DE2459275B2

DE2459275B2 - Einrichtung zur Lecküberwachung zwischen zwei Kühlmittelkreisläufen in einem Wärmetauscher, insbesondere zur Rückkühlung von Transformatoren

Info

Publication number: DE2459275B2
Application number: DE2459275A
Authority: DE
Inventors: Gerhard 8500 Nuernberg Dolak
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1974-12-14
Filing date: 1974-12-14
Publication date: 1979-10-31
Also published as: DE2459275C3; DE2459275A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung von Lecks zwischen zwei Kühlmittelkreisläufen in einem Wärmetauscher, insbesondere in Wärmelauschern zur Rückkühlung von Transformatoröl mit Wasser, wobei die beiden unter Überdruck stehenden Kühlmittelflüssigkeiten durch doppelwandige, Zwischenräume enthaltende Rohre und Rohrböden voneinander getrennt sind und wobei die Zwischenräume miteinander verbunden und mit einer Leckanzeigeflüssigkeit gefüllt sind mit zwei daran angeschlossenen Lcckanzeigevorrichtungcn für die Anzeige von Lecks von jeweils einem der Kühlmittelkreisläufc in den Zwischenraum, wobei das spezifische Gewicht der Leckanzeigeflüssigkeit kleiner ist als das von Wasser.

Wärmetauscher mit Doppelrohren und Doppelböden sind an sich bekannt Bei diesen Wärmetauschern ist die jeweils äußere Wandung der Doppelrohre kühlmitteldicht in die jeweils innere Wand der Rohrböden eingelassen und die innere Wandung der Doppelrohre ist ebenfalls kühlmitteldicht jedoch in die äußere, einem Sammelraum zugekehrte Wand der Rohrböden eingesetzt. Auf diese Weise sind in allen die beiden

ίο Kühlmittelflüssigkeiten voneinander trennenden Wänden Zwischenräume geschaffen, die miteinander in Verbindung stehen. Da die Kühlmiltelflüssigkeiten üblicherweise durch Pumpen bewegt werden, ist der Druck in beiden Kühlmitteiflüssigkeiten im Bereich des

I^ Wärmetauschers größer als der rein statische Druck, der sich bei Füllung lediglich des Wärmetauschers ergeben würde.

Bei einem innenliegenden Leck an einem der beiden Kühlmittelkreise dringt Kühlmittelflüssigkeit in den Zwischenraum ein und füllt diesen. Zur Verkürzung der Ansprechzeit eines Überwachungsgerätes ist es üblich, den Zwischenraum mit einer Leckanzeigeflüssigkeit zu füllen und deren Oberfläche in einem Ausdehnungsgefäß auf durch ein Leck verursachte Schwankungen hin zu überwachen.

Durch die FR-PS 12 77 494 und die GB-PS 9 17 758, von denen die erste eine Cinrichü'ng gemäß dem Oberbegriff des hauptanspruches zeigt, sind bereits entsprechend aufgebaute Wärmetauscher bekannt, die durch unterschiedliche Leckanzeigegeräte überwacht sind. Unbefriedigend bei diesen bekannten Lösungen ist, daß diese Leckanzeigegeräte ausschließlich der Überwachung von Lecks in den Wärmetauschern dienen, so daß die Zahl der zur Überwachung eingesetzten Geräte verhältnismäßig groß ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, zur Überwachung von Lecks an derartigen Wärmetauschern eine Einrichtung zu schaffen, die einfach und betriebssicher arbeitet und außerdem anzeigt, in welchem der beiden vorhandenen X'ihlmittelkrcise ein evtl. aufgetretenes Leck liegt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst durch die Merkmalskombination, daß der räumlich tiefste Teil vom Zwischenraum des räumlich tieferliegenden Rohrbodens über ein Absperrorgan an ein Wassermeldegerät und der oberste Teil vom Zwischenraum des höher liegenden Rohrbodens an ein Ausdehnungsgefäß für als Leckanzeigeflüssigkeit die· nendes Transformatoröl angeschlossen ist und daß in dem Ausdehnungsgefäß eine Sonde zur Überwachung der Oberfläche der Leckanzeigeflüssigkeit und ein Entlüftungsventil vorgesehen ist.

Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verringerung des elcklrischcn Widerstandes der eine Elektrode im Wassermeldegcrät umgebenden Flüssigkeit zu einem Ansprechen des Wassermeldegerätes führt und daß die Sonde im Ausdehnungsgefäß bei einem Ansteigen des Flüssigkcitsspiegels unabhängig von der Art der eindringenden Flüssigkeit anspricht.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß sowohl vom Wassermeldegerät als auch von der Sonde mindestens je ein Zustaridsänderungen anzeigender Stromkreis ausgeht, und daß diese Stromkreise in einem Anzeigegerät logisch miteinander verknüpft sind.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist sehr vorteil-

haft, weil sie auf einfache An und Weise eine sichere Überwachung der Kühlmittelkreisläufe in einem Wärmetauscher gewährleistet und darüber hinaus beim Auftreten eines Fehlers auch angibt, auf welcher Seite der Fehler liegt. Außerdem ermöglichen die von dem Wassermeldegerät und der Sonde ausgehenden Stromkreise den einfachen und funktionssicheren Aufbau einer Fernanzeige.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert

Ein Kessel 14 mit einem ölzulaufrohr 12 und einem ölablaufrohr 13 ist unten durch einen Rohrboden 15 und oben durch einen Rohrboden 16 abgeschlossen. Eine Trennwand 17 teilt eine unter dem Rohrboden 15 vorgesehene Kammer in zwei Teile in deren einen ein Zulaufrohr 10 und in deren anderen ein Rücklaufrohr 11 für Kühlwasser mündet Oberhalb des Rohrbodens 16 ist ein Dom 18 zur Umlenkung des Kühlwassers angeordnet.

Der Rohrboden 15 und der Rohrboden 16 sind doppelwandig ausgeführt und durch ebenfalls doppclwandige Rohre i9 miteinander verbunden. Dabei sind die äußeren ölseitigen Wände der Rohre 1ΰ dicht in die ölseitigen Wände der Rohrboden 15 und 16 eingesetzt und die inneren, wasserseitigen Wände der Rohre 19 dicht in die wasserseitigen Wände der Rohrboden 15 und 16 eingepreßt. Die durch die cioppeiwandige Ausführung der Rohre 19 und der Rohrboden 15 und 16 gebildeten Zwischenräume sind miteinander verbunden und haben am Rohrboden 15 eine Anschlußleitung I für ein Wassermeldegerät 8 und am Rohrboden 16 eine Anschlußleitung 2 für ein Ausdehnungsgefäß 3. Bei im Betriebszustand liegendem Kessel 14 ist das Ausdehnungsgefäß 3 in der gestrichelt dargestellten Position.

In die Anschlußleitung I ist ein Absperrorgan 7 eingefügt, das ein Auswechseln des Wassermeldegcrätes 8 ohne Außerbetricbsetzcn des Wärmetauschers ermöglicht Das Wassermeldcgerät 8 hat einen .Sammelbehälter 5 in dem elektrisch isoliert eine Elektrode 6 vorgesehen ist, über die beim Eindringen von elektrisch leitfähigeni Wasser in den Sammelbehälter 5 ein Stromkreis geschlossen wird.

Die miteinander verbundenen Zwischenräume in den doppelwandigen Rohrboden i5, 16 und in den Rohren 19 sind ebenso wie die Anschlußleitungen 1 und 2 sowie der Sammelbehälter 5 des Wasscrmeldcgerätes 8 vollständig mit einer Leckanzeigeflüssigkeit 20 gefüllt. Dagegen ist das Ausdehnungsgefäß 3 im Betriebszustand nur teilweise mit Leckanzeigeflüssigkeit 20 gefüllt, so daß über deren Oberfläche im Ausdehnungsgefäß 3 ein Luftpolster verbleibt. In eine der Seitenwände des Ausdehnungsgefäßes 3 ist eine Sonde 4 eingesetzt, die beim Ansteigen der Flüssigkeitsoberfläche über ein vorgesehenes Maß einen Stromkreis schließt. Im Deckel des Ausdehnungsgefäßes 3 ist darüber hinaus ein Entlüftungsventil 9 vorgesehen, durch das heim Einfüllen der Leckanzeigeflüssigkeit 20 die verdrängte Luft entweicht.

Im Betriebszustand befindet sich, solange kein Fehler auftritt, die Elektrode 6 im Wassermeldegeräi 8 mit ihrem Fühler in der elektrisch nichtleitenden Leckjnzeigeflüssigkeit 20 und die Sonde 4 im Ausdehnungsgefäß 3 liegt im Bereich des Luftkissens über der Oberfläche der Leckanzeigeflüssigkeit 20. Demzufolge ist sowohl der durch die Elektrode 6 führende als auch der durch die Sonde 4 im Ausdehnungsgefäß 3 geführte Stromkreis geöffnet.

