DE102006029773B3 - Verfahren zur Errichtung einer Kondensationsanlage - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Errichtung einer Kondensationsanlage, bei welchem zwei Rohrbündel (2, 3) auf einem dachförmigen Vormontagegestell (1) platziert und im Firstbereich miteinander verbunden werden. Die Rohrbündel (2, 3) werden mit ihren die Wärmetauscherrohre halternden Bodenblechen (5, 6) in Auflagern (10) an einer Firststrebe (11) des Vormontagegestells (1) platziert, so dass die einander zugewandten Längsseiten (12, 13) der Bodenbleche (5, 6) schweißtechnisch mittels einer Wurzelnaht miteinander verbunden werden, bevor das derart vormontierte dachförmige Rohrbündeldelta (14) von dem Vormontagegestell (1) abgehoben und in die Einbaulage verbracht wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Errichtung einer Kondensationsanlage gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Üblicherweise werden die einzelnen Rohrbündel eines in A-Bauweise errichteten Luftkondensators auf einem dachförmigen Vormontagegestell vormontiert. Das Vormontagegestell weist exakt die Neigung auf, welche die einzelnen Rohrbündel in der Einbaulage haben sollen. Hierzu werden die miteinander zu verbindenden Rohrbündel mittels eines Krans auf das Vormontagegestell gehoben, so dass sie sich im Firstbereich gegenüberliegen. Bislang war es so, dass in den stirnseitigen Bodenblechen der Rohrbündel Gewindebohrungen vorgesehen waren, so dass Vormontagewinkel zwischen den beiden Rohrbündeln angeschraubt werden konnten. Die derart miteinander verbundenen Rohrbündel werden anschließend in die Einbaulage transportiert. In der Einbaulage konnten diese Vormontagewinkel allerdings nicht entfernt werden, sondern wurden über ein Winkeleisen abgedeckt, das sich in Längsrichtung der später anzuschweißenden firstseitigen Dampfverteilleitung erstreckt. Das Winkeleisen weist mit seinem Eckbereich nach oben. Seine Schenkel werden über eine Kehlnaht auf beiden Längsseiten mit den Bodenblechen der Rohrbündel verschweißt.
• Problematisch hierbei ist, dass das gegenseitige Verschrauben der Rohrbündel bereits mit sehr großer Genauigkeit erfolgen muss, da anderenfalls die Winkeleisen mit ihren Längskanten nicht exakt auf den Bodenblechen anliegen, was wiederum das Verschweißen erschwert oder gar unmöglich macht. Die bisherige Vorgehensweise machte daher unter Umständen zeitraubende Nacharbeiten erforderlich. Man ist zunächst dazu übergegangen, etwas größer dimensionierte Winkeleisen zu verwenden, um nicht mit den Vormontagewinkeln zu kollidieren und um etwaige Verzögerungen bei der Montage zu verhindern. Der Materialaufwand wird durch die größeren Winkeleisen allerdings höher.
• Zusätzlich Gewicht entsteht auch im Bereich der Bodenbleche, da zum Verschrauben der Rohrbündel mittels der Vormontagewinkel entsprechend breite Bodenbleche vorhanden sein müssen, in welchen Gewindebohrungen erforderlich sind. Auch das Herstellen der Gewindebohrungen ist aufwändig. Zusammen mit den ebenfalls einzeln anzufertigenden Vormontagewinkeln, durch welche die Gewindeschrauben gesteckt werden, ist der Material- und Arbeitsaufwand relativ hoch.
• Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, dass im Bereich eines dephlegmatorisch geschalteten Rohrbündels ebenfalls ein durchgehender Winkel erforderlich ist, der aus konstruktiven Gründen noch schwerer ist als der Winkel im Bereich kondensatorisch geschalteter Rohrbündel. Im dephlegmatorisch geschalteten Bereich ist die Dampfverteilleitung nicht an die einzelnen Bodenbleche der Rohrbündel angeschlossen. Dafür sind einzelne Absaugkammern auf jedem einzelnen Bodenblech eines Rohrbündels montiert. An die einzelnen Absaugkammern sind Rohrstutzen angeschlossen, über welche Luft abgesaugt wird. Ein zentraler Winkel muss in diesem Bereich allerdings verhindern, dass von unten angesaugte bzw. von unten anströmende Kühlluft zwischen den gegenüberliegenden Rohrbündeln im Firstbereich hindurchströmt, da dies einen erheblichen Druckabfall zur Folge hätte. Folglich muss auch in diesem Bereich ein Winkeleisen vorgesehen sein, das zwar nicht dafür vorgesehen ist, den Austritt von Dampf zu verhindern, sondern vielmehr dazu dient, den Kühlluftstrom gezielt durch die Rohrbündel zu leiten und keine Leckagen im Firstbereich zuzulassen.
