DD250662A1 - Anordnung zur steuerung der innenreinigung gebuendelter rohre von kondensator-waermeaustauschern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung findet Verwendung in Einrichtungen, mit deren Hilfe innenseitige Verkrustungen in wasserdurchflossenen Kondensatorrohren von ausser Betrieb befindlichen Waermetauschern fuer Waermekraftwerke mit durch diese Rohre hindurchschiebbaren Werkzeugen geloest und ausgespuelt werden. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, den Automatisierungsgrad zu erhoehen bzw. den Einfaedelungsvorgang fuer das Werkzeug in die Kondensatorrohre mit indirektem Stichmassvorgaben zu gestalten und stoerende Einfluesse durch schwer oder nicht mehr loesbaren Verkrustungen oder durch zugestoepselte Kondensatorrohre auf den automatischen Reinigungsvorgang auszukompensieren. Die Loesung des Problems besteht darin, dass zur Erfassung der stoerenden Einfluesse ein die Bewegung des Werkzeuges registrierender Impulsgeber parallel auf einen Impulszaehler und Impulsfrequenzmesser als Grenzwertgeber aufgeschaltet ist, wobei Impulszaehler und Impulsfrequenzmesser ihrerseits mit dem Vorschub- und Rueckholantrieb des Werkzeuges in Wirkverbindung steht, und dass fuer den Einfaedelungsvorgang justierbare Maskenschablonen zwecks Darstellung der Abstaende der Kondensatorrohrmuendungen in der Horizontalen und in der Vertikalen vorgesehen sind, die mit optoelektronischen Abtastsensoren korrespondieren.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung findet bei Einrichtungen Verwendung, mit deren Hilfe Verkrustungen innenseitig von mit Kühlwasser durchflossenen Kühlrohren eines Kondensator-Wärmeaustauschers für Wärmekraftwerke hauptsächlich mechanisch gelöst werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Reinigung des vorgenannten Wärmeaustauschers, der eine Vielzahl von parallel mit Abstand angeordneter Rohre mit einem Innendurchmesser von ca. 20mm besitzt, erfolgt in dessen geöffnetem Zustand, d.h. die Rohre sind entleert und zumindest von einer Stirnseite zugänglich. Diese Rohre werden zumeist einzeln in fortlaufender Reihenfolge, und zwar mit der untersten waagerechten Reihe beginnend, mäanderartig in den darüber liegenden Reihen fortgesetzt.

Die Mittel der Reinigung bestehen in einem durch die Rohre hindurchschiebbaren Werkzeug, welches mechanisch, z. b. durch Bürsten und ähnliche Schaber, und/oder hydraulisch, z. B. durch Hochdruckwasserdüsen, innen anhaftende Verkrustungen und Ablagerungen lösen und herausspülen soll. Dieses Werkzeug ist am Ende einer starren wasserführenden Stange oder eines flexiblen wasserführenden Schlauches angebracht, um es nach Einführung in das zu reinigende Rohr wenigstens einmal bis zum Ende hindurchzuschieben und wieder herauszuziehen.

In Ausnahmefällen erfolgt die eben geschilderte Reinigungsweise manuell, in der Regel jedoch unter Verwendung kraftbetriebener Reibrollen, die paarweise federnd die Stange oder den Hochdruckschlauch zwischen sich einklemmend hin- und zurückbewegen.

Die Reibrollen sind ihrerseits auf einem horizontal bewegbaren Schlitten aufgebaut, um so einer waagerechten Rohrreihe am einfachsten folgen zu können.

Der Schlitten wiederum ist auf einer vertikal verfahrbaren Traverse geführt, um alle übereinander liegenden Rohrreihen erreichen zu können.

Die Einrichtung ist im wesentlichen noch ergänzt durch ein mit auf dem Schlitten aufgebautes Führungsrohr, das das Reinigungswerkzeug nach dessen Verlassen eines gereinigten Rohres aufnimmt und in vorgezeichneter Weise genau fluchtend vor das nächste zu reinigende Rohr positioniert.

