183714. lajstromszámú szabadalom • Függőleges elrendezésű, radiális gőzáramlású, kondenzátumot visszamelegítő és gáztalanító kondenzátor és/vagy hőcserélő
1 183714 2 A találmány függőleges elrendezésű, radiális gőzáramlású, függőleges gyűrűs vízáramlású, kondenzátumot visszamelegítő és gáztalanító kondenzátor és/vagy hőcserélő. A fűtési rendszerek —.fűtőművek, fűtőerőművek — fűtővizét, az erőművi, ipari kazánok tápvizét különféle kialakítású hőcserélőkben, előmelegítőkben melegítik fel különböző vízgőz források gőzével, amely a hőátadás következtében kondenzálódik. Turbina gőz vagy egyéb forrásból származó gőz kondenzálására ismeretesek a vízszintes elrendezésű előmelegítők. Ezek a gőz és vízáramlást, az inert gázok eltávolítását és a kondenzátum elvezetést tekintve a legkülönfélébb megoldásban készülnek. • A gőzturbinák utolsó csonkján át kiömlő gőz a turbina kondenzátorba áramlik, ahol az lekondenzálódik. A jelenleg üzemelő kizárólag fekvő kondenzátorok csőkötegének kialakítása megfelelően biztosítja a gőz-csapadék-inert gáz kedvező áramlási, hő- és anyagátadási viszonyait. Fűtőerőművekben a turbinából kilépő gőz teljes mennyisége a fűtési előmelegítőkben kondenzálódik le, tehát itt ezek az előmelegítők a turbina kondenzátorainak tekinthetők. Ebben az esetben kialakításuknak olyannak kell lennie, hogy megfeleljen a kondenzátor funkciójának, és kielégítse a turbina kondenzátorral szemben támasztott követelményeket. Ismeretesek továbbá a kondenzációs erőművi blokkok kisnyomású regeneratív előmelegítői, amelyek a terhelés függvényében vákuum nyomáson is üzemelhetnek, valamint az ellennyomású és kondenzációs fűtőblokkok fűtési hőcserélői. A fűtési hőcserélők gőzterhelése lényegében a kondenzátoréval azonos, de ellentétben a kondenzátorral, ezek igen széles terhelési tartományban is üzemelnek. Ezenkívül a vízoldali nyomásuk azonos a forróviz rendszer üzemi nyomásával (16—40 bar), tehát hő- és szilárdsági terhelésük jóval kedvezőtlenebb az alapművek kondenzátorainál. A fűtési hőcserélők jelenlegi ícori^^^ kialakításukban alig térnek el a kon!denzációs blokkokhoz kialakított regeneratív hőcserélőktől, annak ellenére, hogy az egységteljesítmények növekedésével az áramlási, hő- és anyagátadási viszonyok jelentősen megváltoztak. így ezek nem elégítik ki a turbina kondenzátorra előírt üzemviteli követelményeket. A vákuum nyomású regeneratív előmelegítőkben és a fűtési hőcserélőkben a felmelegítendő víz (tápvíz ill. fűtési forróvíz) egy-, két- vagy többutas kivitelben kialakított csőkötegben áramlik. A gőzáramlás szervezése gyakorlatilag alig tér el a fekvő és álló elrendezésűeknél, és ebből a szempontból általában az alábbi kialakítások ismeretesek: a) olyan hőcserélők, ahol a teljes gőzáram a csőkötegen végigáramolva lekondenzálódik. E megoldás egyik hátránya, hogy a belépő szakasz nagy gőzsebességei vibrációs károkat okozhatnak a hőátadó csöveken. Másik alapvető hátránya, hogy a kondenzáció megoszlása a fűtőfelület mentén egyenetlen. b) a fejlettebb változatú olyan hőcserélők, ahol a teljes gőzáramot a csőköteg és a köpeny közti térben megosztják és a csőkötegben terelőlemezekkel kamrákat alakítanak ki. Az egyes kamrákban — két terelőlemez közti térben — a nyomás és a hőmérséklet viszonyoknak