146461. lajstromszámú szabadalom • Kazánrendszer

Megjelent: I960, április 1. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.461. SZÁM 24. a. 1—14. OSZTÁLY - NA-557. ALAPSZÁM Kazánrendszer Nagy László oki. gépészmérnök és Janovszky József szig. műsz. mérnök, Budapest A bejelentés napja: 1959. január 16. Egy adott gőzfogyasztó rendszer' kiszolgálására létesített kazánnal szemben a gyakorlat, igen sűrűn azt a követelményt támasztja, hogy a kazán teljesítménye növelhető legyen. Ez adódhat akár a fogyasztó rendszer igénynövekedéséből (pl. az ipar területén), akár a rendelkezésre álló tüzelőanyag átlagos fűtőértékének csökkenéséből. Egy adott kazán teljesítményének fokozása nagyobb mennyiségű tüzelőanyag felhasználásával érhető el. Ennek a teljesítménynövelésnek azonban hatásfok csökkenés volt a következménye. A nagyobb tüzelőanyag mennyiség eltüzelésével a füstgázok mennyisége növekedett. Mivel a kazán konstrukciója által meghatározott huzam járatának átöimlési keresztmetszete változtathatatlan, ezért a füstgázok áramlási sebességét növelni kell, így a hőátadási idő csökken. Végeredményben a füstgázok magasabb hőfokon kihasználatlanul távoztak, tehát a kazán •hatásfoka szükségszerűen csökkent. Ezért kívánatos egy olyan gőztermelő berendezés megalkotása, mely lehetővé teszi az alapteljesítmény megnövelését, lehetőleg minél tágabb határok között úgy, hogy a hatásfok ne csökkenjék. A találmány tárgya a kitűzött feladatot megoldja. Egy adott kazán (továbbiakban: alapkazán) teljesítményének növelése csak többlet tüzelőianyag elégetésével lehetséges. A többlet tüzelőanyag mennyiség elégetéséhez szükséges feltételek az eddig ismert módszerekkel (rostélyfelület növelés, rostélyterhelés növelés, szívóhuzam növelés) biztosítható. A többlet tüzelőanyag elégetése többlet hőmennyiséget, vagyis nagyobb füstgáz mennyiséget jelent. Ezt a felszabaduló nagy hőmennyiséget az alapkazán hasznosítani nem tudja, mivel a konstrukciója által meghatározott huzama teresztő keresztmetszete nem megváltoztatható. A többlethő hasznosítására közvetlenül a tűztérbe van beépítve egy kazánelem, az ún. „másodkazán". A imásodlkazán az alapkazántól függetleníthető cirkulációs körű kazánelem. Magas hőfokú (1200— 13Ö0 C°), sugárzó hőt hasznosít, így a fajlagos teljesítménye, az alapkazán átlagos fűtőfelületére vonatkoztatott fajlagos teljesítménynek mintegy 4—5-szöröse. Az eddigi gyakorlat szerint, ha egy kazán teljesítménye a fölmerült fogyasztói igény kielégítésére kevés volt, úgy általában nem fokozták a teljesítményét — éppen a szükségszerűen beálló hatásfok csökkenés miatt — hanem nagyobb teljesítményű kazánra cserélték ki, ami természetesen nagy beruházási költséget igényelt. Ezzel szemben az; új eljárás szerint nagyteljesítményű, de kis fűtőfelületű, tehát kis beruházási költséget (kb. az alapkazánhoz szükséges beruházás egyharmadát) igénylő „másodkazán" alkalmazásával lehetőséget teremt az alapkazán teljesítményének nagymérvű (50—100%-os) teljesítménynövelésére nem csökkenő, hanem megnövelt hatásfok mellett. Ez a másodkazán hasznosítja a felszabadított nagy hőmennyiség egy részét. A további rendelkezésre álló hőmennyiségből még egy részt az alapkazán hasznosít. Az alapkazán huzam járatán át távozó azon hőmennyiséget — melyet sem a másodkazán, sem az alapkazán nem köt le — másik kazánelem, az ún. „utókazán" hasznosítja. Az utóikazán az alapkazántól és a másodkazántól függetleníthető cirkulációs körű kazánelem. Elhelyezésére egy ún. „mellékhuzaimjárat" van kiképezve. Az utókazán a mellékhuzamjáratba van beépítve. E kazántest hűtőközegének hőmérséklete csak a hozzátartozó kazándob nyomása által meghatározott hőfokig emelkedhet — melyet célszerű kis nyomáson tartani, hogy az általa meghatározott hőfok alacsony legyen, így a legmagasabb hőlépcső biztosítható a hűtőközeg és az áramló füstgázok hőmérséklete között. A kazántest így rejtett hővel közvetlenül és folyamatosan gőzt termel, tehát teljesítményt növel, de jelentősen a kazánrendszer hatásfokát javítja. Az utókazán különösen jelentős gazdasági előnyt a kisebb teljesítményű kazánegységeknél jelent, mivel hőhasznosítása folyamatos, szemben az általánosan alkalmazott hulladék hőhasznosító berendezésekkel, mert ezek működése általában csak szakaszos üzemelésre korlátozódik. A három kazánelem — az alapkazán, a másodkazán és az utókazán — egy kazánrendszert alkot, mivel szervesen összetartozik és egy tűztérben felszabadított hőenergiát hasznosít. A kazánrendszer három eleme által termelt gőzmennyiség az adott kívánalmak szerinti csoportosításban használható fel. Vagy összpontosítható — mely esetben a •másodkazánt és utókazánt be kell kötni az alapkazántestbe és így azzal egynyomású kazánrendszert alkotni —, vagy elkülö-