193135. lajstromszámú szabadalom • Segédberendezés léghűtéses berendezések üzemeltetéséhez, különösen fagykárok elhárításához, valamint ilyen segédberendezéssel felszerelt léghűtéses hűtőtorony
A találmány tárgya segédberendezés léghűtéses berendezések üzemeltetéséhez, különösen fagykárok elhárításához, valamint ilyen segédberendezéssel ellátott léghűtéses hűtőtorony. Erőmüvek és egyéb ipari berendezések hűtésére való léghűtéses hűtőtornyok már ismeretesek. Lényegük, hogy valamilyen hűtőközeg, nevezetesen folyadék vagy gőz, zárt rendszerben hőcserélőkön van átvezetve, amelyek általában fémből készülnek és a levegőoldalon sűrű bordázattal vannak ellátva. A hőcserélők külső oldalán természetes huzamú vagy ventilátoros kürtővel levegőt áramoltatnak. Az áramlást zsalukkal szabályozzák. A kürtő és a hőcserélők együttesen alkotják a hűtőtornyot. A hűtőközeg oldalán kedvező hőátadás végett a hőcserélők bordázott csövei kis átmérőjűek és így térfogatuk is csekély. Ezért a hőcserélők fémtömege a bennük lévő hűtőközeg tömegének mintegy 5—20-szorosa és így hőátadó képessége is többszöröse a hőcserélőkben lévő hűtőközeg hőátadó képességének. Ennek az aránytalanságnak nincs jelentősége addig, amíg a hűtőtorony normális hőmérsékleti viszonyok között üzemel és a környezeti hőmérséklet nem esik körülbelül -8°C alá. Ennél hidegebb klimatikus körülmények között azonban a hűtőtorony indításakor és leállításakor már számolni kell azzal, hogy a hőcserélőkben a hűtőközeg, általában hűtővíz befagy, vagy olyan hőfeszültségek lépnek föl, amelyek túl nagy mechanikus igénybevételekkel és ezekből eredő káros alakváltozásokkal járnak. A fagyveszély indításkor (töltéskor) és leállításkor (ürítéskor) egyaránt fönnáll. Töltéskor a hűtővíz a hőcserélők viszonylag kis átmérőjű csöveiben mindenütt fölfelé áramlik. Minthogy a hőcserélők általában igen magasak (15—20 m), előfordulhat, hogy mire az alul belépő hűtővíz eljut a hőcserélők felső részébe, a csöveknek a környezeti levegő hőfokára lehűlt fémanyaga a hűtővízből jelentős mennyiségű hőt von el és fagyveszélyt okoz. A fagyveszélyt fokozza, hogy a töltéssel egyidejűleg még zárt zsaluk és a hűtőtorony ventilátorának leállítása esetén is természetes légáramlás indul meg, mert a magas hőcserélők miatt alkalmazott sok zsalu a gyakorlatban nem zár tömítően. Ez a légáramlás természetes huzamú hűtőtornyok esetén még sokkal intenzívebb. A csövek fémanyagának hőelvonása és a természetes légáramlás hatására azután jégdugók keletkezhetnek, amelyek a csöveket részben vagy teljesen elzárják. Az elzárt csövekbe szorult hűtővíz befagyhat és a csöveket szétrepesztheti. A hűtővíz befagyásának veszélye csökkenthető a töltésre használt hűtővíz hőmérsékletének növelésével. Minél hidegebb időben 1 2 indítják a berendezést, annál melegebb hűtővizet használnak a töltésre, amelyet a befagyás veszélyének elkerülése végett lehetőleg gyorsan kell foganatosítani. A gyors töltés miatt a hűtővíz beáramlása a gyakorlatban 6—8 esősorból álló hőcserélőkbe mindig rendezetlen. Ha tehát nagy a hőcserélők fémanyaga és a rendezetlenül beáramló hűtővíz hőmérséklete közötti különbség, a hőcserélőkben még káros hőfeszültségek is keletkezhetnek, amelyek káros maradó alakváltozásokat és csőszakadásokat okozhatnak. Láthatjuk tehát, hogy szélsőségesen hideg időben a töltés igen kényes feladat és mindeddig maradéktalanul meg nem oldott problémát vet föl. Az ürítés művelete kis környezeti hőmérsékletek esetén ugyancsak nem egyszerű. A hűtővíz a hőcserélőkből 30—50 sec alatt kifolyik ugyan, de a csövek belső felületére jelentős mennyiségű hűtővíz tapad, amelynek lecsurgása a nagy méretek miatt még 10—20 percig is eltart. A víztelenített hőcserélők azonban a sűrű bordázat és viszonylag nagyobb hőmérsékletük révén a hőcserélőket még zárt zsaluk esetén is keresztező jelentős mennyiségű levegő miatt igen gyorsan környezeti hőmérsékletre hűlnek le. Az ürítés után lecsurgó hűtővíz tehát a hideg környezeti hatása alatt ugyancsak befagyhat, így ürítéskor is keletkezhetnek jégdugók, amelyek újbóli indításkor fagykárokat okozhatnak. E nehézségek részbeni kiküszöbölésére javasolták a hőcserélőknek a töltést megelőző fölmelegítését. Az ismert javaslat értelmében ehhez segédberendezésként ventilátoros kalorifert alkalmaznak, amely a hőcserélők előtti térbe meleg levegőt juttat. Ilyen megoldás van ismertetve például az Elektricseszkije Sztáncii című folyóirat 1974. évi 6. számának 46—50. oldalain. A kalorifer azonban gazdaságossági okokból kevés, de igen meleg levegőt szállít, amely felszállva csak a hőcserélők legfölső részén áramlik keresztül, az alsóbb részeket viszont elkerüli. A már vázolt okokból tehát az ismert javaslat a fagyveszély kiküszöbölésére nem kínál maradéktalan megoldást. Ehhez járul, hogy a gazdaságtalanságtól eltekintve a fölmelegítés hosszabb időt vesz igénybe, mint a hűtendő berendezés, nevezetesen például erőmű kazánjának és turbinájának üzembehelyezése, ami az indítás elhúzódásával jár. Találmányunkkal célunk a föntiekben vázolt nehézségek kiküszöbölése és oly segédberendezés létesítése, amellyel léghűtéses berendezések, nevezetesen hűtőtornyok még szélsőséges és ezért fagyveszélyes környezeti hőmérsékletek mellett is megbízhatóan indíthatók, üzemeltethetők és leállíthatók. A találmány alapja a következő fölismerés: Ha a hűtőtorony hőcserélőin (amelyeket a következőkben „főhőcserélőknek" nevezünk) 2 193135 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
