201997. lajstromszámú szabadalom • Természetes huzatú száraz hűtőtorony
1 HU 201 997 B 2 A találmány tárgya természetes huzatú száraz hűtőtorony. Száraz hűtőtornyoknak azt az ipari vagy crőművi berendezést nevezik, amely a meleg hűtővizet léghűtőkben, párolgás nélkül hűti le, és a hulladékhőt a környezetbe vezeti. A méretek jellemzéséül megemlítjük, hogy egy 200 MW teljesítményű crőművi egység - ami manapság csak közepes teljesítményű berendezésnek tekinthető - száraz hűtésére az alábbi paraméterek a jellemzők:- elvonandó hő 300 MW- hűtővíz áram 7 m3/s- toronymagasság 120 m-alsóátmérő llOm- bordázott léghűtő felület 600 000 m2- léghűtő tömeg 600 t Az ilyen méreteknél a természetes huzatú kivitel a gazdaságos. A huzat és az általa keltett légáramlás szinte azonnal kialakul, amint a melegvíz a léghűtőbe kerül. A száraz hűtőtornyokban gyakran alkalmaznak mozgatható, azaz beállítható zsalut, mint például az US 4.397.793 sz. irat szerinti megoldásnál, ahol a zsalu a légáram változását, és így a teljesíünény szabályozását biztosítja. A légáram szabályozására szolgáló zsalukat mind vcntillátoros, mind természetes huzatú hűtőtornyokban alkalmazzák szokásosan. Ez a hőtcljclsílmény szabályozására alkalmas megoldás kél elterjedt hűtőtorony-típusnál kerül alkalmazásra. Első típusként említjük a hagyományos „Heller” elrendezési hűtőtornyokat, amelyekre jellemző, hogy a léghűtők a torony alsó kerülete mentén egymás mellett vannak felszerelve, és hogy a víz a csöveken függőleges irányban áramlik, míg a hűtőlevegő vízszintesen haladva jut be a toronyba a kürtő irányába. A zsaluk a hűtők előtt vannak felszerelve. Ez a megoldás többek között azért volt előnyös, mert a zsaluk - különösen zárt helyzetben - tökéletes védelmet nyújtottak a mögöttük lévő léghűtőknek akár sérüléssel, akár elszennyeződéssel szemben. Egy másik, ugyancsak szokásos megoldás az ún. hasábszerű léghűtők alkalmazása. Ezekre jellemző, hogy a léghűtők a torony belsejében vízszintes elrendezésben vannak elhelyezve. A léghűtők akár sugárirányban, akár párhuzamosan egymás mellé helyezve szerelhetők fel. A légáram szabályozására szolgáló zsaluk itt is a léghűtők légoldali belépő oldalán vannak elhelyezve, ami azt jelenti, hogy a léghűtők alatt vannak elhelyezve. Mindkét fent említett ismert megoldás alkalmas a léghűtőkön átáramló levegő tömegáramának, és ezáltal a léghűtők teljesítményének szabályozására, és az üzemen kívüli léghűtők légoldali kiszakaszolására. A száraz hűtőtornyok üzemeltetői előtt jól ismert az a probléma, amelyet a téli hidegben való üzemeltetés, és különösen a fagyveszélyes időkben végzett indítás jelent. A legkülönbözőbb megoldásokat dolgozták ki a tervezők, amelyeknek célja, hogy léghűtő vízzel való feltöltését megelőzően a léghűtőket előmelegítsék. A léghűtők előmelegítésére ismeretessé vált megoldás, amelyet a „Heller” tornyoknál valósítottak meg a következőképpen van kialakítva: a megoldás lényege az, hogy az álló helyzetű hűtők és az előttük lévő szabályozó zsaluk közé kisebb méretű, vcntillátoros készülékek meleg levegőjét fújják be és a levegő a léghűtőkön áramolva, azokat lassan felmclcgíti. Maga a készülék ugyancsak vízzel fűtött léghűtőt tártál máz, de az méretét tekintve jóval kisebb, csövei rövidebbek, így ennek indítása, fellöltése nem jelent veszélyt. Könnyen belátható, és ezt a tapasztalatok is igazolják, hogy az ily módon végzett előmelegítéshez igen jelentős fűtőteljcsítmény és komoly légáram szükséges, hiszen a léghűtőkből távozó meleg levegő a torony kürtőjén keresztül távozik és így elvész. Ami az elveszett hőt illeti, meg kell említeni, hogy a hűtőtorony igen nagy mennyiségű hőt ad le a környezetnek. Ilyen esetekben különösebb szabályozási problémák nem jelentkeznek, illetőleg a feladatok egyszerű zsaluállítással oldhatók meg. Problémák azonban két cselben jelentkeznek:- a hűtőtorony üzemének indításakor, amikor a hűlendő technológiából még nem érkezik elegendő nagy hőmennyiség, és a vízrendszer erősen lehűtött vízzel van feltöltve. Természetesen a vízrendszer eljegesedése könnyen bekövetkezhet.- Egy-egy léghűtő csoport kiszakaszolás utáni ismételt üzcmbchelyczésckor jelentkezhetnek fagyvcszély problémák - különösen a nagy méretek miatt a léghűtő felület párhuzamosan üzemelő csoportokba van felosztva, amelyeket pl. karbantartáskor kiszakaszolnak. Ezeknek az ismételt üzembevétele pontosan olyan indítási probléma, mint az egész hűtőtorony indításának problematikája. A száraz hűtőtornyokban alkalmazott állítható, illetve mozgatható zsaluk - amelyek a légáram változását, és a teljesítmény szabályozását teszik lehetővé - az elkerülhetetlen rések ellenére is olyan mértékben csökkenti a tornyon belüli légáramlást, hogy számottevő huzat nem alakul ki. A réseken átjutó meleg levegő ugyanis nem képes a teljes keresztmetszetét kitölteni, és a helyi azaz a felfelé irányuló légmozgást a torony tetején belépő és ellenkező irányba áramló hideg levegő áramlása kiegyenlíti. A léghűtőkben nagy számban találhatók párhuzamosan kapcsolt vízcsövek. A példaként említett hűtőtoronyban például a víz mintegy 30 000 db 17 mm átmérőjű csövön áramlik keresztül, amely csöveknek hossza egyenként 30 m. Mint említettük, hideg időben az egyes csövekben vagy a léghűtő felület kisebb-nagyobb részén nem kívánt vízlchűlés (fagyás) léphet fel, amely csövek, vagy léghűtők ennek következtében sérülést, üzcmkicsést okoznak. Belátható, hogy a példában említett 6001 hideg fémtömeg képes arra, hogy a töltéskor érkező vízmennyiség egy részét megfagyassza majd a keletkezett jégdugókkal csöveket zárjon le, fagyást okozva. Ürítéskor úgy következhet be fagyás, hogy egyes csövekből a víz túl lassan ürül és a hideg levegővel hűtött fémtömeg ezt a maradék vizet fagyassza meg. A fagymentes töltés és ürítés érdekében a hideg léghűtőket szokásos előmelegíteni, melegen tartani, és olyan megoldást választani, amely a töltés és ürítés idejére megszünteti a légáramlást a léghűtőkön keresztül. Az ismert előmelegítő készülékek közös jellemzője az, hogy azok a meleg levegőt a léghűtőnek külső oldalára fuvatják, és hogy ez a meleg levegő a léghűtőn átvezetve közvetlenül a hűtőtorony kürtőjébe áramlik, azaz ez az előmelegítő levegő nagyrészt haszontalanul 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
