162467. lajstromszámú szabadalom • Üzemeljárás és kapcsolási elrendezés kazántápvíz előmelegítésére
162467 3 tósi hőmérsékletét, és hogy ez a tény összhangban van az energia- és impulzusmegmaradás törvényével, valamint a termodinamika második főtételével, minthogy itt a hőmérsékletemelkedés a hőszivattyúfolyamat során végbemenő kompresszió eredménye. Kimutatható, hogy — a termodinamikai, turbinakonstrukciós és gyártástechnológiai megfontolások alapján előírt, és az erőműtervezési gyakorlatban szokásos — tápvízmelegítési fokozatok olyan gőz-és vízmennyiségi arányokat tételeznek fel, amelyek injektoros hőszivattyú alkalmazása esetén lehetővé teszik a munkaközeg nyomásának elérését. Az is bizonyítható, hogy ez a megoldás termodinamikailag előnyösebb mind a felületi, mind az injektor nélküli kontakt hőcserélőnél. Az injektorban a gőz és a víz keveredése rendkívül intenzív, ez a körülmény igen jó térfogatkihasználást eredményez, és ennek következtében jelentősen csökkennek a berendezés méretei. A méretcsökkenésből származó előnyön kívül az injektoros hőszivattyú alkalmazása nem igényel más megoldásoknál bonyolultabb gyártástechnológiát, az egyes fokozatok közti szivattyúk elmaradnak, tehát beruházási költsége lényegesen kisebb azokénál. A szokásos, más célra használt injektor-, illetve ejektorkonstrukciók a keresztméretekhez képest nagy hosszmérettel rendelkeznek. Kimutatható a fentiekben hivatkozott keresztirányú méretcsökkenés mellett a találmány szerinti konstrukció méreteinek arányai is jelentősen megváltoznak, a szerkezeti hossz nagymértékű csökkenése révén. Ez annak a következménye, hogy az egyéb esetekben szükséges, és a keverŐtér hosszméretét többszörösen meghaladó diffúzor az egykomponensű heterofázisú injektornál elmarad, mert az alkalmasan kialakított keverőtérben végbemenő kondenzáció nagymértékű fajtérfogat- és sebességcsökkenéssel, következésképpen nyomásnövekedéssel jár együtt, ami egyértelmű azzal, hogy maga a keverőtér betölti a diffúzor funkcióját is. Ismeretes, hogy korszerű erőművekben a tápvíz regeneratív melegítése több fokozatban történik. Egyrészt ez a körülmény, másrészt a találmányban alkalmazott injektor kis hosszirányú helyszükséglete további, járulékos előny realizálását teszi lehetővé az egyes tápvízmelegítő fokozatoknak toronyszerű egymásrahelyezése révén, oly módon, hogy a nyomás növekedése kövesse a víz természetes áramlásának irányát. Ilyen diszpozíció esetén a víznek az alatta levő, nagyobb nyomású fokozatba juttatását a vízoszlop hidrosztatikus nyomása, illetve a geodetikus szintkülönbség is segíti. Mivel az egyes fokozatokban keveredés megy végbe, külön gáztalanító alkalmazása szükségtelen, de bizonyos mennyiségű gőz elvezetésére feltétlenül szükség van; konstrukciós és diszpozíciós szempontból lehetséges, a hőhasznosítás és gáztalanítás szempontjából előnyös, ha a szóbanforgó gőz elvezetése a felette levő edény vízterébe buborékoltatással (a legkisebb nyomású fokozat elvezetése pedig a kondenzátorba) történik. Kimutatható, hogy a turbogenerator terhelésének változása esetén az injektoros hőszivattyú munkagőzének térfogata a terheléshez viszonyítva annál lényegesen kisebb mértékben változik, tehát 4 a szabályozásnak meglehetősen szűk tartományban kell mozognia. Ez célszerűen úgy történik, hogy fokozatonként nem egyetlen fúvókát, hanem oly módon kialakított fúvókacsoportot alkalmazunk, 5 amelyben a főfúvóka a minimális terheléshez szükséges gőzmennyiséget, az egyenként lépcsőzetesen bekapcsolható többi fúvóka pedig a pillanatnyi terheléshez szükséges többletmennyiséget szállítja. Hőszivattyús tápvízmelegítés esetén az említett 10 előnyökön (gáztalanító, hőátadó felületek, szivatytyúk elmaradásán, méretcsökkenésen, egyszerű szabályozáson) kívül továbbiak is realizálhatóak, mint pl. komplett járulékos hőcserélő berendezések (gőzhűtők, csapadékhűtők), csapadékvisszavezetés, 15 külső csővezetékek elmaradása, általában a helyszükséglet csökkenése, kisebb emelőmagasságú kondenz- és kazántápszivattyú. Ezek és hasonlóak további beruházási megtakarítást eredményeznek. A jelentős beruházási megtakarítás mellett hő-20 szivattyús tápvízmelegítés esetén kisebb az erőmű villamosenergia-önfogyasztása, mert a kontakt tápvízmelegítőkhöz képest az egyes fokozatok közti szivattyúk teljesítményfelvételét teljes egészében, a felületi hőcserélőkhöz képest a főkondenzátum-25 szivattyú teljesítményfelvételét részben helyettesítik az injektorok. Ennek következtében változatlan tüzelőanyagfogyasztás mellett megnő az erőmű vonalra adott teljesítménye. A fentiekből következik, hogy termodinamikai-30 lag lehetséges és gazdaságossági szempontból előnyös az injektor hatására működő hőszivattyús berendezésnek gőzturbinás erőművekben regeneratív tápvízmelegítés céljára való felhasználása. Előnyös alkalmazásának lehetősége nem korlátozódik a nagy 35 egységteljesítményekre, hanem független ettől, éppúgy, mint a munkaközeg kémiai összetételétől és paramétereitől. Szabadalmi igénypontok: 40 1. Üzemeljárás kazántápvíz keverő előmelegítésére, vízgőzt és/vagy attól eltérő kémiai összetételű. munkaközeg(ek)et alkalmazó, renegeratív tápvízmelegítéssel kialakított, tetszőleges teljesítményű 45 és paraméterű gőzturbinás, valamint kombinált gáz- és gőzturbinás erőművek számára, azzal jellemezve, hogy a tápvíz hőmérsékletének és nyomásának egyidejű növelését egy- vagy többfokozatú, gőzsugárhajtású (keverő) hőszivattyúval végezzük. 50 2. Kapcsolási elrendezés az 1. igénypont szerinti üzemeljárás foganatosítására, azzal jellemezve, hogy a berendezés egyes fokozatait gőzinjektorral egybeépített edények alkotják, amelyeknél az injektor fúvókájának belépő csatlakozása az egyes 55 turbinamegcsapolásokkal, szívóterének belépő csatlakozása a közvetlenül megelőző fokozat vízterével (az első fokozat esetén a főcsapadékszivattyú nyomócsonkjával), a fokozat víztéri kilépő csatlakozása a következő fokozat injektorának szívóterével (az 60 utolsó fokozat esetén a kazántápszivattyú szívócsonkjával), gőztéri kilépő (gáztalanító) csatlakozása a tervezés során meghatározandó, bármely erre alkalmas hellyel van összekapcsolva. 3. A 2. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés 65 kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az egyes foko-2
