183714. lajstromszámú szabadalom • Függőleges elrendezésű, radiális gőzáramlású, kondenzátumot visszamelegítő és gáztalanító kondenzátor és/vagy hőcserélő
1 183714 2 A találmány további ismérve szerint a fűtőközeg (gőz) oldalon a csövek több egymástól bizonyos távolságokra elhelyezett egy-egy keresztmetszetben a csövek teljes mennyiségét átfogó terelő, csőrögzítő lemezekkel vannak ellátva. E lemezeknek több funkciójuk van. Az egyik, hogy a csöveknek távolságtartást és megfogást biztosítsanak, egymáshoz viszonyított helyzetükben való tartáshoz. A másik funkció, hogy csőköteget több kondenzációs szakaszra osztják, ezáltal ezek a szakaszok csak annyi gőzt igényelnek, amely éppen szükséges a felmelegítéshez. Végül a csöveken végigcsurgó kondenzátumfilmet megbontják és a kondenzátumot összegyűjtik, amely az alább ismertetett módon jut a berendezés alsó részébe. A kondenzátum elvezetés úgy történik, hogy a csapadék először a terelőlemezek belső kerületén kialakított perforált csatornába, tálcába kerül. Innen a kondenzátum sugarasan csörgedezve mindig az alatta lévő csatornába, végül az edény aljába esik. Ezzel a megoldással lehetővé teszi, hogy a lecsurgó aláhűlt kondenzátum minden egyes szakaszban a beáramló gőz által felmelegedjen, így a csapadék inert gáz tartalma csökkenjen. Más szóval ez azt jelenti, hogy a berendezésen belül egy kontakt, közvetlen érintkezésű hőcsere és ezzel egyidejűleg egy intenzív gáztalanítási folyamat valósul meg. A gőz az edénybe belépve a csőköteg és a köpeny közötti gyűrű keresztmetszetben egyenletesen eloszlik és a terelőlemezekkel kamrákra osztott kötegben a középső hideg zóna hatására radiálisán az edény középpontja felé áramlik. Találmány szerint a hőcserélőhöz csatlakoztatható még egy csapadékgyűjtő edény is, mely egyben az esetleg aláhűlt csapadék további felmelegítésére, minőségi gáztalanítására is szolgál. Ez az edény nagyobb hőtartalmú, valamint nyomású vizek befogadására és különféle szabályzó szervek elhelyezésére is felhasználható. A nem kondenzálódó gázok elvezetésére a középső leghidegebb magban az edény magasságában és alul a csapadékszint felett kialakított csőrendszer szolgál, mely biztosítja, hogy az alacsony nyomású gőznél nagyobb sűrűségű levegő elvezetésre kerüljön. A találmány előnyei az alábbiak: A kondenzátorba és/vagy hőcserélőbe belépő gőz egyenletes megoszlását biztosítja a csőköteg és köpeny között kialakított szabad gyűrűkeresztmetszet. Ennek következtében a berendezés középső részén áramló hidegebb víz lehetővé teszi, hogy az edény függőleges tengelyére szimmetrikus, radiális gőzáramlást — a középső hideg mag és a csőköteg körüli magasabb hőmérsékletű gyűrű közti nyomáskülönbség következtében — lehet biztosítani. A radiális gőzáramlás következtében gyakorlatilag közel azonos gőzsebesség biztosítható a csőköteg tetszőleges keresztmetszetében, hiszen a kondenzálódó gőz mennyiségének csökkenésével csökken az áramlási keresztmetszet is. — Az elrendezés lényeges előnye, hogy jobb minőségű légtelenítés érhető el, nem maradnak holt — korróziót növelő és hőátadást csökkentő — zónák, és biztosítható a csapadék előírt oxigén koncentrációja. Vákuumos berendezéseknél a légtelenítés megfelelő kialakítása igen fontos, mivel nem biztosítható a rendszer abszolút légtömörsége. A