PL43274B1 - - Google Patents

Description

Jak wiadomozdomose wytwórczagetferatóra elektrycznego • j*9* <^antez*tftfsr jtffcez nttjwyzfi&a temperatotf&x *9*tQpil}a*f^ w* c^nMkti cftl^fe^ cym vwght&nS& petez tetf*^attfre; osiagana w korpusie generatora.

Znane sa wprawdzie projekty; które przewi- diija zastosowanie sztucznego chlodzenia gazu ehlod«aceg&», przeplywajacego przez generator, w^p«2jcpa4fc(a- gfly istniejac^ naturalne chlodze¬ nie?nte¦-'jest w stanie . zapewnic normalnie do¬ puszczalnego najwyzszego stopnia wykorzysta¬ nia generatorów (np; w przypadku zbyt cieplej wody chlodzacej).

Pisojekty te, które' wydaja «te Rozwiazywac za¬ gadnienie jiod wzeledem t&&Mcznym, nie sa jednak ¦;do^przepj^wadzenta pod iwzgledem go¬ spodarczymi Uzywane przy sztitóznym chlodz^ niu i to> zarówno spr^rkoWnil jak'i absorb- cyinym iczynnlktchlodnicze jak- amoniak, freo- *) Wlatóctet patentu- oswiadczyl, ze wspól- t\ta§n»amt* wynaw^ti^sa tós^o Heller i Arpad ny itp. sa niepozadane w ruchu zaklada: ener¬ getycznego z powodu swoich refcnyehf nieprzy¬ jemnych i niebezpiecznych wlasciwosci.

Jezeli nawet zastosuje sie jako czynnik chlod¬ niczy material pod kazdym wzgledem nieszko¬ dliwy, to jednak nadal urzadzenie chlodnicze bedzie calkowicie róznic sie w ruchu od normal¬ nych urzadzen zakladu energetycznego i wyma¬ gac pod kazdym wzgledem specjalnie wyszko¬ lonego personelu dla dozoru i obslugi, wskutek czego bedzie stanowic zarówno znaczne obciaze¬ nie eksploatacyjne, jak i przede wszystkim be¬ dzie powodowac wysokie koszty inwestycyjne.

Znalezienie odpowiedniego pod wzgledem technicznym, a jednoczesnie ze wzgledów ru¬ chowych1 ekonomicznego urzadzenia chlodnicze¬ go jest na tyVi wazne, ze przez to mogloby byc rozwiazane' nie tylko owo zagadnienie, iz rów¬ niez w przypadfei nagrzania wody chiodzacej do wysokiej temperatury, generator* bedzie mógl oddawac cala swoja moc znamionowa, lecz byl¬ by równiez: przefz: to rozwiazany staly i jedno- czesnie wazny problem a mianowicie, ze1 gra* A*vr 6vrniczna moc urzadzen, pracujacych w zakladzie energetycznym nie bylaby ograniczona przez graniczna moc generatora.

Wedlug wynalazku problem ten zostal rozwia¬ zany w ten sposób, ze do sztucznego. chlodze¬ nia zastosowano urzadzenie chlodniczo parowo- strumieniowe na pare wodna, a mianowicie w ten sposób, ze oprócz wyeliminowania w nim wyzej podanych oraz wystepujacych w innych urzadzeniach chlodniczych nie wymienionych wad, urzadzenie gwarantuje równiez wymaga¬ na ekonomie.

Jak wiadomo para wodna, zastosowana jako czynnik chlodniczy w urzadzeniu chlodniczym, pracujacym ze sprezaniem parowo-strumienio- wym, nie jest z jednej strony materialem nie¬ znanym i niezwyklym w zakladach energetycz¬ nych, a po wtóre obsluga urzadzenia jest lat¬ wa i równiez nie obca dla personelu zakladu energetycznego.

Wada takiego urzadzenia byloby jednak to, ze jego koszty inwestycyjne wypadalyby jesz¬ cze w dalszym ciagu zbyt wysokie i ekonomia takiego rozwiazania przy zastosowaniu zwyklej konstrukcji bylaby niska.

