CS215567B1 - Zařízení pro zimní zmenšování průtočného množství vzduchu proudícího mokrou chladicí věží s přirozeným tahem vzduchu - Google Patents

Abstract

Zařízení pro zimní zmenšování průtočného množství vzduchu proudícího mokrou chladicí všží s přirozeným tahem vzduohu /PV 514-80/ řeší zimní provozní problematiku zejména velkých atmosférických chladičů tepelných elektráren a to jak klasických tak jaderných. Tvrdé klimatické zimní podmínky snižují provozní spolehlivost uvedených energetických zdrojů zejména tím, že poškozují blánovou tj. deskovou vestavbu mokré chladicí všže, čímž se maenšuje její životnost a vyvolává se nutnost nákladných oprav spojených s odstavením nebo snížením výkonu odpovídajících energetických bloků. Předmětné zařízení pro clonění vstupních vzduohovýoh otvorů má malou hmotnost, přestavitelná, má relativně yelkou životnost a není nutné jeho odstraňování po zimním období, protože prakticky celý olonioí efekt působí samovolně nebo/ a uměle vytvořená námraza na tomto zařízení, které sestává ze systému závěsných mříži či sítí a jeJLch kotev umístěných na šikmých stojkách věže. Popis vynálezu uvádí i záložní technická prostředky pro umělé vytvoření a likvidaci účinné námrazy. Hlavními výhodami vynálezu jsou odstranění dosavadní velmi namáhavé a nebezpečné práce a/ nebo zlepěení provozních teehnickoekóaomidkých ukazatelů tepelných elektráren.

Description

Vynález se týká zařízení pro zimní zmenšování průtočného množství vzduohu proudícího mokrou chladicí věží s přirozeným tahem vzduchu, při jejím abnormálním provozu, tj. při trvání mrazivého počasí. Vynález bude přitažlivý pro velké tepelné energetioké centrály jak klasické tak jaderné, především pak pro teplárny respektive jaderné elektrárny s odběrem tepla, u nichž v zimě klesá tepelný výkon zaváděný do kondenzátorů a dále vedený na chladicí věže, jimiž je odpovídající nízkopotenoiální teplo předáváno do okolní atmosféry.

Dosud se v rámci tzv. zimnính opatření na chladicích věžích používají různé technické prostředky pro zmenšování množství nebo /a pro předehřev a vlhčení vzduohu vstupujícího do chladicí věže. Vedle rozptylu oteplené vody v proudu studeného vzduohu se proto uplatňuje tzv. cloněni otvorů pro vstup venkovního vzduohu do atmosfériokého chladiče tj. do ohladioí věže a to pomooí vzduohovýoh nebo mechanických slon různého provedení. Clony se vytvářejí ze závěsných štítů, které zmenšují světlý průřez vstupních otvorů a to v našich klimatických podmínkách o 50 + 70 %, v zemích s drsným podnebím o 80 + 85 %, eventuálně i více. Týto clony se zavěšují na spodní okraj pláště ohladioí věže, tj. nad vstupní vzduchové otvory.

U velkých mokrých chladicích věží s přirozeným tahem vzduchu činí dnes výška vstupních otvorů 7 až 10 m a proto olony jsou obvykle vytvořeny ze dvou nebo tří pater štítů. Nevýhody dosavadního způsobu a odpovídající techniky cloněni spočívají především v tom, že ruční zavěšování a snímání převážně dřevěných clon je velmi zdlouhavá, namáhavá a nebezpečná práce. Jednotlivé štíty jsou rozměrné a příliš hmotné a proto stále hrází nebezpečí úrazu na kluzkém nebo zledóvatělém podkladu. Při častějším střídání mrazu a oblevy je časově naprosto nemožné přizpůsobovat clonění chladicí věže právě existujícímu počasí. Byla již navržena různá meohanioká zařízení, jako například sklopné a jiné žaluzie, otočná křídla či hradítka apod., která se však v provozu neosvědčila pro velkou poruchovost. Současný stav z hlediska pohotovosti či ryhhlosti vytvoření a odstranění zimních olon i z hlediska účinnosti rozprašovacích zařízení je zatím velmi neuspokojivý.

