SE430474B - Sett och anordning for att skolja en mycket smal spalt - Google Patents

Description

10 15 20 25A 30 _æ HO 79017604: kemikalier att tillsättes till den vätska som strömmar utanför värmeväxlingsrören (normalt en sekundärvätska som utgöres av vatten när det gäller en ångpanna eller liknande) exempelvis rostskydd eller pannsköljmedel. Dessa kemikalier kommer sålunda att ta sig in i nämnda spalter och stannar eller kondenserar i dessa, eller också kommer slam eller liknande vilket alstras av vätskeströmmen att ta sig in i spalterna och stanna kvar där.

Eftersom värmeväxlingsröret normalt tillverkas med mycket liten godstjocklek, för att värmeöverföringseffektiviteten skall bli hög, föreligger risk för brott i värmeväxlingsrören till följd av korrosionsverkan från kondenserade kemikalier, slam eller liknande i spalten.

I en värmeväxlare vid vilken blandning av genom värmeöverfö- ringsröret strömmande primärfluidum och genom en trumma (utanför värmeöverföringsröret) strömmande sekundärfluidum är extremt ogynnsam (ett exempel är en ånggenerator i ett kärnkraftverk av tryckvattenreaktortyp, där det är nödvändigt att med säkerhet hindra primärkylvatten från att läcka över till sekundärkylvattnet), måste man för att förhindra rörbrott i värmeväxlingsröret till följd av korrosionsverkan skölja ifrågavarande spalt och hålla den ren, men det har hittills ej funnits någon metod eller någon anordning som är tillfredsställande med avseende på erforderligt uppbåd av arbetstid och kostnader.

Mot bakgrund härav är det ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma ett sätt och en anordning för snabb och effektiv bort- sköljning av skadliga material från spalter av ifrågavarande slag.

Enligt ett för uppfinningen utmärkande särdrag åstadkommes ett sätt att skölja en mycket smal spalt som bildats mellan en första, en borrning uppvisande del och en andra del vilken är insatt i och fäst i borrníngen och som har en ände blockerad, varvid sättet enligt uppfinningen innefattar förfaringsstegen att man bringar spalten att kommunicera med ett utrymme som är fyllt med en skölj- vätska, att man sätter sköljvätskan under tryck, samt att man lokalt uppvärmer den blockerade änden av spalten.

Enligt ett annat särdrag för uppfinningen åstadkommas ett sätt att skölja en mycket smal spalt som bildas mellan en första, en borrning uppvisande del och en andra del, vilken är insatt i och fäst i spalten att kommunicera med ett utrymme fyllt med en sköljvätska, sätter sköljvätskan under tryck, lokalt uppvärmer den blockerade borrningen och som har en ände blockerad, varvid man bringar 10 15 20 25 30 35 HO 790176041 .3 _ __ ___ änden av spalten och därefter sänker trycket i den under tryck satta vätskan.

Enligt ett ytterligare för uppfinningen utmärkande särdrag åstadkommes en metod av nyssnämnts slag vid vilken man växelvis upprepar förfaringsstegen att sätta sköljvätskan under tryck och att sänka trycket i densamma, detta i och för effektivisering av sköljningen.

Enligt ytterligare ett särdrag för uppfinningen âstadkommes en anordning för att förverkliga det ovannämnda sättet. Anordningen ifråga innefattar dels en behållare som kan inrymma en sköljvätska och som står i förbindelse med spalten, dels ett organ för att lokalt uppvärma den blockerade änden av spalten, dels ett organ som är anslutet till behållaren för att sätta sköljvätskan under tryck och dels organ för att försätta sköljvätskan i cirkulation.

Eftersom sköljvätskan vid den ovan beskrivna metoden enligt uppfinningen bringas att tränga in tillfredsställande i den mycket tränga spalten som innehåller skadliga kemikalier eller skadligt slam, som exempelvis ger upphov till korrosion eller liknande, och genom att man uppvärmer den blockerade änden av spalten, höjs temperaturen i den i den mycket smala spalten befintliga sköljvät- skan så att ångblásor bildas, och man får en utskjutning av främman- de partiklar till följd av utvidgningen och ångbubblorna från sköljvätskan, och tillförsel av ny ren sköljvätska sker tack vare de utgående ângbubblorna, så att det inre av den mycket smala spalten effektivt kan sköljas.