Wedlug wynalazku stosuje sie takie parowo- strumieniowe urzadzenia chlodnicze, w których ta wada zostaje znacznie zmniejszona, przy za¬ chowaniu wyzej podanych zalet urzadzenia.

Wysokie koszty inwestycyjne, stanowiace po¬ wazna wade, zostaja wedlug wynalazku wy¬ eliminowane przez to, ze nie przewiduje sie osobnego kondensatora dla tego urzadzenia, po¬ wodujacego znaczna czesc tych kosztów oraz nalezacego do niego urzadzenia odpowietrzaja¬ cego, a do skraplania wykorzystuje sie i tak juz istniejace urzadzenie kondensacyjne turbiny parowej.

Ekonomia rozwiazania wedlug wynalazku zo¬ staje jeszcze przez to znacznie zwiekszona, ze jako pare robocza w pompie parowo - strumie¬ niowej uzywa sie wykorzystana pare odlotowa pobierana z istniejacych przy turbinie odcze¬ pów. Urzadzenie do sztucznego chlodzenia we¬ dlug wynalazku posiada ponizej podane zalety.

Czynnikiem chlodniczym jest para wodna, a wiec czynnik identyczny z czynnikiem, stoso¬ wanym w zakladzie energetycznym.

Urzadzenie nie wymaga specjalnego dozoru i obslugi. Koszty inwestycyjne wynosza zaled¬ wie ulamek kosztów normalnego urzadzenia chlodniczego parowo - strumieniowego i wresz¬ cie urzadzenie pozwala na uzycie w nim pary odlotowej z turbiny, co lacznie z poprzednia wyzej wymieniona zaleta umozliwia w oma¬ wianym celu szczególnie ekonomiczna jego prace.

Dotychczas wymienione okolicznosci umozli¬ wiaja jednak tylko zastosowanie najbardziej odpowiedniego procesu chlodzenia pod wzgle- . dem najwiekszej ekonomii.

Ekonomia calego ukladu jest jednak w znacz¬ nym stopniu uzalezniona od tego, w jaki spo¬ sób urzadzenia do sztucznego chlodzenia jest polaczone z wymiennikiem ciepla, który chlo¬ dzi z powrotem gaz chlodzacy, przeplywajacy przez generator, wzglednie w jaki sposób ten wymiennik jest wykonany.

Byloby mianowicie bledem odprowadzac za pomoca urzadzenia chlodniczego calkowita ilosc ciepla* która powinna byc odprowadzona z ge¬ neratora, wzglednie w pelni chlodzic za pomo¬ ca urzadzenia chlodniczego wode chlodzaca, obiegajaca w wymienniku ciepla.

Poniewaz temperatura czynnika chlodzace¬ go, wychodzacego z generatora, w kazdym przy¬ padku i we wszystkich okolicznosciach musi byc wyzsza od temperatury wody chlodzacej, ochlodzenie czynnika chlodzacego generator do pewnej okreslonej wartosci musi nastepowac z reguly za pomoca samej wody chlodzacej, a tylko przekraczajace te wartosc dalsze niezbed¬ ne ochlodzenie czynnika chlodzacego powinno byc przeprowadzane za pomoca urzadzenia chlodniczego. Co sie tyczy technicznego wyko¬ nania ostatnio wspomniana okolicznosc wska¬ zuje na potrzebe podzialu wymiennika ciepla na dwie czesci. Przez jedna z tych czesci po¬ winna plynac stale zwykla woda chlodzaca, natomiast w drugiej czesci, zaleznie od potrze¬ by, stosowane jest zarówno chlodzenie zwykla woda, jak i sztuczne chlodzenie.

Okolicznosc, ze w czesci wymiennika' ciepla po stronie zimniejszej czynnika chlodzacego stosowane jest chwilami chlodzenie zwykla wo¬ da, a chwilami chlodzenie sztuczne, stwarza nowy problem.

