143186. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hőenergia tárolására hőerőművekben
Megjelent: 1956. augusztus hó 1-én jT I * ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL • ^SZABADALMI LEÍRÁS 143.186. SZÁM 14. h.,OSZTÁLY — He-163. ALAPSZÁM Eljárás és berendezés hőenergia tárolására hőerőművekben A Magyar Állam, mint a feltaláló, dr. Heller László műegyetemi tanár, budapesti lakos jogutóda. A bejelentés napja: 1952. március 29. Ismeretes az az éjszakai energiák tárolására szolgáló megoldás hőerőművekben, melyet az jellemez, hogy az éjszakai gyengébb terhelésű időszakban rendelkezésre álló fölös kazángőzzel Ruthsrendszerű nyomáscsökkentéses gőztárolókat töltenek fel, majd azokat a csúcsidőben kisütik és az így kiszabaduló gőzzel úgynevezett tárolóturbinát hajtanak, amely a csúcsidőben szükséges többletteljesítményt szolgáltatja. Ennek a megoldásnak rendkívüli előnye, hogy a csúcsidőben jelentkező pluszteljesítmény lényegesen kisebb befektetéssel építhető, be, mintha az eredeti erőművet a szóban forgó csúcsteljesítménnyel nagyobbra ápítenék. Annak ellenére, hogy a csúcsidőben ilymódon termelt energia tüzelőanyagfogyasztása lényegesen nagyobb az erőmű átlagos tüzelőanyagfogyasztásánál, a megoldás mégis gazdaságos, mert a csúcsteljesítménynek alacsony kihasználási ideje miatt a befektetési költségek amortizációja lényegesen nagyobb súllyal jelentkezik a teljes önköltségben, mint a tüzelőanyagfogyasztás. A találmány azt a célt szolgálja, hogy aránylag jelentéktelen többletbefektetéssel lényegesen csökkentse a tárolórendszer tüzelőanyagfogyasztását. Ismeretes, hogy a Ruths-féle eljárás szerint tárolók feltöltése közvetlen gőzbefúvással történik, még pedig legalább olyan nyomású gőzzel, mint amilyen nyomást a töltési periódus végén a tárolóban elérni kívánnak. Ez a fűtési eljárás nagy entrópianövekedéssel járó és így erősen veszteséges folyamat,- amely jelentős mértékben növeli a tárolómű tüzelőanyagfogyasztását. Ismeretès a Marguerre-rendszerű állandó nyomású tároló eljárás is, mely lehetővé teszi a tárolásnak minimális entrópianövekedés mellett való megvalósítását. Tudjuk azonban, hogy a Marguerre-rendszerű tároló csúosfelvevő képessége erősen korlátozott és eredeti formájában nem is nyújt lehetőséget arra, hogy7 azt az éjszakai gyenge terhelésű időszakban töltsék fel és a tárolt energiát csúcsidőben hasznosítsák. A jelen találmány tárgya a Ruths- és Margu■erre-féle eljárás célszerű kombinációja és a találmány szerinti üzemeljáráshoz való berendezés. Az eljárás lényege a következő. A tárolótartály vizét nem a fűtőgőznek közvetlen befúvásával, hanem elvételes és ellenyomású, vagy elvételes és kondenzációs turbinából különböző nyomáson csapolt, és így különböző hőmérsékletű gőzzel fokozatosan melegítjük fel felületi hőkicserélőkben. A tartály kisütését viszont egyszerűen a Ruths-rendszer szerint, a víznek nyomáscsökkentéssel való elpárologtatósával végezzük. A mellékelt ábra a találmány szerinti hőtárolási eljárással működő berendezés egy kiviteli példájának hősémáját tünteti fel. A normális nappali üzemidő alatt az a kazánban termelt teljes gőzmenyiséget a b kondenzációs turbina fogyasztja el. Az éjszakai gyenge terhelés alatt folyik a c tárolótartály feltöltése. Ebből a célból a kazánban termelt gőz megfelelő részét a d elvételes ellenyomású töltőturbinába vezetjük és a turbinát különböző nyomásokon megcsapolva, a különböző hőmérsékletű csapolt gőzzel a sorbakapcsolt e és / felületi hőcserélőkben fokozatosan felmelegítjük a c tartály vizét a maximális töltőnyomásnak megfelelő telítési hőmérsékletre. A d töltőturbinába beáramló és belőle az f hőcserélőkbe áramló gőzmennyiségeket a tárolóvíz hőfoka által vezérelt automaták szabályozzák. A nappali csúcsidőben a c tartályból nyomácsökkentéssel fej.lesztett gőzzel a h tárolóturbinát járatjuk. A turbina j kondenzátorában lecsapódott vizet k kondenztartályban tároljuk és innen a c tartály éjszakai feltöltésekor az l szivattyúval az e hőcserélőkön át viszanyomjuk a c tartály vízkeringési n rendszerébe. Az e kisnyomású hőcserélők, amelyek — épp úgy mint az f hőcserélők — a felmelegítendő víz árama tekintetében sorba vannak kapcsolva, a vizet a kisütési nyomásnak megfelelő telítési hőmérsékletre hevítik fel. Az e hőcserélőkből jövő víz hozzákeverQdik az m szivatytyúval szállított, c tároló aljáról jövő, szintén a kisütési nyomásnak megfelelő telítési hőmérsékleten levő vízhez. Ezután a két vízmennyiség egyesülve, és az f nagynyomású hőcserélőkön át a kívánt hőfokra felmelegedve, a c tárolóba jut. Azzal, hogy a tárolóberendezést csapolásos és ellenyomású üzemmel a Marguerre-eljárás szerint töltjük fel, már a töltési energiát szolgáltató gőzmennyiségből is villamosenergiát kapunk. A kisütés során azonban a Ruths-eljárás veszteségei megmaradnak. Természetesen meg van a lehetősége annak,
