WO2012031913A1 - Fluid-kreislauf für eine kraftwerksanlage und verfahren zum chemischen reinigen eines fluid-kreislaufs - Google Patents

Fluid-kreislauf für eine kraftwerksanlage und verfahren zum chemischen reinigen eines fluid-kreislaufs Download PDF

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    • F28G9/00—Cleaning by flushing or washing, e.g. with chemical solvents

Definitions

  • the invention relates to a fluid circuit for a power plant ⁇ plant with a permanent part to be cleaned and a temporary part for the dry cleaning of the permanent part.
  • the invention further relates to a method for chemically cleaning a fluid circuit, in particular a water-steam cycle in a power plant.
  • the cleaning process consists of three process steps. In a first step, the water-steam circuit is rinsed with water to remove loose particles and Ablagerun ⁇ gen. In a second step, the chemical cleaning is carried out to remove iron oxides. In the last
  • Step 2 the water-steam circuit is madebla ⁇ sen to remove the steam from the first step did not remove tray ⁇ stanchions and particles.
  • Step 3 there is the rare possibility applied to blow air or for For chemicals ⁇ cook.
  • the invention relates in essence to the step of dry cleaning. This step is usually carried out at GUD and steam power plants with inhibited hydrofluoric acid.
  • This step is usually carried out at GUD and steam power plants with inhibited hydrofluoric acid.
  • hydrofluoric acid is problematic because it is hazardous to health (hazardous substance: Labeling T + [very toxic] and C [corrosive]) and it has been found that new, high-temperature-resistant materials after a chemical ⁇ rule cleaning have with hydrofluoric acid massive corrosion.
  • the invention has for its object to provide a device and a method with which water-steam cycles for power plant ⁇ systems can be cleaned in a reliable and cost-effective manner.
  • this object is achieved by the Vorrich ⁇ device according to claim 1 and the method according to claim 13.
  • Advantageous developments of the invention are defined in the respective dependent claims.
  • a lowermost discharge device for use temperatures above 120 ° C achieves the following:
  • the purification of a fluid circuit in power plants can be controlled using an alkaline reducing complexing agent, whose effective range is above 120 ° C.
  • the lowest-lying emptying device is suitable for use temperatures above 150 ° C.
  • the complexing agent can be used over a wide range of effects. It is expedient if the fluid circuit is designed for a pressure up to 40 bar.
  • the high-alloy plant ⁇ material is stainless steel.
  • the temporary part can be installed in a simple and cost-effective manner.
  • the lowest located emptying device is arranged in the permanent part. In this case, the number of emptying devices in the temporary part can be reduced.
  • a circulation pump device with a power that makes it possible to pump a volume of the fluid circuit in 0.5 to 1.5 hours.
  • Lower power leads to poor temperature distribution in the fluid circuit to be cleaned, faster pumping causes too high flow rates and as a result erosion.
  • the fluid circuit comprises a sampling device with a sampling cooler.
  • a sampling cooler With the sampling cooler, re-evaporation and thus falsification during sampling of hot media (cleaning solution) is avoided.
  • an ammonium salt of an organic complexing agent (EDTA) and hydrazine (N 2 H 4 ) as Reduktions mit ⁇ tel components of the cleaning solution.
  • EDTA dissolves iron up to a concentration of 30g Fe / l.
  • the EDTA-iron chelate complex is non-toxic.
  • the cleaning application at tempera tures ⁇ between 130 ° C and 160 ° C is performed.
  • EDTA is used as the organic complexing agent.
  • a reducing agent for example hydrazine, is added to the organic complexing agent.
  • FIG. 1 shows a fluid circuit of a power plant with a substantially arranged under the permanent part temporary part
  • 2 shows a fluid circuit of a power plant with a substantially over the permanent part arranged temporary part.
  • 1 shows schematically and exemplarily a fluid circuit 1 of a power plant with a permanent part 2, the water-steam cycle of the power plant part to be gerei ⁇ nigt, and a temporary part 3 for the chemical cleaning of the permanent part.
