DE4029438A1 - Vorrichtung fuer die mechanische reinigung des einem waermeaustauscher zugefuehrten kuehlwassers und fuer die reinigung der kuehlrohre des waermeaustauschers mittels elastischer reinigungskoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die mechanische Reinigung des einem Wärmeaustauscher, insbesondere einem Turbinenkondensator in Kraftwerken zuströmenden Kühlwassers mittels einer innerhalb der Kühlwasserzuführung angeord­ neten Siebeinrichtung zur Abscheidung von im Kühlwasser mitgeführter Grobverschmutzung, und für die Reinigung der Kühlrohre dieses Wärmeaustauschers mittels elastischer Rei­ nigungskörper, die stromaufwärts der Kühlrohre dem Kühl­ wasser zugeführt werden, die Kühlrohre zur Reinigung durch­ laufen und stromabwärts der Kühlrohre wieder mittels einer weiteren innerhalb der Kühlwasserabführung angeordneten Siebeinrichtung aus dem Kühlwasser abgeschieden werden. Eine Vorrichtung dieser Art ist beschrieben in "H.G. Heitmann, Kraftwerkschemie, Vulkanverlag" und "K. Eimer und D. Besold, Leistungsverluste von Kraftwerken durch biolo­ gische Verschmutzung der Kühlwassersysteme und umwelt­ freundliche Gegenmaßnahmen, VGB Kraftwerkstechnik Heft 6, Juni 1988". Eine Vorrichtung zur mechanischen Reinigung des Kühlwassers ist zum Beispiel auch aus der deutschen Patent­ schrift DE 36 40 638 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist das Sieb als rotationssymmetrischer Siebkörper ausgeführt, dessen Siebfläche mit Stegen in einzelne Sektoren auf­ geteilt ist, die von einer gleichachsig drehbaren Absaug­ einrichtung durch Rückspülen von aufgefangenem Schmutz gereinigt werden, wobei die Saugöffnung der Absaugeinrich­ tung einem Siebsektor entspricht. Ein weiters Ausführungs­ beispiel zeigt die deutsche Patentschrift DE 33 47 064, wobei das Sieb nicht in einzelne Sektoren unterteilt sondern als glattflächiger Siebkörper ausgebildet ist, über den die Absaugeinrichtung zum Beispiel mit einer schlitzförmigen Absaugdüse geführt wird.

Eine Vorrichtung zum Abscheiden der Reinigungskörper aus dem Kühlwasserstrom ist aus dem deutschen Patent DE 32 16 443 bekannt. Diese Ausführung beschreibt den Stand der Technik für Siebeinrichtungen , wie sie fast ausschließlich ein­ gesetzt werden, und bei denen die Reinigungskörper durch hydrodynamische Kräfte über Siebe zu den Reinigungskörper­ auslässen geführt werden. Das deutsche Gebrauchsmuster Nr. 85 26 836 zeigt eine andere Ausführungsform für Sieb­ einrichtungen zum Abscheiden von Reinigungskörpern, bei der die Reinigungskörper von einer drehbar angeordneten Absaug­ vorrichtung vom Sieb abgsaugt werden.

