DE19502800C2 - Vorrichtung zur mechanischen Reinigung von Kühlwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur mechanischen Reinigung von Kühlwasser für einen Wärmetauscher, das in einer Rohrleitung strömt, mit einem rotationssymmetrischen, kegelförmigen Siebkörper in der Größe des Rohrdurchmessers sowie einer gleichachsigen, auf der angeströmten Seite des Siebkörpers angeordneten Absaugvorrichtung, die drehbar gelagert, mit Hilfe eines Antriebes für die Dauer eines Reinigungsintervalls kontinuierlich oder mit Unterbrechungen verschwenkbar und mit einer Eintrittsdüse versehen ist und während des Reinigungsintervalles nach und nach die gesamte Fläche des Siebkörpers auf der Anströmseite absaugt, wobei der Siebkörper in Bereiche eingeteilt ist, die Eintrittsdüse der Absaugvorrichtung jeden Bereich abdecken kann und in jedem Bereich der eigentlichen Siebfläche und der Absaug­ vorrichtung ein Hohlraum zur vorübergehenden Aufnahme von Verunreinigungen vorhanden ist, wobei der Siebkörper auf der Anströmseite durch im wesentlichen radiale, die Hohlräume bildende Stege in einzelne, die Bereiche bildende Sektoren unterteilt ist, die Eintrittsdüse der Absaugvorrichtung eine solche Form hat, daß sie zu dem Zeitpunkt, zu dem die Ein­ trittsdüse gerade einen Sektor überdeckt, benachbarte Sektoren im wesentlichen frei läßt, und der Spalt zwischen den freien Stegkanten und den Kanten der Eintrittsdüse der Absaugvorrichtung durch flexible Dichtlippen von mindestens der Höhe des Spaltes überbrückt ist, nach Patent 44 33 800.

Das Patent 44 33 800 geht von einer Vorrichtung aus, die aus der EP 0 268 752 B1 bereits bekannt ist.

Es ist bei Kühlwasserfiltern von Vorteil, eine große Speicherkapazität für abgelagerten Schmutz zu erreichen, damit das Sieb bei plötzlichem großen Schmutzanfall mechanisch nicht überlastet wird und der Kühlwasserstrom zum Kondensator nicht stark reduziert oder gar unterbrochen wird. Eine derartige Unterbrechung ist beim Betrieb von Kraftwerken untragbar.

Eine relativ große Schmutzkapazität erreicht man durch ein kegelförmiges Sieb, wie es in der Fig. 6 der europäischen Patentschrift beispielsweise dargestellt ist. Durch die Abstumpfung dieses Kegelsiebes verringert sich die insgesamt erreichbare Siebfläche. Man kann zwar die Siebfläche ver­ größern, indem man den Kegelstumpf spitzer zulaufen läßt, jedoch werden in der Kegelspitze die Segmente dann so eng, daß Grobverschmutzungen wie Holz, Steine, Muscheln sich zwischen den Stegen verklemmen können und dann nicht mehr abgesaugt werden. Andererseits können aus kraftwerk­ technischen Gründen die Segmente und damit die Wasserab­ saugmenge nicht beliebig groß gewählt werden, weil das abgesaugte Wasser nicht in beliebiger Höhe dem Kühlprozeß entzogen werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, hinsichtlich der bekannten Vorrichtung eine weitere Ausgestaltung zu schaffen, die diese Nachteile vermeidet. Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Kegelspitze keine Stege aufweist, so daß (trichter­ förmige) Rutschen entstehen und der Stutzen im Bereich der Kegelspitze eine Öffnung aufweist. Die Rutschen sind somit an- und abstromseitig offen, so daß harte Verunreinigungen wie Steine, Muscheln die Siebfläche entlang in die stegfreie Kegelspitze rutschen und dort von der im Absaugrotor vor­ handenen Öffnungen abgesaugt werden.

Es ist günstig, wenn gemäß Anspruch 6 der kegelförmige Siebkörper im Bereich der stegfreien Kegelspitze keine Sieböffnungen aufweist. Dadurch wird eine verbesserte Abführung der in der Kegelspitze angesammelten Verun­ reinigung erreicht. Durch das Sammeln der harten Verun­ reinigungen in der Kegelspitze bleibt der Siebkörper längere Zeit sauber, so daß die Spülintervalle verlängert werden können und es zu Wasserersparnis kommt.

