebildet.

Das Absperrorgan kann auch als ringförmiger elastischer Schlauch ausgebildet und an der Wand des Außengehäuses im Bereich der stromaufwärts liegenden Öffnungen des rohr förmigen Gehäuses befestigt, und somit diese Öffnungen mittels Steigerung des Schlauchinnendruckes verschließbar gemacht werden. Der Schlauch liegt wie ein Fahrradschlauch im Außengehäuse und drückt im druckbelasteten Zustand gegen die Öffnungen im rohrförmigen Gehäuse. Senkt man den Innen druck ab, so gibt der Schlauch die Öffnungen und damit die Umgehung frei.

Der ringförmige elastische Schlauch kann auch im Bereich des ringförmigen Spaltes zwischen rohrförmigem Gehäuse und Außengehäuse zwischen den stromaufwärts und stromabwärts liegenden Gehäuseöffnungen angeordnet werden und diesen Spalt mittels Steigerung des Schlauchinnendruckes ver schließbar machen.

Die Ausführung des rohrförmigen Gehäuses mit dem umgebenden Außengehäuse kann auf ganz unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Dies ist unerheblich für den Erfindungsgedanken. Das rohrförmige Gehäuse kann z. B. flanschloser Teil der Kühlwasserleitung sein, in den mehrere Öffnungen für die Umgehung auf dem Rohrumfang verteilt durch Brennschnitte eingebracht werden und das Siebelement mit einem von innen verschraubten Montagering eingebracht und befestigt ist.

Das Außengehäuse kann dann aus einem einzigen Teil be stehen, das über das rohrförmige Gehäuse geschoben und dann verschweißt wird.

Ebenfalls unerheblich für den Erfindungsgedanken ist die Ausführung der Reinigungsvorrichtung. Diese kann z. B. wie bei der DE-PS 36 40 638 ein Saugarm sein, der die auf dem Siebelement liegenden Festkörper oder Schmutzteile durch Unterdruck absaugt, oder wie bei der EUR 02 25 401 ein Spülarm, der unter Druck herangeführtes Spritzwasser gegen die Siebfläche spritzt und diese so reinigt.

Bei den abzuscheidenden festen Körpern kann es sich um Schmutzteile handeln, jedoch auch um Reinigungskugeln einer bekannten Rohrreinigungsanlage, die vor einem Dampfkondensator oder Wärmeaustauscher dem Kühlwasserstrom zugeführt und stromabwärts dieser Apparate mit einer erfindungs gemäßen Vorrichtung wieder aus dem Kühlwasserstrom abge schieden werden.

Anhand schematischer Zeichnungen sind Aufbau und Wirkungs weise von bevorzugten Ausführungsbeispielen nach der Erfin dung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Ab scheiden fester Körper aus Flüssigkeiten mit Ringklappe als Absperrorgan,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 mit Blick auf die anströmseitige Siebfläche mit Reinigungs vorrichtung

Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Längsschnitt durch eine er findungsgemäße Vorrichtung mit ringförmigem elastischen Schlauch als Absperrorgan in geschlossener Stellung

Fig. 4 denselben Ausschnitt mit Schlauch in einer Stellung, die dem Kühlwasser die Umgehung des Siebelementes ermög licht.

Wie man aus Fig. 1 ersieht, ist in ein rohrförmiges Gehäuse 1, das Teil einer nicht dargestellten Kühlwasserzu führungsleitung beispielsweise zu einem Kondensator oder Wärmeaustauscher eines Kraftwerkes ist, ein kugelkalotten förmiges Siebelement 2 eingebaut und mit einem am Gehäuse 1 befestigten Flansch 3 eingespannt. Das Kühlwasser durch strömt das Siebelement in Richtung des Pfeiles 4. Auf der Anströmseite des Siebelementes 2 ist eine Absaugvorrichtung 5 angeordnet, die in zwei zum Gehäuse 1 koaxialen Lagern drehbar gelagert ist, einerseits in einem Lager 6 im Zen trum des Siebelementes 2 und andererseits in einer Dreh durchführung 7, die mit Streben 8 mit dem Gehäuse 1 verbun den ist. An die Drehdurchführung 7 ist ein Rohrbogen 9 angeschlossen und im Abwasserstutzen 10 sowie an den Streben 8 befestigt. Die Absaugvorrichtung 5 wird über Win kelgetriebe 11 und Antriebswelle 12 von einem Getriebemotor 13 angetrieben. Um das rohrförmige Gehäuse 1 ist das Außen gehäuse 14 angeordnet und mit dem Gehäuse 1 durch Schweißen wasserdicht verbunden. In das Gehäuse 1 sind stromaufwärts des Siebelementes 2 mehrere Öffnungen 15 eingebracht, stromabwärts des Siebelementes 2 eine ringförmige Öffnung 16, die zusammen mit dem Außengehäuse 14 für den Kühl wasserstrom die mit Pfeil 17 dargestellte Umgehung bilden. Zur leichteren Montage ist das Außengehäuse 14 mittels Flanschpaar 18 in zwei Teile geteilt.

