EP2110188A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von sich auf bzw. in Anlagenbereichen von Gase bzw. Flüssigkeiten durchströmten Anlagen befindenden Belägen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von sich auf bzw. in Anlagenbereichen von Gase bzw. Flüssigkeiten durchströmten Anlagen befindenden Belägen Download PDF

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EP2110188A2
EP2110188A2 EP09005432A EP09005432A EP2110188A2 EP 2110188 A2 EP2110188 A2 EP 2110188A2 EP 09005432 A EP09005432 A EP 09005432A EP 09005432 A EP09005432 A EP 09005432A EP 2110188 A2 EP2110188 A2 EP 2110188A2
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EP
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lance
cleaned
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cleaning
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Walter Gill
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Ivankovic Josip
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Ivankovic Josip
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0035Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
    • B08B7/0042Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like by laser
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/08Cleaning containers, e.g. tanks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28GCLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G13/00Appliances or processes not covered by groups F28G1/00 - F28G11/00; Combinations of appliances or processes covered by groups F28G1/00 - F28G11/00

Definitions

  • the invention relates to a method for removing deposits located on or in contact areas or parts of installations of plants through which gases or liquids flow, in particular to the continuous operation of the installations and devices for carrying out the method
  • the object of the invention was to design a cleaning method which solves the problem of thorough cleaning of the plant areas or system parts to be cleaned while avoiding the disadvantages occurring according to the prior art.
  • This object is achieved in accordance with the invention with a method for removing deposits located on or in contact areas or parts of installations of installations through which gases or liquids flow, in particular during operation of the installations by cooling the transferred into the system to be cleaned components of the used cleaning device, with which the system areas to be cleaned or system parts of the system are cleaned by targeted Laserbeaufschlagung the system areas or system components is marked.
  • the inventive method can during operation of the system areas to be cleaned or the system parts to be cleaned, ie at prevailing in the system to be cleaned high temperatures.
  • downtimes of the plant are avoided. This does not exclude the cleaning of the system when the system is at a standstill. Waiting times are also avoided before known cleaning devices can be used. Further disadvantages, which are mentioned in the introduction and associated with known purification processes, are avoided.
  • the laser impinging on the deposits to be removed dissolves the deposits from the plant areas or plant parts from which the deposits are to be removed, are thinner deposits by melting or evaporation, with thicker layers offers the removal of these deposits targeted laying of cuts in the coverings resulting from thermal shock or predetermined breaking points, optionally then also the cutting off of the coverings from the system areas or system parts to be cleaned.
  • the method also lends itself to the removal of scale on the walls of liquids containing or flowed through by plants or plant parts, in particular of turbine parts, without these parts must be dismantled, then for the decontamination of contaminated plant parts, such as in nuclear power plants .
  • Another application is the removal of worn on plant parts worn coverings, such as on the plant areas or system parts located, the system parts or plant areas against them by flowing aggressive media protective, worn rubber flooring.
  • the cleaning process is carried out with a through an access opening to be cleaned system area into the area to be cleaned, from the switchable, focused on the lance tip laser lance of heat resistant material, the lance weight reducing, expediently a lance penetrating, the laser transporting fiber optic cable is provided.
  • Lower lance weight opens up the possibility of using longer lances with which deposits of areas remote from the access opening to the system area to be cleaned can also be removed.
  • an optical system assigned to the lance it is possible to monitor the cleaning of the area of the system to be cleaned or of the system parts to be cleaned.
  • outside air can be fed through the lance of the lance tip.
  • the lance is expediently coated with the infrared radiation which occurs during the cleaning of the plant areas or plant parts, resulting in a reduction in the heating of the lance.

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Abstract

Mit dem Ziel, Ablagerungen in Anlagenbereichen bzw. an Anlagenteilen in von von Gasen bzw. Flüssigkeiten, insbesondere von Rauchgasen, durchströmten Anlagen im laufenden Betrieb optimal entfernen zu können, also die Reinigung wirtschaftlicher zu gestalten, ist gezielte Laserbeaufschlagung der zu reinigenden Anlagenbereiche bzw. Anlagenteile, vorgesehen, wobei die zum Einsatz kommende, in die zu reinigenden Bereiche zu überführende Reinigungsvorrichtung einer intensiven Kühlung unterworfen wird, die es ermöglicht, die erforderlich werdende Reinigung im laufenden Betrieb der Anlage vorzunehmen.

Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren zum Entfernten von sich auf bzw. in Anlagebereichen bzw. Anlagenteilen von von Gasen bzw. Flüssigkeiten durchströmten Anlagen befindenden Belägen insbesondere um laufenden Betrieb der Anlagen und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens
  • Solche Verfahren kommen bislang in erster Linie in Zusammenhang mit der Reinigung von von Rauchgasen durchströmten Anlagen bzw. Anlagenteilen zum Einsatz, in bzw. an denen es im laufenden Betrieb zu den zu entfernenden Anbackungen von Asche- und Rußpartikeln kommt. Das Entfernen der Anbackungen von Hand durch Abklopfen ist personal- und zeitaufwendig, kann dann auch nur bei Stillstand der Anlage durchgeführt werden, die räumlichen Bedingungen lassen die Reinigung von Hand vielfach dann auch gar nicht zu. Aus der zur Anwendung kommenden Sandstrahlbehandlung resultiert eine künftige Anbackungen begünstigende Aufrauhung der zu reinigenden Wandungen. Verbleiben beim Abtragen der Anbackungen durch Hochdruckbesprühung der Wandungen mit Wasser Ablagerungsreste an den Wandungen, lassen sich diese unter der Einwirkung des Wassers aushärtenden Reste zu einem späteren Zeitpunkt nur noch mit einem erheblich höheren Aufwand entfernen, ansonsten begünstigen sie natürlich auch wieder erneute Anbackungen. Zum Einsatz kommt dann auch das Wegsprengen der Anbackungen, wobei der Sprengsatz mit Hilfe einer Lanze durch eine Zugangsöffnung zum zu reinigenden Anlagenbereich bis in den reinigenden Bereich überführt wird ( EP 1 544 567 A2 ). Auch hierbei verbleiben vielfach Reste der Anbackungen an den zu reinigenden Wandungen, die auch wieder durch eine anschließende Hochdruckreinigung entfernt werden müssen. Die Länge der zum Einsatz kommenden wasserführenden, ein erhebliches Gewicht aufweisenden Lanzen ist dann auch begrenzt, an von der Zugangsöffnung zum zu reinigenden Anlagenbereich entfernter liegenden Bereichen lassen sich Anbackungen damit also nicht entfernen. Verbunden sind mit allen bekannten Reinigungsverfahren erhebliche Stillstandzeiten der zu reinigenden Anlage, insbesondere wenn die Anlage vor Einleitung der Reinigung abkühlen muß.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsverfahren zu konzipieren, das das Problem der durchgreifenden Reinigung der zu reinigenden Anlagenbereiche bzw. Anlagenteile unter Vermeidung der sich nach dem Stand der Technik einstellenden Nachteile löst.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Entfernen von sich auf bzw. in Anlagebereichen bzw. Anlagenteilen von von Gasen bzw. Flüssigkeiten durchströmten Anlagen befindenden Belägen insbesondere im laufenden Betrieb der Anlagen gelöst, das durch Kühlung der in die zu reinigende Anlage überführten Bestandteile der zum Einsatz kommenden Reinigungsvorrichtung, mit der die zu reinigenden Anlagenbereiche bzw. Anlagenteile der Anlage durch gezielte Laserbeaufschlagung der Anlagenbereiche bzw. Anlagenteile gereinigt werden
    gekennzeichnet ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann im laufenden Betrieb der zu reinigenden Anlagenbereiche bzw. der zu reinigenden Anlagenteile, also bei in der zu reinigenden Anlage herrschenden hohen Temperaturen. zum Einsatz kommen, vermieden werden somit Stillstandzeiten der Anlage. Das schließt die Reinigung der Anlage bei Stillstand der Anlage nicht aus. Vermieden werden auch hierbei Wartezeiten, bevor bekannte Reinigungsvorrichtungen eingesetzt werden können. Vermieden werden dann auch weitere einleitend angesprochene, mit bekannten Reinigungsverfahren verbundene Nachteile.
  • Der auf die zu entfernenden Beläge, wie Anbackungen, auftreffende Laser löst die Beläge von den Anlagenbereichen bzw. Anlagenteilen, von denen die Beläge zu entfernen sind, handelt es sich um dünnere Beläge durch Anschmelzen oder Verdampfen, bei dickeren Schichten bietet sich die Entfernung dieser Beläge durch Thermoschock oder aber Sollbruchstellen ergebendes, gezieltes Legen von Schnitten in den Belägen an, gegebenenfalls dann auch das Runterschneiden der Belägen von den zu reinigenden Anlagenbereichen bzw. Anlagenteilen.
  • Das Verfahren bietet sich auch zum Entfernen von Kesselstein an den Wandungen von Flüssigkeiten enthaltenden bzw. davon durchströmten Anlagen bzw. Anlagenteilen, insbesondere auch von Turbinenteilen an, ohne dass diese Teile demontiert werden müssen, dann auch für die Dekontaminierung von kontaminierten Anlagenteilen, etwa in Reaktoranlagen. Ein weiterer Einsatzfall ist das Entfernen von auf Anlagenteilen befindlichen verschlissenen Belägen, etwa auf den Anlagenbereichen bzw. Anlagenteilen befindlichen, die Anlagenteile bzw. Anlagenbereiche gegenüber sie durchströmende aggressive Medien schützenden, verschlissenen Gummibelägen.
  • Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angesprochen.
  • Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einsatz kommende Vorrichtungen, insbesondere deren vorteilhafte Ausgestaltungen, sind aus den Unteransprüchen 6 bis 18 zu entnehmen. Das Reinigungsverfahren erfolgt mit einer durch eine Zugangsöffnung zum zu reinigenden Anlagenbereich bis in den zu reinigenden Bereich überführbaren, vom vom zuschaltbaren, an der Lanzenspitze fokussierten Laser durchsetzten Lanze aus hitzebeständigem Material, wobei das Lanzengewicht reduzierend, zweckmäßigerweise ein die Lanze durchsetzendes, den Laser transportierendes Glasfaserkabel vorgesehen wird. Geringeres Lanzengewicht eröffnet die Möglichkeit des Einsatzes längerer Lanzen, mit denen sich auch Ablagerungen von von der Zugangsöffnung zum zu reinigenden Anlagenbereich entfernter liegenden Bereichen entfernen lassen.
  • Über ein der Lanze zugeordnetes optisches System läßt sich die Reinigung des Bereichs der zu reinigenden Anlage bzw. der zu reinigenden Anlagenteile überwachen. Zwecks Kühlung und Reinigung der im Bereich der Lanzenspitze angeordneten Optik läßt sich Außenluft durch die Lanze der Lanzenspitze zuführen. Vorgesehen sein kann die Kühlung der Lanze auch im Handhabungsbereich, dann auch die Teleskopierbarkeit der Lanze und eine Mehrteiligkeit der Lanze, deren Teilstücke durch Gelenke zusammengefaßt sind, die es ermöglichen, insbesondere das Frontteil der Lanze auf spezielle Ablagerungsbereiche zu orientieren. Die Lanze wird zweckmäßigerweise mit die bei der Reinigung der Anlagenbereiche bzw. Anlagenteile auftretende Infrarotstrahlung reflektierendem Material beschichtet, woraus eine Reduzierung der Erwärmung der Lanze resultiert. Vorgesehen sein kann dann auch eine mit der Reinigung der Anlagenbereiche bzw. Anlagenteile einhergehende Absaugung der anfallenden Reinigungsrückstände.
  • Anhand der Sehemadarstellungen von Versionen der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Verfahren und dann die konstruktive Ausgestaltung von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens weitergehend erläutert. Es zeigen:
  • Figur 1
    die Gesamtdarstellung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
    Figur 2
    den Ausschnitt II in Figur 1.,

