COOLING WATER CIRCUIT OF A TUBE HEAT EXCHANGER WITH AN ARRANGEMENT FOR INTRODUCING AND SEPARATING SPHERICAL CLEANING ELEMENTS

Abstract: 1. A cooling water circuit of a tubular heat exchanger (4) or the like having means for the introduction and separation of spherical cleaning members in the form of a screening device (5) disposed after the heat exchanger (4) and separating the cleaning members from the cooling water line (1) and a screen-like interceptor (10) connected to the cooling water line (1) in parallel to the heat exchanger (4), the flow and departure tubes (8, 16) and the emptying tube (18) of the interceptor (10) each having a shutoff element (9, 15, 13 respectively), characterised in that the discharge tube (16) of the interceptor (10) is connected to the cooling water line (1) or the like at a place where the water pressure is lower than in the screening device (5) and the interceptor (10) has a bottom shutoff member (13) and has the emptying tube (18) disposed above the cooling water line (1) or above a fall trap (23) flowed through by the cooling water.

Description: Einrichtung zum Einleiten und Abscheiden kugelförmiger Reinigungskörper in den bzw. aus dem Kühlwasserkreislauf eines Röhrenwärmetauschers Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einleiten und Abscheiden kugelförmiger Reinigungskörper in den bzw. aus dem Kühlwasserkreislauf eines Röhrenwärmetauschers o. dgl., bestehend aus einer hinter dem Röhrenwärmetauscher angeordneten, die Reinigungskörper aus der Kühlwasserleitung abscheidenden Siebvorrichtung und einer parallel zum Röhrenwärmetauscher an die Kühlwasserleitung angeschlossenen, siebartigen Fangvorrichtung, deren Zu- und Ableitungsrohre und Entleerungsrohr mit je einem Absperrorgan versehen sind. Zur Reinigung der Rohre wassergekühlter Röhrenwärmetauscher o. dgl. werden in bekannter Weise kugelförmige Reinigungskörper aus Schaumgummi o. dgl., deren Durchmesser etwas über dem Innendurchmesser der Rohre liegt, in das Kühlwasser eingepumpt und durch die Rohre gedrückt. Nach Verlassen des Röhrenwärmetauschers werden diese aus dem Kühlwasser mittels einer Siebvorrichtung abgeschieden und im Kreislauf wieder dem dem Röhrenwärmetauscher zuströmenden Kühlwasser zugeleitet. Da die Reinigungskörper durch Abrieb einem Verschleiss ausgesetzt sind, müssen sie bei einer entsprechenden Verringerung ihres Durchmessers aus dem Kreislauf entfernt und durch neue Reinigungskörper ersetzt werden. Hierfür ist aus der JP-PS 47 22765 eine im Kreislauf angeordnete siebartige Fangvorrichtung bekannt, bei der an einem Siebkorb und an eine Kammer unter dem Siebkorb je eine mit einem Ventil versehene Abzugsrohrleitung derart angeschlossen ist, dass entweder für den normalen Reinigungsbetrieb das Kühlwasser mit den Reinigungskörpern in die dem Kreislauf zugehörige Rohrleitung strömt, oder zur Kontrolle der Reinigungskörper das Kühlwasser durch die Siebfläche gelenkt wird und alle Reinigungskörper im Siebkorb gefangen werden. Die im Siebkorb zurückgehaltenen Reinigungskörper werden dann herausgenommen und sortiert, wobei die in ihrem Durchmesser zu stark verringerten Reinigungskörper durch neue ersetzt werden. Bei dieser Einrichtung werden die aus der Kühlwasserleitung abgeschiedenen Reinigungskörper zusammen mit einer als Trägerstoff dienenden Wassermenge mittels einer im Zuleitungsrohr der Fangeinrichtung angeordneten Pumpe von der Siebvorrichtung über die Fangvorrichtung und eines ihrer Ableitungsrohre in die vor dem Röhrenwärmetauscher liegende Kühlwasserleitung gefördert. Eine solche, der Förderung eines Gemisches aus Reinigungskörpern und Wasser dienenden Pumpe ist jedoch im Aufbau sehr umständlich, teuer und störanfällig. Ausserdem werden die geförderten Reinigungskörper schnell verschlissen und zerstört. