DE4119772A1

DE4119772A1 - Rohrverschliessvorrichtung

Info

Publication number: DE4119772A1
Application number: DE4119772A
Authority: DE
Inventors: Maurice Dr Bodmer; Hans Eberle
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd; ABB AB
Priority date: 1991-06-15
Filing date: 1991-06-15
Publication date: 1992-12-17
Anticipated expiration: 2011-06-16
Also published as: DE4119772C2; CH685258A5

Description

TECHNISCHES GEBIET

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Rohrverschließvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

STAND DER TECHNIK

Mit dem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik Bezug, wie er aus der deutschen Zeitschrift: VGB Kraftwerkstechnik 70 (1990), Heft 8, S. 681-688, bekannt ist. Dort wird eine Kondensatorüberwachung in Verbindung mit einer Kühlrohr-Reinigungsanlage beschrieben, wobei der innenseitige Verschmutzungsgrad der Rohre dadurch gemessen wird, daß einzelne Rohre kurzzeitig geschlossen und wieder geöffnet werden. Die dabei gemessene Erwärmung der Wasserinhalte wird zur Optimierung des Betriebes der Rohrreinigungsanlage verwendet. Der Rohrverschließmechanismus ist im Kondensator fest installiert und wird ferngesteuert betätigt.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung, wie sie im Patentanspruch 1 definiert ist, löst die Aufgabe, eine Rohrverschließvorrichtung anzugeben, die es auf einfache Weise gestattet, Rohre kurzzeitig zu schließen und wieder zu öffnen.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Öffnen und Verschließen während des Betriebes möglich sind. Die Rohrverschließvorrichtung läßt sich während eines kurzen Betriebsunterbruches installieren. Bei Turbinenkondensatoren kann sie erforderlichenfalls während des Betriebes bei etwas herabgesetzter Last montiert werden.

Die erfindungsgemäße Rohrverschließvorrichtung eignet sich besonders für eine provisorische Einrichtung für Versuchszwecke. Dabei wird die Funktion der Rohre auf der Mantelseite bzw. der Außenseite geprüft, wobei insbesondere die Ansammlung von nichtkondensierbaren Gasen in Teilen des Rohrbündels von Interesse ist. Durch die Bestimmung des Temperaturprofils des Wasserinhalts nach einer Durchfluß-Schließung können etwaige Gasansammlungen festgestellt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei spielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Wärmeaustauschers mit Rohrverschließvorrichtungen,

Fig. 2 und 3 Drahtdurchführungen in der Außenwand einer Wasserkammer des Wärmeaustauschers gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine Drahtdurchführung gemäß den Fig. 2 und 3 im Detail,

Fig. 5-7 Rohrverschließvorrichtungen gemäß Fig. 1 im Detail und

Fig. 8 ein Rohreintritt-Schutznetz für einen Wärmeaustauscher gemäß Fig. 1 bei Anwendung einer Rohrreinigungsanlage.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Ein in Fig. 1 in einer Prinzipdarstellung gezeigter Wärmeaustauscher bzw. Turbinenkondensator (1) weist links eine Eintrittswasserkammer (3), rechts eine Austrittswasserkammer (4) und dazwischen Rohrböden (22) und Kühlrohre (5) auf.

Einige ausgewählte Kühlrohre (5) können mit mechanisch ferngesteuerten Zapfen bzw. Rohrzapfen bzw. 1. Rohrverschließvorrichtungen (6), die kühlrohrseitig einen Zentrierkonus bzw. Konus (15) und eine Führungsstange (16) aufweisen, entweder am Wasserein- oder -austritt während einer bestimmten Zeit geschlossen werden. 2. Rohrverschließvorrichtungen bzw. hydrodynamische Bremsen (17, 19), bestehend aus je einer runden Bremsscheibe (19) und einer zentrisch daran befestigten Führungsstange (17), sind über feine Drähte bzw. Betätigungsdrähte (10) mit Rohrzapfen (6) am Eintritt der Kühlrohre (5) verbunden. An halbrunden Verschlußköpfen (13) der Rohrzapfen (6) angebrachte Betätigungsdrähte (9) sind durch Kammerwandzapfen bzw. Drahtdurchführungen (7) in einem Mannloch oder in einer Wasserkammerwand (2) des Wärmeaustauschers (1) geführt und dienen zur Betätigung der Rohrzapfen (6).

Rohrzapfen (6) am Rohraustritt werden durch den Zug eines Gewichtes (11), das über einen Betätigungsdraht (10), der ebenfalls durch eine Drahtdurchführung (7) geführt ist, in ihrer Schließposition gehalten.

Pfeile (12) zeigen die Strömungsrichtung des Kühlwassers an.

