Procedimiento para la limpieza de un intercambiador de calor.

Procedimiento de limpieza de la cámara secundaria (6) bañada por el líquido refrigerante secundario durante el funcionamiento de un intercambiador de calor (2) de una planta nuclear,

de los depósitos (12) formados durante el funcionamiento en y sobre la superficie de la cámara secundaria (6), que consta de los pasos siguientes:

- vaciado del refrigerante secundario de la cámara secundaria (6) del intercambiador de calor (2),

- secado de los depósitos (12) estando la mayor parte de la cámara secundaria (6) vacía del líquido refrigerante secundario y

- introducción de una solución de limpieza en la cámara secundaria (6), para ello se somete la cámara secundaria (6) a una presión negativa para secar los depósitos (12) y se introduce la solución de limpieza en la cámara secundaria (6) sometida a una presión negativa.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/068258.

Solicitante: AREVA GmbH.

Inventor/es: AMMANN,FRANZ, HOLLWEDEL,URSULA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B08B9/023 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B08 LIMPIEZA.B08B LIMPIEZA EN GENERAL; PREVENCION DE LA SUCIEDAD EN GENERAL (cepillos A46; dispositivos para limpieza del hogar o análogos A47L; separación de partículas sólidas de líquidos o gases B01D; separación de sólidos B03, B07; pulverización o aplicación de líquidos u otros materiales fluidos sobre superficies en general B05; dispositivos de limpieza para transportadores B65G 45/10; operaciones combinadas de lavado, llenado y cierre de botellas B67C 7/00; inhibición de la corrosión o de la incrustación en general C23; limpieza de calles, de vías férreas, de playas o de terrenos E01H; partes constitutivas, detalles o accesorios de piscinas para nadar o para chapotear especialmente adaptados a la limpieza E04H 4/16; protección contra las cargas electrostáticas o supresión de estas cargas H05F). › B08B 9/00 Limpieza de objetos huecos por métodos o con aparatos especialmente adaptados a este efecto (B08B 3/12, B08B 6/00 tienen prioridad). › Limpieza de las superficies externas.
  • F22B37/48 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F22 PRODUCCION DE VAPOR.F22B METODOS DE PRODUCCION DE VAPOR; CALDERAS DE VAPOR (conjuntos funcionales de las máquinas de vapor en las que predominan los aspectos motores F01K; retirada de los productos o residuos de combustión, p. ej. limpieza de las superficies contaminadas por combustión de tubos y quemadores, F23J 3/00; sistemas de calefacción central doméstica que emplea vapor F24D; intercambio de calor o transferencia de calor en general F28; producción de vapor en los núcleos de los reactores nucleares G21). › F22B 37/00 Partes constitutivas o detalles de las calderas de vapor (dispositivos para la ventilación F16K 24/00; purgadores del agua de condensación o aparatos similares F16T). › Dispositivos o disposiciones para retirar el agua, los minerales o los lodos de las calderas (limpieza de los tubos del agua, de los hornos o similares en las calderas F23J, F28G).
  • F28G9/00 F […] › F28 INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL.F28G LIMPIEZA DE LAS SUPERFICIES INTERNAS O EXTERNAS DE LOS CONDUCTOS DE INTERCAMBIO DE CALOR O DE TRANSFERENCIA DE CALOR, p. ej. TUBOS DE AGUA DE CALDERAS (limpieza de cañerías o tubos en general B08B 9/02; dispositivos o disposiciones para retirar el agua, los minerales o los lodos de las calderas durante su funcionamiento, o que permanecen en posición mientras la caldera funciona, que están específicamente concebidos para las calderas sin otra aplicación F22B 37/48; retirada o tratamiento de los productos o residuos de la combustión F23J; retirada del hielo de los aparatos intercambiadores de calor F28F 17/00). › Limpieza por descarga de agua o lavado, p. ej. con solventes químicos (dispositivos que utilizan chorros de fluido para retirar los residuos F28G 1/16, F28G 3/16).

PDF original: ES-2537807_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la limpieza de un ¡ntercambiador de calor

La Invención se refiere a un procedimiento de limpieza de la cámara secundaria de un ¡ntercambiador de calor, en especial de un generador de vapor de una planta nuclear. Con tal procedimiento, que se deduce por ejemplo de la patente EP 198 34 A1, se eliminan los depósitos existentes en la parte secundaria de un generador de vapor, que se forman allí durante el funcionamiento.

