CH655784A5 - Anlage zum aufheizen und trocknen von teilen unter vakuum durch dampfkondensation und abscheiden einer zweiten hoeher siedenden fluessigkeit. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Aufheizen und Trocknen von papierisolierten elektrotechnischen Teilen nach dem Oberbegriff des ersten Anspruches.

Es gibt verschiedene Verfahren, nach denen Teile, die im Vakuum getrocknet werden sollen, auf die erwünschte Temperatur gebracht werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Kondensations-Aufheiz-Verfahren (Vapour-Phase-Verfahren).

Die zu trocknenden Teile - es handelt sich im wesentlichen um papierisolierte elektrische Teile, wie z.B. Transformatoren, Kondensatoren, Stromwandler, Stromdurchführungen, etc. - befinden sich in einer vakuumdichten Kammer oder im eigenen vakuumdichten Gehäuse. Bevor die Papierisolierungen zur Erhöhung ihrer Durchschlagsfestigkeit mit Transformatorenöl imprägniert werden, muss ihnen das aufgrund der Luftfeuchte im Papier gelöste Wasser entzogen werden. Dazu werden die Geräte unter Vakuum aufgeheizt. Dabei verdampft das Wasser und wird in dem der Vakuumpumpe vorgeschalteten Kondensator niedergeschlagen. Zum Aufheizen der Geräte auf die erforderliche Trocknungstemperatur wird der Dampf einer niedrigsiedenden Flüssigkeit, z.B. Kerosen, in die Kammer eingelassen. Bei der Kondensa-5 tion dieses Dampfes auf den noch kälteren Oberflächen der Teile geht die frei werdende Kondensationswärme auf diese über und erhöht ihre Temperatur.

Das abfliessende Kondensat löst die den Teilen anhaftenden Reste von Ölen, die insbesondere bei schon io gebrauchten Transformatoren in erheblichen Mengen auftreten können.

Zur Wiederverwendung wird die Flüssigkeit aufgefangen und durch eine Förderpumpe einem Verdampfer zugeführt. Das als Wärmeträger benützte Kerosen hat bei allen vorkom-ls menden Temperaturen einen Dampfdruck, der niedriger als der von Wasser ist. Auf diese Art ist es möglich, auch während der Aufheizung zu trocknen, indem man einen Teilstrom des Dampfes zu einem Kondensator führt, der den aus den Teilen austretenden Wasserdampf mitreisst. Dieses Ver-20 fahren ist bekannt.

Grundsätzliche Ausführungen dazu sind zu finden bei Oesch und Schatzl: Die Solventdampftrocknung von Leistungstransformatoren, Micafil Nachrichten, August 1976, und in dem Buch von F. Kneule: Das Trocknen, 3. Auflage, 25 Verlag Sauerländer, Aarau und Frankfurt/M, S. 451-452.

Für das genannte Verfahren werden z.B. Blasenverdampfer verwendet. Diese bringen den Nachteil mit sich,

dass die hochsiedenden Bestandteile der zur Verdampfung kommenden Lösung sich im Verdampfer anreichern und den 30 Dampfdruck der Wärmeträgerflüssigkeit erniedrigen. Dadurch nimmt die Verdampferleistung ab, und die vorgeschriebene Temperatur wird an den aufzuheizenden Teilen nicht mehr erreicht. Zum Trennen der Wärmeträgerflüssig-keit von dem angereicherten Öl müssen dann Blindchargen 35 gefahren werden, die hohe Energiekosten und Zeitverzögerung mit sich bringen.

Es ist weiterhin ein Verfahren bekannt, bei dem die Trennung von leichtsiedenden und hochsiedenden Teilen dadurch erfolgt, dass man die Flüssigkeit überhitzt und unter Druck 40 durch eine Düse in die Trockenkammer, in welcher sich die Teile befinden, einspritzt und expandieren lässt.

Die leichtsiedenden Teile verdampfen dann, wobei durch die verbrauchte Verdampfungswärme die Dampftemperatur so herabgesetzt wird, dass die zu trocknenden Teile nicht 45 mehr durch die überhöhte Temperatur geschädigt werden.

Die hochsiedenden Bestandteile der Flüssigkeit verdampfen nicht und werden durch geeignete Prallbleche oder ähnliches einem Sammelgefäss zugeführt. Für den Fall, dass es sich bei den zu trocknenden Teilen um Transformatoren so im eigenen Gehäuse handelt, wird diese Expansionsverdampfung auch in einem vorgeschalteten Expansionsgefäss, welches mit einem Sammelgefäss für die schwersiedenden Bestandteile verbunden ist, durchgeführt. Dieses Verfahren bringt Nachteile höheren apparativen und steuerungstechni-55 sehen Aufwandes mit sich.

