166390. lajstromszámú szabadalom • Kondenzációs berendezés gőzturbinás erőműhöz
3 166390 4 zet is felhasználni. Egyes, vízben szegény esztendők folyamán, amikor a rendelkezésre álló víz mennyisége különösen csekély, előnyösnek látszhat a turbinahatásfok némi csökkenését megengedni és a vizet csupán azokban az órákban gazdaságosan felhasználni, amikor az erőmű maximális terheléssel jár, a levegő hőmérséklete pedig magas. Ismeretesek olyan kondenzációs rendszerek, amelyek a légkondenzációs berendezést hűtőtornyot is magában foglaló keringtetéses vízrendszerrel kombinálják. Van például olyan megoldás, amelynél a turbinákból kiömlő gőz egy részét csöveken felületi hőcserélőkhöz vezetik, amelyeket levegő hűt, más része pedig a turbina alatt elhelyezett felületi kondenzárorba jut. A felületi kondenzátor csövein vizet keringtetnek, amelyek kontakt permetező levegővel hűtenek, ugyanakkor pedig azokat a felületi hőcserélőket, amelyekben a gőzt hűtik és a permetezőt, amelyben a keringtetett vizet hűtik, egymás alatt helyezik el egy természetes huzamú hűtőtorony levegőbevezető nyílásában. Egy másik megoldás olyan kombinált kondenzátort alkalmaz, amelyben kondenzátumot fecskendeznek be, egyben pedig csövek is vannak, amelyen keringtetett hűtővizet bocsátanak át. A kondenzátumot felületi hőcserélőkben hűtik, a keringtetett vizet pedig kontakt permetezőben, amelyeket az előző megoldáshoz hasonlóan egy természetes huzamú hűtőtorony légbebocsátó nyílásában egymás fölött helyeznek el. Végezetül ismeretes olyan megoldás is, amely felületi turbina-kondenzátort alkalmaz olyan kombinált hűtőtoronnyal, amelynek légbebocsátó nyílásában felületi hőcserélő és kontakt permetező hűtő van, amelyeket egymás fölött helyeznek el, a felületi kondenzátoron átáramló keringtetett víz pedig először a felületi hőcserélőn, majd pedig a nyitott permetező hűtőn megy keresztül. A felsorolt kombinált rendszereknek számos lényeges fogyatékosságuk van. Ezek részben vagy egészben olyan felületi kondenzátorok alkalmazását tételezik fel, amelyeket olyan drága anyagokból készítenek, amelyek korrózióállók, minthogy a bennük keringtetett víz különböző oldott sókat és oxigént tartalmaz. Ilyen kondenzátorokban fennáll a kondenzátum szennyeződésének veszélye azokon a tömítetlenségeken keresztül, amelyek a csövek és csőtalp illesztéseiben találhatók. Ennek súlyos következményei lehetnek. Az ilyen kondenzátorok igen nagy terjedelműek, aminek következtében az erőmű géptermének külméretei megnagyobbodnak. Az előzőekben említett kombinált rendszerek közül az első kettőben a kondenzátor és hűtőtorony között minimálisan négy csővezetéket kell fektetni: kettőt a hűtővíz be- és elvezetésére, kettőt pedig a gőz vagy kondenzátum részére a gőz hőcserélőbe vezetésére szolgáló csővezetéknek igen nagynak kell lennie, a benne uralkodó nyomásnak pedig a légkörinél kisebbnek, ami növeli a kondenzátum szennyeződésének veszélyét. A kombinált hűtőtorony belépő nyílásai a felületi hőcserélőkön és kontakt permetező hűtőkön keresztül a hűtőtoronyba jutó levegőmennyiség szabályozására szolgáló ormótlan berendezésekkel kell felszerelni. Az ilyen természetes huzamú hűtőtornyok méreteinek vagy a bennük felszerelt ventillátorok teljesítményének lényegesen nagyobbaknak kell lenniök, mint a szokásos párologtatós hűtőtornyok esetében, minthogy