• Ein weiterer Nachteil ist, dass die bisher verwendeten Vormontagewinkel und die Winkeleisen nach der Montage zum Korrosionsschutz mit Farbe bestrichen werden müssen, wobei der Innenraum unterhalb der Winkel ausgesprochen schlecht zugänglich ist. Zwar unterliegt dieser Bereich keiner Korrosion durch Niederschläge, da er ständig mit Kühlluft beaufschlagt wird und daher kein Regenwasser einfangen kann, allerdings kann dem Winkeleisen die Luftfeuchtigkeit zusetzen, insbesondere, wenn derartige Kondensationsanlagen für Kraftwerke in tropischen Regionen errichtet worden sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vormontage der zu einem Rohrbündeldelta zu verbindenden Rohrbündel hinsichtlich des Material- als auch hinsichtlich des Zeitaufwands zu verbessern.
• Zur Lösung wird ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Die Rohrbündel werden mit ihren, die Wärmetauscherrohre haltenden Bodenblechen in Auflagen an einer Firststrebe des Vormontagegestell platziert, so dass die einander zugewandten Längsseiten der Bodenbleche schweißtechnisch mittels einer Wurzelnaht miteinander verbunden werden, bevor das derart vormontierte, dachförmige Rohrbündeldelta von dem Vormontagegestell abgehoben und in die Einbaulage verbracht wird. Das Fertigschweißen erfolgt in der Einbaulage.
• Die schweißtechnische Verbindung über eine Wurzelnaht bringt erhebliche Vorteile mit sich, die man in der Vergangenheit nicht erkannt hat. Insbesondere können durch das Verschweißen mittels einer Wurzelnaht die bislang erforderlichen Vormontagewinkel vollständig entfallen. Das bedeutet aber auch, dass die Gewindebohrungen in den Bodenblechen überflüssig sind. Dadurch wird sowohl der Fertigungs- als auch der Materialaufwand reduziert.
• Ferner ergibt sich eine Materialersparnis auch dadurch, dass die bislang zum Verschrauben notwendigen Bereiche der Bodenbleche schmaler gestaltet werden können, da keine Auflagefläche mehr für die Winkel erforderlich ist. Dadurch rücken die Rohrbündel im Firstbereich näher zusammen. Es ergibt sich eine Einsparung von ca. 110 mm in der Breite mit der Konsequenz, dass der gesamte Stahlunterbau der die Rohrbündel tragenden Stahlkonstruktion kleiner gestaltet werden kann, weil die gesamte Kondensationsanlage weniger Dachfläche benötigt.
• Wesentlich ist auch, dass das bislang zur Abdeckung erforderliche Winkeleisen vollständig entfällt. Auch die entlang der beiderseits des Winkeleisens erforderlichen Schweißnähte müssen nicht mehr gefertigt werden. Es reicht nunmehr aus, die Dampfdichtigkeit durch unmittelbares Verschweißen der Bodenbleche herzustellen, wobei das endgültige Verschweißen zur Herstellung der Dampfdichtigkeit erst in der Einbaulage erfolgt. Die Wurzelnaht dient lediglich dazu, die beiden exakt auszurichtenden Rohrbündel aneinander zu fixieren, um sie in Form eines vormontierten Rohrbündeldeltas auf das Stützgerüst zu hieven. Mittels eines geeigneten Traggestells für das Rohrbündeldelta kann sichergestellt werden, dass sich das im Sockelbereich nicht verbundene Rohrbündeldelta nicht aufspreizt. Darüber hinaus besteht keine Gefahr, dass die Wurzelnaht den beim Transport entstehenden Belastungen nicht gewachsen ist, da die unteren Enden des Rohrbündeldeltas bei sachgemäßem Transport lediglich in einem Bereich von wenigen Millimetern verlagert werden. Diese Winkelveränderung des Rohrbündeldeltas beeinträchtigt die Verbindung über die Wurzelnaht nicht.