Der so vorgezeichnete Stand der Technik geht im allgemeinen aus DE 2334244(F 286,1/16), DE 3221245{B 08 B, 9/02), DE 3221 246 (B 08 B, 9/02), DE 31 44022 (B 08 B, 9/02), DE 28 25 228 (B 08 B, 9/02) hervor. Bekannt ist ferner ein Gerät zur Reinigung von gebündelten Rohren mit dem Ziel, eine Folgesteuerung des Reinigungsmeßvorganges zu erreichen, wobei in Abhängigkeit von der Beendigung des Reinigungsvorganges eines Rohres das Reinigungswerkzeug schrittweise entsprechend dem Stichmaß zum benachbarten Rohr verschoben wird (DE 3221 246 in B 08 B, 9/02).

Für die Verschiebung im Ausmaß des Stichmaßes bedient man sich dabei eines Vorschubzylinders mit Klemmschuhen, der wiederkehrend das Stichmaß ausfährt, dabei den einen Klemmschuh an seiner Unterlage verschiebt und beim Zurückkehren in den Ausgangszustand den anderen Klemmschuh um das gleiche Ausmaß nachschiebt.

Auf diese Weise wird der Schlitten im Stichmaß schrittweise auf einer für die Klemmschuhe entsprechenden Unterlage von einem zum nächsten zu reinigenden Rohr weiterbefördert.

Als ein Nachteil gilt es bei der eben dargestellten Folgesteuerung zu vermerken, daß Fehlerwerte im Stichmaß, die zwischen dem wahren und dem ausgeführten Stichmaß immer wieder auftreten können, sich nacheinander aufaddieren und am Ende einer Rohrreihe schon in einer störenden Abweichung beim fluchtenden Einfädeln des Reinigungswerkzeuges auftreten.

Ein weiterer Nachteil ist auch darin zu sehen, daß eine Korrektur der Fehlerwerte, die beim Stand der Technik nicht vorgesehen ist, einen erheblichen Mehraufwand darstellen würde.

Nicht zuletzt ist bei diesem Stand der Umstand nicht berücksichtigt, daß das Reinigungswerkzeug auf stärkere Verkrustuhgen auftreffen und diese nicht mehr beseitigen kann oder daß es auf verstöpselte Rohre aufstößt, wodurch ein automatischer Reinigungsablauf gestört ist und den manuellen Eingriff notwendig macht.

Es ist auch für das Reinigen von Kondensatorrohren bekannt, das Stichmaß durch einen auf dem zu reinigenden Rohr aufsitzenden Taster abzuführen. Dies erfolgt in Form einer Selbstzentrierung, wobei die die Bewegung des Reinigungswerkzeuges auslösenden Mittel (Kolben) hängend angeordnet sind.

Diese bekannte Einrichtung eignet sich auf Grund des geringen Werkzeughubes allerdings nur für relativ kurze Kondensatorrohre.

Ziel der Erfindung

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung soll der Automatisierungsgrad beim Reinigungsablauf erhöht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Zur Erreichung der Zielstellung war die Aufgabe zu lösen, im Rahmen einer Steueranordnung das Stichmaß zu benachbarten Rohren innerhalb einer waagerechten Rohrreihe und darüber hinaus ein Stichmaß von Rohrreihe zu Rohrreihe durch indirekte Abtastung vorzugeben und für den weitgehenden automatischen Bewegungsablauf beim Reinigen zu realisieren. Hierbei soll der sich selbst steuernde Bewegungsablauf oder störende Einfluß, der durch nicht mehr lösbare Verkrustungen in den Kondensatorrohren oder durch zugestöpselte Kondensatorrohre verursacht sein kann, sofern kein manueller Eingriff erwünscht ist, automatisch ausgesteuert werden.

Diese Aufgabenstellung ist im Rahmen einer Einrichtung, die bekannterweise aus einem Reinigungswerkzeug, aus einer starren oder flexiblen wasserführenden Stange zum Bewegen des Werkzeuges, aus auf einem horizontal entlang der Rohrreihen bewegbaren Schlitten aufgebauten Treibrollen für die Bewegung der Stange, aus einer über einer Säule vertikal bewegbaren Führungsbahn zur Aufnahme des Schlittens und aus einem ebenfalls auf dem Schlitten aufgebauten Führungsrohr zum Einfädeln des Reinigungswerkzeuges besteht, wie folgt gelöst:

Sowohl parallel zur Führungsbahn als auch parallel zur feststehenden Säule sind entlang deren Längenausdehnungen jeweils eine positionierbare Maskenschablone mit jeweils eingeprägtem Stichmaß zweckmäßigerweise in Form von Schlitzen angeordnet.

