200386. lajstromszámú szabadalom • Gőzhűtő beavatkozószerv, főleg hőerőművek, hőközpontok számára
1 HU 200386 B 2 A találmány gőzhűtő beavatkozószerv, főleg hőerőművek, hőközpontok számára, amely gőzhűtőtestet, erre szerelt kettős perdítőkamrás porlasztót és vízbefecskendező szabályozószelepet tartalmaz. A gőzhűtő berendezés részegységei a hőmérsékletérzékelő, a szabályozó készülék és a beavatkozó szerv. A találmány tárgya a beavatkozó szervnek nevezett részegységre vonatkozik, ezért ezt részletesebben is meghatározzuk. A találmány gőzhűtő beavatkozó szerv, mely alkalmas a gőzhűtő szabályozó készülékétől érkező rendelkező jelnek megfelelő mennyiségű hűtővíz gőzvezetékbe való beporlasztására a gőzhűtőn átáramló gőzmennyiségek széles tartományában. A beavatkozó szerv 3 részfunkciónak eleget tevő, egymástól jól elhatárolható elemből áll: a vízbefecskendező szabályozó szelepből, a porlasztóból és a gőzhűtőtestből. A vízbefecskendező szelep feladata a rendelkező jelnek megfelelő helyzetbe állított fojtószelep segítségével, olyan mennyiségű hűtővíz továbbengedése a porlasztók felé, mely a gőzhűtőből kilépő gőz hőfokát állandó - a szabályozó készüléken beállított parancsolt értéknek megfelelő - hőfokon tudja tartani. A porlasztó feladata a hűtővíz befecskendezése a gőzvezetékbe minél kisebb méretű cseppek formájában, hogy ezáltal a gőzhűtőbe belépő gőz és a hűtővíz közötti hőátadás minél rövidebb idő alatt végbemenjen; illetve annak érdekében, hogy a hőmérsékletérzékelő a gőzhűtőből kilépő gőz hőfokára valóban jellemző értéket mérjen. A gőzhűtőtest feladata a gőzvezeték szerves részeként, hogy biztosítsa a rajta elhelyezett porlasztókon keresztül a hűtővíz bejuttatását a nyomás alatt levő gőzvezetékbe; valamint a benne elhelyezett belső védőcső segítségével a beporlasztás helyének közelében a csővezetéket megkímélje a káros mértékű hősokk és eróziós hatásoktól. Az előzőekben felsorolt beavatkozó szerv részegységek közül a vízbefecskendező szelep általában különálló elemként csővezetékkel van összekötve a gőzhűtőtestre épített porlasztókkal, de léteznek olyan megoldások is, ahol a porlasztóval a szabályozószelep egy szerkezeti egységet alkot. Gőzhűtő berendezések beavatkozó szerveire többféle megoldás ismeretes, melyek nagy részének közös jellemzője az, hogy az alkalmazott hűtővíz porlasztó működési elvét tekintve folyadéknyomásos perdítőkamrás porlasztó. Ezen az elven működik például a magas műszaki színvonalúnak tekinthető YARWAY (USA) cég hűtővíz befecskendező berendezés porlasztója, valamint a szintén magas színvonalat képviselő EUR-CONTROL (Svájc) konszern által gyártott DA-4 típusjelű hűtővízbefecskendező porlasztója is. Ezen porlasztók kifejlesztésének közös jellemzője a szabályozási tartomány kiszélesítésére való törekvés. Ez azt jelenti, hogy olyan befecskendező porlasztó konstruálása volt a cél, amely a gőzhűtőbe alacsony terheléskor belépő kismennyiségű gőz hűtéséhez szükséges kismennyiségű hűtővíz elporlasztását ugyanolyan minőségben tudja megoldani, mint a nagyobb terheléskor fellépő nagyobb gőzmennyiséghez szükséges nagyobb hűtővízmennyiség elporlasztását. A cél tehát az volt, hogy a gőzhűtő üzem közben