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der gattungsgemässen Art derart auszubilden, dass ein einfacherer und schonenderer Transport der Reinigungskörper erzielt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Ableitungsrohr der Fangvorrichtung an einer Stelle, wo der Wasserdruck niedriger als in der Siebvorrichtung ist, an die Kühlwasserleitung o. dgl. angeschlossen und die Fangvorrichtung mit einem Bodenabsperrorgan versehen und mit dem Entleerungsrohr über der Kühlwasserleitung oder über einem vom Kühlwasser durchströmten Sinktopf angeordnet ist. Diese Ausbildung hat zunächst den Vorteil, dass für den Transport während der Fangphase, in der die Reinigungskörper der Fangvorrichtung zurückgehalten werden, ein Druckgefälle nutzbar gemacht wird. Während bei den be kannten Ausführungen die Ableitungsrohre der Fangvorrichtung zwischen der Kühlwasserpumpe und dem Röhrenwärmetauscher in die Kühlwasserleitung mündeten, d. h. dem Bereich, wo der höchste Wasserdruck des ganzen Kühlwasserkreislaufes herrscht, der sich nur mit einer Förderpumpe überwinden lässt, wird erfindungsgemäss eine Stelle gewählt, die zu einem Druckgefälle führt. Die Stelle kann entweder an der Saugseite der Kühlwasserpumpe der Kühlwasserleitung, wo der niedrigste Wasserdruck des Kühlwasserkreislaufes herrscht, oder an einer drucklosen Abwasserleitung liegen. In seltenen Fällen, wo bei einer Rückführung des Trägerwassers in die Kühlwasserleitung oder ein anderes Leitungssystem die Druckdifferenz nicht ausreichen sollte, kann das Ableitungsrohr auch über eine Pumpe an die Kühlwasserleitung angeschlossen sein; da diese Pumpe nur Wasser zu fördern hat, kann sie von einfacher Ausführung sein. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die in der Fangvorrichtung gesammelten Reinigungskörper nach dem Öffnen des Bodenabsperrorgans infolge ihrer Schwerkraft unmittelbar in die Kühlwasserleitung absinken oder in den Sinktopf fallen, wo sie von einer Bypass-Strömung des Kühlwassers in die Kühlwasserleitung eingeschleust werden. Besonders geeignet ist eine Fangvorrichtung mit einer kegelstumpfförmigen Siebtrommel, an deren unterer Öffnung das Bodenabsperrorgan angeordnet ist. Das Bodenabsperrorgan ermöglicht eine Öffnung der unteren Sieböffnung im wesentlichen über ihrem ganzen Querschnitt, so dass eine gute Entleerung erzielt wird. Das Abfangen der Reinigungskörper lässt sich dadurch verbessern, dass über der oberen Öffnung der kegelstumpf förmigen Siebtrommel ein Dom mit einem tangential verlaufenden Einlaufstutzen angeordnet und das Gehäuse der Fangvorrichtung mit einem tangential verlaufenden Ablaufstutzen versehen ist. Das Wasser-Reinigungskörper Gemisch wird durch den tangential angeströmten Dom schraubenförmig beschleunigt und axial in die Siebtrommel geleitet. In der Fangphase werden die Reinigungskörper in der Siebtrommel zurückgehalten und das Wasser strömt nach aussen in eine Ringkammer, aus der es über den tangential angebrachten Ablaufstutzen weiterströmt. Die schraubenförmige Führung in die Siebtrommel verringert den Druckverlust erheblich. Für die Entleerungsphase wird das Ventil des Zuleitungsrohres und das Ventil des Ableitungsrohres geschlossen, und das Bodenabsperrorgan wird ge öffnet, so dass die Reinigungskörper unmittelbar in das Kühlwasserrohr oder in den Sinktopf absinken, der neben der Kühlwasserleitung angeordnet und mit dieser durch Bypass-Rohre verbunden sein kann. Die Absinkgeschwindigkeit lässt sich bedarfsweise durch die Anordnung von Stauringen o. dgl. in der Kühlwasserleitung unterhalb der Fangvorrichtung oder im Bypass-Zuleitungsrohr anpassen. Während bei den bekannten Einrichtungen in Verbindung mit der Förderpumpe für die Reinigungskörper ein ständiger Kreislauf der Reinigungskörper vorgesehen ist, geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass eine völlig ausreichende Reinigung der Röhrenwärmetauscher auch mit einer zyklischen oder intermittierenden Arbeitsweise möglich ist. Besonders durch eine zyklische Arbeitsweise