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Dokumentenidentifikation DE3630386A1 10.03.1988
Titel Verfahren und Einrichtung zum Reinigen eines Wärmetauschers
Anmelder Nasser, Gamal El Din, Dipl.-Ing., 8039 Puchheim, DE
Erfinder Nasser, Gamal El Din, Dipl.-Ing., 8039 Puchheim, DE
Vertreter Kirschner, K., Dipl.-Phys.; Grosse, W., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 05.09.1986
DE-Aktenzeichen 3630386
Offenlegungstag 10.03.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.03.1988
IPC-Hauptklasse F28G 9/00

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines Wärmetauschers, bei dem ein Kühlmittel mit einer vorgegegebenen Strömungsgeschwindigkeit durch einen Kühlmitteleinlaß, eine Vielzahl von Wärmetauscherstufen mit Kühlmittelkanälen zu einem Kühlmittelauslaß gepumpt wird und bei dem zu kühlendes Strömungsmittel von einem Einlaß über Strömungsmittelkanäle, die in Wärmekontakt mit den Kühlmittelkanälen stehen und strömungsmäßig von diesen getrennt sind, zu einem Auslaß gepumpt wird, sowie eine Einrichtung zum Reinigen eines Wärmetauschers.

Wenn bei Wärmetauschern als Kühlmittel eine Flüssigkeit mit festen Bestandteilen verwendet wird, setzen sich die festen Bestandteile als Schmutzschicht in den Kühlmittelkanälen ab, und es besteht die Gefahr, daß die Kühlmittelkanäle undurchgängig werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn als Kühlmittel Meer-, See- oder Flußwasser verwendet wird, welches beispielsweise bei Wärmetauschern aus Stahl mit einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa 1-2 m/s durch die Kühlmittelkanäle gepumpt wird. Daher müssen die Kühlmittelkanäle des Wärmetauschers von Zeit zu Zeit gereinigt werden. Eine befriedigende Reinigung des Wärmetauschers war bisher nur in der Weise möglich, daß der Wärmetauscher abgeschaltet, zerlegt, gereinigt, zusammengebaut und wieder eingeschaltet wurde. Dazu ist es entweder erforderlich, die Anlage, in der der Wärmetauscher eingesetzt wird, abzuschalten oder einen zweiten Wärmetauscher parallel zu schalten und den Kühlbetrieb während der Reinigung des einen Wärmetauschers durch den anderen Wärmetauscher aufrecht zu erhalten. Das Abschalten der Anlage ist unerwünscht, weil dadurch Stillstandszeiten der Anlage erforderlich werden. Der Einsatz von zwei parallel geschalteten Wärmetauschern ist dann unerwünscht, wenn die Wärmetauscher als solche aufwendig und teuer sind, wie beispielsweise die Wärmetauscher bei Atomkraftwerken. Gerade bei Atomkraftwerken kommt aber auch die Abschaltung der Anlage zur Reinigung des Wärmetauschers nicht in Betracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Reinigen eines Wärmetauschers anzugeben, wobei die Reinigung während des Betriebs des Wärmetauschers erfolgen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung des Kühlmittels vor einer zu reinigenden Stufe des Wärmetauschers Reinigungsmittel zugeführt und eine entsprechende Menge von Reinigungs- und Kühlmittel hinter der Stufe wieder abgeführt wird derart, daß an der zu reinigenden Stufe ein Druckabfall dp2 erzeugt wird, der zu einer Strömungsgeschwindigkeit v2 führt, die so groß ist, daß die in den Kühlmittelkanälen abgelagerten Feststoffe abgetragen werden, und daß die Reinigung des Wärmetauschers stufenweise durchgeführt wird, wobei nach Reinigung einer Stufe des Wärmetauschers eine in Strömungsrichtung dahinterliegende Stufe gereinigt wird, bis eine bei dem Kühlmittelauslaß liegende Stufe des Wärmetauschers erreicht wird, worauf erneut mit der Reinigung einer bei dem Kühlmitteleinlaß liegenden Stufe begonnen wird.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens muß der Wärmetauscher zu Reinigungszwecken nicht abgeschaltet werden, da er während des normalen Betriebs Stufe für Stufe gereinigt wird. Die Reinigung einer Stufe wird durch die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit v2 erreicht, wobei keine weiteren Hilfsmittel erforderlich sind. Die Strömungsgeschwindigkeit v2 liegt beispielsweise bei Stahlrohren etwa bei 4-5 m/s, und bei dieser Strömungsgeschwindigkeit v2 werden Ablagerungen an den Kühlmittelkanälen durch den Erosionseffekt abgetragen.

