Verfahren zur Herstellung von Kondensator- oder Wärmetauscherrohrböden/-rohrplatten

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kondensator- oder Wärmetauscherrohren, wobei ein Grundwerkstoff (1) per Klebung mit einem Auflagewerkstoff (2) verbunden wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kondensator- oder Verfahren zur Herstellung von Kondensator- oder Wärmetauscherrohrböden/-rohrplatten, wobei ein Grundwerkstoff verwendet wird, der mit einem Auflagewerkstoff verbunden wird.

[0002] In Dampfkraftwerken bzw. in Gas- und Dampfturbinenkraftwerken wird in einem Kreislauf Wasser zu Dampf erhitzt und nach einem thermodynamischen Entspannungsprozess wieder zu Wasser umgewandelt. Die Umwandlung des Dampfes in Wasser geschieht an Wärmetauscherrohren bzw. an Kondensatorrohren. Diese Kondensator- bzw. Wärmetauscherrohrböden/-rohrplatten werden in der Regel mit aggressiven und korrosiven Kühlmedien wie z. B. Salz-, Fluss- oder Brackwasser beaufschlagt. Es besteht hierbei die Gefahr, dass die Kondensator- oder Wärmetauscherrohrböden/-rohrplatten durch die aggressiven bzw. korrosiven Kühlmedien angegriffen und beschädigt werden.

[0003] Die Kondensator- oder Wärmetauscherrohrböden/-rohrplatten werden deswegen mit einem ausreichenden Korrosionsschutz gegen diese Kühlmedien versehen, was dadurch geschieht, dass Bleche, die als Rohrboden bzw. Rohrplatte eingesetzt werden, mit einem Auflagewerkstoff aus Titan bzw. aus austenitischen Werkstoffen plattiert wird, wobei der Auflagewerkstoff den angemessenen Korrosionsschutz bildet.

[0004] Der Auflagewerkstoff muss eine ausreichende Haftung mit dem Grundwerkstoff aufweisen. Des Weiteren sollte eine schnelle und zügige Herstellung der Rohre möglich sein.

[0005] Es ist bekannt, den Auflagewerkstoff mit dem Grundwerkstoff mittels einer Sprengung zu verbinden. Allerdings werden bei dieser Sprengplattierung die Grundwerkstoffe und die Auflagewerkstoffe mechanisch stark beansprucht. Es ist durchaus möglich, dass der Grundwerkstoff, der z. B. aus einem Blech besteht, stark deformiert werden kann. Nach der Sprengplattierung erfolgt in der Regel ein aufwändiges Richten und Reinigen der Bleche. Nach diesem Verfahrensschritt erfolgt häufig eine zerstörende oder zerstörungsfreie Prüfung des hergestellten Werkstoffes.

[0006] Die Herstellungskosten solcher Bauteile sind aufgrund des aufwändigen Herstellungsverfahrens vergleichsweise hoch.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges Herstellungsverfahren anzugeben.

[0008] Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von Kondensator- oder Wärmetauscherrohrböden/-rohrplatten, wobei ein Grundwerkstoff verwendet wird, der mit einem Auflagewerkstoff verbunden wird, wobei der Auflagewerkstoff mit einem Kleber auf dem Grundwerkstoff verklebt wird.

[0009] Die Erfindung geht somit von dem Gedanken aus, nicht mehr die aufwändige Sprengplattierung zu verwenden, sondern den Auflagewerkstoff mit Hilfe von geeigneten Klebern auf den Grundwerkstoff zu kleben. Eine Sprengplattierung würde somit gänzlich entfallen. Durch die Klebung würden sich dadurch Kostenvorteile von über 50% ergeben. Ein weiterer Vorteil des Klebeverfahrens gegenüber der Sprengplattierung liegt darin, dass kürzere Fertigungszeiten möglich sind, da die aufwändigen Maßnahmen für die Sprengplattierung entfallen. Des Weiteren sind geringere Sicherheitsrisiken beim Kleben vorhanden im Vergleich zu den hohen Sicherheitsrisiken beim Umgang mit Sprengstoffen.

[0010] Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0011] So ist es vorteilhaft, die Fügeteile bis zur Aushärtung durch Fixierung gegen Verschieben zu sichern. Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, nach dem Aufbringen des Klebers den Grundwerkstoff gegenüber dem Auflagewerkstoff zu verschieben, um dadurch eine optimale Ausrichtung des Auflagewerkstoffs gegenüber dem Grundwerkstoff zu haben. Anschließend wird der Auflagewerkstoff gegenüber dem Grundwerkstoff fixiert.

[0012] Vorteilhafterweise wird der Kleber mit einem Pinsel, einer Rolle oder einem Spachtel aufgetragen. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung wird der Kleber einseitig entweder nur auf dem Grundwerkstoff oder nur auf dem Auflagewerkstoff aufgebracht. Dadurch ist eine vergleichsweise schnelle Fertigung möglich, da der Kleber lediglich nur auf einer Seite aufgebracht werden muss.

[0013] Vorteilhafterweise wird ein Kleber auf Basis von Epoxidharz verwendet. Messungen und Versuche haben gezeigt, dass eine optimale Verbindung zwischen dem Grundwerkstoff und dem Auflagewerkstoff möglich ist durch die Verwendung von Epoxidharz als Klebestoff.