igen nagy mennyiségű levegőnek kell a felületi hőcserélők konvektív hűtésére átáramlania, azon a levegőmennyiségen felül, amely konvekció és párolgás révén a hőt a kontakt permetező hűtőből elvonja. Az előzőekben említett kombinált rendszerektől el-5 térően a javasolt találmány az ismert légkondenzációs berendezéshez hasonlóan ugyancsak keverőkondenzátorral látja el a turbinát a kondenzátum hűtéséhez pedig levegővel hűtött felületi hőcserélőt irányoz elő. Az ismert légkondenzációs berendezéssel ellentétben, 10 a kondenzátum levegővel üzemelő hűtője után vagy azzal párhuzamosan vizes kondenzátumhűtőt építenek be, amely felületi hőcserélő, amelynek csövein belül keringtetik a hűtővizet azokon kívül pedig a hűtendő kondenzátumot vezetik. 15 A kondenzátum vizes hűtője például a természetes huzamú hűtőtornyon belül helyezhető el. A kondenzátum léghűtőjének méreteit (hőcserélők és levegőadagoló berendezések) célszerű úgy megválasztani, hogy az erőmű maximális termelése esetében télen 20 eléggé alacsony kondenzálási hőmérsékletet biztosítson anélkül, hogy a kondenzátum vízhűtőjébe hűtővizet kellene vezetni. Minthogy fagypont alatti levegőhőmérséklet esetében igen nagy különbség engedhető meg a kondenzátum és a levegőhőmérséklete között anélkül, hogy 25 a turbina hatásfoka csökkennék (ez a különbség 35— 45 Cc nagyságrendű lehet) a kondenzátum léghűtőjének célszerű méretei lényegesen kisebbek, mint az ismert légkondenzációs berendezések esetében, amelyeket rendszerint a levegő évi középhőmérsékletére méreteznek. 30 A hűtővizet ä kondenzátum vizes hűtőjébe magasabb levegőhőmérséklet esetében adagolják, amikor a léghűtő nem képes a turbinából kilépő fáradtgőz kondenzálása számára eléggé alacsony hőmérsékletet biztosítani. A vizet akkor sem kell hűtésre használni, ha fagy-35 pont feletti levegőhőmérséklet esetében az erőmű nem teljes terheléssel jár, például az éjszakai órákban vagy munkaszüneti napokon. A hűtővíz átáramló mennyiségének szabályozása automatikus a kondenzátum hőmérsékletétől vagy a 40 turbina kondenzátorban uralkodó nyomástól függően. Ekként a kondenzációs berendezés a találmány értelmében lehetőséget ad arra, hogy állandóan fenntartsuk a turbina nagy hatásfokát, minimális hűtővízmennyiséget használjunk fel oly módon, hogy annak adagolását 45 az időjárási tényezők és erőműterhelés kombinációjától függően szabályozzák. Hűtővízként felhasználhatók külső források (folyók, tavak, csatornák). Amennyiben még a nyári időben sem szerezhető be a külső forrásokból elegendő meny-50 nyiségű hűtővíz, a találmány párologtatós vízhűtőberendezést (hűtőtornyot, permetező medencét vagy hűtőtavat) irányoz elő. Ebben az esetben ugyancsak a gőzkondenzáció hőmérséklete szerint szabályozzák a víznek a kondenzátum vizes hűtőjébe adagolását az idő-55 járási tényezők és erőműterhelés kombinációjának függvényében arra törekedve, hogy a párologtatós hűtőben a vízveszteség minimális legyen, ugyanakkor pedig biztosítsák a turbina eléggé nagy hatásfokát. A javasolt találmány a kontakt permetezőt vagy a 60 párologtató vízhűtő permetező berendezését és a kondenzátum léghűtőjének felületi hőcserélőjét egy természetes huzamú hűtőtorony keretében kívánja elhelyezni, ami csökkenti a költségeket, valamint a helyszükségletet. 65 Ha a kondenzátum hűtésére szolgáló hőcserélő és a 2