Bei dem Betrieb von Wärmetauschern sind in der Praxis der Druck pa am Kühlmittelauslaß und die Strömungsgeschwindigkeit v1 durch die Optimierung des Wirkungsgrades und die Abstimmung auf Parameter des Wärmetauschers und die angeschlossene Anlage vorgegeben. Der Druck pa am Kühlmitteleinlaß wird daher bei Wärmetauschern, bei denen keine Reinigung des Wärmetauschers in Betrieb vorgesehen ist, so eingestellt, daß das Kühlmittel in dem Wärmetauscher mit der Strömungsgeschwindigkeit v1 fließt. Wenn bei einem Wärmetauscher am Kühlmitteleinlaß der Druck pa herrscht und in einer Stufe ein Druckabfall dp2 erzeugt wird, um diese Stufe zu reinigen, würde sich daher eine geringfügig verminderte Strömungsgeschwindigkeit als die Strömungsgeschwindigkeit v1 ergeben. Wenn bei Betrieb mit Reinigung der Druck am Kühlmitteleinlaß auf einen Druck p2 erhöht wird, der um so viel größer als der Druck p1 ist, daß das Kühlmittel vor und hinter der zu reinigenden Stufe die Strömungsgeschwindigkeit v1 hat, erhält man vorteilhafterweise auch bei Reinigung die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit v1, so daß trotz Reinigung der Wärmetauscher optimal ausgenutzt wird.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang einer Stufe abgeleitetes Strömungsmittel dem Eingang einer Stufe in den Wärmetauscher wieder zugeführt wird. Durch diesen Reinigungskreislauf wird sichergestellt, daß sich die Druckverhältnisse vor und hinter der zu reinigenden Stufe optimal einstellen lassen.

Bei einem Wärmetauscher, bei dem in Strömungsrichtung aufeinander folgende Stufen abwechselnd in einer Richtung und in der Gegenrichtung von Kühlmittel durchströmt werden und Umlenkräume vorgesehen sind, die die Kühlmittelströmung von der einen Stufe in die nachfolgende Stufe umleiten, ist es vorteilhaft, wenn zeitlich nacheinander zunächst die Stufen des Wärmetauschers gereinigt werden, in denen das Kühlmittel in der einen Richtung strömt, und dann die Stufen des Wärmetauschers, in denen das Kühlmittel in der Gegenrichtung strömt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die Strömungsrichtung in dem Reinigungskreislauf nicht zwischen jeder Stufe sondern nur zwischen der letzten Stufe, in der das Kühlmittel in der einen Richtung strömt, und der ersten Stufe, in der das Kühlmittel in der Gegenrichtung strömt, umgeschaltet werden muß.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Strömungsmittel, das an dem Ausgang einer Stufe aus dem Wärmetauscher abgeleitet wird, vor dem Wiedereintritt in den Eingang einer Stufe des Wärmetauschers gereinigt.

Es ist bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft, wenn als Kühlmittel und Reinigungsmittel dasselbe Strömungsmittel verwendet wird. Man könnte zwar dem Reinigungsmittel auch chemische Mittel zur Verbesserung des Reinigungseffektes zufügen; wenn das Kühlmittel aus dem Wärmetauscher jedoch beispielsweise in einen See abfließt, ist dabei die Belastung der Umwelt zu berücksichtigen.

Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch Einlässe an den Eingangsseiten der Stufen des Wärmetauschers und Auslässe an den Ausgangsseiten der Stufen, durch Ventile, die mit den Ein- und Auslässen strömungsmäßig verbunden sind, und durch eine Pumpe, die über Leitungen mit den Ventilen verbunden ist, um Strömungsmittel über die Ventile zu den Einlässen zu pumpen. Diese Einrichtung ist einfach und im Vergleich zu den Gesamtkosten des Wärmetauschers preisgünstig. Ein Teil der Erstellungskosten für die Einrichtung wird im übrigen beim Betrieb des Wärmetauschers wieder eingespart, weil in der Stufe, die gerade gereinigt wird, eine höhere Strömungsgeschwindigkeit und damit ein besserer Kühleffekt erzielt wird.