Claims (18)

  1. Verfahren zum Entfernen von sich auf bzw. in Anlagenbereichen bzw. Anlagenteilen von von Gasen bzw. Flüssigkeiten durchströmten Anlagen befindenden Belägen, insbesondere im laufenden Betrieb der Anlagen, gekennzeichnet durch Kühlung der in die zu reinigende Anlage überführten Bestandteile der zum Einsatz kommenden Reinigungsvorrichtung, mit der die zu reinigenden Anlagenbereiche bzw. Anlagenteile der Anlage durch gezielte Laserbeaufschlagung der Anlagenbereiche bzw. Anlagenteile gereinigt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Druckluftkühlung der den hohen Temperaturen in der Anlage ausgesetzten Teile der zum Einsatz kommenden Reinigungsvorrichtung-
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch den Einsatz eines Lasers mit einstellbaren Parametern.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine die Herbeiführung einer Plasmaexplosion unmittelbar vor der zu reinigenden Fläche herbeiführende Einstellung eines ausgewählten Parameters.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Absaugung der durch die Laserbeaufschlagung von den Anlagenbereichen bzw. Anlagenteilen entfernten, staub- oder feinkörnig anfallenden Beläge aus der Anlage.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine durch eine Zugangsöffnung der Anlage zum zu reinigenden Anlagenbereich bzw. Anlagenteil bis in den zu reinigenden Bereich überführbare, vom vom zuschaltbaren, an der Lanzenspitze fokussierten Laser durchsetzte, gekühlte Lanze aus hitzebeständigem Material.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze mit beim Reinigen auftretende Infrarotstrahlung reflektierendem Material beschichtet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein die Lanze durchsetzendes, den Laser transportierendes Glasfaserkabel.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch ein der Lanze zugeordnetes optisches System zur Überwachung des zu reinigenden Bereichs.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch konstruktive Auslegung der Außenluftzuführung zur Lanzenspitze durch die Lanze.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch konstruktive Auslegung der Druckluftzuführung zur Lanzenspitze durch die Lanze.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, gekennzeichnet durch eine im Handhabungsbereich gekühlte Lanze.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, gekennzeichnet durch eine der Lange zugeordnete bzw. in die Lanze integrierte Saugleitung für die Absaugung der bei der Reinigung anfallenden Rückstände.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, gekennzeichnet durch eine teleskopierbare Lanze.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, gekennzeichnet durch eine aus mindestens zwei Teilstücken bestehende Lanze, deren Teilstücke durch ein Gelenk zusammengefaßt sind.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, gekennzeichnet durch eine aus mindestens zwei Teilstücken bestehende Lanze, deren Teilstücke durch eine Kupplung zusammengefaßt sind.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, gekennzeichnet durch einen am das Lanzenende bildenden Teilstück der Lanze angreifenden, von der Handhabe der Lanze her betätigbaren Seilzug.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen in das Gelenk bzw. die Kupplung integrierten, von der Handhabe der Lanze her aktivierbaren Stellmotor.
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