Vid den ovan beskrivna metoden enligt uppfinningen är det tack vare möjligheten att tillfoga det ytterligare steget att man sänker trycket i den under tryck varande sköljvätskan, varigenom sköljning- ens effektivitet i spalten främjas och den ångbubblor alstrande platsen i spalten förskjutes från det innersta området i riktning mot öppningen, möjligt ej endast att skölja spalten effektivare på en kortare tid utan även att i hög grad reducera den erforderliga energin och därmed kostnaden för sköljningen.

Den ovan beskrivna anordningen är vidare mycket fördelaktig när det gäller att på ett effektivt sätt genomföra sättet enligt uppfinningen. _ De ovan nämnda och ytterligare särdrag och ändamål avseende uppfinningen kommer att klarare framgå av följande beskrivning av föredragna utföringsformer i anslutning till bifogade ritning med fig. 1 och 2. Fig. 1 visar ett scnematiskt tvärsnitt, sett från 5 10 15 20 25 30 ÄO 7901760-4 M sidan och med vissa delar bortskurna, av en ânggenerator med U-formade värmeöverföringsrör samt ett princip-systemschema över en apparat för att skölja mycket smala spalter som bildats mellan värmeöverföringsrören och en rörplatta i nämnda ånggenerator, och fig. 2 visar ett förstorat tvärsnitt, sett från sidan, av den del som i fig. 1 är inringad av linjen A. 7 I anordningen enligt fig. 1 är motstående ändar av ett flertal vertikalställda U-formade värmeöverföringsrör 1 insatta i borrningar som är upptagna i en rörplatta 2 och som mynnar i vattenkamrar Ä och 5 som bildas av rörplatten 2 och en ändplatta 3.

Vattenkamrarna är åtskilda av en skärmplatta 6 och står i förbindelse med ett inlopp resp. ett utlopp för primärvätska (ej visade på ritningen).

Ett hölje 7 som har ett ej visat inlopp för sekundärvätska, d.v.s. matarvatten, har sin undre ände på ett tätande sätt fäst vid rörplatten 2, och höljet 7 omger värmeöverföringsrören 1. Dessutom är höljet 7 försett med ett utlopp för ånga i sin övre ände.

Under det att höljets 7 utlopp 8 är anslutet till en turbin (ej visad), är det vid den i det följande beskrivna sköljníngsoperatio- nen tillslutet medelst en ej visad del.

Den relativa anordningen mellan värmeöverföringsröret 1 och rörplattan 2 är visad i förstorad skala i fig. 2, där en änddel 11 av värmeöverföringsröret 1 är förstorad och är på ett tätande sätt fäst vid rörplattan 2.

Mellan rörplattan 2 och värmeöverföringsröret 1 bildas en mycket smal spalt 10. _ ' Om spaltens 10 radiella dimension är d och rörplattans 2 tjocklek är l, så uppgår förhållandet 1/d ofta till omkring 2000. På undersidan av rörplattan 2 finns en uppvärmningsanordning 12 invid värmeöverföringsrörets 1 änddel 11.

Till höljets 7 utlopp 8 är anslutet ett tryckalstringsorgan, nämligen en luftkompressor 13, genom en ledning 15 som innehåller en omkopplingsventil 1Ä. Ledningen 15 är i förbindelse med atmosfären via en utloppsventil 16, och utloppsventilen 16 och omkopplingsven-7 tilen 14 är kopplade till ett omkopplingsstyrningsorgan 17.

Primärvätskan i värmeöverföringsröret 1 och vattenkamrarna H och 5 samt matarvattnet (sekundärvätskan) inuti höljet 7 har fullständigt tömts i enlighet med vad som framgått av det följande, men den vätska som har blivit kvar i spalten 10 kan ej tömmas och kommer att även fortsättningsvis bli kvar där. 10 15 20 25 30 35 H0 790176041 Vid sköljning kommer istället för matarvattnet, vilket innehål- ler rostskyddsmedel och liknande, rent vatten 18, som ej innehåller några skadliga material, att tillföras i en förutbestämd mängd inuti höljet 7. Ehuru rent vatten 18 används i den som exempel visade utföringsformen är det uppenbart att ett sådant sköljmedel som ett organiskt lösningsmedel kan användas, förutsatt att det ej medför några skadliga verkningar, exempelvis korrosion.

