144250. lajstromszámú szabadalom • Üzemeljárás szénsavturbinás erőművekhez

Megjelent: 1958. szeptember 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.250. SZÁM 14. c. OSZTÁLY — LE—150. ALAPSZÁM Üzemeljárás szénsavturbinás erőművekhez Lévai András oki. gépészmérnök és Halász Dénes oki gépészmérnök. A bejelentés napja: 1951. november 24. A szénsavturbinák különleges üzemviszonyok között dolgoznak, amennyiben nem hőenergiát, hanem a földből rendszerint a környezet hőfokán kiáramló nagynyomású gáz potenciális energiáját használják fel munka előállítására. A nagynyomással együttjáró potenciális energia kihasználásánál szükséges adiabatikus expa.izió hőfokeséssel jár, ami figyelemmel a szénsav aránylag nagy dermedési hőfokára, a szénsavturbina üzemére mértékadó befolyást gyakorol. A szénsav természetes állapotában vizet, illetőleg vízgőzt tartalmaz és így a szénsavnak mély hőfokra való lehűtése folytán a vízből hó keletkezik, amely a csővezetékben és a turbinalapátokban jegesedést idézhet elő. A találmány értelmében ezen káros hatást megszüntetjük azáltal, hogy a szénsavat a turbinába való beömlés előtt nedvszívó anyagon való áthajtással víztelenítjük. A költségek csökkentése érdekében nedvszívó anyagul olyant váalsztunk, amely melegítéssel, vagy más úton regenerálható, például égetett meszet, szálas anyagot, vagy különleges műgyantát. A víz, vagy vízgőz káros hatását kiküszöbölhetjük még azáltal, hogy a munkafolyamatot úgy vezetjük, hogy a gáz ne hűljön sehol 0 C° alá, amit úgy érünk el, hogyha a szénsav hőfoka a 0 C°-ot megközelíti, a turbinából kicsapoljuk és egy hőkicserélőben a környezet levegőjével, külön tüzelés melegével, vagy ellennyomású gőzturbina gőzével felmelegítjük. A szénsavkincs jobb kihasználása érdekében a ta•'• lálmány szerint kombináljuk a szénsavturbina működését egy ellennyomású gőzturbinával olyan módon, hogy ismert gőzkazánban nagynyomású gőzt : állítunk elő, azt egy gőzturbinában kb. 70—80 C°-ig munkavégzés közben expandáltatjuk és ezen gőzzel i végezzük el a szénsavnak a szénsavturbinában szükj séges közbeeső túlhevítését. j A nagynyomással rendelkezésre álló szénsav a j. szénsavturbinában, annak első részében 0 C°-ig •' fog expandálni, azután kicsapoljuk a turbinából, ; egy hőkicserélőn az ellennyomású gőzzel 70—80 C°-ra felmelegítjük állandó nyomás mellett, ezután újra visszavezetjük a szénsavturbinába és megint csak 0 C°-ig engedjük expandálni. A közbeeső túlhevítést annyiszor, gyakorlatilag 2—3-szor alkalmazzuk, míg a szénsav nyomása 1 atmoszférára csekken. * Az egész kombinált üzem egyesített hatásfoka az ellennyomású energiatermelés hatásfoka lesz, tehát kb. 1200—1300 kcal/kwó s a gáz hőfoka sehol sem csökken a 0 C° alá és így hóveszélytől nedves gáz esetén sem ke(

ll tartani. Számbavehetően fokozhatjuk a találmány értelmében az erőmű gazdaságosságát azáltal, ha a villamos generátor és transzformátor körléghűtőjét, ül. hűtőjét szénsavval hűtjük olyan módon, hogy a hideg szénsav 60—70 C°-ra felmelegedik. Ez a villamosberendezéseknek jó hűtést ad, viszont a szénsavturbina a meleget elvileg 100% hatásfokkal . munkára alakítja át. Ezáltal 4—5% tüzelőanyagmegtakarítást érhetünk el. A szénsavturbina. és a hozzátartozó hőkicserélő edények súlyát, helyszükségletét és veszteségét lényegesen csökkentjük a találmány értelmében olyan módon, hogy a hőkicserélő edények melegátadó felületét magába a turbinába építjük be és két futókerék között kombinálva a vezetőkerék lapátozásával. Ezáltal megtakarítjuk a gáznak kétvagy háromszoros irányeltéréssel járó kivezetését s ugyanilyen módon való visszavezetését, valamint a nagy átmérőjű kicsapoló vezetékeket. Mivel a fűtőgőz a szénsav súlyának csak 1/12^—1/15-e, annak bevezetése sokkal egyszerűbb feladat. A szénsav melegátadási tényezője az aránylag nagy axiális sebesség mellett igen nagy, a kondenzáló gőzé szintén, úgyhogy aránylag nagyon kis melegátadó felülettel kijövünk. A súrlódási veszteség pedig alig lesz nagyobb, mint a megcsapolásos kivitelnél. Szabadalmi igénypontok: 1. Üzemeljárás szénsavturbinás erőművekhez, jellemezve azzal, hogy a szénsavturbinát tüzeléssel termelt gőzzel működő ellennyomású gőzturbinával kombináljuk olymódon, hogy gőzturbina kipuffogó gőzével hevítjük túl a szénsavturbinában expanzió közben csökkent hőfokú szénsavat. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás kiviteli módja, jellemezve azzal, hogy a szénsavturbinában a hóképződés elkerülésére a szénsavat a 0 C° körüli és