Weiter ist es vorteilhaft, gemäß Anspruch 3 die flexible Dichtung als flexiblen Hohlkörper, vorzugsweise als Schlauch auszubilden und ggf. zusätzlich mit Blechen abzustützen. Die Abdichtung mit Schlauch hat den Vorteil, daß Fertigungs­ ungenauigkeiten besser ausgeglichen werden können, bei entsprechend hoher Steifigkeit gegen den Unterdruck beim Absaugen.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, ein kegel­ förmiges Sieb verhältnismäßig spitz auszuführen, so daß die durch die Abstumpfung des Kegels sich ergebende Siebflächen­ verringerung relativ klein bleibt.

Die kegelförmige Siebausbildung hat erhebliche Kostenvor­ teile gegenüber allen anderen Ausführungen. Diese Form ist einfach in der Herstellung, auch bei großer Siebfläche, und kann die Druck- und Strömungskräfte ohne zusätzliche, teure Stützkonstruktionen, wie sie der Stand der Technik schildert, aufnehmen. Da die Kühlwasserfilter meist bei Meerwasserkühlung eingesetzt werden, müssen dort hoch­ korrosionsfeste teure Sondermetalle angewandt werden. Durch den Wegfall der Stützkonstruktion, wie sie der Stand der Technik für erforderlich hält, reduziert sich der Material- und Fertigungsaufwand um mindestens 50%.

Die erfindungsgemäße Anordnung vermeidet auch, trotz der relativ spitzen Kegelform, daß durch Ansammlung von Steinen, Holz, Muscheln usw. die Absaugdüse während der Drehbewegung blockiert wird und die Siebfläche nicht mehr abgesaugt werden kann. Diese Gefahr besteht noch beim Stand der Technik, da diese zweite Absaugung für den Siebboden fehlt.

Meist wird man die Stege so anordnen, daß sie mit ihrer Längsachsenverlängerung durch die Symmetrieachse des Sieb­ körpers hindurchlaufen, jedoch ist auch eine solche An­ ordnung möglich, bei der die Mittelpunkte der von den Stegen gebildeten Zentriwinkel außerhalb dieser Symmetrieachse liegen, beispielsweise auf einem um diese Symmetrieachse herum angeordneten Kreis.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Es zeigt:

Fig. 1 in einer axialen Schnittansicht die grundlegende Form einer Vorrichtung;

Fig. 2 eine Ansicht entlang der Schnittlinie A-A der Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B gemäß der Fig. 1 zur Erläuterung einer verbesserten Ausführungsform;

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B gemäß der Fig. 1 zur Erläuterung einer weiteren verbesserten Ausführungsform;

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B gemäß der Fig. 1 zur Erläuterung einer weiteren verbesserten Ausführungsform;

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B gemäß der Fig. 1 zur Erläuterung einer weiteren verbesserten Ausführungsform;

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der Rutsche.

Aus der Fig. 1 ist eine Kühlwasserzuführungsleitung 10 zu erkennen, die vorzugsweise zu einem Wärmetauscher oder zu einem Kondensator eines Kraftwerkes führt, des weiteren ein kegelförmiger Siebkörper 12, der innerhalb eines an dem Flansch 14 der Kühlwasserzuführungsleitung 10 angebrachten Rohrstücks 16 angeordnet ist. Das Kühlwasser durchströmt das Rohrstück 16 und anschließend die Kühlwasserzufuhrleitung 10 in Richtung des Pfeiles 18. Auf der Anströmseite des Siebkörpers 12 ist eine Absaugvorrichtung 20 mit einer dem Siebkörper 12 gegenüberstehenden Absaugdüse 22 zu erkennen, die mit einem zur Rohrleitung 10 bzw. Rohrstück 16 koaxialen Stutzen 24 verbunden und über eine Antriebswelle 30 entweder direkt oder über ein Getriebe 28 mit einem außerhalb des Rohrstücks 16 angeordneten Motor 26 rotierend angetrieben ist. An den drehbaren Stutzen 24 schließt sich ein feststehender Rohrbogen 32 an, der die Wand des Rohrstücks 16 radial nach außen durchdringt und z. B. über einen hier nicht dargestellten Schieber an eine nicht näher dargestellte Absaugleitung angeschlossen ist.

