152574. lajstromszámú szabadalom • Berendezés hulladékhő hasznosítására
3 152574 4 son-kazánoknál, amelyeknél az elvezetésre kerülő besűrűsödött kazánvíz (lúg) a többszöröse a hasonló nyomás dobos kazánokénak. Nagynyomású kazánoknál ezért a jelentős energiaveszteség elkerülésére többnyire nem lúgozzák le az optimális kazán víz mennyiséget. A jelenleg működő gőzszolgáltató berendezésekben a termelt gőz minden tonnájára átlagosan 5 kWó veszteséget lehet számítani. Találmányom célja a hulladékhő hasznosítására olyan módszer kidolgozása, amely lehetővé teszi a kalorikus rendszer bármely részéből elvezetett közeg hőtartalmának csaknem veszteségnélküli visszanyerését s a betáplált közeg hőmérsékletének csaknem az elvezetett közeg hőmérsékletére való emelését. Találmányom tárgya berendezés hulladékhő értékesítésére. Találmányom azon az ismert tételen alapul, hogy egy közeg energiatartalma, a melegegységekben (kalóriákban) kifejezhető energiatartalmánál gyakorlatilag annyival ér többet, mint amennyi belőle mechanikai munkává alakítható. A kalorikus folyamatok veszteségei tehát jelentékenyen csökkenthetők, ha a kalorikus rendszer bármely részéből elvezetett magasabb energiaszintű (melegítő) közeg hőtartalmát a mennyiség szabályozás szerve (fojtás) előtt használjuk fel arra, hogy vele a berendezésbe bevezetett alacsonyabb energiaszintű közeg (tápvíz) energiatartalmát emeljük. Ezáltal hasznosíthatóvá válik annak a többletgőznek a munkavégző képessége, amely a tápvízből a melegítő közeg hőmérsékleti- és nyomásszintjén áll rendelkezésre. A hasznosítás történhet azáltal, hogy ez a többletgőz a lehűtött előmelegítő közeg hőmérsékleti- és nyomásszintjéig expandál, vagy hasznosítható egyéb célra, magasabb hőmérsékleten. Célszerű, ha a kalorikus rendszer bármely részéből elvezetett magasabb energiaszintű és az oda bevezetendő alacsonyabb energiaszintű közeg között lejátszódó hőcsere folyamatban a bevezetendő, alacsonyabb energiaszintű közegnek csupán egy részárama vesz részt. Ebben az, esetben ugyanis — megfelelő mennyiségi arányok betartása esetén — az utóbbi közeg energiaszintje (hőmérséklete) csekély különbséggel, vagyis kis hőfoklépcsővel megközelítheti a magasabb energiaszintű közeg energiaszintjét. Ezáltal a veszteség csupán a hőátadás viszonylag csekély hőfoklépcsőjéből és nyomáscsökkenéséből ered és a ma szokásos veszteségnek csak töredékét képezi. Ily módon elérhető pl., hogy a kazánból lebocsátott lúgot azonos menynyiségű és közel azonos hőmérsékletű tiszta tápvízzel pótolhatjuk, a kazánnak ugyanazon a helyén, ahonnan a lúg távozott, így feleslegessé válik ennek a tápvízmennyiségnek az előmelegítése füstgázokkal, vagy megcsapolt gőzökkel. Ezek hőtartalma tehát egyéb célra hasznosítható: csökkenthető a turbina megcsapolás nyomásai ill. mennyisége, növelhető a levegő előmelegítése stb. A találmány szerinti berendezés lényege a hőcserélőt a kalorikus rendszer bármely részével szabályozó szerv (fojtás) nélkül közvetlenül összekapcsoló vezetékrendszer. Egy másik vezetékrendszer a kalorikus rendszerbe bevezetendő közeg (pl. tápvíz) meghatározott részáramát vezeti a hőcserélőbe. A hőcserélőn átáramló közegek mennyiségének szabályozására a hidegebb vezetékágakban — vagyis a kalorikus rendszerből távozó közeg esetében a hőcserélőt elhagyó áramban, a kalorikus rendszerbe belépő közeg esetében a hőcserélő felé irányuló áramban — alkalmazott szabályozó szervek, célszerűen fojtások szolgálnak.' E szervek önműködő vezérlését a hőcserélőn átáramló közegek áramában elhelyezett érzékelők végzik. Az előmelegített közegnek a kalorikus rendszerbe való bevezetésére szolgáló csővezeték végső szakasza a belépés, helyénél célszerűen a gőztéren át vezet. Egy kalorikus rendszer különböző helyeiről, ill. több kalorikus rendszerből elvezetett s ennek megfelelően több hőcserélőn átvezetett közeggel felmelegített hidegebb közeg áramának gyűjtőhálózatban való egyesítése, abba a kalorikus rendszerbe való beadagolást tesz lehetővé, amely azt a terhelése folytán igényli. A hőcserélő célszerűen két vagy több, egymásba helyezett csőből áll, amelyek egyenes és görbe középvonalú csövek váltakozó szakaszaiból állanak. A görbe középvonalú külső csőszakaszok átmérője — a hegesztési művelet lehetővé tétele és a hőtágulás miatt — a külső egyenes csőszakaszok átmérőjének legalább a kétszerese. A különböző átmérőjű csőszakaszok összekapcsolására bővülő és szűkülő csőtoldatok (diffúzorok, konfúzorok) szolgálnak. Az egyenes csőszakaszok hossza a teljes egyenértékű csőhossznak legalább 70%-a. Az áramló közegnek a külső csőbe való bevezetésére olyan elágazó idomok szolgálnak, amelyek bevezető csonkja az idom. saját anyagából való kihúzással készül s így kis áramlási veszteséget eredményez. A hőcserélő belső csövét a rendszerbe bevezetendő közeg terével, a külső csövet az elvezetett közeg kilépési helyével csőcsatlakozások úgy kötik össze, hogy a bevezetendő közeg a belső csőben áramlik s így hőveszteséget nem szenved. A hőcserélő szigetelő köpennyel van ellátva. Az egymásba helyezett csöveket sík vagy görbe felületű bordázat támasztja ki. A bordázat egyrészt az áramlási sebességet fokozza, másrészt görbe felület esetén az áramló közegnek perdületet ad. Hely- és anyagmegtakarítási szempontból célszerű, ha a hőcserélő a berendezés vasszerkezetének részét képezi, mint korlát vagy járda. A találmányom tárgyát képező berendezés egy példaképpeni kiviteli alakját ábrázoló rajzon az 1. ábra egy gőzkazán lúghőhasznosítására szolgáló berendezés kapcsolási vázlatát, a 2. ábra az ehhez javasolt hőcserélő hosszmetszetét ábrázolja. A K kazán 1 dobjából a szokásos módon, a rajzban nem ábrázolt kettős elzáráson át, esetleg a H hűtőaknába való leágaztatás előtt a lúg a 2 csővezetéken át a nagynyomású 3 hőcserélőbe áramlik. A lúg mennyiségét a 4 szabá-10 !i3 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