Die Umgehung 17 ist im Normalfall durch eine Ringklappe verschlossen, die in geschlossener Stellung 19 und offener Stellung 20 dargestellt ist. Die Ringklappe besteht aus zwei Hälften, die versetzt zueinander an den Zapfen 21 befestigt sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel dich tet die Ringklappe innen am Einspannflansch 3 und außen an einer Dichtleiste 22.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Absaugvorrichtung 5 einen streifenförmigen Bereich des Siebelementes 2 abdeckt und um dessen Mittelachse gedreht wird, wie durch Pfeil 23 dargestellt. Die Hälften der Ringklappe 19, 20 sind an den Zapfen 21 befestigt, von denen nur der eine dargestellt ist. Die Zapfen 21 sind im Außengehäuse 14 mit Lager 24 gelagert und mit nicht dargestellten Dichtungen abge dichtet. An einem der Zapfen 21 greift der Stellantrieb 25 zur Betätigung der Ringklappe 19, 20 an.

Im Notfall wird die Ringklappe 19, 20 durch Betätigung des Stellantriebes 25 von der geschlossenen Stellung 19 in die offene Stellung 20 verfahren. Dadurch strömt Kühlwasser über die Umgehung 17 am Siebelement 2 vorbei und stellt die Kühlwasserversorgung sicher, allerdings bis zur Behebung des Fehlers, der zum Öffnen der Klappe führte, mit Schmutz belastung.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform des Absperr organs, nämlich als ringförmiger elastischer Schlauch 26 in geschlossener Stellung dargestellt. Die den Innenumfang bil dende Ringfläche des Schlauches 26 ist als relativ feste Fläche 27 ausgebildet, der übrige Teil des Schlauches 26 relativ weich und verformbar. Bei abgesenkten Innendruck verformt sich der Schlauch 26 wie in Fig. 4 dargestellt in Position 28 und gibt den Weg 29 für das Kühlwasser zur Umgehung des Siebelementes frei.

Claims

1. Vorrichtung zum Abscheiden fester Körper aus Flüssigkeiten, insbesondere von Verunreinigungen aus dem Kühlwasserstrom von Kraftwerken und anderen thermischen Anlagen, bestehend aus einem rohrförmigen Gehäuse (1) als Teil der Kühlwasserzuführungsleitung und einem darin angeordneten, den gesamten Gehäusequerschnitt abdeckenden rotationssymmetrischen Siebelement (2) sowie einer gleichachsigen rotationssymmetrisch über die Siebfläche des Siebelementes (2) verdrehbaren Reinigungsvorrichtung (5), die auf Teilbereiche der Siebfläche einwirkt und nacheinander die gesamte Siebfläche überstreicht, und wobei stromaufwärts (15) und stromabwärts (16) des Siebelementes (2) mindestens eine Öffnung (15, 16) für den Flüssigkeitsstrom eine Umgehung (17) des Siebelementes (2) bildet, und im Verlaufe dieser Umgehung (17) mindestens ein bewegliches Absperrorgan (19, 20) zum Öffnen und Verschließen der Uumgehung (17) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Gehäuse (1) im Bereich des Siebelementes (2) von einem zusätzlichen rotationssymmetrischen und gleichachsigen Außengehäuse (14) umschlossen ist,
- dessen beide Enden (30, 31) wasserdicht mit dem Gehäuse (1) verbunden sind,
- das Gehäuse (1) die Öffnung (15) aufweist,
- eine ringförmige Öffnung (16) zusammen mit dem Außengehäuse (14) für den Kühlwasserstrom die Umgehung (17) bildet,
- und das Absperrorgan (19, 20) zum Öffnen und Verschließen der Umgehung (17) in dem Außengehäuse (14) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (19, 20) als Ringklappe ausgebildet ist, deren Innendurchmesser im wesentlichen mit dem Durchmesser des rohrförmigen Gehäuses (1) und deren Außendurchmesser im wesentlichen mit dem Durchmesser des Außengehäuses (14) übereinstimmen, die zwischen den stromaufwärts (15) und stromabwärts (16) liegenden Öffnungen des rohrförmigen Gehäuses (1) geordnet und mit zwei Zapfen drehbar im Außengehäuse (14) gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (19, 20, 26, 28) als ringförmiger elastischer Schlauch ausgebildet und an der Wand des Außengehäuse (14) im Bereich der stromaufwärts (15) liegenden Öffnungen des rohrförmigen Gehäuses (1) befestigt ist, und daß diese mittels Steigerung des Schlauchinnendruckes verschließbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (19, 20, 26, 28) als ringförmiger elastischer Schlauch ausgebildet und an der Wand des Außengehäuse (14) im Bereich des ringförmigen Spaltes (16) zwischen rohrförmigem Gehäuses (1) und Außengehäuse (14) befestigt ist, und daß dieser Spalt mittels Steigerung des Schlauchinnendruckes verschließbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Außengehäuses (14) das 1,1 bis 1,5 fache des Durchmessers des rohrförmigen Gehäuses (1) beträgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringklappe (19, 20) mit elastischen Dichtungen am Innen- und am Außenumfang ausgerüstet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringklappe (19, 20) aus zwei Halbringen besteht, die jeweils einen Umfangswinkel von etwa 180 ° umfassen, und die gegen zugehörige ebenfalls 180° Umfangswinkel umfassende Dichtleisten (22) abdichten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (21) der Ringklappe (19, 20) exzentrisch angeordnet sind und die geschlossene Ringklappe (19) mittels Zuhalter gegen das bei steigendem Siebdifferenzdruck steigende Öffnungsmoment bis zu einem vorbestimmten Grenzwert geschlossen gehalten wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuhalter als Scherstift ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren Ansprüchen 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (19, 20, 26, 28) mit Fremdenergie betätigbar, und die Betätigung durch eine Druckdifferenzüberwachung des Siebelementes (2) auslösbar ist.