• Es ist vorgesehen, dass die Wurzelnaht nur in denjenigen Bereichen geschweißt wird, in denen sich keine Auflager befinden. Das hat einerseits praktische Gründe, da die Auflager nicht durch den Schweißvorgang beschädigt werden sollen. Zum anderen ist es nicht notwendig, die Wurzelnaht über die gesamte Breite eines Rohrbündels zu legen, da auch kürzere Schweißnahtabschnitte bereits eine hinreichende Belastbarkeit besitzen. Selbstverständlich ist es zweckmäßig, die Wurzelnaht bereits während der Vormontage auf dem Vormontagegestell so lang wie möglich zu ziehen, damit möglichst viel Vorarbeit für wenigstens eine abschließende Decknaht geleistet werden kann.
• Als vorteilhafte Weiterentwicklung ist vorgesehen, dass die oberen Längskanten der einander zugewandten Längsseiten der im Winkel zueinander stehenden Bodenbleche zweifach angefast werden, so dass eine obere Fase mit größerem Fasenwinkel entsteht und eine untere Fase mit kleinerem Fasenwinkel, wobei der kleinere Fasenwinkel so gewählt wird, dass die unteren der Fasen der Bodenbleche parallel zueinander verlaufen. Eine solche Schweißnahtvorbereitung zielt darauf ab, dass beispielsweise in einem Winkel von 30° zueinander stehenden Bodenbleche über die gesamt Blechdicke miteinander verschweißt werden können. Dazu ist es erforderlich, die Längskanten mittels eines relativ großen Fasenwinkels so weit vorzubereiten, dass eine Schweißelektrode möglichst tief zwischen die beiden Bodenbleche eingeführt werden kann. Der Öffnungswinkel der V-Naht zwischen den beiden Bodenblechen kann daher vorzugsweise 60° betragen, d.h. es ist ein oberer Fasenwinkel von 60° an jeder Längskante zweckmäßig, da die Bodenbleche selbst jeweils um 30° gegenüber der Horizontalen geneigt sind.
• Wird bei dieser Konstellation ein unterer Fasenwinkel von 30° gewählt, ergibt sich, dass die unteren Fasen in der Einbaulage parallel zueinander verlaufen und flächig aneinander anliegen. Das hat Vorteile bei der gegenseitigen Ausrichtung der Rohrbündel und vereinfacht den Schweißvorgang.
• Das erfindungsgemäße Verfahren entfaltet seine Vorteile sowohl bei Rohrbündeln, die dephlegmatorisch geschaltet sind als auch bei Rohrbündel, die kondensatorisch geschaltet sind. In jedem Fall entfallen die relativ schweren Winkeleisen. Durch die Erfindung wird auch der nachträgliche Auftrag von Korrosionsschutzfarbe auf die miteinander verschweißten Bodenbleche wesentlich einfacher, da keine hinterschnittenen Hohlräume entstehen.
• Die erfindungsgemäße Art der Vormontage der Rohrbündel ist zudem gegenüber der bisherigen Vorgehensweise deutlich zeitsparender. Berechnungen haben gezeigt, dass durch die geänderte Vormontage bislang nicht nur 10 Rohrbündeldeltas pro Tag aufgestellt werden konnten, sondern 12 bis 14 Rohrbündeldeltas. Die Zeit zur Aufstellung der Rohrbündeldeltas ist von Belang, weil zum Aufstellen der Rohrbündeldeltas ein Kran erforderlich ist. Die Kosten für Kräne sind regelmäßig sehr hoch.
• In der Einbaulage wird schließlich oberhalb der Wurzelnaht wenigstens eine Decknaht geschweißt. In dieser Phase ist allerdings kein Kran mehr erforderlich, so dass an dieser Stelle Einsparungen möglich sind. Eine zentrale Schweißnaht zwischen den Bodenblechen der Rohrbündel ist selbstverständlich wesentlich günstiger herzustellen als parallel zueinander verlaufende Kehlnähte, die bislang zum Einschweißen der Winkeleisen zwischen den Bodenblechen erforderlich waren.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
• 1 ein dachförmiges Vormontagegestell mit Rohrbündeln in der Seitenansicht;
• 2 ein Wärmetauscherdelta in der Einbaulage;
• 3 den Firstbereich des Vormontagegestells der 1 in der Seitenansicht;
• 4 in vergrößerter Darstellung die Längsseiten der Bodenbleche der Rohrbündel und