Die beschriebenen Siebeinrichtungen zur mechanischen Reini­ gung des Kühlwassers von Grobverschmutzung haben sich in der Praxis sehr bewährt. Anders verhält es sich mit den Siebeinrichtungen zum Abscheiden der Reinigungskörper nach dem oben beschriebenen hydrodynamischen Prinzip. Diese weisen besonders Probleme dadurch auf, daß neben den Reini­ gungskörpern auch Schmutzteile (z. B. Fasern, Seegras, Muschelschalen) auf die Siebe dieser Siebeinrichtungen treffen, sich dort ablagern und den Ablauf der Reinigungs­ kugeln behindern. Dadurch bleiben Reinigungskörper auf den Sieben liegen und werden bei deren Spülen mit der anhaftenden Grobverschmutzung weggespült. Siebeinrichtungen nach GM 85 26 836 wurden bisher in der Praxis nicht eingesetzt. Ein Grund dafür ist, daß die Trennung zwischen aufgefangener Grobverschmutzung und Reinigungskörpern nur unvollkommen durchzuführen ist. Die verschiedenen in GM 85 26 836 beschriebenen Methoden sind auch zu aufwendig und nicht betriebssicher genug. Grob­ verschmutzung passiert die zur mechanischen Reinigung des Kühlwassers installierten Siebeinrichtungen, besonders in Faserform, und legt sich auf die Siebe der Siebeinrichtungen zum Abscheiden der Reinigungskörper. Eine sehr kleine Filterlochung der Siebeinrichtungen zum Reinigen des Kühlwassers würde das Problem zwar lösen, verbietet sich jedoch wegen des hohen Druckverlustes und des extrem häufigen Spülens, da bei feiner Lochung eine sehr große Zahl von Schmutzteilchen aufgefangen würde.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, bei der ein sicheres Abscheiden der Reinigungskörper unbeeinflußt von Grobverschmutzung gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, sowohl die Siebeinrichtung zur Reinigung des Kühlwassers stromaufwärts der Kühlrohre als auch die Siebeinrichtung zum Abscheiden der Reinigungskörper stromabwärts der Kühl­ rohre mit drehbaren und auf die Siebflächen partiell ein­ wirkenden Absaugvorrichtungen zu versehen und die Sieb­ lochung der stromabwärts gelegenen Siebeinrichtung signifi­ kant größer auszuführen als die Sieblochung der stromauf­ wärts angeordneten Siebeinrichtung, wobei sie jedoch ebenfalls signifikant kleiner sein müssen als der Innendurchmesser der Kühlrohre.

Insbesondere lehrt die Erfindung, daß die Lochabmessungen der stromabwärts gelegenen Siebeinrichtung das 1,5 bis 3,5 fache der Lochung der stromaufwärts gelegenen Siebein­ richtung betragen sollen und 50% bis 75% des Innendurchmessers der Kühlrohre.

Es ist einbaumäßig von Vorteil, mindestens eine der beiden Siebeinrichtungen im Bereich der Wasserkammerstutzen anzu­ ordnen.

Darüber hinaus ist es von Vorteil, das Sieb mindestens einer der beiden Siebeinrichtungen rotationssymmetrisch auszubilden und die Absaugvorrichtung mit mindestens einem Arm auszuführen, diesen mit seiner Welle um die Symmetrie­ achse des Siebkörpers drehbar zu lagern, die Welle durch die Wandung der Wasserkammer nach außen zu führen und dort anzutreiben, und die Welle zumindest bereichsweise als Hohlwelle zur Abführung des Schmutzes bzw. der Kugeln aus­ zuführen.

Besondere Einbauvorteile ergeben sich, wenn das Sieb minde­ stens einer der beiden Siebeinrichtungen gewölbt ausgeführt wird und die Klappenscheibe einer vorhandenen Absperrklappe für das Kühlwassersystem im offenen Zustand in den gewölb­ ten Siebkörper hinein ragt. Dabei ist besonders vorteil­ haft, das stromabwärts der Kühlrohre angeordnete Sieb gegen die Strömung zu wölben.

Die Abführung der Schmutzteile, die sich trotz Ausführung der stromabwärts gelegenen Siebeinrichtung mit 1,5 bis 3,5 fachen Lochabmessungen auf das Sieb dieser Siebeinrichtung legen, wird dadurch problemlos gelöst, daß die Absaugvor­ richtung dieser Siebeinrichtung über eine Pumpe mit dem Kühlwassereintritt stromabwärts der stromaufwärts angeord­ neten Siebeinrichtung verbunden wird und daß damit neben den Reinigungskörpern auch diese Schmutzstoffe (z. B. Fasern) zurückgeführt werden, bis sie die größere Lochung der stromabwärts gelegenen Siebeinrichtung passieren.