Bei einem Wärmetauscher, bei dem in Strömungsrichtung aufeinander folgende Stufen abwechselnd in einer Richtung und in der Gegenrichtung von dem Kühlmittel durchströmt werden und Umlenkräume vorgesehen sind, die die Kühlmittelströmung von der einen Stufe in die nachfolgende Stufe umleiten, ist es vorteilhaft, wenn die Ventile über Ein- und Auslässe mit den Umlenkräumen sowie mit am Kühlmitteleinlaß und am Kühlmittelauslaß liegenden Vorräumen verbunden sind, und wenn die auf der einen Seite des Wärmetauschers liegenden Ventile über eine Leitung und die auf der anderen Seite des Wärmetauschers liegende Ventile über eine Leitung mit der Pumpe verbunden sind. Bei dieser Einrichtung können die Ein- und Auslässe sowohl als Einlässe als auch als Auslässe verwendet werden, wobei ein und derselbe Stutzen bei Reinigung einer Stufe als Auslaß und bei Reinigung der dahinterliegenden Stufe als Einlaß dient.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die Pumpe eine Verdrängungspumpe. Eine solche Pumpe pumpt eine bestimmte Strömungsmittelmenge pro Zeiteinheit unabhängig davon, welcher Gegendruck der Pumpenverdrängung entgegengesetezt wird. Dadurch kann das Reinigungsmittel den Wärmetauscher mit dem Druck zugeführt werden, der in dem Wärmetauscher an der Stelle herrscht, an der das Reinigungsmittel zugeführt wird, wobei keine weiteren Einrichtungen wie beispielsweise Druckreduzier- oder Regelventile erforderlich sind.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist eine Umschaltarmatur vorgesehen, mit der die Strömungsrichtung in dem Reinigungskreislauf umsteuerbar ist. Damit ist man bei der Auswahl der Pumpe nicht auf aufwendige, umsteuerbare Pumpen angewiesen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist schließlich ein Abscheider in dem mit der Pumpe verbundenen Leitungssystem vorgesehen, um Festbestandteile aus dem Strömungsmittel des Reinigungskreises zu entfernen.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Wärmetauschers mit einer Einrichtung zum Reinigen desselben;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf den Wärmetauscher nach Fig. 1;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Wärmetauschers nach Fig. 1; und

Fig. 4 eine Darstellung des Druckverlaufs in dem Wärmetauscher im Betrieb.

Der in Fig. 1 dargestellte Hybrid-Wärmetauscher 10 weist eine Vielzahl, beispielsweise neunzehn, Stufen 1 bis 19 auf, die übereinander angeordnet sind. Die Stufen 1 bis 19 werden aus miteinander verschweißten Platten gebildet. Die Platten weisen Prägungen derart auf, daß ein verschweißtes Plattenpaket in waagrechter Richtung (Blickrichtung wie in Fig. 1) rohrartige Strömungsmittelkanäle und in senkrechter Richtung spaltenförmige Strömungsmittelkanäle aufweist. Die rohrförmigen Kanäle, im folgenden Rohre genannt, werden von dem Kühlmittel durchströmt, während die spaltenförmigen Kanäle, im folgenden Spalten genannt, von dem zu kühlenden Strömungsmittel durchströmt werden. Die Kühlmittelströmung in Rohren erfolgt von Stufe zu Stufe jeweils in der entgegengesetzten Richtung. Zur Umlenkung des Kühlmittels, welches aus den Rohren einer Stufe austritt, in die Strömungsrichtung, in der das Kühlmittel in die Rohre der nächsten Stufe eintritt, sind Umlenkräume 20 bis 37 vorgesehen. Bei Verwendung des Wärmetauschers in einem Atomkraftwerk wird als Kühlmittel Meerwasser oder Flußwasser verwendet, das einem Einlaß 38 zugeführt wird und nach dem Durchströmen der Stufen 1 bis 19 in von Stufe zu Stufe wechselnder horizontaler Richtung schließlich über einen Auslaß 39 wieder dem Meer oder Fluß zugeführt wird. Das flüssige Kühlmittel kann in einem offenen oder geschlossenen Kühlmittelkreislauf fließen.