Vid den visade föredragna utföringsformen går man tillväga så att man för att skölja spalternas 10 inre sätter det i höljet 7 införda rena vattnet 18 under tryck upp till en förutbestämd trycknivå, exempelvis 0,3 MPa, med luftkompressorn 13 genom att öppna omkopplingsventilen 1U. Under denna tryckhöjningsoperation är utloppsventilen 16 stängd.

Till följd av den ovan beskrivna tryckhöjningsoperationen går rent vatten 18 in i spalten 10. Som resultat härav fylls spaltens 10 inre med kondenserat rostskyddsmedel eller pannsköljningsmedel (i det följande för enkelhets skull kallat "kondensat"), slam eller liknande som under drift tagit sig in i spalten 10 samt det ovan- nämnda rena vattnet 18.

Medan det ovan beskrivna trycket upprätthàlles, aktiveras uppvärmningsanordningen 12 för att uppvärma spaltens 10 slutna botten.

Eftersom den ovannämnda uppvärmningen sker lokalt i innersta delen av spalten 10, kommer vätsketemperaturen i spalten i enlighet med vad som är välkänt för en fackman att vara högst i den innersta delen, och temperaturen blir lägre i den högre delen.

Allteftersom temperaturen i spalten 10 stiger, kommer kondensa- tet i spalten 10 att volymsmässigt utvidga sig och kommer delvis att flyta ut ur spaltens övre öppning och i riktning mot den övre delen av rörplattan 2. Kondensatet kommer sedan att díffundera ut i det rena vattnet 18.

Vid fortsatt uppvärmning kommer kondensatet nederst i spalten 10 att nå en mättníngstemperatur motsvarande ett mättningstryck av 0,3 MPa, då det börjar koka. Kondensatet i den övre delen av spalten 10 skjuts ut ur spalten 10 till en mängd motsvarande volymen av de alstrade ângbubblorna analogt med den ovan beskrivna utströmningen av kondensat, och kondensatet kommer att diffundera ut i det rena vattnet 18.

Eftersom ångbubblorna dessutom stiger uppåt, kommer ett flöde att alstras i samband med àngbubblorna, och därigenom kommer 10 15 20 25 30 35 HO 79017604» kondensatet, slammet och liknande att strömma ut ur spalten 10 och diffundera ut i det rena vattnet 18.

Allteftersom de ovannämnda ångbubblorna går ut ur spalten 10, går det rena vattnet 18 till samma mängd in i spalten 10, och i samma mån utspädes kondensatet.

När uppvärmningen fortsättes kommer spaltens inre på detta sätt att sköljas. Mängden rent vatten 18 bör företrädesvis vara så stor att koncentrationen i det rena vattnet skulle bli försumbar även om koncentratet i spalten helt avlägsnades ur denna. I det fall tillräcklig mängd vatten ej på en gång kan införas i höljet 7, kan man emellertid uppnå det ovannämnda ändamålet i tillfredsställande grad även om man endast delvis ersätter det rena vattnet 18 med nytt rent vatten medelst en in- och utmatningsanordning (ej visad) eller om man låter det rena vattnet 18 cirkulera genom föroreningsavlägs- nande organ, exempelvis ett filter eller ett jonbytes-hartsskikt för att den hastighet varmed den nämnda diffunderingen sker skall öka. Även om mängden rent vatten 18 är stor, bör dock det rena vattnet 18 bríngas att cirkulera i höljet 7 medelst en ej visad cirkulationsanording för att öka den nämnda diffunderingen.

För att vidare effektivt uppnå sköljningen av spaltens 10 inre medelst den i fig. 1 visade apparaten höjer men vätsketemperaturen nederst i spalten 10 till ett förutbestämt värde, exempelvis 120 grader C, genom den ovannämnda uppvärmningen, varefter trycket i luften i den övre delen av höljet 7 utjämnas till atmosfären genom att man öppnar utloppsventilen 16 under styrning medelst styrnings- organet 17, så att därigenom det inuti höljet 7 rådande trycket, d.v.s. det tryck för vilket det rena vattnet 18 är utsatt, sänkes.