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

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Wärmeaustauscher mit stromaufwärts und stromabwärts angeordnenten Siebeinrich­ tungen;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform; Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Siebeinrichtung zum Abscheiden der Reinigungskörper.

Wie man aus Fig. 1 ersieht, besteht der Wärmeaustauscher 1 aus einer Vielzahl von Kühlrohren 2, aus den Wasserkammern 3a und 3b und ist an die Kühlwasserzuführung 4 und Kühl­ wasserabführung 5 angeschlossen. Die Fließrichtung des Kühlwassers zeigt der Pfeil 6. In der Kühlwasserzuführung 4 ist stromaufwärts der Kühlrohre 2 eine Siebeinrichtung 7a zur mechanischen Reinigung des Kühlwassers von Grobver­ schmutzung angeordnet. Diese besteht aus einem rotations­ symmetrisch ausgeführten Sieb 8a und aus einer um die Symmetrieachse des Siebes 8a drehbar angeordneten Absaugvorrichtung 9a, die im Siebzentrum sowie im Abführkrümmer 10a gelagert ist. Angetrieben wird die Absaugvorrichtung 9a über ein Winkelgetriebe 11a und Motor 12a. Die Abführarmatur 13a ist ebenfalls motorisch betätigt. Die Siebeinrichtung 7a ist in die Kühlwasserzuführung 4 eingeflanscht. Zur Reinigung des Siebes 8a wird die Abführarmatur 13a geöffnet. Durch den Unterdruck in der Abwasserleitung 14, die mit der Kühlwasserabführung 5 verbunden ist, entsteht in dieser ein Absaugstrom, der das Sieb 8a im Bereich der Absaugvorrichtung 9a reinigt. Durch Betätigung des Motors 12a gleitet die Absaugvorrichtung 9a über das gesamte Sieb 8a und reinigt dieses. Der Reinigungsbetrieb erfolgt in Intervallen oder kontinuierlich.

Stromabwärts der Kühlrohre 2 ist in der Kühlwasserabführung 5 eine Siebeinrichtung 7b mit Sieb 8b, Absaugvorrichtung 9b, Abführkrümmer 10b, Winkelgetriebe 11b, Motor 12b und Abführarmatur 13b angeordnet. Die Abführarmatur 13b ist über eine Rückführpumpe 15 und Rückführleitung 16 mit der Kühlwasserzuführung stromabwärts der Siebeinrichtung 7a verbunden.

Die Lochabmessungen der Lochung 17b des stromabwärts ange­ ordneten Siebes 8b beträgt das 1,5 bis 3,5 fache der Lochabmessungen 17a des stromaufwärts angeordneten Siebes und 50% bis 75% des Innendurchmessers der Kühlrohre 2.

Die Siebe 8a und 8b bestehen beispielsweise aus Lochblech mit kreisförmigern Löchern. Typische Abmessungen sind:

Innendurchmesser der Kühlrohre 2: 20 mm;
Lochdurchmesser der Lochung 17a: 12 mm
Lochdurchmesser der Lochung 17b: 5 mm

Nach Öffnen der Abführarmatur 13b und Start der Rückführ­ pumpe 15 werden die Reinigungskörper 18 im Kreislauf durch die Kühlrohre 2 gefahren. Mit den Reinigungskörpern werden auch eventuell auf Sieb 8b zurückgehaltene Schmutzteile rezirkuliert, bis sie die Lochung 17b passieren. In der Fig. nicht dargestellt sind übliche Hilfseinrichtungen zum Fangen und Ausschleusen verbrauchter und Einschleusen neuer Reinigungskörper.

Fig. 2 zeigt eine bevorzuge Ausführungsform, bei der die Siebe 8a und 8b direkt an die Wasserkammerstutzen 19a und 19b angeflanscht sind. Die Wellen 20a und 20b der Absaug­ vorrichtungen 9a und 9b sind im Siebzentrum gelagert und durch die Wandungen der Wasserkammern 3a und 3b nach außen geführt, in der Durchführung drehbar gelagert und mit Motor 12a und 12b angetrieben. Drehdurchführungen 21a und 21b ermöglichen die Abführung von Grobverschmutzung bzw. Reini­ gungskörpern 18.