Výše uvedené nevýhody dosavadního zařízení pro zimní clonění ohladioíoh věží jsou podstatně zredukovány u zařízení pro zimní zmenšování průtočného množství vzduohu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z mříží či sítí uohyoenýoh ke spodní části pláště nebo /a k šikmým stojkám a z kotev, které jsou uohyoeny na čikmýoh stojkách a umožňují přestavení respektive změnu polohy mříží či sítí, přičemž vlastní barieru či účinnou zimní olonu vytváří námraza, vytvořená samovolně nebo /a uměle na mřížíoh či sítíoh.

Charakteristikou technického pokroku jsou především tyto hlavní výhody nového zařízení pro clonění: zaprvé, jde jen o triviální využití zákonitého jevu, spočívajícího v intenzivní tvorbě námrazy na různých předmětech nacházejících se v oblasti interakce mrazivého vzduohu a parní nebo/a kapalnou fází vody, ke kterému vždy doohází v okolí vodní hmoty s nadnulovou teplotou. Laicky řečeno, jde o částečné zasklení vstupních vzdifohovýoh otvorů relativně tenkou zpevněnou či armovanou vrstvou ledu. Zadruhé, dojde k žádoucímu vyrovnání teplotního profilu v proudícím vzduohu ve vodorovné rovině těsně pod blánovou vestavbou, čímž zaniká nebezpečí vstupu podnulovýoh isotexm do blánová vestavby a tím i nebezpečí poškození vlhkých desek, především azbestooementovýoh, mrazem. Zatřetí, samotná nosná mříž či šít způsobí jen nepatrné zvýšení odporu v tahu vzduohu a proto, ač je lehká, se nemusí po zimním období vůbec odstraňovat. Nosná mříž Si sít je nejen lehká a tedy snadno ovladatelná, ale je i dostatečně pevná, což dovoluje realizovat odlišně koncipované příslušné varianty zařízení a různě konstrukčně řešit jejich základní díly a detaily. Začtvrté, ovládání průtoku vzduchu je víceméně samočinné, nebot námraza se na nosné mříži či síti začne vytvářet sama UŽ při poklesu teploty okolního vzduchu pod bod mrazu a naopak, námraza stejně spolehlivě vymizí při následujícím zvýšení teploty v okolí nad 0 °C. Za páté, rychlosti samovolného tvoření a mizení námrazy a odpovídající změny průtoku vzduchu, vyvolané patřičnými změnami teplot okolního vzduchu, budou zřejmě dostatečné z hlediska ohrožení deskové vestavby, tj. blánového chladicího systému věže, mrazem. Zašesté, čas přirozené