  • the permanent part 2 includes low, medium and high ⁇ pressure areas, which may optionally be cleaned separately.
  • the permanent part 2 has higher 4 and lower 5 Be ⁇ rich, wherein in the lower areas 5 emptying devices 6 or so-called low point discharges are arranged.
  • the temporary part 3 is arranged essentially below the permanent part 2 of the power plant and likewise has emptying devices 7 at its lowest points.
  • the temporary part 3 is designed as a ge ⁇ connected system for application temperatures up to 120 ° C, preferably 150 ° C, and pressures of 10 to 40 bar.
  • the components of the temporary part 3 that come into contact with the marketslö ⁇ solution should exist at its contact surface with the solution of stainless steel or a comparable whylegêtriumierim material, at least. All low points 6,7 in the fluid circuit 1 must allow a controlled emptying up to the application temperature.
  • the temporary part 3 of the fluid circuit 1 includes an order ⁇ chilzpump Rhein 8 whose power corresponds approximately to the volume of the system fluid circuit 1 in m 3 / h or, if necessary. Is larger. Furthermore, the temporary part 3 comprises a Do ⁇ sierpumpe 9 to dose a defined amount of chemicals 10 at An ⁇ use temperature, and a sampling device 11 with a sampling cooler. With the sampling cooler, re-evaporation and thus falsification during sampling of hot media (cleaning solution) is avoided. To heat the system up to the application temperature the fluid circuit 1 via a steam line 12 for the controlled steam supply.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of the fluid circuit 1 of the invention.
  • the temporary part 3 is disposed substantially above the permanent part 2, or at least arranged such that its lowermost portions lie above the bottom edge of the permanent part 2, so that the number of discharge devices 7 can be reduced in the temporary part 3.

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Abstract

Fluid-Kreislauf (1) für eine Kraftwerksanlage, umfassend einen permanenten (2) zu reinigenden Teil und einen temporären Teil (3) für die chemische Reinigung des permanenten Teils (2), wobei eine am tiefsten gelegene Entleerungseinrichtung (6, 7) für Anwendungstemperaturen über 120°C geeignet ist und ein Verfahren zum chemischen Reinigen eines Fluid-Kreislaufs (1) in einem Kraftwerk.

Description

Beschreibung
Fluid-Kreislauf für eine Kraftwerksanlage und Verfahren zum chemischen Reinigen eines Fluid-Kreislaufs
Die Erfindung betrifft einen Fluid-Kreislauf für eine Kraft¬ werksanlage mit einem permanenten, zu reinigenden Teil und einen temporären Teil für die chemische Reinigung des permanenten Teils. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum chemischen Reinigen eines Fluid-Kreislaufs insbesondere eines Wasser-Dampf-Kreislaufs in einem Kraftwerk.
Bevor neugebaute Kraftwerke (GUD und DKW) in Betrieb genommen werden, muss der Wasser-Dampf-Kreislauf gereinigt werden. Das Reinigungsverfahren setzt sich aus drei Verfahrensschritten zusammen. In einem ersten Schritt wird der Wasser-Dampf- Kreislauf mit Wasser gespült, um lose Partikel und Ablagerun¬ gen zu entfernen. In einem zweiten Schritt erfolgt die chemische Reinigung, um Eisenoxide zu entfernen. Im letzten
Schritt wird der Wasser-Dampf-Kreislauf mit Dampf ausgebla¬ sen, um die mit dem ersten Schritt nicht entfernten Ablage¬ rungen und Partikel zu entfernen. Neben diesem allgemein angewendeten Verfahren gibt es noch die seltener angewendete Möglichkeit, mit Luft auszublasen oder mit Chemikalien auszu¬ kochen .
Die Erfindung bezieht sich im Kern auf den Schritt der chemischen Reinigung. Dieser Schritt wird bei GUD- und Dampf- Kraftwerken meist mit inhibierter Flusssäure durchgeführt. Die Verwendung von Flusssäure ist jedoch problematisch, da sie gesundheitsschädlich ist (Gefahrstoff: Kennzeichnung T+ [sehr giftig] und C [ätzend] ) und es sich gezeigt hat, dass neue, hochtemperaturbeständige Werkstoffe nach einer chemi¬ schen Reinigung mit Flusssäure massive Korrosion aufweisen.