Rohrbogen 32 und Stutzen 24 sind über eine nicht näher ausgeführte, eine gegenseitige Verdrehung zulassende Lagerkupplung 34 verbunden. Wie z. B. aus der Ansicht von oben auf den Siebkörper 12 (Ansicht A-A der Fig. 1, entsprechend auch Fig. 2) und Fig. 3, dem Schnitt entlang der Schnittlinie B-B der Fig. 1, einer die Abwicklung der Siebfläche in vergrößertem Maßstab, hervorgeht, sind anströmseitig auf dem Siebkörper 12 radiale, entgegen der Strömungsrichtung (Pfeil 18 in Fig. 1) abragende Stege 36 vorgesehen, die die Siebfläche 12 in einzelne, gemäß Fig. 2 gleich große Bereiche 37, 38, 39 unterteilt. Eine Absaugdüse 22 ist in gleicher Weise wie die Bereiche 37, 38, 39 ausgebildet, wobei die beiden radialen Seidenwände 40 und 42 der Düse 22 hier den gleichen Zentriwinkel 60 zueinander haben, wie die Bereiche 37, 38, 39 bildenden Stege 36.

Fig. 3 läßt erkennen, daß die Enden der radialen Seitenwände 40, 42 der Absaugdüse 22 zu den Stegen 36 einen Abstand bilden und damit einen Spalt a freilassen. Dieser Spalt a wird nach der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform durch flexible Dichtlippen 44 überbrückt, die an den Enden der Wände 40, 42 in geeigneter Weise befestigt sind, wobei diese Dichtlippen bei der dargestellten Ausführungsform etwas länger sind, als es der Spaltbreite a entspricht, so daß es bei der dargestellten Drehrichtung, Pfeil 46 dazu kommt, daß sich die freien Enden der Dichtlippen 44 seitlich an die Stege 36 anlegen, bei weiterer Bewegung in Richtung des Pfeiles 46 sich elastisch weg biegen, wie in Fig. 3 auch bereits zu erkennen ist, und bei noch weiterer Bewegung in Richtung des Pfeiles 46 so stark weggebogen werden, daß sie mit ihrer Stirnfläche 48 an der Stirnfläche 50 der Stege 36 vorbeigleiten können und so freikommen. Während des Zeitraums, während dem sich die Dichtlippen 44 an die Stege 36 anlegen und an diesen anliegend verbleiben, bildet die Absaugdüse 22 über dem Bereich 38 des Siebkörpers 12 einen vor den angrenzenden Bereichen 37, 39 strömungsmäßig abgetrennten Raum.

Auf der Anströmseite des Siebkörpers 12 im Laufe der Betriebszeit niedergeschlagene Verunreinigungen, beispielsweise Gras, Blätter, Plastik, vereinzelt auch Steine, Muscheln, Holzreste und dgl., die innerhalb des Bereichs 38 liegen, werden während dieses Zeitraumes durch die Wirkung von in der Absaugleitung 22 erzeugte Rückströmung 54 von der Anströmseite 56 des Siebkörpers 12 zurück in den Bereich 38 und von dort in die Absaugdüse 22 transportiert, und von dort schließlich über den Stutzen 24, den Rohrbogen 32 in z. B. einen Sumpf transportiert.

Infolge der Abdichtung des Spaltes a durch die Lippe 44 (und ggf. entsprechende Lippen an quer dazu liegenden Bereichswänden, hier nicht dargestellt) werden die Strömungskraft beeinträchtigende Nebenschlußwege unterbrochen.

Die Bewegung der auf der angeströmten Seite des Siebkörpers 12 angeordneten Absaugvorrichtung 20 kann entweder kontinuierlich sein, wobei während des Anliegens der Dichtlippen 24 an den Stegen 36 eine kurz andauernde Rückströmung entsteht, oder aber auch mit Unterbrechungen, um beispielsweise taktweise die einzelnen Bereiche anzufahren und durch besonders lange Rückspülungsvorgänge das Sieb besonders intensiv zu reinigen.

Nach einer vollständigen, über 360° verlaufenden Drehbewegung kann man somit die gesamte Fläche des Siebkörpers 12 auf der Anströmseite absaugen. Die Drehrichtung kann dann umgedreht werden, was der gleichmäßigen Belastung und Abnutzung der Dichtlippen zugute kommt.

Die Stege 36 lassen aufgrund ihres über die Siebfläche 56 vorstehenden Stegmaßes Aufnahmeräume für abgelagertes Material 52 entstehen, so daß ggf. der Reinigungsvorgang erst nach einer größeren Zeitperiode notwendig wird, während welcher Zeit sich der Sektor mit Abfallmaterial füllen kann. Dieser Zeitraum ist abhängig von der Höhe der Stege 36 und von der noch zulässigen, den Strömungswiderstand erhöhenden Menge an abgelagertem Material.