-'X odezvy či ryohlost samoregulace průtoku vzduohu lze zkrátit respektive zrychlit o to relativně snadnou ruční nebo /a mechanizovanou činností obsluhy, spočívající buá. v rozprašování ochlazené vody na promrzlou nosnou mříž či síí, nebo v oplachování námrazy na nosné mříži či síti oteplenou vodou. Za sedmé, zmenší se tvorba náledí v okolí chladicí věže, ke které dochází hlavně na závětmé straně věže při silném přízemním větru. Za osmé, spodní část nosné mříže či sítě může trvale plnit funkci lokálního bezpečnostního oplocení, které mimoto bude zachycovat hrubé nečistoty unášené vzduchem, jimiž jsou například papíry, suché traviny a především suché listí, k jehož opadávání dochází právě před zimním obdobím. Za deváté, práce spojená s občasným čistěním spodního oplocení, která však může být snadno zmechanizována, zmenší na druhé straně práci spojenou jak s čištěním česlí a sít ve vodním okruhu, tak s čistěním nádrže věže, respektive prodlouží intervaly těchto pracných a nepříjemných údržbových operací.Podružnou související výhodou je též skutečnost, že se zmenší průměrné množství organických nečistot tlejících na dně nádrže chladicí věže, které jsou živnou půdou pro bujení mikroorganismů, jejichž vliv na stav celého chladicího okruhu je velmi nepříznivý. Za desáté, lze počítat s tím, že v mimozimních obdobích bude možno spodní část nosné mříže či sítě použít jako nosnou konstrukci pro clony z textilních nebo /a gumových či platických fólií, které by se zavěšovaly jen při silném větru, čímž by se elimino\ il jeho rušivý vliv na proudění vzduchu věží. Za jedenácté, významnou výhodou je skutečn c, že obsluze chladicích věží odpadá velmi těžká a nebezpečná práce spojená s dosavadním zavěšováním a snímáním hmotných dřevěných štítů, která - jak praxe přesvědčivě ukazuje je v našich podmínkách naprosto nezajistitelná. Za dvanácté, chráněné zařízení pro zimní clonění je vhodné i pro dodatečnou aplikaci u již provozovaných výpamých chladičů, případně i u budoucích polosuchých chladicích věží. Za třinácté, vytvořením homogenn?' ledové stšny na nosné mříži či síti se získá clona, která je zároveň dostatečně těsná. Za čtrnácté, při volbě vhodných a současně běžných konstrukčních a ochranných materiálů lze realizovat nosné mříže či sítě, jejichž životnost bude podstatně větší než životnost dřevěných štítů. Za patnácté, neinstalováním dnešních rozprašovačů oteplené vody do proudu studeného vzduchu zúženého ledovými clonami, vzroste účinnost těchto rozprašovačů. Za šestnácté, systém mříží či sítí má bezesporu vysokou přizpůsobivost ke specifiským podmínkám dané lokality i k různým konstrukčním řešením chladicích věží. Velmi výhodným se jeví využití jen horních mříží ci sítí u chladicích Věží ΡΪ6 5&ťLerné elektrárny podle čs. autorského osvědčení č. 203721, u niohž je navržen v blízkosti vstupních vzduchových otvorů, sprchový podsystém pro chlazení tzv. technické vody. Zde se spodní mříž či síí zmenší nebo /a vzdálí od věže, případně zcela odpadne. Za sedmnácté, aplikací chráněného způsobu clonění se zlepší zimní provoz chladicích věži i oelého nízkopotenciálního vodního okruhu, oož pozitivně ovlivní i ekonomické ukazatele dané energetické centrály.

Na výkresu je pro názornou interpretaci chráněného zařízení pro clonění uveden zjednodušený svislý osový řez vstupní Sásti mokré chladicí věže typu ITTERSON.

Jak je vidět z obrázku, sedí na podkladovém betonu 2 jednak dno 1, jednak stěna 2, která je zároveň obvodobým nosníkem pro šikmé stojky 10, na nichž spočívá pláší 11 tvořioí komínovou část chladicí věže. K vnitřní vestavbě náleží patky £ s vloženými sloupy 2« které jsou provázány trámy 8. Na takto uspořádaném nosném systému je uložen blánový chladicí systém, který je vytvořen z desek χ, nad nimiž je hydraulický rozvodný systém reprezentovaný zde trubkami 2 ^a Slabý 6. Hlavním inovujícím zařízením je tečkované nakreslená mříž či sít. 12, která je připevněna k šikmým stojkám 10, případně k pláěti 11. Pomocným upevňovacím a nastavovacím elementem je kotva 12« která je zaklesnuta do již neznázorněného držáku na šikmé stojce 10. Při vzniku a existenci mrazivého počasí se vytvoří a bude ulpívat na mříži či síti 12 souvislá pevná fáze vody, tj. námraza 14. Serohovanými úsečkami podél šikmých stojek 10 jsou znázorněny další možné polohy mříží či sítí 12. Punkčí popis k obr. 1 je zbytečný. Stačí jen poznamenat, že průtok studeného vzduchu zúženým průřezem mezi horní a spodní clonou vytvořenou z námrazy 14 je znázorněn tenkými čárkovanými křivkami se šipkami.