Alle gängigen Reinigungsverfahren haben eine Anwendungstemperatur von <100°C. Das selten angewendete Auskochen bei höhe¬ ren Temperaturen findet ohne die Verwendung temperaturfester Provisorien statt und erlaubt keine kontrollierte Anwendung der Chemikalien.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit denen in zuverlässiger und kostengünstiger Weise Wasser-Dampf-Kreisläufe für Kraftwerks¬ anlagen gereinigt werden können. Insbesondere soll eine Rei¬ nigung ohne Einsatz von Flusssäure möglich sein. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Vorrich¬ tung gemäß Anspruch 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 13. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert. Indem bei einem Fluid- Kreislauf für eine Kraftwerksanlage, umfassend einen perma- nenten, zu reinigenden Teil und einen temporären Teil für die chemische Reinigung des permanenten Teils, eine am tiefsten gelegene Entleerungseinrichtung für Anwendungstemperaturen über 120°C geeignet ist, wird folgendes erreicht: Bei der Reinigung eines Fluid-Kreislaufs in Kraftwerken kann kontrolliert ein alkalisch reduzierender Komplexbildner eingesetzt werden, dessen Wirkungsbereich über 120°C liegt.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn alle Entleerungseinrichtungen eine kontrollierte Entleerung bis zu Anwendungstemperaturen von 120°C erlauben.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die am tiefsten gelegene Entleerungseinrichtung für Anwendungstemperaturen über 150 °C geeignet ist.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die am tiefsten gelege¬ ne Entleerungseinrichtung für Anwendungstemperaturen bis 220°C geeignet ist.
Somit lässt sich der Komplexbildner über einen weiten Wirkungsbereich einsetzten. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Fluid-Kreislauf für einen Druck bis zu 40 bar ausgelegt ist.
In einer vorteilhaften Aus führungs form sind Komponenten des temporären Teils, die mit einer Lösung für die chemische Rei¬ nigung in Berührung kommen, zumindest an ihrer Kontaktfläche mit der Lösung aus einem höherlegierten Werkstoff.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der höherlegierte Werk¬ stoff Edelstahl ist.
Es ist zweckmäßig, wenn die am tiefsten gelegene Entleerungs¬ einrichtung im temporären Teil angeordnet ist. Somit lässt sich der temporäre Teil auf einfache und kostengünstige Weise installieren .
Es kann aber auch zweckmäßig sein, wenn die am tiefsten gelegene Entleerungseinrichtung im permanenten Teil angeordnet ist. In diesem Fall kann die Anzahl der Entleerungseinrichtungen im temporären Teil reduziert werden.
Vorteilhafter Weise ist eine Umwälzpumpeinrichtung mit einer Leistung, die es ermöglicht, ein Volumen des Fluid-Kreislaufs in 0,5 bis 1,5 Stunden umzupumpen. Eine geringere Leistung führt zu einer schlechten Temperaturverteilung im zu reinigenden Fluid-Kreislauf, ein schnelleres Umpumpen verursacht zu hohe Strömungsraten und in deren Folge Erosion.
In einer vorteilhaften Aus führungs form umfasst der Fluid- Kreislauf eine Probenahmeeinrichtung mit einem Probenahmekühler. Mit dem Probenahmekühler werden Nachverdampfung und damit Verfälschungen bei der Probenahme von heißen Medien (Reinigungslösung) vermieden.
Vorteilhafter Weise sind ein Ammoniumsalz eines organischen Komplexbildners (EDTA) und Hydrazin (N2H4) als Reduktionsmit¬ tel Bestandteile der Reinigungslösung. EDTA löst Eisen bis zu einer Konzentration von 30g Fe /l. Der EDTA-Eisen- Chelatkomplex ist nicht-toxisch.