Die Fig. 2 und 3 stellen als Drahtdurchführungen (7) verwendete konische Zapfen aus Kunststoff dar. Fig. 2 zeigt eine Drahtdurchführung (7) für einen Einbau in eine Wasserkammerwand (2) von außen bei leichtem Unterdruck in der Eintrittswasserkammer (3). Fig. 3 zeigt eine Drahtdurchführung (7) für einen Einbau in eine Wasserkammerwand (2) bei Überdruck in der Eintrittswasserkammer (3), z. B. bei Umlaufkühlung oder bei einem Verdampfungskühlturm.

Die Drahtdurchführungen (7) sind in der Verlängerung der zu messenden Kühlrohre (5) zu montieren. Die zu benutzenden Kanäle (8) werden derart gebohrt, daß die Betätigungsdrähte (9) keine starken Knicke aufweisen.

Der Rohrzapfen (6) kann nach den Messungen sehr schnell - während des Betriebes bei reduzierter Last - entfernt werden. Die mit Kanälen (8) versehenen Drahtdurchführungen (7) werden dann durch ungebohrte Zapfen (nicht dargestellt) ersetzt und mit Gummileim abgedichtet.

Fig. 4 zeigt einen Kanal (8) in einer Drahtdurchführung (7) mit einem Betätigungsdraht (9) aus Kunststoff mit einem Durchmesser (a) von 0,5 mm oder 1 mm, der dem Durchmesser des Kanals (8) entspricht.

Fig. 5 zeigt einen am Rohreintritt eingesetzten Rohrzapfen (6) gemäß Fig. 1. Der Rohrzapfen (6) besteht aus einem halbkugelförmigen Verschlußkopf (13), einem daran befestigten, ringförmigen Elastomertorus bzw. einer Dichtung bzw. Dichtungsscheibe (14), dem zentrisch innerhalb der Dichtungsscheibe (14) am Verschlußkopf (13) befestigten Konus (15) und der Führungsstange (16). Der Konus (15) des Rohrzapfens (6) hat eine Länge (b) im Bereich von 1d-5d, vorzugsweise im Bereich von 2,5d- 3,5d, wobei d den inneren Durchmesser des Kühlrohres (5) bezeichnet. Die Form des Konus (15) gewährleistet eine Dämpfung des Wasserschlages beim Schließen des Kühlrohres (5) und ein gutes Zentrieren der Dichtungsscheibe (14) auf dem Insert (23). Das spitze Ende des Konus (15) findet eine Verlängerung in einer runden Führungsstange (16) mit einer Länge (c) im Bereich von 10d-30d, vorzugsweise im Bereich von 18d-22d, zur Sicherung der Position des Verschlußkopfes (13) im gewählten Kühlrohr (5) während des normalen Betriebes, d. h. bei offenem Kühlrohr (5).

Das Kühlrohr (5) ist am Rohrboden (22) dicht befestigt. Die Rohrendebeschichtung (23) kann 2 verschiedene Funktionen aufweisen:

- Der Verschlußkopf (13) ermöglicht eine vollkommene Abdichtung des Kühlrohres (5) während der Rohrschließung mit der Dichtungsscheibe (14). Der Übergang vom Kühlrohr (5) zum Rohrboden (22) ist nicht immer plan.
- Solche Rohrendebeschichtungen (23) erleichtern den provisorischen Einbau von nicht dargestellten Thermoelementen an Thermoelementpositionen (20), vgl. Fig. 1. Diese Thermoelemente messen die Wassertemperatur; sie werden durch eine Öffnung in der Rohrendebeschichtung (23) montiert.

Die Halbkugelform des Verschlußkopfes (13) weist den Vorteil eines geringeren Widerstandes einer stumpfen Form auf.

Fig. 6a zeigt eine am Rohraustritt des Kühlrohres (5) angeordnete hydrodynamische Bremse, bestehend aus einer Bremsscheibe (19) mit einem Durchmesser (g) im Bereich von 3d-4d und der zentrisch an der Bremsscheibe (19) befestigten Führungsstange (17), deren Länge (e) gleich der Länge (c) der Führungsstange (16) ist. In Schließposition des Verschlußkopfes (13) hat die Bremsscheibe (19) von dem Rohrboden (22) einen Abstand (f) im Bereich von 1d-5d, vorzugsweise im Bereich von 2d-4d. Als Führungsstange (17) wird vorzugsweise ein Rohr verwendet, durch welches der Betätigungsdraht (10) geführt und endseitig verknotet ist. Dadurch läßt sich die gewünschte Länge des Betätigungsdrahtes (10) am besten anpassen, wobei sich die beiden Führungsstangen (16, 17) zum größten Teil im Kühlrohr (5) befinden.

Anstelle eines Rohres kann eine volle Führungsstange (17) verwendet werden, vgl. Fig. 6b. In diesem Fall muß sich der endseitige Knoten in der Nähe der Bremsscheibe (19) befinden.

Durch die Wirkung der Bremsscheibe (19) wird das Kühlrohr (5) geschlossen, durch ein Ziehen an dem Betätigungsdraht (9) geöffnet.