In Wirkverbindung zu den Maskenschablonen sind jeweils am Schlitten bzw. an der Führungsbahn, Sensoren zweckmäßigerweise in Gestalt einer optoelektronischen Strecke zum Abgriff und zur Realisierung des jeweiligen Bewegungsschrittes in der Größenordnung eines Stichmaßes für den Schlitten bzw. für die Führungsbahn vorgesehen. Weiterhin ist ein entsprechend der Bewegung der Stange von der Grundstellung aus initiierter Strecken- und Geschwindigkeitsgeber zweckmäßigerweise in Gestalt eines auf der Stange abrollenden Meßrades, gekoppelt mit einem Impulsgeber, auf dem Schlitten vorgesehen, der parallel auf einem Impulszähler und auf einem Impulsfrequenzmesser zwecks Begrenzung der Ausfahrtbewegung und Auslösung der Rückkehrbewegung der Stange aufgeschaltet ist. Schließlich ist ein elektromagnetisch durch das Reinigungswerkzeug auslösender Sensor zur Begrenzung der Rückkehrbewegung der Stange am Führungsrohr vorgesehen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, die Bewegungsabläufe beim Reinigen aller Rohre eines Kondensator-Wärmeaustauschers steuerungstechnisch für einen automatischen Ablauf zu beherrschen, auch unter den Bedingungen nicht mehr oder nur schwer lösbarer Verkrustungen und zugestöpselter Rohre abhängigen Störungseinflüsse.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Lösung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Einbeziehung einer Zeichnung, die eine perspektivische Ansicht der gesamten Reinigungsanlage mit steuerungstechnischer Detaillierung veranschaulicht, näher umschrieben.

Das Reinigungsgerät wird mit Hilfe einer auf einer Grundplatte 26 ruhenden Standsäule 13 am geöffneten Kondensator 1 fest montiert. Dazu werden zweckmäßigerweise die Bohrungen zur Aufnahme der Deckelschrauben des Kondensators genutzt. Beim Anbau wird die Führungsbahn 9 zweidimensional parallel zur waagerechten Rohrreihe 2.1 aufgebaut. Die Führungsbahn 9 kann mit Hilfe eines Motors 11.2 und Zahnstange 27 vertikal verfahren werden in der Bewegungsrichtung 14. An der Standsäule 13 ist eine Maskenschablone 16 zur vertikalen Positionierung der Führungsbahn 9 entsprechend der Anforderungen der waagerechten Rohrreihen 21 angebracht. Entlang dieser Maskenschablone 15 läuft mit der Führungsbahn 9 ein optoelektronischer Sensor 15.2, der die entsprechend der Rohranordnung des Kondensators 17 in die Maskenschablone 15 eingearbeiteten Schlitze 17 abtastet. Unregelmäßigkeiten in der Anordnung der Rohrreihen 2.1 (Neigung der Rohrreihen) werden mit Hilfe des Positionierers 16.1 ausgeglichen.

Auf der Führungsbahn 9 ist ein Schlitten 7 fahrbar montiert. Der Schlitten 7 wird vom Motor 11.1 für die Horizontalfahrt über die Spindel 12 angetrieben. Auf dem Schlitten 7 ist fest ein Getriebekasten montiert, indem sich die Treibrollen 6 für den Antrieb des Reinigungswerkzeuges 4 und ein Impulsgeber 18 befinden, welcher über eine lose Rolle, die vom Schlauch 5 angetrieben wird, bewegt wird. An der Führungsbahn 9 ist eine Maskenschablone 15 zur horizontalen Positionierung des Schlittens 7 entsprechend der Bewegungsrichtung für den Schlitten 10 angebracht. Diese kann mittels eines Positionierers 15.1 Unregelmäßigkeiten innerhalb der Rohranordnung des Kondensators 1 (Versatz der Rohrreihen 21. entspricht nicht der Hälfte des waagerechten Stichmaßes 2.2) ausgleichen.