Výše uvedené zařízení pro clonění bylo aplikováno na předběžný ale konkrétní návrh chladicí věže systému ITTERSON pro čs. jadernou elektrátnu se dvěma reaktorovými bloky o elektrickém výkonu 2 x 440 MW. Věže jsou 120 m vysoké a jejich spodní část je právě na výše popsaném obrázku nakreslena v měřítku 1 : 100. Výška vstupu vzduchu, označená H, činí 10 m. Při instalaci horní a spodní nosné mříže či sítě.vysoké 2x 4 m se dooílí, vzhledem k dané geometrii, zaclonění okolo 70 %, které lze v našich podmínkách považovat za nadbytečné. Záložní teohnlkou pro rasantní či ryohlou úpravu námrazy na nosné mříži či síti je na jedné straně sněhové dělo pro nanesení námrazy a na druhé straně vhodný tepelný agregát pro ofukování námrazy horkým vzduchem respektive spalinami za účelem zmenšení nebo llkvidaoe námrazy. Mimoto námrazu je možné a účelné odstraňovat vysooe pokrokovým elektroimpulsním způsobem pomooí zařízení EIPOS, které bylo vyvinuto v SSSR podle významnýoh sov. vynálezů, chráněných i v SSSR. Je evidentní, že tyto teohnloké možností jsou ale spojeny s odpovídajíoí spotřebou energie. Nutno ještě poznamenat, že funkční princip obráněného zařízeni vychází ze zimníoh provozních zkušeností popsaných v. odborné literatuře. Konkrétně, při provozu jedné velmi zacloněné a málo hydraulicky /2 nP/m²h/ i tepelně / t = 1,7 + 7,2 °C/ zatížené věže se na několika pootevřených otočných štíteoh vytvořila ledová stěna dosahující až k hladině vody v nádrži. Došlo tím k enormnímu omezení průtoku vzduchu, což vyvolalo náhlá zvýšení teplot chladicí vody v okruhu. Aby se získal a udržel podtřebný provozní režim musela obsluha chladicích věží neustále odstraňovat led tvořioí se v pootevřených štítech. Zbývá zdůraznit, že efektivnost, respektive hodnota předmětného vynálezu bude závislá na stupni úspěšnosti geometrické transformace doposud v ohladícíoh věžích za mrazu se vyskytujíoích hmotných ledových bloků na relativně rovnoměrnou a těsnou ledevou stěnu, vyztuženou nosnou mříží či sítí, která omezí průtok vzduchu věží a při oblevě začne mizet.

Lze předpokládat, že po provozním ověření vhodnosti či nevhodnosti různých druhů pletiva, jakož i po vyzkoušení různých konstrukčních provedení nosnýmh mříží či sítí a zejména po získání nezbytné rutiny v údržbě ledových clonících stěn, se novému zařízení pro zimní clonění otevře široké pole využití. Zabezpečování spolehlivé funkce chladicích věží a tím i zajišťování plynulé výroby elektrické energie v zimních obdobích je a stále bude aktuální otázkou nejen v ČSSR ale i v zahraničí, především v těch zemích, kde jsou zimní klimatické podmínky tvrdší než u nás.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zařízení pro zimní zmenšováni průtočného množství vzduohu proudícího mokrou chladicí věží s přirozeným tahem vzduchu, omezující průtok vzduchu při abnormálním provozním režimu věže, tj. při trvání mrazivého počasí, vyznačené tím, že sestává z mříží či sítí /12/ uchycených ke spodní části pláště /11/ nebo /a k šikmým stojkám /10/ a z kotev /13/, které jsou uchyceny na šikmých stojkáoh /10/ pro umožnění přestavení respektive změnu pblohy mříží či sítí /12/, přičemž vlastní barieru či účinnou zimní clonu vytváří námraza /14/, vytvořená samovolně nebo /a uměle na mřížích či sítích /12/.