Das zu kühlende Strömungsmittel, welches durch die Spalten fließt, kann ein gasförmiges oder flüssiges Strömungsmittel sein, das in einem offenen oder geschlossenen Kreislauf fließt. Bei Verwendung des Wärmetauschers in einem Atomkraftwerk fließt das zu kühlende Strömungsmittel, beispielsweise Heißwasser, in einem geschlossenen Kreislauf durch die Spalten. Das zu kühlende Strömungsmittel wird einem Einlaß 40 des Wärmetauschers 10 zugeführt, und es durchströmt den Wärmetauscher 10 entsprechend dem Gegenstromprinzip von unten nach oben (Blickrichtung wie in Fig. 1), und es wird bei dem Auslaß 41 abgeführt, um bei geschlossenem Kreislauf wieder dem Einlaß 40 zugeführt zu werden.

Jeder Umlenkraum 20 bis 37 und auch dem Einlaß 38 und dem Auslaß 39 zugeordnete Vorräume 42 bzw. 43 des Wärmetauschers 10 sind über Flansche 50 bis 59 als Ein- und Auslässe mit Absperrventilen 70 bis 89 verbunden. Die Ventile 70, 72 . . . 88 auf der einen Seite des Wärmetauschers 10 und die Ventile 71, 73 . . . 89 auf der anderen Seite des Wärmetauschers 10 sind jeweils untereinander verbunden, und die erstere Ventilgruppe ist über eine Leitung 101 und die letztere Ventilgruppe über eine Leitung 100 mit einer Pumpe 91 verbunden, so daß ein geschlossener Reinigungskreislauf von der Pumpe 91 über die Leitung 111, die Ventile 70, 72 . . . 88, die Flansche 50 bis 59, den Wärmetauscher 10, die Ventile 71, 73 . . . 89, die Leitung 100 zurück zur Pumpe 91 gebildet wird. In dem Reinigungskreislauf ist ein Abscheider 90, beispielsweise ein Zyklonabscheider, vorgesehen, in dem die festen Bestandteile aus dem durchfließenden Strömungsmittel abgeschieden werden. Da das Strömungsmittel in dem Reinigungskreislauf die Stufen 1 bis 19 des Wärmetauschers 10 einerseits von links nach rechts und andererseits von rechts nach links durchströmen soll, muß die Strömungsrichtung in dem Reinigungskreislauf umsteuerbar sein. Dazu kann entweder die Pumpe 91 in ihrer Pumprichtung umsteuerbar ausgebildet oder eine Umschaltarmatur 92 vorgesehen sein, um das von der Pumpe 91 gepumpte Strömungsmittel abwechselnd in der einen oder in der anderen Richtung durch den Reinigungskreislauf zu leiten. Die Pumpe 91 ist als Verdrängungspumpe ausgebildet, so daß sie eine konstante Strömungsmittelmenge pro Zeiteinheit pumpt, unabhängig davon, welcher Gegendruck in dem angeschlossenen Kreislauf und dem Umlenkraum herrscht, in dem gerade Strömungsmittel von der Pumpe eingepumpt wird. Als Strömungsmittel in dem Reinigungskreislauf kann dasselbe Strömungsmittel wie das Kühlmittel verwendet werden.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung enthält ferner eine Steuereinheit 200, die Steuersignale zum Steuern des zeitlichen Ablaufs der Reinigung der einzelnen Stufen 1 bis 19 an die Absperrventile 70 bis 89, an die Pumpe 91 und gegebenenfalls die Umschaltarmatur 92 abgibt, um die Ventile zu öffnen und zu schließen und die Strömungsrichtung in dem Reinigungskreislauf der Pumpe 91 umzuschalten.

Die in Fig. 2 dargestellte teilweise geschnittene Draufsicht auf den Wärmetauscher 10 von oben zeigt, daß der Einlaß 38 und der Auslaß 39 gegeneinander versetzt auf den beiden gegenüberliegenden Seiten des Wärmetauschers angeordnet sind, um eine möglichst gute Durchströmung des Wärmeaustauschers durch das Kühlmittel zu erreichen. Die Umlenkräume 20 bis 37 und die Vorräume 42, 43 weisen jeweils drei Flansche 50 bis 69 auf, um das über die Absperrventile 70 bis 89 in die Umlenkräume und die Vorkammern einströmende Reinigungsmittel möglichst gleichmäßig über die Breite des Wärmetauschers zuführen zu können. Von den Flanschen 50 bis 69 sind in Fig. 2 nur die dem Vorraum 42 zugeordneten drei Flansche 50 und die dem Umlenkraum 20 angeordneten drei Flansche 51 dargestellt. Das Plattenpaket 93 des Wärmetauschers 10 ist zur Vereinfachung nur als Block dargestellt.