Un ¡ntercambiador de calor dispone de una cámara primaria y de una cámara secundaria, que durante el funcionamiento se bañan respectivamente con un líquido refrigerante primario y secundario, que circula a través de ellas. El refrigerante primario calienta al refrigerante secundario que fluye a través de la cámara secundaria, cediendo de este modo una parte de su calor. Un intercambiador de calor especial es el generador de vapor de una planta nuclear. En un reactor de agua a presión se alimenta el líquido refrigerante primario, calentado en el núcleo del reactor, a un generador de vapor. Mediante el generador de vapor se calienta o evapora un liquido refrigerante secundario, con el que a su vez se acciona un generador para la producción de electricidad.

Los tubos del ¡ntercambiador de calor propiamente dichos se fabrican normalmente con aleaciones resistentes a la corrosión, mientras que los recipientes y los soportes de los tubos del intercambiador de calor normalmente se fabrican con acero al C o con otros aceros de aleaciones pobres. Durante el funcionamiento de una planta nuclear, estas piezas están sometidas a la corrosión. Los productos de la corrosión, principalmente la magnetita (Fe34), se depositan como incrustaciones sobre las superficies de la cámara secundaria del intercambiador de calor. Estos depósitos e incrustaciones están formados principalmente por magnetita, pero contienen también cobre, níquel, cinc, cromo y otros elementos asi como sus compuestos.

El lado primario o de los tubos de un ¡ntercambiador de calor, es decir, el lado interior de los tubos del ¡ntercambiador de calor, es relativamente sencillo de alcanzar a través de la cámara de agua del lado primario y por ello es relativamente sencillo de limpiar de los depósitos eventualmente presentes. La cámara secundaria de un intercambiador de calor tiene un acceso relativamente malo y por lo tanto resulta más difícil de limpiar.

Normalmente un haz de tubos del ¡ntercambiador de calor penetra en la cámara secundaria. En tal haz de tubos, los lados exteriores o de encamisado de los tubos del intercambiador de calor se tapan mutuamente. Por ello son difíciles de eliminar los depósitos existentes en el lado del encamisado. Aparte del haz de tubos se hallan en la cámara secundaria otros accesorios y soportes para fijar los tubos del ¡ntercambiador de calor. Entre los tubos del ¡ntercambiador de calor y dichos soportes existe un gran número de rendijas y hendiduras de difícil acceso, en las que pueden acumularse los depósitos.

Los depósitos existentes en la cámara secundaria conllevan diversos problemas técnicos. Los depósitos existentes sobre la superficie de los tubos del ¡ntercambiador de calor provocan un empeoramiento de la transmisión de calor entre el refrigerante primario y el secundario. Además, los depósitos activan diversos mecanismos de deterioro. Por ejemplo, pueden acelerar la corrosión de los componentes en cuestión.

Para solucionar estos problemas técnicos se limpia la cámara secundaria del ¡ntercambiador de calor y en la medida de lo posible se limpia de los depósitos. En el caso de los generadores de vapor de una planta nuclear puede llevarse a cabo una limpieza total o bien una limpieza llamada de mantenimiento (maintenance cleaning). En el caso de la limpieza de mantenimiento se elimina solamente una parte de los depósitos existentes. El objetivo de la limpieza de mantenimiento consiste en eliminar los depósitos hasta tal punto que se elimine aproximadamente aquella cantidad de suciedad del generador de vapor que se ha formado desde la última limpieza de mantenimiento. De este modo puede conservarse el estado del generador de vapor o eventualmente mejorarse ligeramente.

Los procedimientos mecánicos de limpieza para eliminar los depósitos, por ejemplo un lavado del fondo del tubo, tienen una eficacia limitada o pueden emplearse solo con limitaciones debido a la mala accesibilidad de la cámara interior del generador de vapor. Por lo tanto, para eliminar los depósitos e incrustaciones se recurre sobre todo a procedimientos químicos de limpieza.

En el documento DE 12 38 73 A1 se describe un procedimiento químico de limpieza. Se llena el generador de vapor con una solución de limpieza, que contiene un complejante (secuestrante, quelante) para disolver los depósitos ferruginosos, y se trata a temperaturas de hasta 14°C y presiones comprendidas entre 6 y 1 bares. Para el mezclado a fondo de la solución de limpieza se somete el generador de vapor a descompresiones repentinas. Una vez se han disuelto los depósitos ferruginosos se vacía la solución de limpieza del generador de vapor. Si los depósitos contienen además cobre o compuestos de cobre, entonces estos se disuelven a continuación con una solución alcalina de limpieza en presencia de un oxidante y un secuestrante.