wird auch der Verschleiss der Reinigungskörper verringert. Beide Arbeitsweisen lassen sich durch eine entprechende Steuerung der der Fangvorrichtung zugeordneten Ventile sowie des Bodenabsperrorgans einstellen. Die Fangvorrichtung dient daher erfindungsgemäss nicht nur der Kontrolle und Regeneration der Reinigungskörper, sondern auch als Aufbewahrungsbehältnis für die Reinigungskörper in der Phase, in der keine Reinigung des Röhrenwärmetauschers stattfindet. Die Erfindung ist in der Zeichnung mit zwei Ausführungsbeispielen dargestellt; es zeigt: Fig. 1 eine Einrichtung zum Einieiten und Abscheiden kugelförmiger Reinigungskörper in den bzw. aus dem Kühlwasserkreislauf eines Röhrenwärmetau schers in einer schematischen Darstellung, Fig. 2 die der Einrichtung nach Fig. 1 zugehörige Fangvorrichtung in einem grösseren Massstab und Fig. 3 eine Fangvorrichtung entsprechend Fig. 2, jedoch in einer Anordnung neben dem Kühlwasserrohr. Wie Fig. 1 zeigt, wird Kühlwasser durch eine aus Kühlwasserrohren 2 bestehende Kühlwasserleitung 1 mittels einer Kühlwasserpumpe 3 durch einen Röhrenwärmetauscher 4 geführt. Zur Reinigung der Rohre des Röhrenwärmetauschers 4 werden elastisch verformbare, kugelförmig ausgebildete Reinigungskörper aus Gummi oder Kunststoff, deren Durchmesser etwas über dem Innendurchmesser der Rohre liegt, in bestimmten Zeitabständen in das Kühlwasser eingeleitet und durch die Rohre gedrückt. Nach Verlassen des Röhrenwärmetauschers 4 werden sie mittels einer Siebvorrichtung 5 aus dem Hauptstrom des Kühlwassers abgeschieden und über ein Rohrleitungssystem im Kreislauf wieder in den Hauptstrom eingeleitet. Die mit dem Sieb 6 der Siebvorrichtung 5 aus dem Kühlwasserstrom abgeschiedenen Reinigungskörper werden zusammen mit einem kleinen Teilstrom über ein mit einem Ventil 7 versehenes Zuleitungsrohr 8 und über ein weiteres Ventil 9 einer Fangvorrichtung 10 zugeführt. Die Fangvorrichtung 10 besitzt eine kegelstumpfförmige Siebtrommel 11, deren Innenraum eine Fangkammer 12 für die Reinigungskörper bildet. Unter der unteren Öffnung der Siebtrommel 11 ist ein Bodenabsperrorgan 13 angeordnet, das in der Schliessstellung den ganzen Öffnungsquerschnitt der Siebtrommel 11 verschliesst und einen Boden bildet. Zwischen der Siebtrommel 11 und dem Gehäuse der Fangvorrichtung 10 befindet sich eine Ringkammer 14, an welche über ein Ventil 15 ein mit einem weiteren Ventil 17 versehenes Ableitungsrohr 16 angeschlossen ist. Dieses Ableitungsrohr 16 ist auf der Saugseite der Kühlwasserpumpe 3 an die Kühlwasserleitung 1 angeschlossen, wo ein geringerer Wasserdruck als in der Siebvorrichtung 5 herrscht. Die Fangvorrichtung 10 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 lotrecht über dem Kühlwasserrohr 2 angeordnet und über ein kurzes Entleerungsrohr 18 mit dem Kühlwasserrohr 2 verbunden, so dass die Reinigungskörper aus der Fangkammer 12 bei geöffnetem Bodenabsperrorgan 13 durch Schwerkraft unmittelbar in die Kühlwasserleitung 1 gelangen. Die Sinkgeschwindigkeit der Reinigungskugeln kann z. B. etwa 0,2 m/sec. betragen. Wie Fig. 2 zeigt, besteht das Bodenabsperrorgan 13 aus einer in einem Gehäuse um 900 drehbar gelagerten Absperrklappe 22, die in der Schliessstellung einen Boden der Siebtrommel 11 bildet und in der Offenstellung im wesentlichen den ganzen Querschnitt der Siebtrommel 11 freigibt. Über der oberen Öffnung der Siebtrommel 11 ist ein Dom 19 mit einem tangential verlaufenden Einlaufstutzen 20 vorhanden, durch den das einströmende Gemisch aus Reinigungskörpern und Wasser schraubenförmig beschleunigt und axial in die Siebtrommel 11 eingeleitet wird, wo die Reinigungskörper in der Fangkammer 12 zurückgehalten werden, während das Wasser durch die Siebtrommel 11 in die Ringkammer 14 strömt und von dort über einen tangential angeordneten Ablaufstutzen 21 in das Ableitungsrohr 16 gelangt. In der Fangphase sind die Ventile 7,9,15 und 17 geöffnet