Der optoelektronische Sensor 15.2 tastet hier wie auch der optoelektronische Sensor 16.2 die einzelnen Schlitze 17 ab. Die Schlitze 17 in der Maskenschablone 15 für die Schlittenbewegung entsprechen dem waagerechten Stichmaß 2.2 der Kondensatorrohre 2 des Kondensators 1.

Am Getriebekasten für die Treibrollen 6 ist ein Führungsrohr 3 für den Schlauch 5 mit dem Reinigungswerkzeug 4 angebracht. Der Schlauch 5 wird aus der Schlauchablage 25 durch die Treibrollen 6, welche durch den Motor 11.3 angetrieben werden, in die Bewegungsrichtung 8 befördert. Die Arbeitstiefe (Kondensatorlänge) wird durch einen programmierbaren Impulszähler 19.1 bestimmt.

Nach Erreichen der maximalen Arbeitstiefe erfolgt eine Umkehr der Bewegungsrichtung 8. Eine Umkehr der Bewegungsrichtung 8 erfolgt ebenfalls für den Fall, daß durch den Impulsfrequenzmesser 19.2 eine Verstopfung des Kondensatorrohres 2 ermittelt wurde. In diesem Fall kann entsprechend der bei der Inbetriebnahme des Gerätes erfolgten Betriebsartenfestlegung (Hand, Automatik), bei der Betriebsart Automatik eine Operateurbefragung realisiert werden. Die Automatikabarbeitung wird in diesem Falle unterbrochen, die Verstopfung dem Operateur signalisiert und entsprechend des Operateurentscheides die Abarbeitung weitergeführt. Der auf dem Führungsrohr 3 angeordnete Sensor 21 zur Positionierung des Reinigungswerkzeuges 4 gewährleistet in jedem Falle nach jedem Rohrreinigungszyklus die Rückkehr in die definierte Ausgangsstellung des Reinigungswerkzeuges 4.

Das Reinigungswerkzeug 4 ist konstruktiv so gestaltet (Wasserdüsen), daß während des gesamten Rohrreinigungszyklus der mechanische Reinigungsvorgang durch eine Umspülung des Reinigungswerkzeuges 4 mit Wasser unterstützt wird. In einem separaten Schaltschrank 23 befinden sich der Impulszähler 19.1, der Impulsfrequenzmesser 19.2, das Steuerteil 20 für den Motor 11.3 für die Treibrollen 6, das Steuerteil 22 für den Motor 11.1 für den Schlitten 7 und das Steuerteil 24 für den Motor 11.2 für die Führungsbahn 9

Zum Funktionsablauf

Die Anfangspositionierung des Reinigungsgerätes erfolgt von Hand. Zu diesem Zweck wird das am Getriebekasten des Schlittens 7 befestigte Führungsrohr 3 vor eine der äußeren Rohröffnungen 2.4 der oberen Rohrreihe des Kondensator-Wärmetauschers 1 gefahren. Diese Position wird mit Hilfe der Positionierer 15.1 und 16.1 als Grundjustierung übernommen. Der Abschluß der Grundjustierung wird am Schaltschrank 23 optisch signalisiert. Es erfolgt entsprechend der Länge des Kondensators die Programmierung der Einfahrtiefe des Reinigungswerkzeuges 4 am Impulszähler 19.1. Die Steuerung wird auf Automatik geschaltet.

Der Reinigungsvorgang beginnt mit der Einfahrt des Schlauches 5 mit dem am Schlauchende befestigten Reinigungswerkzeug 4 in die Rohröffnung 24, dabei wird das Reinigungswerkzeug 4 ständig durch unter Druck stehendes Wasser umspült. Durch Steuerteil 20 und Impulszähler 19.1 erfolgt auf der Grundlage der Impulse des Impulsgebers 18 ein Soll-Ist-Vergleich mit der programmierten Einfahrtiefe. Nach Erreichen der Solltiefe erfolgt die Umschaltung von Einfahrt auf Ausfahrt des Reinigungswerkzeuges 4 aus dem zu reinigenden Rohr des Kondensators 1.