hőcserélő középső részén kialakított szabad hengeres zóna csőköteg felőli részén a terelőlemezeken összegyűlt csapadék perforált tálcákon keresztül csörgedezik a hőcserélő alsó részébe. E csörgedeztető gáztalanító egység — közvetlen érintkezésű páragőzkondenzátor — a csőkötegből kilépő cőz-levegő keverékkel felmelegíti és legáztalanítja a csöveken aláhűlt és oxigénnel (inert gázokkal) feldúsult csapadékot, s így a középső szabad hengeres zónában feldúsult gáz-inert gőz keverék tartózkodik. A páragőzelszívás (légtelenítés) a belső zóna hideg csapadéktükre feletti térből és a csőköteg középső szabad teréből az edény teljes magasságában történik. A berendezéshez hozzákapcsolható csapadékgyűjtő (keverő előmelegítő) edénnyel együtt teljesen egyértelműen megvalósítható, hogy a légtelenítés a leghidegebb pontról (hőcserélő) és a vízelvezetés a legmelegebb pontról (csapadékgyűjtő) történjen. — A sűrűn — a gyakorlati 50 d feletti (d = csőátmérő) távolság helyett 35—45 d távolságra — elhelyezett terelőlemezek növelik a gőzoldali hőátadási tényezőt, így kisebb hőátadó felület válik szükségessé. — Ez mellett a gőztérben a sűrű párhuzamos lemezek és az egyenletesen megosztott gőzáram a csövek vibrációs jelenségeit, valamint eróziós meghibásodásait is kiküszöbölik, amely biztonságos üzemvitelt tesz lehetővé. — A gőztéri áramlási viszonyok megszüntetik az ún. holt zónák létrejöttét, ezért korróziós jelenségek nem léphetnek fel. Ennek kiküszöbölése a teljes hőátadó felület működését lehetővé teszi, s ezzel is csökkenthető a hőátadó felület. — A radiális hőeloszlás a berendezés csőfalaiban kedvezőbb hőfeszültség megoszlást tesz lehetővé, így a cső-csőfal kapcsolatnál is csökken a meghibásodás veszélye. — Alapterület igénye a vízszintes elrendezésűekéhez képest lényegesen kisebb mint a jelenlegi megoldások, így az épületnél jelentős beruházási megtakarítást eredményez, illetve felújításoknál, rekonstrukcióknál egyetlen lehetséges megoldást jelent. A találmány szerinti kondenzátor és/vagy hőcserélő mindazon területeken felhasználható, ahol nagy egységteljesítményeknél, nagy gőzáramoknál (nagy fajlagos térfogat) ennek megfelelően főleg kis- és vákuumnyomású helyeken köpenytérben kondenzációs hőátadás van. Pl. a már említett fűtőerőműveken, kondenzációs erőműveken kívül atomerőművek regeneratív kisnyomású tápvíz előmelegítőnél. Elképzelhető élelmiszeripar, alumínium-, kőolajipar stb. hasonló üzemviteli körülményei között is. A találmány kiviteli példáját, amely egy fűtőerőművi blokk fűtőkondenzátora rajz alapján ismertetjük. Az ábra alapján a berendezés fő szerkezeti elemei a következők: 1 a felmelegítendő közeg vízkamrája a 2 belépő csonkkal, 3 hőátadó csövek, amelyek a példában kétutas csőköteget alkotnak és amelyet a 4 és 5 csőfalak fognak közre. 6 a felső fordító vízkamra, 7 a felmelegített közeg alsó vízkamrája, a 8 kilépő csonkkal. 9 gőzt éri köpeny a 10 gőzbevezetőcsonkkal, 11 terelőlemezek, a 12 kondenzátumgyűjtő és csörgedeztető csatornákkal. 13 páragőz elszívó csővezeték rendszer. 14 kondezátum gyűjtőtér, a 15 elvezető csonkkal. Az ismertetett szerkezetű fűtő kondenzátor úgy működik, hogy a felmelegítendő fűtővíz a 2 csonkon keresztül lép be az 1 vízkamrába. Ezután a fűtővíz a 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