Im erfinderischen Verfahren zum chemischen Reinigen eines Fluid-Kreislaufs in einem Kraftwerk mit einer Reinigungslö¬ sung, die einen organischen Komplexbildner umfasst, werden temporäre Leitungen verlegt und die chemische Reinigung bei Anwendungstemperaturen zwischen 120°C und 220°C durchgeführt.
Vorteilhafter Weise wird die Reinigung bei Anwendungstempera¬ turen zwischen 130°C und 160°C durchgeführt.
Zum Erreichen der Anwendungstemperatur ist es zweckmäßig, wenn Dampf in den Fluid-Kreislauf eingespeist wird.
Vorteilhafter Weise wird EDTA als organischer Komplexbildner verwendet .
Zweckmäßiger Weise wird dem organischen Komplexbildner ein Reduktionsmittel, beispielsweise Hydrazin, zugefügt.
Wesentlich beim erfinderischen Verfahren ist es, den kompletten Fluid-Kreislauf mit temporären Mitteln auf 120 bis maxi¬ mal 220°C, vorzugsweise 150°C aufzuheizen und dann mit weni¬ gen ineinander übergehenden Schritten ohne Zwischenentleerung oder Abkühlung den gesamten Fluid-Kreislauf chemisch zu reinigen .
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen schematisch und nicht maßstäblich:
Figur 1 einen Fluid-Kreislauf einer Kraftwerksanlage mit einem im Wesentlichen unter dem permanenten Teil angeordneten temporären Teil und
Figur 2 einen Fluid-Kreislauf einer Kraftwerksanlage mit einem im Wesentlichen über dem permanenten Teil angeordneten temporären Teil. Die Figur 1 zeigt schematisch und beispielhaft einen Fluid- Kreislauf 1 einer Kraftwerksanlage mit einem permanenten Teil 2, dem Wasser-Dampf-Kreislauf des Kraftwerksteils, der gerei¬ nigt werden soll, und einem temporären Teil 3 für die chemische Reinigung des permanenten Teils 2. Der permanente Teil 2 umfasst nicht näher dargestellte Nieder-, Mittel- und Hoch¬ druckbereiche, die gegebenenfalls separat gereinigt werden. Der permanente Teil 2 weist höher 4 und tiefer 5 gelegene Be¬ reiche auf, wobei in den tiefer gelegenen Bereichen 5 Entleerungseinrichtungen 6 oder sogenannte Tiefpunktentleerungen angeordnet sind.
Zur chemischen Reinigung des permanenten Teils 2 müssen temporäre Leitungen verlegt werden. In der Aus führungs form der Figur 1 ist der temporäre Teil 3 im Wesentlichen unterhalb des permanenten Teils 2 des Kraftwerks angeordnet und weist ebenfalls an seinen am tiefsten gelegenen Stellen Entleerungseinrichtungen 7 auf. Der temporäre Teil 3 ist als ge¬ schlossenes System für Anwendungstemperaturen bis 120°C, vorzugsweise 150°C, und Drucke von 10 bis 40 bar ausgelegt. Die Komponenten des temporären Teils 3, die mit der Reinigungslö¬ sung in Berührung kommen, sollten zumindest an ihrer Kontaktfläche mit der Lösung aus Edelstahl oder vergleichbarem höherlegiertem Werkstoff bestehen. Alle Tiefpunkte 6,7 im Flu- id-Kreislauf 1 müssen eine kontrollierte Entleerung bis zur Anwendungstemperatur erlauben.
Der temporäre Teil 3 des Fluid-Kreislaufs 1 umfasst eine Um¬ wälzpumpeinrichtung 8, deren Leistung in m3/h ungefähr dem Systemvolumen des Fluid-Kreislaufs 1 entspricht oder ggfs. größer ist. Weiterhin umfasst der temporäre Teil 3 eine Do¬ sierpumpe 9, um eine definierte Menge Chemikalien 10 bei An¬ wendungstemperatur zu dosieren, sowie eine Probenahmeeinrichtung 11 mit einem Probenahmekühler. Mit dem Probenahmekühler werden Nachverdampfung und damit Verfälschungen bei der Probenahme von heißen Medien (Reinigungslösung) vermieden. Zum Aufheizen des Systems bis zur Anwendungstemperatur verfügt der Fluid-Kreislauf 1 über eine Dampfleitung 12 für die kontrollierte Dampfeinspeisung .