Das Erreichen der Ausgangsstellung des Reinigungswerkzeuges 4 im Führungsrohr 3 wird durch den Sensor 21 überwacht. Nach Erreichung der Grundposition des Reinigungswerkzeuges 4 wird die Ausfahrt abgebrochen und eine Weiterfahrt des Schlittens 7 in horizontaler Richtung durch Motor 11.1, Spindel 12 entsprechend der Bewegungsrichtung 10, der den Schlitten 7 bewirkt. Vermittels der Maskenschablone 15 und des optoelektronischen Sensors 15.2 wird entsprechend des horizontalen Stichmaßes 2.2 die nächste Rohröffnung 2.4 gesucht. Die Rohröffnung 2.4 des nächsten zu reinigenden Kondensatorrohres 2 ist gefunden, wenn der fest am Schlitten 7 befestigte Sensor 15.2 den nächsten Schlitz 17 der horizontal über den Motor 11.1 und die Spindel 12 nicht beeinflußbaren und über den Positionierer 15.1 nachjustierbaren Maskenschablone 15 erreicht hat. Nach dem Erreichen dieser Rohröffnung 2.4 wiederholt sich der beschriebene Vorgang.

Unterschreitet beim Einfahrvorgang die Bewegungsgeschwindigkeit des Schlauches 5 und damit die des Reinigungswerkzeuges 4 im zu reinigenden Kondensatorrohr einen unteren Grenzwert, wird der Reinigungsvorgang unterbrochen. Das Gerät verbleibt in der erreichten Stellung. Die Unterbrechung des Reinigungsvorganges wird signalisiert. Zu diesem Zweck ist der Impulsgeber 18 mit dem Impulsfrequenzmesser 19.2 des Steuerteils 20 verbunden. In Abhängigkeit von der Ursache der Grenzwertunterschreitung hat der Bediener die Möglichkeit, bei starker Verkrustung eine wiederholte Reinigung des Kondensatorrohres 2 durchzuführen oder direkt über „Nachstart" das Reinigungsprogramm fortzusetzen. Nach Erreichung der letzten Rohröffnung 2.4 in der waagerechten Rohrreihe 2.1 wird analog der Verfahrensweise bei der Suche einer Rohröffnung innerhalb einer neuen Rohrreihe durch die Maskenschablone 16 und den optoelektronischen Sensor 16.2 die nächste untere Rohrreihe 2.1 des Kondensators angefahren.

Über den Positionierer 15.1 wird eine Nachjustierung der horizontalen Maskenschablone 15 vorgenommen und mit der Reinigung einer neuen waagerechten Rohrreihe 2.1 in umgekehrter horizontalen Bewegungsrichtung in der oben beschriebenen Weise begonnen.

Die Reinigung des Kondensators 1 wird mit Erreichung und Reinigung des letzten äußeren Kondensatorrohres 2 der untersten horizontalen Rohrreihe 2.1 abgeschlossen.

Claims (2)

1. Anordnung zur Steuerung der Innenreinigung gebündelter Rohre von Kondensator-Wärmetauschern mit Hilfe eines Reinigungswerkzeuges, welches am Ende eines wasserführenden Schlauches angebracht ist und durch auf den Schlauch einwirkende Treibrollen in das jeweils zu reinigende Rohr eingeführt, hindurchgeschoben und wieder zurückgeholt wird, wobei die Treibrollen und ein Führungsrohr auf einem horizontal bewegbaren Schlitten aufgebaut sind und der Schlitten seinerseits horizontal und vertikal bewegbar ist, gekennzeichnet dadurch, daß zur Erfassung des aus Verkrustungen im Kondensatorrohr (2) bedingten Störeinflusses ein auf dem Schlauch (5) abrollender Impulsgeber (18) mit paralleler Aufschaltung auf einen elektronischen Impulszähler (19.1) und Impulsfrequenzmesser (19.2) vorgesehen ist und daßfür die gesteuerte Schrittbewegung des Schlittens (7) gemäß den jeweiligen Rohrabständen in horizontaler und vertikaler Richtung entsprechend stationär angeordnete und justierbare Maskenschablonen (15; 16) vorgesehen sind, die mit dem Schlitten (7) mitbewegbare optoelektronische Sensoren (15.2; 16.2) korrespondieren.

2. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Maskenschablonen (15; 16) durch geschlitzte Lineale verkörpert sind.