Das in Fig. 3 dargestellte Schnittbild zeigt, daß der Einlaß 40 und der Auslaß 41 für das zu kühlende Strömungsmittel ebenfalls versetzt am unteren bzw. oberen Ende des Wärmetauschers 10 angeordnet sind. Auch hier ist das Plattenpaket 93 zur Vereinfachung nur als Block dargestellt.

Im folgenden wird anhand von Fig. 4 der Betrieb des Wärmetauschers beschrieben. Wenn die Rohre eines Wärmetauschers aus Stahl von dem Kühlmittel mit einer Strömungsgeschwindigkeit v1, die beispielsweise 2 m/s beträgt, durchflossen werden, können sich feste Bestandteile oder Schmutzreste im Kühlmittel an den Rohren absetzen. Bei einer Strömungsgeschwindigkeit v2, die bei Wärmetauschern aus Stahl beispielsweise bei etwa 4-5 m/s liegt, tritt ein Erosionseffekt auf, der dazu führt, daß die Schmutzablagerungen in den Rohren von dem Strömungsmittel abgetragen werden. Bei einem Grenzwert der Strömungsgeschwindigkeit, der deutlich über der Strömungsgeschwindigkeit v2 liegt, werden auch die Rohre selbst angegriffen, weshalb die Strömungsgeschwindigkeit nicht bis zu diesem Grenzwert erhöht werden darf. Um die Rohre ohne weitere Hilfsmittel zu reinigen, wird die Strömungsgeschwindigkeit in einer zu reinigenden Stufe auf die Strömungsgeschwindigkeit v2 erhöht, bei der aufgrund des Erosionseffekts die Ablagerungen in den Rohren abgetragen werden. Die Strömungsgeschwindigkeit v2 wird dadurch erreicht, daß in Strömungsrichtung des Kühlmittels vor einer zu reinigenden Stufe des Wärmetauschers Reinigungsmittel zugeführt und eine entsprechende Menge von Reinigungs- und Kühlmittel hinter der Stufe wieder abgeführt wird derart, daß an der zu reinigenden Stufe ein Druckabfall dp2 erzeugt wird. Das Kühlmittel soll, wie bereits erwähnt, aus Optimierungsgründen mit einer Strömungsgeschwindigkeit v1 die Kühlkanäle durchfließen, und dazu wäre bei abgeschalteter Reinigung ein Druck p1 am Kühlmitteleinlaß erforderlich. Wenn nun die Strömungsgeschwindigkeit v1 auch bei Betrieb mit Reinigung erreicht werden soll, wird der Druck am Kühlmitteleinlaß auf einen Druck p2 erhöht, der um so viel größer als der Druck p1 ist, daß das Kühlmittel vor und hinter der zu reinigenden Stufe die Strömungsgeschwindigkeit v1 hat. Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, ist über den Stufen außer der gerade zu reinigenden Stufe ein Druckabfall dp1 vorhanden, der zu der Strömungsgeschwindigkeit v1 führt, und in der zu reinigenden Stufe ist ein Druckabfall dp2 vorhanden, der zu der Strömungsgeschwindigkeit v2 führt. Der Druckabfall dp2 wird beispielsweise in Stufe 8 dadurch erreicht, daß die Ventile 77 und 78 (Fig. 1) geöffnet werden, und daß das Strömungsmittel in dem Reinigungskreislauf im Uhrzeigersinn von der Pumpe 91 über die Umschaltarmatur 92, das Ventil 77, die Stufe 8 und das Ventil 78 fließt. Da die Pumpe 91 mit konstanter Durchsatzmenge läuft, hat das von ihr gepumpte Reinigungsmittel beim Eintritt in dem Umlenkraum 26 den Druck p7, den das Kühlmittel beim Austritt aus der Stufe 7 hat. Da über das Ventil 78 soviel Strömungsmittel abgeführt wird, wie von der Pumpe 91 über das Ventil 77 Reinigungsmittel zugeführt wird, stellt sich am Ausgang der Stufe 8, d. h. im Umlenkraum 27, der Druck p8 ein, so daß über der Stufe 8 der Druck um die Druckdifferenz dp2 abfällt. Der Druckverlauf in dem Wärmetauscher bei Reinigungsbetrieb führt daher von dem Druck p2 zu dem Druck p7, zu dem Druck p8 und dem Druck pa (Ausgangsdruck), wobei sich eine Gesamtdruckdifferenz von dp ergibt. Wie ebenfalls aus Fig. 4 zu ersehen ist, ist die Druckdifferenz p2 - p1 klein gegenüber dem Druckwert p1, so daß an die Pumpleistung der Kühlmittelpumpe kaum erhöhte Anforderungen gestellt werden.