[0014] In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird als Grundwerkstoff Blech und als Auflagewerkstoff Titan oder ein austenitischer Werkstoff verwendet. Gerade diese Kombination führt zu einem hervorragenden Schutz gegenüber Korrosion beim Einsatz in aggressiven bzw. korrosiven Kühlmedien.

[0015] Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

einen Vergleich zwischen dem herkömmlichen Sprengplattierverfahren und dem erfindungsgemäßen Klebeverfahren;

Figur 2

eine Querschnittsansicht.

[0016] In der Figur 1 wird zunächst ein Grundwerkstoff 1 angeordnet und eventuell mittels Vorrichtungen ortsfest fixiert. Im Verfahren gemäß dem Stand der Technik, was durch eine Sprengplattierung erfolgt, wird in einem nächsten Verfahrensschritt ein Auflagewerkstoff 2 über dem Grundwerkstoff 1 in geeigneter Weise angeordnet. Zwischen dem Auflagewerkstoff 2 und dem Grundwerkstoff 1 ist ein geringfügiger Spalt 4, wobei in der Darstellung gemäß Figur 1 der Spalt 4 übertrieben stark dargestellt ist.

[0017] In einem nächsten Verfahrensschritt wird in geeigneter Weise eine Sprengladung, die als lose Schüttung ausgebildet ist, lokal in die Nähe des Auflagewerkstoffs 2 aufgebracht. Durch eine Detonation, die durch Detonationspfeile 5 symbolisiert sind, erfolgt eine Druckwelle, die auf den Auflagewerkstoff 2 wirkt. Dadurch erfolgt eine Kraft, die den Auflagewerkstoff 2 unter großer Kraftentfaltung mit dem Grundwerkstoff 1 verbindet. Nachteilig ist hierbei, dass die Oberfläche durch eventuell auftretende Kräfte Inhomogenitäten wellig ausgebildet ist.

[0018] Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein Kleber 3, der auf Basis von Epoxidharzen hergestellt ist, eingesetzt wird. Erfindungsgemäß wird in einem ersten Verfahrensschritt der Grundwerkstoff 1 ortsfest fixiert und mit dem Kleber 3 versehen. In einer alternativen Ausführungsform kann der Auflagewerkstoff 2 ortsfest fixiert und mit dem Kleber 3 versehen werden. Das Auftragen des Klebers 3 erfolgt mittels eines Pinsels, einer Rolle oder eines Spachtels. Die Auftragung sollte dabei derart sein, dass die Dichte-Verteilung des Klebers 3 auf der Oberfläche des Grundwerkstoffs 1 bzw. des Auflagewerkstoff 2 gleichmäßig ist.

[0019] In einem nächsten Verfahrensschritt wird der Grundwerkstoff 1 mit dem Auflagewerkstoff 2 miteinander verklebt, wobei zu Beginn der Härtezeit des Klebers 3 der Grundwerkstoff 1 gegenüber dem Auflagewerkstoff 2 verschoben werden kann, um somit ein Ausrichten der beiden Werkstoffe zu ermöglichen. Die Härtezeit des Klebers 3 ist diejenige Zeit, in der der Kleber 3 durch chemische Prozesse den Grundwerkstoff 1 mit dem Auflagewerkstoff 2 mechanisch/physikalisch (adhesiv) verbindet. Nach der Härtezeit ist der Kleber 3 in der Regel ausgehärtet und ein Verschieben des Grundwerkstoffs 1 gegenüber dem Auflagewerkstoff 2 ist anschließend nicht mehr möglich.

[0020] Als Grundwerkstoff 1 wird ein Blech verwendet. Als Auflagewerkstoff 2 wird Titan oder austenitischer Werkstoff verwendet. Der Auflagewerkstoff 2 wird im Betrieb aggressiven und korrosiven Fluidmedien ausgesetzt.

[0021] In der Figur 2 ist eine Querschnittsansicht eines Wärmetauscherrohrboden/-rohrplatte (6) zu sehen. Die Wärmetauscherrohrböden/-rohrplatten werden mittels Kondensator- oder Wärmetauscherrohre (9) an Durchstoßstellen (7) durchstoßen und schaffen somit eine strömungstechnische Verbindung zwischen einem Kühlwasserraum (8) und dem Inneren der Kondensator- oder Wärmetauscherrohre (9). Die Kondensator- oder Wärmetauscherrohre (9) werden mit den Wärmetauscherrohrböden/-rohrplatten fest verbunden.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Kondensator- oder Wärmetauscherrohrböden/-rohrplatten,
wobei ein Grundwerkstoff (1) verwendet wird, der mit einem Auflagewerkstoff (2) verbunden wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Auflagewerkstoff (2) mit einem Kleber (3) auf dem Grundwerkstoff (1) verklebt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei nach dem Verkleben der Grundwerkstoff (1) mit dem Auflagewerkstoff (2) während der Härtezeit des Klebers (3) fixiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der Kleber (3) mittels Pinsel, Rolle oder Spachtel aufgetragen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
wobei der Kleber (3) einseitig entweder nur auf dem Grundwerkstoff (1) oder nur auf dem Auflagewerkstoff (2) aufgebracht wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei ein Kleber (3) auf Basis von Epoxidharz verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei ein Blech als Grundwerkstoff (1) verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei ein Auflagewerkstoff (2) aus Titan oder austenitischen Werkstoffen verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Grundwerkstoff (1) und der Auflagewerkstoff (2) zu Rohren verarbeitet werden.

Zeichnung