147065. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hőerőművek körfolyamat-hatásfokának javítására
2 147.065 találmány tárgykörébe tartozóan különálló, az erőmű kazánjaitól függetlenített túlhevítő is alkalmazható. A 2. ábrán két közeggel működő erőmű esetében tüntettük fel a találmány szerinti eljárás megvalósításának lehetőségét. Itt a (13) csővezetéken képletesen I. jelű (primer) közeg gőze érkezik a (14) jelű turbinába, ahol részben expandál. A (14) turbinából kilépő I. gőz; a (25) rékuperátorba, majd a (15) hőkicserélőbe áramlik, ahol hőtartalmának egy részét átadja a (21) csővezetékből jövő II. közegnek. A (15) hőkiieserélőből az. I. közeg gőze a (16) tápvízelőimelegítőn halad át, felmelegítve a (26) csővezetékben ideérkező1 tápvizet, majd a (17) hőkicserélőbe jut, ahol a (22) kompresszorból jövő II. közeg gőze által hőfoka megemelkedik. Ezután a (25) rékuperátorba áramlik a primer gőz, ahol hőfoka tovább emelkedik, a (14) turbinából kilépő gőz által való melegítés folytán. Az I. közeg gőze ezután a (18) túlhevítőben a 'megengedhető maximális hőfokra hevül és ezután a (19) turbinába áramlik, ahol a (2) kondenzátornyomásig expandál. A (20) kondenzátor után az I. közeg útja az erőművekben szokásos módon folytatódik. A II. közeg gőze a (15) hőcserélőben történt felhevülés után a (27) tápvízelőmelegítőbe jut, ahonnan a (22) gőzkompresszorba áramlik. A (22) kompresszort elhagyó II. közeg gőze a (17) hőcserélőbe megy, majd ott lehűlve a (24), illetve (21) csővezeték-részeken át visszakerül a (15) hőcserélőbe, hogy újból kezdődhessen körfolyamata. A (22) kompresszor közbenső hűtése céljából a kompresszorból kihozott gőzzel itt is a tápvizet melegítjük a (23) hőcserélőben. Természetesen a 2. ábra szerinti megoldásra is érvényesek az 1. ábrán ismertetett példával kapcsolatban tett, a turbinákra, a gőzimennyiségre és a túlhevítőre vonatkozó megjegyzések, továbbá itt is ismételhető a kompresszió a gazdaságosság keretein belül. A találmány szerint módosított körfolyamatra vonatkozóan példaképpen elvégzett számítások eredményeit az alábbi táblázatok tartalmazzák. E számítások alkalmával csak az volt a vizsgálat tárgya, hogy az új körfolyamati elem bevezetésével a rendszerbe beviendő többlet-hőből és az, ennek révén nyerhető többlet-villamosenergiából számítható fajlagos hőfogyasztás értéke — ,az új körfolyamatra vonatkoztatva — miként alakul. A számi tások először olyan esetre lettek elvégezve, amikor a kompresszió utáni túlhevítés maximális hőfoka 540 C°-ra van felvéve és a kompresszió 1 ata-tól 3 ata-ra történt. Az első turbina, illetve turbinarész gőznyelése 215 tonna/ óra, a kompresszor által szállított gőz mennyisége 180 tonna/óra. (A tápvíz előmelegítésre elvitt gőzmennyiségre tehát 35 tonna/óra lett számítva.) A füstgázveszteség, a lehűlési veszteség és a kiegészítő körfolyam önfogyasztási vesztesége összesen 20% többletfogyasztás felszámításával lett figyelembevéve. A táblázatokban alkalmazott jelölések jelentése a következő: rjt = turbina hatásfoka, iß = a kompresszor hatásfoka, Aiexp. = a turbinában lejátszódó Valóságos hőesés, ••'Hkompr. — a kompresszió alatt bekövetkezett valóságos hőtartalom növekedés, AAi = Aiexp. Aikompr. /ÍN =-a teljes körfolyamat (az erőmű) teljesítménynövekedése (MW), k = fajlagos hőfogyasztás (kcal/kWó) kiadott villamosenergiára. I. táblázat rjt 85 88 88,8 Tjk 80 85 88 Aiexp . 3—0,04 210 217,8 219,5 --'llfco rnpr. *• *•> 53 49,8 48 AAí 157 168 171,5 ,JN 5,6 7 7,4 k 3300 2630 2490 A villamosenergia-többietteljesítmény két részből tevődik össze. Az egyik rész az expanziójruinka és a kompresszió munka közötti különbségből adódik, a másik rész pedig abból származik, hogy a gőznek a kompresszorba való belépése előtti és a kompresszió alatti hűtése révén a tápvíz előmelegíthető, s így a tápvíz, előmelegítése céljából a turbinából csapolt gőz egy része feleslegessé válik, illetve az tovább expandálhat a kondenzátornyomásig s így külön hőbefektetés nélkül villamosenergiát termel. Az előbbi táblázatban levő eredmények nagymértékben fokozhatok, ha a kompresszió utáni gőzhőfokot magasabb értékre tudjuk emelni. E hőfokemelésnek azonban, a találmány szerinti körfolyamat esetében lényegesen nagyobb mérvű hatásfokjavulás, az eredménye, mint a szokásos gőzkörfolyamatoknál. Figyelemmel arra, hogy ma már a gőzíhőmérséklettel több helyen felmentek, illetve felmennek 600 C° fölé, sőt 675 C°-os kezdő gőzhőmérsékletű erőmű előkészületei is folynak, a közel jövőben várható 750 C°-os gőzhőfokszint elérése, sőt a távolabbi jövőben a 900 C°-os hőfokhatár elérése is. Ennek megfelelően meg lett vizsgálva a szabadalomban ismertetett körfolyamat fajlagos hőfogyasztásánák alakulása ezeknél az értékeknél is. A következő második táblázat a 750 C°-os, a harmadik táblázat pedig a 900 C°-os maximális gőzhőimérséklethez kiszámított értékeket tartalmazza. Mind a két esetben a kompresszió 20 ataról 75 ata nyomásra történik, úgyhogy az újrahevítesnél 5 ata nyomásveszteség lett feltételezve. A teljes gőznyelés 215 tonna/órára, a kompresszor gőznyelése 200 tonna/órára lett felvéve. Ezen körülmények között 150—200 ata kezdő nyomás mellett a legkorszerűbb kivitelű erőmű, vagy erőműrész kiadott teljesítménye 60 MW körül van. rjt Tjk /Jlexp. nlfcompr. AAi zlN k II. táblázat 85 88 88,8 92 80 85 88 89 114,5 118,5 119,5 124 71,5 67,3 65 64,5 43 51,2 54,5 59,5 20,3 22,6 23,5 25 2150 1930 1850 1740