In Fig. 1 ist die Strömungsrichtung des Strömungsmittels in dem Reinigungskreislauf dargestellt, die beim Reinigen der Stufe 7 vorhanden ist, während in Fig. 4 der Druckverlauf bei der Reinigung der Stufe 8 dargestellt ist. Mit anderen Worten, muß die Strömungsrichtung in dem Reinigungskreislauf bei der Reinigung der Stufe 7 im Gegenuhrzeigersinn und beim Reinigen der Stufe 8 im Uhrzeigersinn erfolgen. Wenn eine Stufe nach der anderen gereinigt werden soll, müßte daher die Strömungsrichtung in dem Reinigungskreislauf zwischen jedem Reinigungsvorgang umgeschaltet werden. Um die Strömungsrichtung des Strömungsmittels im Reinigungskreislauf nicht nach jedem Reinigungsvorgang umschalten zu müssen, werden erst die Stufen gereinigt, in denen das Strömungsmittel in dem Reinigungskreislauf in dem einen Umlaufsinn strömt, und dann werden die Stufen gereinigt, in denen das Strömungsmittel in dem Reinigungskreislauf in dem entgegengesetzten Umlaufsinn strömt. Dann muß die Strömungsrichtung in dem Reinigungskreislauf nur einmal pro Reinigungsdurchgang umgeschaltet werden. Beispielsweise wird nach dem Reinigen der Stufe 7 (Fig. 1) als nächstes die Stufe 9 gereinigt. Dazu werden die Ventile 76, 77 geschlossen und die Ventile 78, 79 geöffnet. Nach dem Reinigen der Stufe 9 werden die Ventile 78, 79 geschlossen und die Ventile 80, 81 geöffnet usw., bis der Reinigungsvorgang bei der Stufe 19 angelangt ist. Wenn alle ungeradzahligen Stufen 1, 3 . . . 19 gereinigt sind, wird die Strömungsrichtung in dem Reinigungskreislauf mit der Pumpe 91 beispielsweise durch die Umschaltarmatur 92, von der Steuereinheit 200 umgeschaltet, und die Reinigung beginnt mit der Stufe 2. Zu diesem Zweck werden die Ventile 71, 72 geöffnet. Nach dem Reinigen der Stufe 2 werden die Ventile 71, 72 wieder geschlossen, und anschließend wird die Stufe 4 nach Öffnen der Ventile 73, 74 gereinigt. Dies wiederholt sich so lange, bis alle geradzahligen Stufen 2, 4 . . . 18 gereinigt sind. Danach wird die Strömungsrichtung in dem Reinigungskreislauf umgeschaltet, und es kann mit der Reinigung der ungeradzahligen Stufen 1, 3 . . . 19 begonnen werden. Sämtliche Stufen 1 bis 19 des Wärmetauschers 10 werden so gereinigt, ohne daß der Wärmetauscher abgeschaltet werden muß.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Reinigen eines Wärmetauschers, bei dem ein Kühlmittel mit einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit durch einen Kühlmitteleinlaß, eine Vielzahl von Wärmetauscherstufen mit Kühlmittelkanälen zu einem Kühlmittelauslaß gepumpt wird und bei dem zu kühlendes Strömungsmittel von einem Einlaß über Strömungsmittelkanäle, die in Wärmekontakt mit den Kühlmittelkanälen stehen und strömungsmäßig von diesen getrennt sind, zu einem Auslaß gepumpt wird, Wärmetauscher in entgegengesetzten Richtungen durchströmen, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung des Kühlmittels vor einer zu reinigenden Stufe des Wärmetauschers Reinigungsmittel zugeführt und eine entsprechende Menge von Reinigungs- und Kühlmittel hinter der Stufe wieder abgeführt wird derart, daß an der zu reinigenden Stufe ein Druckabfall dp2 erzeugt wird, der zu einer Strömungsgeschwindigkeit v2 führt, die so groß ist, daß die in den Kühlmittelkanälen abgelagerten Feststoffe abgetragen werden, und daß die Reinigung des Wärmetauschers stufenweise durchgeführt wird, wobei nach Reinigung einer Stufe des Wärmetauschers eine in Strömungsrichtung dahinterliegende Stufe