Pâ grund av denna trycksänkningsoperation kommer trycket i det i spalten befintliga koncentratet att sänkas, och eftersom mättnings- trycket för temperaturen 120 grader C är 0,2 MPa kommer trycksänk- ningen att medföra att kokning inträder nederst i spalten 10, och ångbubbior bildas.

Om trycket sänkes ytterligare, kommer den punkt där koncentra- tet när kokpunkten att förskjutas uppåt í spalten 10.

Ovannämnda utskjutningsverkan till följd av det rena vattnets volymutvidgning och alstringen av ångbubblor, det rena vattnets strömning till följd av de stigande ångbubblorna, det utbyte mellan det rena vattnet 18 och koncentratet vilket är en följd av kok- punktslägets förskjutning samverkar alla till att främja sköljnings- verkan i spaltens 10 inre. Genom att växelvis upprepa den ovan 10 15 20 25 30 35 7901760-4 beskrivna tryoköknings- och tryckminskningsoperationen genom att växelvis öppna och stänga omkopplingsventilen lü och utloppsventilen 16 under styrning från omkopplingsstyrningsanordningen 17 kan man effektivt skölja spaltens 10 inre på en extremt kort tid.

Ehuru den visade utföringsformen hänför sig till en ànggenera- tor av vertikal typ, kan man med lika gott resultat tillämpa sättet enligt uppfinningen även för en ánggenerator av horisontell typ (i vilken värmeöverföringsrören sträcker sig väsentligen horisontellt och rörplatten sträcker sig vertikalt), ty i den spalt som bildas mellan värmeöverföringsröret och rörplattan kommer den temperatur- stegring och den àngbildning som förorsakas av uppvärmningen att resultera i volymutvidgning.

Eftersom i den ovan beskrivna utföringsformen det inre av spalten 10 mellan ett värmeöverföringsrör och en rörplatta i en värmeväxlare skall sköljas, användes ett hölje 7 hos värmeväxlaren såsom behållare för att inrymma det rena vattnet 18. Om det emeller~ tid gäller att skölja en spalt (en mycket trång springa) som bildas i en anordning vilken ej är försedd med någon sådan behållare, behöver man endast inrymma en sköljvätska, exempelvis rent vatten, i en separat anordnad behållare.

Ehuru uppfinningen i det föregående har beskrivits i anslutning till en föredragen utföringsform av densamma, är avsikten att allt som uppenbaras i beskrivningen och på ritningen skall uppfattas som belysande exempel och ej såsom begränsande för uppfinningen.

Claims (4)

7901760-4 8 Patentkrav

1. Sätt att skölja en mycket smal spalt (10) som bildats mellan en första del (2) vilken uppvisar en borrnig och en andra del (1) vilken är insatt och fäst i nämnda borrning och som har en ände (11) blockerad, k ä n n e t e c k n a t av förfaringsstegen att man bringar nämnda spalt (10) att kommunicera med ett utrymme (7) som är fyllt med en sköljningsvätska (18), att man sätter nämnda skölj- ningsvätska (18) under tryck, samt att man lokalt uppvärmer den blockerade änden (11) av nämnda spalt (10).

2. Sätt enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t av att man efter nämnda uppvärmning sänker sköljningsvätskans (18) tryck.

3. Sätt enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a t av att man, i och för förbättring av sköljningens effektivitet, medan man lokalt uppvärmer den blockerade änden (11) av spalten (10) växelvis upp- repar stegen att höja resp. sänka sköljningsvätskans (18) tryck.

4. Anordning för genomförande av sättet att skölja en mycket smal spalt (10) som bildas mellan en första del (2) vilken uppvisar en borrning och en andra del (1) vilken är insatt och fäst i nämnda borrning och vilken har en ände (11) blockerad, enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar dels en behållare (7) som ger plats för en sköljningsvätska (18) och som är anordnad att kommunicera med spalten (10), dels ett organ (12) för att lokalt uppvärma den blockerade änden (11) av spalten (10), dels ett organ (13) som är kopplat till behållaren (7) för att sätta sköljnings- vätskan (18) under tryck, och dels ett organ för att bringa skölj- ningsvätskan att cirkulera.