Eine Änderungdieses Schaltzustandes erfolgt, sobald zwischen dem mit Leckanzeigeflüssigkeit 20 gefüllten Raum und einem der angrenzend n Räume ein Leck äuflnti. Licgi uicscb Leck in einer Wi)-¹U zwischen der Leckanzeigeflüssigkeit 20 und dem unter einem höheren Druck stehenden Transformatoröl. so dringt letzteres in den Zwischenraum ein und die Flüssigkeitsoberfläche im Ausdehnungsgefäß 3 steigt an und schließt über die Sonde 4 den durch diese geführten Stromkreis. Dabei bleibt das Wassermeldegerät 8 unbeeinflußt.

Tritt jedoch ein Leck in einer Wand zwischen der Leckanzeigeflüssigkeit 20 und dem mit elektrischen leitfähigem Wasser gefüllten Raum auf, so steigt zwar die Oberfläche der Leckanzeigeflüssigkeit 20 ebenfalls an und schließt den Kontakt in der Sonde 4. darüber hinaus wird jedoch auch der durch die Elektrode 6 geführte Stromkreis geschlossen, weil das Wasser schwerer ist als die Leckanzeigeflüssigkeit 20 und diese aus dem Sammelbehälter 5 verdrängt.

Durch eine entsprechende, nicht dargestellte logische Verknüpfung der beiden Stromkreise in einem gemeinsamen Anzeigegerät wird daher beim Schließen lediglich des von der Sonde 4 ausgehenden Stromkreist, ein ölseitiges, beim Schließen beider Stromkreise dagegen ein wasserseitiges Leck angezeigt.

Wird als Kühlmittel entsalztes und somit elektrisch nicht leitendes Wasser verwendet, ist statt der Elektrode 6 eine Sonde zu verwenden, die im hehlerfall durch Kapazitätsänderung die Funktion der Elektrode 6 erfüllt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Überwachung von Lecks zwischen zwei Kühlmittelkreisläufen in einem Wärmetauscher, insbesondere in Wärmetauschern zur Rückkühlung von Transformatoröl mit Wasser, wobei die beiden unter Überdruck stehenden Kühlmittelflüssigkeiten durch doppelwandige, Zwischenräume enthaltende Rohre und Rohrböden voneinander getrennt sind und wobei die Zwischenräume miteinander verbunden und mit einer Leckanzeigeflüssigkeit gefüllt sind, mit zwei daran angeschlossenen Leckanzeigevorrichtungen für die Anzeige von Lecks von jeweils einem der Kühlmittelkreisläufe in den Zwischenraum, wobei das spezifische Gewicht der Leckanzeigeflüssigkeit kleiner ist als das von Wasser, gekennzeichnet durch die Merkmalskombination, daß der räumlich tiefste Teil vom Zwischenraum des räumlich tiefer liegenden Rohrbodens (15) über ein Absperrorgan (7) an ein Wassermeldegerät (8) und der oberste Teil vom Zwischenraum des höher liegenden Rohrbodens (16) an ein Ausdehnungsgefäß (3) für als Leckanzeigeflüssigkeit (20) dienendes Transformatoröl angeschlossen ist, und daß in dem Ausdehnungsgefäß (3) eine Sonde (4) zur Überwachung des Spiegels der Leckanzeigeflüssigkeit (20) und ein Entlüftungsventil (9) vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung des elektrischen Widerstandes der eine Elektrode (6) im Wassermeldegerät (8^ umgebenden Flüssigkeit zu einem Ansprechen des Wassermeldegerätes (8) führt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (4) im Ausdehnungsgefäß (3) bei einem Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels unabhängig von der Art der eindringenden Flüssigkeit anspricht.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl vom Wassermeldegcrät (8) als auch von der Sonde (4) mindestens je ein Zustandsänderungen anzeigender Stromkreis ausgeht, und daß diese Stromkreise in einem Anzeigegerät logisch miteinander verknüpft sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von elektrisch nicht leitendem Wasser anstelle der Elektrode (6) eine Sonde mit einem Kondensator zur Überwachung der Dielektrizitätskonstanten der in dem Wassermeldegcrät (8) vorhandenen Flüssigkeit vorgesehen ist.