gereinigt wird, bis eine bei dem Kühlmittelauslaß liegende Stufe des Wärmetauschers erreicht ist, worauf erneut mit der Reinigung einer bei dem Kühlmitteleinlaß liegenden Stufe begonnen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Kühlmittel in den Kühlkanälen mit einer Strömungsgeschwindigkeit v1 fließt, wenn das Kühlmittel den Druck p1 am Kühlmitteleinlaß hat und keine Reinigung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb mit Reinigung der Druck am Kühlmitteleinlaß auf einen Druck (p2) erhöht wird, der um soviel größer als der Druck p1 ist, daß das Kühlmittel vor und hinter der zu reinigenden Stufe die Strömungsgeschwindigkeit (v1) hat.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ausgang einer Stufe abgeleitete Strömungsmittel dem Eingang einer Stufe in den Wärmetauscher wieder zugeführt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3 zum Reinigen eines Wärmetauschers, bei dem in Strömungsrichtung aufeinanderfolgende Stufen abwechselnd in einer Richtung und in der Gegenrichtung von dem Kühlmittel durchströmt werden und Umlenkräume vorgesehen sind, die die Kühlmittelströmung von der einen Stufe in die nachfolgende Stufe umleiten, dadurch gekennzeichnet, daß zeitlich nacheinander zunächst die Stufen des Wärmetauschers gereinigt werden, in denen das Kühlmittel in der einen Richtung strömt, und dann die Stufen des Wärmetauschers, in denen das Kühlmittel in der Gegenrichtung strömt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsmittel, das an dem Ausgang einer Stufe aus dem Wärmetauscher abgeleitet wird, vor dem Wiedereintritt in den Eingang einer Stufe des Wärmetauschers gereinigt wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmittel und Reinigungsmittel dasselbe Strömungsmittel verwendet wird.
  7. 7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einlässe an den Eingangsseiten der Stufen (1-19) des Wärmetauschers (10) und Auslässe an den Ausgangsseiten der Stufen (1-19), durch Ventile (70-89), die mit den Ein- und Auslässen (50-69) strömungsmäßig verbunden sind, und durch eine Pumpe (91), die über Leitungen mit den Ventilen (70-89) verbunden ist, um Strömungsmittel über die Ventile zu den Einlässen zu pumpen.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7 für einen Wärmetauscher, bei dem in Strömungsrichtung aufeinanderfolgende Stufen abwechselnd in einer Richtung und in der Gegenrichtung von dem Kühlmittel durchströmt werden und Umlenkräume vorgesehen sind, die die Kühlmittelströmung von der einen Stufe in die nachfolgende Stufe umleiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (70-89) über die Ein- und Auslässe (50-69) mit den Umlenkräumen (20-37) sowie mit am Kühlmitteleinlaß (38) und am Kühlmittelauslaß (39) liegenden Vorräumen (42 und 43) verbunden sind, und daß die auf der einen Seite des Wärmetauschers liegenden Ventile (70, 72 . . . 88) über eine Leitung (101) und die auf der anderen Seite des Wärmetauschers liegenden Ventile (71, 73 . . . 87) über eine Leitung (100) mit der Pumpe (91) verbunden sind.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (91) eine Verdrängungspumpe ist.
  10. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Umschaltarmatur (92), mit der die Strömungsrichtung in dem Reinigungskreislauf umsteuerbar ist.
  11. 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch einen Abscheider (90) in dem mit der Pumpe (91) verbundenen Leitungssystem.






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