W przypadku sztucznego chlodzenia obiega mianowicie w tej czesci wymiennika ciepla kondensat, którego jakosc odpowiada jakosci kotlowej wody zasilajacej, poniewaz w urzadze¬ niu parowo-strumieniowym pracuje ten sam czynnik, który krazy W ukladzie turbina - ko¬ ciol. O ile chwilami do wspomnianej czesci wy¬ miennika ciepla bedzie wplywala swieza wo¬ da chlodzaca, kondensat w miare przelaczen zo¬ stanie zanieczyszczony przez pozostalosci, wy¬ twarzajace sie, w wymieimiku ciepla, co w szczególnosci w nowoczesnych zakladach ener¬ getycznych jest zupelnie niedopuszczalne.

W celu usuniecia tego zjawiska zastosowano wedlug wynalazku specjalna pomocnicza chlod¬ nice, dzieki czemu w sztucznie-chlodzonej cze¬ sci wymiennika ciepla stale oblega kondensat o jakosci wody zasilajacej, przy czyin kondartsat - 2 -po opuszczeniu wymiennika ciepla przeplywa przez wymieniona chlodnice.

Swieza woda przechodzi równoczesnie, po przelaczeniu odpowiednich zaworów, albo po¬ przez chlodnice pomocnicza, albo przez prze¬ wód omijajacy te chlodnice do drugiej czesci wymiennika ciepla.

W przypadku wiec, gdy sztuczne chlodzenie nie jest potrzebne, urzadzenie chlodnicze nie jest uruchomiane, lecz kondensat jest przeta¬ czany w obiegu zamknietym, za pomoca pompy tego urzadzenia pomiedzy parownikiem urza¬ dzenia chlodniczego i wymiennikiem ciepla, przy czym pompy parowo-strumieniowe sa wy¬ laczone, a pracuje tylko pompa powietrzna pa¬ rownika, w celu utrzymywania prózni, która odpowiada warunkom nasycenia pary przy danej chwilowej temperaturze obiegajacego kondensatu.

Jednoczesnie swieza woda po otwarciu od¬ powiednich zaworów, przeplywa przez chlod¬ nice pomocnicza i chlodzi w niej przepompo¬ wywany kondensat jeszcze przed wejsciem do wymiennika ciepla.

Oznacza to oczywiscie, ze w zaleznosci od wymiarów chlodnicy pomocniczej temperatu¬ ra wchodzacego do tej chlodnicy kondensatu jest nieco wyzsza niz temperatura swiezej wo¬ dy chlodzacej.

Wymieniona róznica temperatur moze byc w ogólnosci utrzymywana w granicach do TC, ze wzgledu na nadzwyczaj prosta i tania kon¬ strukcje chlodnicy pomocniczej. Zanieczyszcze¬ nie kondensatu z jakiegokolwiek powodu jest przy tym wykluczone. W opisanym przypadku calkowite cieplo strat generatora odprowadza¬ ne jest przez swieza wode.

Ekonomia budowy calego ukladu jest uzalez¬ niona jednak w szczególnej mierze od stosun¬ ku powierzchni dwóch czesci, na które zosta¬ je podzielony wymiennik ciepla.

W przypadku gdy sztucznie chlodzona czesc wymiennika ciepla bedzie zbyt mala, potrzeb¬ ny skutek chlodzenia zostanie osiagniety jedy¬ nie przy bardzo niskim poziomie temperatury parowania, przez co, jak wiadomo, szybko ros¬ na koszty budowy urzadzenia chlodniczego.

Przeciwnie, jezeli wymieniona czesc bedzie przyjeta jako bardzo duza, okolicznosc ta umoz¬ liwia z jednej strony odprowadzenie calkowite¬ go ciepla przez sztuczne chlodzenie tylko przy nizszych temperaturach wody chlodzacej (lub jest potrzebny wiekszy wymiennik ciepla), z drugiej strony zwieksza sie powierzchnia chlod¬ nicy pomocniczej.

Przy stosowaniu ukladu wedlug wynalazku wlasciwy wyibór stosunku powierzchni jest wiec bardzo wazny.