Weiterhin sind Fallfilmverdampfer zum Eindicken von Lösungen bekannt, wobei der Dampf in einem Kondensator niedergeschlagen wird und auf diese Art eine Anreicherung der nicht verdampfenden Komponenten im Kreislauf erfolgt. 60 Die Vollständigkeit der Trennung der beiden Lösungskomponenten hängt von der Temperatur im Dampfkondensator ab. Da beim Vapour-Phase-Verfahren die aufzuheizenden Teile als Kondensator dienen, steigt der Dampfdruck während der Aufheizphase ständig an, und gleichzeitig erhöht 65 sich die Konzentration des Wärmeträgers im Rücklauf, so dass der Einsatz eines Fallfilmverdampfers alleine keinen wesentlichen Vorteil gegenüber dem Blasenverdampfer bringt.

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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die hier wird, und somit die nicht verdampften Teile des Flüssigkeits-

beschriebenen Nachteile zu beseitigen und auf Verfahrens- gemisches in den Sammelbehälter 14 zurückgeführt werden,

technisch einfache Weise eine kontinuierliche Trennung der Auf diese Art ist eine Anpassung der Verdampferleistung an leicht- und schwersiedenden Bestandteile der verunreinigten die verminderte Energieaufnahme der Kesselcharge ohne

Heizflüssigkeit ohne zusätzlichen Energieaufwand durchzu- s Änderung des Kerosendurchsatzes möglich.

führen. Im folgenden wird anhand der Fig. 1 bis 3 die Erfindung,

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale beispielsweise, näher beschrieben.

des 1. Anspruches gelöst.

Das noch heisse Rücklaufprodukt — beispielsweise Öl mit Fig. 1 zeigt ein Ablaufschema der erfindungsgemässen einer Restkonzentration an Kerosen - wird erfindungsge- io Anordnung.

mäss durch eine flüssigkeitsüberlagerte Drucksperre in einen Fig. 2 zeigt ausschnittweise eine Abwandlung des Ablaufisolierten Sammelbehälter geleitet, wobei sich zwischen schémas der Fig. 1 mit einem Teil des Fallfilmverdampfers diesem und der Drucksperre erfindungsgemäss ein Nachver- als Nach Verdampfer im Gleichstromverfahren.

dampfer befindet und dieser sowie der Sammelbehälter erfin- Fig. 3 zeigt das Ablaufschema nach Fig. 2 im Gegenstrom-

dungsgemäss mit einem Dampfkondensator verbunden sind, is verfahren.

in den die Restmenge der Wärmeträgerflüssigkeit abdestilliert wird. Auf diese Art erfolgt eine kontinuierliche Abschei- In einem Trockenkessel 1 der Fig. 1 befinden sich die zu dung des Öles aus dem Wärmeträgerkreislauf. Weiterhin ist trocknenden Teile 2. Vom Fallfilmverdampfer 3 wird über der Sammelbehälter durch eine Dampfleitung mit dem Kon- eine Leitung 5 Kerosendampf in den Trockenkessel 1 einge-densator verbunden, durch die die restlichen niedrigsie- 20 führt. Auf den Oberflächen der Teile 2 kondensiert der denden Flüssigkeitskomponenten zurückgewonnen und dem Dampf und gibt seine Kondensationswärme an die Teile 2 Dampf kreislauf wieder zugeführt werden, wobei die Ver- ab. Im Auffangbehälter 14 unter dem Trockenkessel 1 sam-dampfungswärme zweckmässig entweder durch Wärmeisola- melt sich das Kondensat und wird über eine Förderpumpe 6 tion und/oder durch Beheizen des Sammelbehälters zum Verdampfer zurückgeführt.

gewonnen wird. Es ist auch möglich, als Nach Verdampfer 2s Das Rücklaufprodukt wird durch eine Drucksperre 10 einen separaten Teil des Rohrbündels des Fallfilmverdamp- (Schwimmerventil) dem Nach verdampf er 15 und dem Sam-fers zu benützen, indem man mit einer zusätzlichen Pumpe melbehälter 4 zugeführt, die beide durch eine Verbindungs-das durch die Drucksperre abfliessende Öl-Kerosen-Gemisch leitung zum Kondensator 13 unter einem niedrigeren Druck diesem Verdampferteil zuführt und so die Abtrennung der stehen als der Fallfilmverdampfer 3, wodurch eine zusätzrestlichen Teile der Wärmeträgerflüssigkeit erfolgt. Diese 3® liehe Reinigung des abgeschiedenen Öles erfolgt.