und das Bodenabsperrorgan 13 ist geschlossen. Zum Einleiten der Reinigungskörper in die Kühlwasserleitung 1 werden die Ventile 9 und 15 geschlossen und das Bodenabsperrorgan 13 wird geöffnet. Die Ventile 7,17 stellen Hilfsorgane dar, die während des Betriebes ständig geöffnet und nur für Inspektions- und Reparaturzwecke der Fangvorrichtung 10 und der dieser zugehörigen Einrichtungen geschlossen werden. Die Steuerung der Ventile 9,15 und des Bodenabsperrorgans 13 kann über elektronische Steuereinrichtungen erfolgen. Die Fangvorrichtung 10 kann auch in Fällen, wo eine Anordnung über dem Kühlwasserrohr 2 aus räumlichen Gründen nicht möglich ist, neben dem Kühlwasserrohr 2 aufgestellt werden, wobei die in Fig. 3 gezeigten Hilfseinrichtungen Anwendung finden. Bei dieser Ausführung ist die mit dem Bodenabsperrorgan 13 ausgerüstete Fangvorrichtung 10 über einem Sinktopf 23 angeordnet, der durch zwei Bypass-Rohre 24,25 an das Kühlwasserrohr 2 angeschlossen ist. Bei ge öffnetem Bodenabsperrorgan 13 sinken die Reinigungskörper in den Sinktopf 23 und werden von dem durch das Bypass Rohr 24 einströmende Kühlwasser mitgerissen und durch das Bypass-Rohr 25 in das Kühlwasserrohr 2 eingeleitet. Sollte in bestimmten Fällen die Druckdifferenz nicht ausreichen, um eine Strömung durch die Fangvorrichtung 10 zu erzeugen, oder lassen die örtlichen Verhältnisse einen Anschluss des Ableitungsrohres 16 an die Kühlwasserleitung 1 nicht zu, kann, wie in Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, anstelle des Ableitungsrohres 16 ein Ableitungsrohr 26 auch über eine Pumpe 28 an die Kühlwasserleitung 1 angeschlossen werden. Das Ventil 27 (Hilfsfunktion) tritt an die Stelle des Ventils 17.

Claims: Patentansprüche 1. Einrichtung zum Einleiten und Abscheiden kugelförmi ger Reinigungskörper in den bzw. aus dem Kühlwasser kreislauf eines Röhrenwärmetauschers (4) o. dgl., bestehend aus einer hinter dem Röhrenwärmetauscher (4) angeordneten, die Reinigungskörper aus der Kühlwasser leitung (1) abscheidenden Siebvorrichtung (5) und einer parallel zum Röhrenwärmetauscher (4) an die Kühlwasser leitung (1) angeschlossenen, siebartigen Fangvorrich tung (10), deren Zu- und Ableitungsrohre (8,16) und Entleerungsrohr (18) mit je einem Absperrorgan (9,15 bzw. 13) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableitungsrohr (16) der Fangvorrichtung (10) an einer Stelle, wo der Wasserdruck niedriger als in der Siebvorrichtung (5) ist, an die Kühlwasserleitung (1) o. dgl. angeschlossen und die Fangvorrichtung (10) mit einem Bodenabsperrorgan (13) versehen und mit dem Ent leerungsrohr (18) über der Kühlwasserleitung (1) oder über einem vom Kühlwasser durchströmten Sinktopf (23) angeordnet ist. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableitungsrohr (16) der Fangvorrichtung (10) auf der Saugseite der Kühlwasserpumpe (3) an die Kühl wasserleitung (1) o. dgl. angeschlossen ist. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableitungsrohr (26)über eine Pumpe (28) an die Kühlwasserleitung (1) o. dgl. angeschlossen ist. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fangvorrichtung (10) mit einer kegelstumpfförmigen Siebtrommel (11) versehen ist, an deren unterer Öffnung das Bodenabsperrorgan (13) ange ordnet ist. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass über deroberen Öffnung der kegelstumpfförmigen Siebtrommel (11) ein Dom (19) mit einem tangential verlaufenden Einlaufstutzen (20) angeordnet und das Gehäuse der Fangvorrichtung (10) mit einem tangential verlaufenden Ablaufstutzen (21) versehen ist. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sinktopf (23) neben der Kühl wasserleitung (1) angeordnet und mit dieser durch Bypass-Rohre (24,25) verbunden ist.

Inventors: BORCHERT, WERNER, DIPL.-ING., HANDRICK, PETER
Applicants: GEA ENERGIESYSTEMTECHNIK GMBH & CO.
Application year: 1984
Main classification: F28G1
IPC codes: F28G1