előforduló terhelési eseteinek minél szélesebb tartományában biztosítsanak megfelelő hűtővíz beporlasztást. A széles szabályozási tartomány az egyszerű folyadéknyomáson perdítőkamrás porlasztókkal nem valósítható meg, mivel az ilyen porlasztó porlasztása a rajta átáramló folyadék sebességének nagy mértékben a függvénye. Kis mennyiségeknél a változatlan átömlési keresztmetszetek miatt a porlasztóban az áramlási sebesség annyira lecsökken, hogy a porlasztás gyakorlatilag megszűnik. A fentiekben említett YARWAY cég, illetve az EUR-CONTROL által gyártott DA-4 típusjelű hűtővíz befecskendező porlasztója ezt a problémát úgy küszöböli ki, hogy a vízbefecskendező szabályozó szelep helyett a mennyiségszabályozást a porlasztó változtatható átömlési keresztmetszetei teszik lehetővé. A perdítőkamrás porlasztó 3 fő jellemzője a „D0” átmérőjű perdítőkamra, az „Ab” összkeresztmetszetű és „z” számú, a perdítőkamrához érintőlegesen csatlakozó perdítócsatoma, illetve a „do” átmérővel jellemzett kilépőnyílás. A YARWAY cég által alkalmazott porlasztó felépítése olyan, hogy egy vastagfalú cső falában több, (4-6 db) egymás fölött elhelyezett perdítőkamrás porlasztó perdítőcsatomái közös térből, a cső belsejében levő hengeres üregből vannak hűtővízzel megtáplálva. Ebben a hengeres üregben mozog egy szabályozó dugattyú, mely ezeket a csatornákat egymás után rendre le tudja zárni a hűtővíz elől, vagy éppen megfordítva, rendre ki tudja nyitni. Ha a dugattyú nyitott helyzetből záróirányba mozog, az egymás után lezáró perdítócsatoma nyílások összkeresztmetszete a csökkenő mennyiséggel arányosan csökken, így nincs sebességcsökkenés a perdítőcsatomákban, a porlasztás ezért széles terhelési tartományban lesz megfelelő. A hagyományos megoldásoknál a hidraulikai rendszer eredő ellenállása a vízbefecskendező szelep változtatható Rí áramlási ellenállása és a porlasztó állandó R2 áramlási ellenállásának összegéből adódik. Re = Rl + R2 Ebben az esetben a porlasztóból kiáramló mennyiség változtatása m = ^(áP/Re'= v^Iri+R2 összefüggés alapján Rí vízbefecskendezőszelep ellenállásának változtatásával oldható meg. A YARWAY cég porlasztójánál a hagyományos értelemben vett Rl változtatható áramlási ellenállású vízbefecskendezőszelep el van hagyva, helyette az R2 porlasztóellenállás változtathatósága révén szabályozható a porlasztón átáramló vízmennyiség. A porlasztó R2 ellenállása YARWAY porlasztó esetében az éppen nyitva levő perdítőcsatomák keresztmetszetösszegének, Ab -nek függvénye : R2 = R2(Ab). Mivel ennél a porlasztónál az Ab keresztmetszet változtatása szabályozó dugattyú segítségével a porlasztóban kell, hogy megtörténjen, ezért a dugattyú mozgatását végző hajtás a porlasztóval kompakt szerkezeti egységet kell, hogy alkosson. A YARWAY hűtővízbefecskendező látszólag előnyös kompakt felépítése mint az a fentiekből is kitűnik - nem magának a kompaktságnak, mint előnyös tulajdonságnak a szabad alkalmazásából adódik, hanem a működési elv kényszeríti ki, mely más elrendezést nem is tesz lehetővé. Az előzőekből következően, az ilyen elven működő vízbefecskendezők kétségtelen előnyeik ellenére rendelkeznek 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