Otro procedimiento de limpieza se describe en EP 198 34 A1. A diferencia del procedimiento de limpieza recién descrito, ahora se disuelven en primer lugar los compuestos de cobre y después los depósitos ferruginosos (magnetita).

Se conocen también procedimientos, en los que se eliminan no solo la magnetita sino también el cobre con una solución de limpieza, es decir, sin vaciado intermedio y nuevo llenado del generador de vapor. Una vez disuelta la magnetita se altera la solución de limpieza existente dentro del generador de vapor con el fin de que a continuación puedan disolverse el cobre y los compuestos de cobre. Un procedimiento de este tipo se describe por ejemplo en la patente DE 198 54 342 A1.

Por la publicación de patente US 3,13,99 se conoce un procedimiento, en el que se trata el lado primario de un generador de vapor. Una vez vaciado el líquido refrigerante se llena el generador de vapor en primer lugar con una solución de limpieza. Una vez vaciada esta solución de limpieza se secan los depósitos (incrustaciones). A continuación se tratan estos depósitos con otra solución de limpieza.

En el documento US 6,523,52 B1 se describe un procedimiento para una planta nuclear que tiene como objetivo impedir el taponamiento de los tubos en U del lado primario de un generador de vapor que pudieran causar los depósitos de magnetita desconchados (desprendidos). Estos depósitos de magnetita provocan tensiones internas durante el enfriamiento del intercambiador de calor y por ello revientan separándose de la superficie de los tubos. Por lo tanto se puede evitar el taponamiento de los tubos en forma de U si estos se tratan con aire comprimido durante el proceso de enfriamiento, de modo que los copos, que caen al fondo, salgan expulsados por soplado de los tubos.

Un inconveniente de los procedimientos químicos mencionados es sobre todo al consumo elevado de productos químicos de limpieza.

El objetivo de la presente invención consiste en desarrollar un procedimiento alternativo de limpieza, que trabaje con mejor eficacia y por lo tanto con menor consumo de productos químicos.

El objetivo se alcanza con el procedimiento definido en la reivindicación 1.

El procedimiento de la invención para la limpieza de la cámara secundaria de un intercambiador de calor del tipo descrito en la introducción consta de los pasos siguientes: Se secan los depósitos existentes en la cámara secundaria, para ello se vacía la mayor cantidad posible del refrigerante secundario de la cámara secundaria. A continuación se introduce la solución de limpieza en la cámara secundaria.

El procedimiento de la invención se basa en las siguientes consideraciones: Se ha podido demostrar que los depósitos existentes en la cámara secundaria del Intercambiador de calor pueden desestabilizarse mecánicamente con un secado. A raíz del secado, los depósitos se desconchan por lo menos parcialmente de la superficie de la cámara secundaria. Los depósitos existentes en el lado del encamisado de los tubos del intercambiador de calor se desprenden en su mayor parte y caen al fondo del tubo. De este modo se puede eliminar por lo menos una parte de los depósitos existentes en la superficie de la cámara secundaria sin emplear productos químicos. Los depósitos eliminados de este modo se acumulan en el fondo de los tubos del intercambiador de calor. Los depósitos todavía existentes en la superficie se eliminan a continuación por lo menos parcialmente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de limpieza de la cámara secundaria (6) bañada por el líquido refrigerante secundario durante el funcionamiento de un intercambiador de calor (2) de una planta nuclear, de los depósitos (12) formados durante el funcionamiento en y sobre la superficie de la cámara secundaria (6), que consta de los pasos siguientes:

- vaciado del refrigerante secundario de la cámara secundaria (6) del intercambiador de calor (2),

- secado de los depósitos (12) estando la mayor parte de la cámara secundaria (6) vacía del líquido refrigerante secundario y

- introducción de una solución de limpieza en la cámara secundaria (6), para ello se somete la cámara secundaria (6) a una presión negativa para secar los depósitos (12) y se introduce la solución de limpieza en la cámara secundaria (6) sometida a una presión negativa.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la solución de limpieza se calienta a una temperatura comprendida entre 4°C y 16°C.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la solución de limpieza se calienta por introducción de vapor caliente en la cámara secundaria (6).

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la solución de limpieza de la cámara secundaria (6) se lleva a ebullición.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los depósitos (12) existentes en la cámara secundaria (6) se elimina de dicha cámara por lo menos parcialmente por enjuague.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se limpia la cámara secundarla (6) del intercambiador de calor (2) de los depósitos (12), que en su mayor parte son de magnetita.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como intercambiador de calor se limpia el generador de vapor (2) de una planta nuclear.


 

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