• 5 eine Schnittdarstellung durch den Firstbereich eines Wärmetauscherdeltas nach dem Stand der Technik.
• 1 zeigt in einer Schnittdarstellung ein dachförmiges Vormontagegestell 1, auf welchem zwei Rohrbündel 2, 3 aufliegen, um in ihrem Firstbereich miteinander verbunden zu werden. Nachdem die beiden Rohrbündel 2, 3 zu einem Wärmetauscherdelta miteinander verbunden sind, werden sie mittels eines Krans von dem Vormontagegestell 1 abgehoben und in die Einbaulage verbracht, wie sie in 2 dargestellt ist. In der Einbaulage erfolgt die Verschweißung des vormontierten Wärmetauscherdeltas mit der firstseitigen Dampfverteilleitung 4.
• 5 verdeutlicht, wie die Verbindung der Rohrbündel 2, 3 bislang erfolgte. In den im Winkel zueinander stehenden Bodenblechen 5, 6 der Rohrbündel 2, 3 befinden sich an den einander zugewandten Längskanten Gewindebohrungen 7, die mit Durchgangsbohrungen eines Vormontagewinkels 8 fluchten. Über den Vormontagewinkel 8 können die beiden Bodenbleche 5, 6 miteinander verschraubt werden. Selbstverständlich sind mehrere dieser Vormontagewinkel 8 je Wärmetauscherdelta erforderlich. Nach dem Verschrauben über die Vormontagewinkel 8 wurde das vormontierte Wärmetauscherdelta in die Einbaulage verbracht. Dort wurde das dargestellte Winkeleisen 9 über die Vormontagewinkel 8 gestülpte und über V-Nähte mit den Bodenblechen 5, 6 verschweißt.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nunmehr vorgesehen, dass die Vormontagewinkel 8 und die Winkeleisen 9 vollständig entfallen. Vielmehr werden die Bodenbleche 5, 6 der Rohrbündel 2, 3 auf im Abstand zueinander angeordnete Auflager 10 gelegt (siehe 3), die an einer Firststrebe 11 des Vormontagegestells 1 befestigt sind. Die Auflager 10 besitzen an ihrer Oberseite Auflagerflächen für die Bodenbleche 5, 6. Die Auflagerflächen bilden gewissermaßen eine V-förmige Nut, so dass sich die Bodenbleche 5, 6 mit ihren einander zugewandten Längsseiten 12, 13 im Tiefsten der Nut berühren und dort über eine Wurzelnaht miteinander verschweißt werden können. Die Wurzelnaht ist nicht näher dargestellt und wird nicht im Bereich der Auflager 10 geschweißt, sondern vielmehr zwischen zwei Auflagern, um diese nicht zu beschädigen. Die vollständige Wurzelnaht wird in der Einbaulage geschweißt ebenso wie die Wurzelnaht abdeckende Decklagen. Ohnehin sind in der Einbaulage weitere Schweißarbeiten erforderlich, beispielsweise um benachbarte Wärmetauscherdeltas miteinander zu verbinden.
• 4 zeigt in vergrößerter Darstellung den Firstbereich eines erfindungsgemäß errichteten Wärmetauscherdeltas 14, bereits mit angeschweißter Dampfverteilleitung 4 sowie in Vergrößerung den Bereich der einander zugewandten Längsseiten 12, 13 der Bodenbleche 5, 6. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Bodenbleche 5, 6 jeweils um 30° gegenüber der Horizontalen geneigt. Dadurch ergibt sich, dass die Stirnflächen in einem Winkel von 60° zueinander stehen, wie es in der 4 ganz unten eingezeichnet ist. Um eine Linienberührung der Längsseiten 12, 13 zu vermeiden, wurden die Bodenbleche 5, 6 zweifach angefast. Die oberen Fasen sind so bemessen, dass in der Einbaulage ein Winkel von 30° gegenüber der Vertikalen bzw. ein Öffnungswinkel von 60° zwischen den beiden Bodenblechen 5, 6 entsteht. An diese obere Fase schließt sich eine mittlere Fase an, deren Fasenwinkel der Neigung der Bodenbleche 5, 6 gegenüber der Horizontalen, d.h. in diesem Ausführungsbeispiel 30°, entspricht. Dadurch berühren sich die Bodenbleche 5, 6 in einem 2 mm breiten Bereich flächig. Dieser Bereich des flächigen Kontakts wird über die zuerst geschweißte Wurzelnaht aufgeschmolzen, so dass ein fester Verbund zwischen den beiden Bodenblechen 5,6 und damit zwischen den Rohrbündeln 2, 3 entsteht. Oberhalb der Wurzelnaht werden in der Einbaulage die bereits erwähnten Decknähte geschweißt.