Es wird deutlich werden, daß insbesondere dann, wenn keine zu starken Verunreinigungen auftreten oder ein taktweiser Betrieb vorgesehen ist, die Dichtlippen 48 auch nur so lang zu sein brauchen, wie es dem Spaltmaß a entspricht, d. h. daß sie sich dann nicht an die Stege 36 anlegen.

Bei Fig. 4 und Fig. 5 ist die flexible Dichtung als flexibler Hohlkörper vorzugsweise als Schlauch 68 ausgebildet und an den Wänden 40 und 42 befestigt, wobei noch weitere Abstützflächen 69 angeordnet werden können.

Bei Fig. 6 ist die flexible Dichtung aus einem Dichtprofil 70 mit konvexer Begrenzung oder mit schräger Fläche zum Steg 36 ausgebildet. Ein elastisches Element 71 erzeugt die nötige Dichtkraft.

Fig. 7 zeigt eine Rutsche 63 mit Siebkörper 12 und Stegen 36, mit Eintrittsbereich 66 und Austrittsbereich 67.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur mechanischen Reinigung von Kühlwasser für einen Wärmetauscher, das in einer Rohrleitung (10) strömt, mit einem rotationssymmetrischen, kegelförmigen Siebkörper (12) in der Größe des Rohrdurchmessers sowie einer gleichachsigen, auf der angeströmten Seite des Siebkörpers (12) angeordneten Absaugvorrichtung (20), die drehbar gelagert, mit Hilfe eines Antriebes (26, 28, 30) für die Dauer eines Reinigungsintervalls kontinuierlich oder mit Unterbrechungen verschwenkbar und mit einer Eintrittsdüse (22) versehen ist und während des Reinigungsintervalles nach und nach die gesamte Fläche des Siebkörpers (12) auf der Anström­ seite absaugt, wobei der Siebkörper (12) in Bereiche (37, 38, 39) eingeteilt ist, die Eintrittsdüse (z. B. 22) der Absaugvorrichtung (20) jeden Bereich abdecken kann und in jedem Bereich der eigentlichen Siebfläche und der Absaugvorrichtung ein Hohlraum zur vorüber­ gehenden Aufnahme von Verunreinigungen (52) vorhanden ist, wobei der Siebkörper (12) auf der Anströmseite durch im wesentlichen radiale, die Hohlräume bildende Stege (z. B. 36) in einzelne, die Bereiche bildende Sektoren unterteilt ist, die Eintrittsdüse (z. B. 22) der Absaugvorrichtung (20) eine solche Form hat, daß sie zu dem Zeitpunkt, zu dem die Eintrittsdüse gerade einen Sektor überdeckt (z. B. 38), benachbarte Sektoren (z. B. 37, 39) frei läßt, und der Spalt (a) zwischen den freien Stegkanten (50) und den Kanten der Ein­ trittsdüse (z. B. 22) der Absaugvorrichtung (z. B. 20) durch flexible Dichtlippen (z. B. 44) von mindestens der Höhe des Spaltes überbrückt ist, nach Patent 44 33 800, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelspitze (61) keine Stege (36) aufweist, so daß Rutschen (63) entstehen und der Stutzen (24) im Bereich der Kegelspitze (61) eine Öffnung (62) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexiblen Dichtungslippen (44) sich über die Spalterstreckung (a) so weit hinauserstrecken, daß sie sich während der Bewegung der Lippen bezüglich der Stege an diese zunächst seitlich anlegen, sich zunehmend verbiegen und schließlich in gebogenem Zustand über die Stegkante gleiten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Dichtung als flexibler Hohlkörper vorzugsweise als Schlauch (68) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (68) sich außer an den Befestigungswänden (40 und 42) an weiteren ein oder mehreren Flächen (69) abstützt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsbereich (66) und der Austrittsbereich (67) der Rutsche (63) von der Eintrittsdüse (22) abgedeckt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelförmige Siebkörper (12) im Bereich der stegfreien Kegelspitze (61) keine Sieböffnungen (65) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung, die den Spalt (a) abdeckt aus einem konvexgeformten Dichtprofil (70) und einem elastischen Element (71) besteht, geführt von einer Halterung (73).