Figur 2 zeigt eine alternative Aus führungs form des Fluid- Kreislaufs 1 der Erfindung. Im Unterschied zur Ausführungs¬ form der Figur 1 ist der temporäre Teil 3 im Wesentlichen oberhalb des permanenten Teils 2 angeordnet, oder zumindest so angeordnet, dass seine am tiefsten gelegenen Bereiche oberhalb der Unterkante des permanenten Teils 2 liegen, so dass die Anzahl der Entleerungseinrichtungen 7 im temporären Teil 3 reduziert werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Fluid-Kreislauf (1) für eine Kraftwerksanlage, umfassend einen permanenten (2), zu reinigenden Teil und einen temporären Teil (3) für die chemische Reinigung des perma¬ nenten Teils (2), dadurch gekennzeichnet, dass eine am tiefsten gelegene Entleerungseinrichtung (6, 7) für Anwendungstemperaturen über 120°C geeignet ist.
2. Fluid-Kreislauf (1) nach Anspruch 1, wobei alle Entlee¬ rungseinrichtungen (6,7) eine kontrollierte Entleerung bis zu Anwendungstemperaturen von 120°C erlauben.
3. Fluid-Kreislauf (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die am tiefsten gelegene Entleerungseinrichtung (6,7) für Anwendungstemperaturen über 150°C geeignet ist.
4. Fluid-Kreislauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die am tiefsten gelegene Entleerungseinrichtung (6,7) für Anwendungstemperaturen bis 220°C geeignet ist .
5. Fluid-Kreislauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fluid-Kreislauf (1) für einen Druck bis zu 40 bar ausgelegt ist.
6. Fluid-Kreislauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Komponenten des temporären Teils (3), die mit einer Lösung für die chemische Reinigung in Berührung kommen, zumindest an ihrer Kontaktfläche mit der Lösung aus einem höherlegierten Werkstoff sind.
7. Fluid-Kreislauf (1) nach Anspruch 6, wobei der höherle¬ gierte Werkstoff Edelstahl ist.
8. Fluid-Kreislauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die am tiefsten gelegene Entleerungseinrichtung (7) im temporären Teil angeordnet ist.
9. Fluid-Kreislauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wo¬ bei die am tiefsten gelegene Entleerungseinrichtung (6) im permanenten Teil angeordnet ist.
10. Fluid-Kreislauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, weiter umfassend eine Umwälzpumpeinrichtung (8) mit einer Leistung, die es ermöglicht, ein Volumen des Fluid- Kreislaufs (1) in 0,5 bis 1,5 Stunden umzupumpen.
11. Fluid-Kreislauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, weiter umfassend eine Probenahmeeinrichtung (11) mit einem Probenahmekühler. 12. Fluid-Kreislauf (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, wobei EDTA und Hydrazin Bestandteile der Reinigungs¬ lösung sind.
3. Verfahren zum chemischen Reinigen eines Fluid-Kreislaufs
(1) in einem Kraftwerk mit einer Reinigungslösung, die einen organischen Komplexbildner umfasst, wobei temporäre Leitungen verlegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Reinigung bei Anwendungstemperaturen zwischen 120°C und 220°C durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Reinigung bei Anwendungstemperaturen zwischen 130°C und 160°C durchgeführt wird.
15 Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei
Dampf in den Fluid-Kreislauf (1) eingespeist wird, bis eine Anwendungstemperatur erreicht ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei EDTA als organischer Komplexbildner verwendet wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei dem organischen Komplexbildner ein Reduktionsmittel zugefügt wird .
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei dem organischen Komplexbildner Hydrazin zugeführt wird.
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