Wlasciwy stosunek jest okreslony przez róz¬ ne warunki ruchowe generatora, przez tempe¬ rature wody chlodzacej oraz pozostale warun¬ ki uboczne. Najbardziej znamienne dla urza¬ dzenia wedlug wynalazku jest to, ze ekono¬ miczny podzial w kazdym przypadku lezy po¬ miedzy wartosciami 25 i 75%, Przy czym te wartosci oznaczaja procentowe ilosci calego ciepla pochodzacego od strat w generatorze.

Tak np. podzial, odpowiadajacy wartosci 30% oznacza, ze moc sztucznie chlodzacej wzglednie chlodzonej czesci wymiennika ciepla, przy jej chlodzeniu zwykla swieza woda, (w przypad¬ ku odlaczenia sztucznego chlodzenia) wynosi 30% calkowitej ilosci ciepla, które powinno byc odprowadzone z generatora.

Uklad urzadzenia wedlug wynalazku jest przedstawiony schematycznie na rysunku. Wy¬ wiazujace sie cieplo w generatorze 1 jest od¬ prowadzane przez gaz chlodzacy 2, który kra¬ zac w obiegu zamknietym, wplywa nastepnie do wymiennika ciepla 3 gdzie oddaje przejeta od generatora ilosc ciepla, skad juz jako ochlo¬ dzony dostaje sie z powrotem do generatora.

Równoczesnie wplywajaca do urzadzenia swieza woda chlodzaca 4 dostaje sie przez za¬ wór wpustowy 5 do chlodnicy pomocniczej *>, w której ochladza w przeciwpradzie kondensat, dostajacy sie z czesci zimnej 7 wymiennika ciepla, aby nastepnie przejsc do czesci cieplnej 8 wymiennika i po nagrzaniu sie do tempera¬ tury koncowej opuscic wymiennik ciepla. Jed¬ noczesnie czynnik chlodzacy, przeplywajacy po stronie gazowej obu czesci wymiennika ciepla, oddaje cieplo, odprowadzone z generatora. Kon¬ densat doplywajacy przewodem 9, przeplywa do zimnej czesci ^wymiennika ciepla dla gazu chlodzacego, przez pomocnicza chlodnice 6, po czym plynie do parownika 10 urzadzenia chlod¬ niczego i podczas tego obiegu cieplo, otrzymane w czesci 7 wymiennika, oddaje w pomocniczej chlodnicy 6.

Cyrkulacja kondensatu pomiedzy parowni¬ kiem JO i wymiennikiem ciepla 7 jest utrzymy¬ wana za pomoca pompy 11.

Równoczesnie z parownika jest odprowadza¬ ne powietrze do kondensatora 13 turbany paro¬ wej za pomoca odpowiedniego ezektora 12. W przypadku, gdy temperatura gazu omywajace¬ go generator podniesie sie ponad dopuszczalna mjaksymalna wartosc badz z powodu zwieksze¬ nia obciazenia, badz tez podniesienia sie tem¬ peratury wody chlodzacej, uklad zostaje prze¬ laczony na chlodzenie sztuczne. Dzieje sie to w ten sposób, ze zawór 5, odprowadzajacy wo- - 3 -cle chlodzaca do chlodnicy pomocniczej, zostaje zamkniety, a otwarty zostaje zawór 24, prowa¬ dzacy do przewodu obejsciowego.