Fig. 3 zeigt eine weitere besonders günstige Ausführungsform der Erfindung, zur Vereinfachung nur an der Siebeinrichtung 7a zur Abscheidung der Reinigungskörper 18 dargestellt. Direkt an den Wasserkammerstutzen 19b angeschlossen ist ein Dehnungsausgleicher 22 und eine offen dargestellte Absperr­ klappe 23. Durch die gegen die Strömungsrichtung ausge­ führte Wölbung des Siebes 8b kann die Absperrklappe 23 in den Siebkörper hineinragen. Dadurch wird ein besonders platzsparender Einbau ermöglicht. Die Drehdurchführung 21b ist zur Vermeidung eines Luftsackes in der Abwasserleitung 14 im unteren Bereich der Wasserkammer 3b abgeordnet.

Claims (8)

1. Vorrichtung für die mechanische Reinigung des einem Wärmeaustauscher, insbesondere einem Turbinenkondensator in Kraftwerken zuströmenden Kühlwassers mittels einer innerhalb der Kühlwasserzuführung angeordneten Siebeinrichtung, und für die Reinigung der Kühlrohre dieses Wärmeaustauschers mittels elastischer Reinigungskörper, die stromaufwärts der Kühlrohren dem Kühlwasser zugeführt werden, die Kühlrohre zur Reinigung durchlaufen und stromabwärts der Kühlrohre wieder mittels einer innerhalb der Kühlwasserabführung angeordneten Siebeinrichtung aus dem Kühlwasser abgeschieden werden, dadurch gekennzeichnet, daß beide Siebeinrichtungen mit drehbaren und auf die Siebflächen partiell einwirkenden Absaugvorrichtungen versehen sind und daß die Sieblochung der stromabwärts der Kühlrohre angeordneten Siebeinrichtung signifikant größere Lochabmessungen aufweist als die Sieblochung der stromaufwärts der Kühlrohre angeordneten Siebeinrichtung und signifikant kleinere Lochabmessungen als der Innendurchmesser der Kühlrohre.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochabmessungen der stromabwärts der Kühlrohre gelegenen Siebeinrichtung das 1,5 bis 3,5 fache der Lochabmessungen der stromaufwärts gelegenen Siebeinrichtung betragen.

3. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochabmessungen der stromabwärts der Kühlrohre angeordneten Siebeinrichtung 50% bis 75% des Innendurchmessers der Kühlrohre betragen.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Siebeinrichtungen im Bereich der Wasserkammerstutzen des Wärmeaustauschers angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb der Siebeinrichtung im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist und daß die Absaugvorrichtung aus mindestens einem Arm besteht, der mit einer Welle um die Symmetrieachse des Siebes drehbar gelagert ist, und daß die Welle des Arms durch die Wandung der Wasserkammer des Wärmeaustauschers nach außen geführt und dort angetrieben wird, und daß die Welle mindestens bereichsweise als Hohlwelle zur Abführung von Reinigungskörpern bzw. Schmutzteilen ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb mindestens einer der beiden Siebeinrichtungen so gewölbt und angeordnet ist, daß die Klappenscheibe einer Absperrklappe in den gewölbten Siebkörper hineinragt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb der stromabwärts der Kühlrohre gelegenen Siebeinrichtung gegen die Strömung gewölbt ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugvorrichtung der stromabwärts gelegenen Siebeinrichtung über eine Pumpe mit dem Kühlwassereintritt stromabwärts der stromaufwärts gelegenen Siebeinrichtung verbunden ist, und daß damit auch die Schmutzstoffe zurückgepumpt werden, die trotz der größeren Lochung von der stromabwärts der Kühlrohre angeordneten Siebeinrichtung zurückgehalten werden.