1

Vormontagegestell

2

Rohrbündel

3

Rohrbündel

4

Dampfverteilleitung

5

Bodenblech

6

Bodenblech

7

Gewindebohrung

8

Vormontagewinkel

9

Winkeleisen

10

Auflager

11

Firststrebe

12

Längsseite

13

Längsseite

14

Rohrbündeldelta

Claims (4)

1. Verfahren zur Errichtung einer Kondensationsanlage, bei welchem zwei Rohrbündel (2, 3) auf einem dachförmigen Vormontagegestell (1) platziert und im Firstbereich miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrbündel (2, 3) mit ihren die Wärmetauscherrohre halternden Bodenblechen (5, 6) in Auflagern (10) an einer Firststrebe (11) des Vormontagegestells (1) platziert werden, so dass die einander zugewandten Längsseiten (12, 13) der Bodenbleche (5, 6) schweißtechnisch mittels einer Wurzelnaht miteinander verbunden werden, bevor das derart vormonierte dachförmige Rohrbündeldelta (14) von dem Vormontagegestell (1) abgehoben und in die Einbaulage verbracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wurzelnaht nur in den Bereichen geschweißt wird, in denen sich keine Auflager (10) befinden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Längskanten der einander zugewandten Längsseiten (12, 13) der im Winkel zueinander stehenden Bodenbleche (5, 6) zweifach angefast werden, so dass eine obere Fase mit größerem Fasenwinkel entsteht und eine untere Fase mit kleinerem Fasenwinkel, wobei der kleinere Fasenwinkel so gewählt wird, dass die unteren Fasen der Bodenbleche (5, 6) parallel zueinander verlaufen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Decknaht oberhalb der Wurzelnaht erst in der Einbaulage des Rohrbündeldeltas (14) geschweißt wird.