Der in Verbindung mit Fig. 5 näher beschriebene Rohrzapfen (6) ist nicht ohne weiteres mit dem Betrieb einer Schwammgummikugelreinigungsanlage vereinbar. Die Reinigungsanlage sollte während der Messungen nicht betätigt werden. Falls die Messungen doch während längerer Zeit durchgeführt werden, könnten die am Rohreintritt der Kühlrohre (5) angeordneten Rohrzapfen (6) 4 oder vorzugsweise 6 Rippen (24) aufweisen, deren Rippenlänge (l) mindestens so lang ist wie der Abstand (f) der Bremsscheiben (19) von den Rohrböden (22). Die Rippen (24) erstrecken sich vom Verschlußkopf (13) des Rohrzapfens (6) in Richtung der Führungsstange (16) radial zu dieser und mit gleichen gegenseitigen Winkeldifferenzen. Ihre Breite entspricht dem Durchmesser (d) des Kühlrohres (5). In Öffnungsposition des Rohrzapfens (6) ragen die Rippen (23) noch ein wenig in das Kühlrohre (5) hinein, so daß keine Reinigungskugeln in das zu messende Kühlrohr (5) eindringen können. Bei am Rohrende der Kühlrohre (5) angeordneten Rohrzapfen (6) kann das Eindringen von Reinigungskugeln durch ein Rohreintritt-Schutznetz bzw. Drahtnetz (26) mit einer Maschenweite im Bereich von 2 mm-3 mm verhindert werden. Wichtig ist, daß sich der Betätigungsdraht (10) in der Mitte des Kühlrohres (5) befindet.

Zum Einbau der Rohrzapfen (6) werden nicht dargestellte Randlöcher in der Eintrittswasserkammer (3) und in der Austrittswasserkammer (4) geöffnet und die Drahtdurchführungen (7) in der Verlängerung zu den zu untersuchenden Kühlrohren (5) montiert, wonach die Drahtdurchführungen (7) mit Epoxidharz abgedichtet werden. Nach dem Einbau der Inserts (23) und der Thermoelemente (20) werden die beweglichen Rohrzapfen (6) samt Zubehör (9, 10) installiert.

Die Draht- oder Kabellänge muß derart angepaßt werden, daß die Führungsstangen (16, 17) des Konus (15) und ggf. der Bremsscheibe (19) beim Öffnen und Schließen der Rohrzapfen (6) ausreichend (ca. 5 d) im Kühlrohr (5) gehalten werden. In keinem Fall dürfen die Konusse (15) und die Führungsstangen (17) ganz aus den Kühlrohren (5) hängen, da dies die Funktion der ganzen Einrichtung in Frage stellen könnte.

Die optimale Schließzeit bei Temperaturprofilmessungen muß bei jeder Anlage experimentell ermittelt werden; sie liegt im Bereich von 0,5 min-3 min.

Claims

1. Rohrverschließvorrichtung (6), insbesondere für Wärmeaustauscher (1),

a) mit einem 1. Rohrverschlußelement bzw. Verschlußkopf (13),

dadurch gekennzeichnet,

b) daß an dem Verschlußkopf (13) ein konisches Teil bzw. ein Konus (15) angebracht ist,
c) der mit einem 1. Draht (10) in Verbindung steht.

2. Rohrverschließvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus (15) über eine 1. Führungsstange (16) mit dem 1. Draht (10) verbunden ist.

3. Rohrverschließvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußkopf (13) konusseitig eine Dichtungsscheibe (14) zur endseitigen Anlage an ein Kühlrohr (5) aufweist.

4. Rohrverschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der 1. Draht (10) mit einem 2. Rohrverschlußelement bzw. einer hydraulischen Bremse (17, 19) in Verbindung steht.

5. Rohrverschließvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Bremse (19) eine Bremsscheibe (19) und eine zentrisch daran befestigte Führungsstange (17) aufweist.

6. Rohrverschließvorrichtung nach einer der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkopf (13) mit einem 2. Draht (9) in Verbindung steht.

7. Rohrverschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkopf (13) konusseitig mindestens eine Rippe (24) aufweist.

8. Rohrverschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Länge (b) des Konus (15) im Bereich von 1d-5d
b) insbesondere im Bereich von 2,5d-3,5d liegt, d = innerer Durchmesser eines Kühlrohres (5).

9. Rohrverschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Länge (c, e) einer 1. und/oder 2. Führungsstange (16, 17) im Bereich von 10d-30d,
b) insbesondere im Bereich von 18d-22 d liegt, d = innerer Durchmesser eines Kühlrohres (5).

10. Rohrverschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

a) daß der 1. Draht (10) im wesentlichen in der Mitte eines Kühlrohres (5) geführt ist,
b) insbesondere, daß er durch ein Rohreintrittschutznetz (26) geführt ist.