Bauart erlaubt eine niedrigere Bauhöhe der Anlage und spart Wird ein Teil 18 des Fallfilmverdampfers als Nachverden Zusatzverdampfer ein. Überdies kann hierbei der Nach- dampfer im Gleichstromverfahren benutzt, so wird die Verdampfer sowohl im Gleichstrom als auch im Gegénstrom- Anlage nach Figur 2 aufgebaut. Das durch die Drucksperre verfahren betrieben werden. 10 abfliessende Rücklaufprodukt wird mit der Förderpumpe

Mit steigender Temperatur der aufzuheizenden Teile steigt 35 19 dem rechten kleineren Teil des Verdampfers 18 zugeführt auch die Konzentration des Wärmeträgers im Rücklauf, und und nachdestilliert. Der Dampf kondensiert im Dampfkon-

die spezifische Wärme der Lösung ist nicht mehr in der Lage, densator 13, und das Restöl wird im Behälter 4 gesammelt,

alles Kerosen zu verdampfen. Ausserdem ist zu diesem Zeit- Der als Nachverdampfer benutzte Teil 18 des Fallfilmver-

punkt das Öl aus den beheizten Teilen schon ausgewaschen dampfers 3 kann auch im Gegenstromverfahren betrieben und seine geringe Konzentration in Kerosen stört nicht mehr. 40 werden. Dann wird der Dampf über die Leitung 20 in Fig. 3

Weiterhin erhöht sich die Kerosen-IConzentration dadurch, dem Dampfkondensator 13 zugeführt.

dass der Kessel die angebotene Energie mangels genügender Der Sammelbehälter 4 kann noch eine Wärmeisolation 16 kalter Oberflächen nicht mehr aufnehmen kann. Mit anderen und/oder eine Zusatzheizung 17 enthalten und wird am Ende Worten: Es verdampft nur ein Teil der dem Verdampfer zuge- der Charge entleert.

führten Wärmeträgerflüssigkeit. 45 Das Vakuum im Trockenkessel 1 wird durch eine Vakuum-

Für diesen Abschnitt der Aufheizphase wird vorzugsweise pumpe 8 mit vorgeschaltetem Kondensator 7 und Konden-

die Ölabscheidung unterbrochen, indem das kesseltempera- satsammelgefäss 9 für die Heizflüssigkeit hergestellt und auf-

turabhängige Ventil 11 geschlossen und Ventil 12 geöffnet rechterhalten.

B

2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

655784 PATENTANSPRÜCHE

1. Anlage zum Aufheizen und Trocknen von papierisolierten elektrotechnischen Teilen, wie z.B. Transformatoren, Kondensatoren, Messwandlern, Stromdurchführungen, unter Vakuum durch die Kondensationswärme des Dampfes einer ersten Flüssigkeit, wobei während der Aufheizung aus den Teilen mindestens eine zweite, höher siedende Flüssigkeit anfällt, die mit der ersten Flüssigkeit eine Lösung bildet und'/\btrennen der höher siedenden Flüssigkeit durch Einsatz eines Fallfilmverdampfers, bestehend aus einem evakuierbaren Kessel (1), einer Vakuumpumpe (8), zwei Dampfkondensatoren (7,13) vor der Vakuumpumpe und einem Fallfilmverdampfer (3) mit darunter angeordnetem Sammelbehälter (4) zum Auffangen der höher siedenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Fallfilmverdampfer (3) eine Drucksperre (10) angeordnet ist, durch die die nicht verdampfenden Teile der Flüssigkeit abfliessen, und dass unter der Drucksperre (10) ein Nachverdampfer (15) mit einer Verbindungsleitung zum Kondensator (13) angeordnet ist, in dem die Restkonzentration der ersten Flüssigkeit auf die dem Dampfdruck im Kondensator (13) entsprechenden Werte erniedrigt wird.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart ausgebildet ist, dass die nicht verdampfenden Teile der Flüssigkeit unter der Drucksperre kontinuierlich abfliessen.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (4) wärmeisoliert und/oder beheizbar ist und durch eine Dampfleitung mit dem Kondensator (13) verbunden ist.

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Drucksperre (10) und dem Nachverdampfer (15) ein Absperrventil (11) angeordnet ist und zwischen der Drucksperre (10) und dem Absperrventil (11) eine Verbindungsleitung zum Sammelbehälter (14) mit einem Absperrventil (12) besteht, durch die bei hoher Temperatur im Kessel (1) die nicht verdampfenden Teile der Lösung in den Sammelbehälter (14) zurückgeführt werden.

5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Nachverdampfer ein separat abgesperrtes Teil (18) des Rohrbündels des Fallfilmverdampfers (3) in Verbindung mit einer Förderpumpe (19) vorgesehen ist.

6. Anlage nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfkondensator (13) des Nachverdampfers (18) an dessen Oberteil angeschlossen ist, so dass der Dampf entgegengesetzt zur Flüssigkeit strömt.