megfelelően kondenzálódik a gőz. E megoldás hátránya, hogy az egyes kamrák egyenlőtlenül öblítődnek át, és holt zónák keletkeznek. Mindkét megoldás további hátránya, hogy a kondenzáció következtében a gőz mennyiségének, illetve a gőz áramlási sebességének csökkenése eredményeként erőteljesen csökken a gőzoldali hőátadási tényező. Ezenkívül többutas esetben a csöveken lekondenzálódó gőz hol hideg, hol meleg csőköteggel érintkezik, aminek következtében nem biztosítható a berendezés megfelelő légtelenítése, mert a hideg levegőhűtő zóna nem határozható meg egyértelműen. Komoly hátránya a jelenlegi megoldásoknak, hogy felújításoknál és olyan helyeken, ahol kondenzációs blokkot alakítanak át fűtőblokká, a vízszintes elrendezésű fűtési hőcserélők beépítése az építészeti adottságok, szempontok miatt az optimális méret, elrendezés, helykihasználás és egyéb tényezők betartása mellett nem lehetséges, vagy nem gazdaságos. A találmány célja az előmelegítő rendszerekhez — melyek vákuum nyomáson is üzemelnek — olyan szerkezeti megoldású kondenzátor és/vagy hőcserélő kialakítása, amely a ma használatos előmelegítő berendezések, hőcserélők és kondenzátorok előzőekben ismertetett hátrányait és hiányosságait kiküszöböli, amely jobb hatásfokú előmelegítést, nagyobb biztonságú üzemvitelt, illetve rendelkezésreállást és hosszabb élettartamú berendezést eredményez, kisebb beruházási költséggel. A találmány szerinti, ezen céloknak megfelelő berendezés a közegek — fütendő víz, fűtőgőz, nem kondenzálódó gázok és a fűtőgőz csapadéka — egymáshoz viszonyított, megfelelően rendszerezett áramoltatásának felismerésén alapul. Célját pedig azzal éri el, hogy a függőleges konstrukciójú berendezésben a gőz radiális, a melegítendő közeg pl. víz függőleges áramlású, a nem kondenzálódó gőzöket és gázokat a berendezés közepén kialakuló hideg zónából szívjuk el, a keletkező csapadékot, kondenzátumot visszamelegítjük, miközben az legáztalanodik. A találmány szerinti függőleges elrendezésű, radiális gőzáramlású, függőleges gyűrűs vízáramlású, kondenzátumot visszamelegítő és gáztalanító kondenzátor és/vagy hőcserélő oly módon van kialakítva, hogy jól meghatározható hideg zónája/magja, ezen áthaladó, a felmelegítendő hideg közeget vezető, valamint a hideg zónát körülvevő, célszerűen gyűrű alakban elrendezett, a zónától radiálisán távolodva egyre melegebb közeget vezető hőátadó csövei, a csövekre felfűzött térelválasztó terelőlemezei, adott esetben azok belső és/vagy külső részén kialakított kondenzátum gyűjtő és csörgedeztető, célszerűen perforált csatornái, a hideg zónában elhelyezett páragőz elszívója vannak. A találmánynak megfelelő berendezés csőkötege úgy van kiképezve, hogy az edényben megfelelően kialakított vízkamrák segítségével a felmelegítendő közeg első útja az edény függőleges csőkötegének középső csövein vezet, majd a további vízutak ettől, mint középponttól radiálisán távolodva gyűrű alakban elhelyezett csövekben vezetnek tovább, felfelé, illetve lefelé. Ennek megfelelően a legalacsonyabb hőmérsékletű közeg pl. fűtővíz az edény középső részén lévő csövekben áramlik. Az edény külső része felé haladva az egyes függőleges gyűrű utakban egyre melegebb közeg áramlik. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
