147065. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hőerőművek körfolyamat-hatásfokának javítására

Megjelent: 1960. június 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.065. SZÁM 13. b. 2—11. OSZTÁLY — TA-487. ALAPSZÁM Eljárás és berendezés hőerőművek körfolyamat-hatásfokának javítására Taksony György oki. gépészmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1959. április 6. Ismeretes, hogy a működő legkorszerűbb hőerőművek fajlagos hőfogyasztása — a kiadott villamosenergiára vonatkoztatva — 2500—3000 kcal/ kWó a meglevő erőművek átlagának fajlagos hőfogyasztása pedig 4000 kcal/kWó körül van. A tervezés alatt levő hőerőművek gőzkörfolyamatainak hatásfoka — a legnagyobb frissgőz-nyomással dolgozó erőműveké is — legfeljebb 40% körüli, amely hatásfokhoz; tartozó fajlagos hőfogyasztás értéke 2300—2200 kcal/kWó. A gőzkörfolyamatok hatásfokának lényegesebb növelése — vagy ami ezzel egyértelmű, a fajlagos hőfogyasztásnak a csökkenése — a szokásos körfolyamatok alkalmazása mellett azért nem lehetséges, mert a körfolyamatban a

kondenzációs veszteséget nem lehet kiküszöbölni, pedig a hatásfokot éppen ezen kondenzációs veszteségek rontják nagymértékben. A találmány szerinti eljárás révén azonban a kondenzációs veszteség a körfolyamat jelentős részénél (30—50%-ánál) kiküszöbölhető', s ennek folytán a körfolyamat eme részére eső fajlagos hőfogyasztás értékét a kondenzációs erőműveknél remélt értékeknél lényegesen kisebb értékre lehet csökkenteni (1500 kcal/kWó körüli értékre) s ennek folytán még a legkorszerűbb hőerőműveknél is csökkentihető az erőmű fajlagos hőfogyasztása. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a részben leexpandált gőzt kompressziónak és túlit evítésnek teszi ki, miközben a gőz hőtartálmának egy részét — ideértve a kompresszor hűtését is — a tápvíz előmelegítésére használja fel, majd a gőzt tovább expandáltatja a kondenzátor nyomásig. A találmány szerinti eljárást két példakénti megoldás kapcsán a rajz segítségével magyarázzuk. A rajz 1. ábrája olyan a találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló példakénti erőmű sémáját tünteti fel vázlatosan, amely egy közeggel, pl. vízgőzzel dolgozik, míg a 2. ábra a találmány szerinti eljárásnak két közeg alkalmazása esetén történő foganatosítási módját megvalósító berendezés sémáját mutatja. Az 1. ábrán (l)-gyel jelöltük a frissgőz vezetékét, amelyből a szokásos nyomású és hőfokú gőz a (2) turbinába áramlik. A gőz. a (2) turbinában egy bizonyos nyomásig leexpandál. Ezen expanzióinak a végnyomását a mindenkori adottságoknak és gőzjellemzőknek, valamint a gazdaságossági szempontoknak a figyelembevételével lehet meghatározni. A (2) turbinából kilépő gőzt a (3) rekuperátorba vezetjük, ahol hőtartálmának egy részét átadja a (9) csővezetéken át a (6) kompresszor felől érkező gőznek. A (3) rekuperátort elhagyó lehűlt gőz a (4) tápvízelőmelegítőbe jut, ahol tovább hűlve, az (5) csővezetéken át a (4) előmelegítőbe folyó tápvizet előmelegíti. A (4) tápvízelőmelegítőből a (6) gőzkompresszorba áramlik a.gőz, ahonnan a kompresszor nyújtotta lehetőségeknek megfelelően magasabb nyomású gőzt nyerünk (pl. 30—70 ata). A (6) kompresszorból a kompresszió- közbenső hűtése céljából kihozott gőzt a (8) csővezetékekben a (7) hőcserélőbe vezetjük, ahol a tápvíz további előmelegítésére használjuk. A (6) kompresszort elhagyó gőz — mint már fentebb említettük — a (9) csővezetéken át a (3) rekuperátorba áramlik, ahol a i(2) turbinából kilépő gőz hőtartálmának rovására hőfoka (hőtiartalma) emelkedik. Ezután a gőz a (10) túlhevítőbe jut, ahol a berendezés engedte legmagasabb hőfokig túlhevítjük, majd innen a (11) turbinába vezetjük, ahol a (12) kondenzátor nyomásáig expandál. A kondenzátor utáni berendezés az; ismert, szokásos elrendezésű. A közbenső kompressziót a hővisszanyeréssel és újrahevítéssel többször is megismételhetjük. Ebben az esetben tehát a (11) turbinában sem expandál a kondenzátornyomásig a gőz, hanem egy annál magasabb nyomáson kilép és lehűlés, kompresszió, visszamelegítés, majd túlhevítés után a következő turbinába jut. A példakénti berendezéseknél nem szükséges külön turbinákat alkalmazni, hanem a részexpanziókat egyetlen turbina részeiben is le lehet folytatni. Nem szükséges az sem, hogy a kompresszoron a teljes gőzmennyiséget átvezessük, hanem a (2) turbinában, vagy turbinarészben elvételt, vagy megcsapolást alkalmazhatunk, az ismert célokra a szokásos módokon. A túlhevítő, illetve túlhevítők az erőmű kazánjaiban elhelyezett csőrendszerből állhatnak, de a