Woda chlodzaca omija w tym przypadku po¬ mocnicza chlodnice 6 i wplywa, zachowujac swoja pierwotna temperature, do czesci ciepl¬ nej 8 wymiennika ciepla. W tym samym cza¬ sie kondensat krazacy plynie nieprzerwanie przez powierzchnie chlodzaca chlodnicy pomoc¬ niczej 6 nie ochladzajac sie w niej teraz, po¬ niewaz druga strona tej powierzchni jest wy¬ laczona i wplywa ogrzany do parownika JO urzadzenia chlodniczego. Jednoczesnie urucho¬ miona zostaje pompa lub pompy parowo-stru- mieniowe 16 przez otwarcie zaworu 15 na prze¬ wodzie doprowadzajacym pare z odczepu tur¬ biny, które wtlaczaja pary zassane z parownika do, kondensatora 13 turbiny parowej. Wskutek tego czesc krazacego kondensatu zostaje w pa- rp^nijcu o<$prarow^na, przez co kondensat ochla- c[za sia do pozadanej temperatury i o tej tem- $e£aturze jest ponownie dostarczany za pomo¬ ca pq*npy obiegowej 11 do wymiennika ciepla 7. , l^ad&a BO&zebin& do uzupelnienia kondensatu wypakowanego z parownika, jest doprowadzana Zrkandesatora przez odpowiednio sterowany za- w^r 17, Uzupelnienie wyparowanej w parowniku wo¬ dy,cPQSfe®dz^c£j z kondensatora turbiny parowej, W.stejpvue w ten sposób, ze w przewodzie la- cz&cynj laon^^satpr turbiny parowej z parow¬ nikiem wlaczone jest odpowiednie urzadzenie regulacyjne, które otrzymuje impuls, uzaleznio¬ ny cg utreyniywanego. w parowniku poziomu W.Ody, Aby uniknac^ dostawania sia powietrza n.a s&ttjgla ewentualnych nieszczelnosci clo kondeo- sa,tM, krazacego w czesciach ukladu, lezacego na Zfwnafoz. parownika, do przewodu powrotnego l^bfzppsredtLiOr przed jego* wejsciem do parow- n^f zostaje wlaczona tarcza dl-awiaca 1$ lub injae: Qdjg>owiednie urzadzenie* przez co osiaga sie to, ze w kazdym miejscu, pomiedzy króc- cfgfc tifcgznaFBfc, pon^py 11 i wfrpomnianyn* urza- diQ©n^n% dlawiacym .19, cisnienie krazacego kon¬ densatu jest nieco wyzsze od cisnienia atmo¬ sferycznego. % a, s trzezen: i a p a tent o we LrSposób czesciowego lub calkowitego sztucz¬ nego chlodzenia generatora elektrycznego lub innego cieplnego urzadzenia energetycz¬ nego, znamienny tym, ze w celu sztucznego chlodzenia gazu. chlodzacego generator, zastosowane jest chlodnicze urzadzenie- pa¬ rowo- strumieniowe dzialajace w ten spo¬ sób, iz para wodna uzyta w nim jako czyn¬ nik chlodniczy odparowana w parowniku, po zmieszaniu z para robocza pomp paro¬ wo - strumieniowych pobrana z odczepów turbiny jest skraplana w kondensatorze tur¬ biny parowej, przy czym odpowietrzanie urzadzenia chlodniczego jest przeprowadza¬ ne przez nalezace do tego kondensatora urzadzenie odpowietrzajace, podczas gdy krazacy kondensat, ochladzany oa skutek odparowania, przechodzi przez jedna czesc podzielonego na' dwie czesci wymiennika ciepla, sluzacego do ochladzania gazu, chlo¬ dzacego generator oraz przeplywa po¬ przez chlodnice pomocnicza, w której, w przypadku gdy sztuczne chlodzenie nie jest potrzebne, kondensat jest ochladzany za po¬ moca swiezej wody chlodzacej, w przypad¬ ku zas gdy sztuczne chlodzenie jes# po¬ trzebne, woda swieza omija powierzchnie chlodzaca chlodnicy pomocniczej, wskutek czego kondensat w drodze powrotnej: dar pa¬ rownika przeplywa przez chlodnice/ pomee- nicza bez zmiany swojej temperatury, przy czym w parowniku kondensat jest odparo¬ wywany i ochladzany na skutek dzialania uruchomionych pomp parowo-strumienio- wych. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wymiennik ciepla, sluzacy do ochladza¬ nia gazu chlodzacego,. po stronie cieczowej jest podzielony na dwie czesci w takispor sób, iz w jednej czesci w kazdym przypadr ku przeplywa. tylko kondensatynalezajey do urzadzenia chlodniczego, w drugiej zas czesci, odwrotnie, plynie stale swieza woda chlodzaca, przy czym chlodzona przez kon¬ densat czesc wymiennika ciepla jest tak zwymiarowana, iz jej skutek chlodzenia przy chlodzeniu zwykla swieza *woda (wiec w przypadku wylaczenia sztucznego chlo¬ dzenia), w kazdym poszczególnym przypoto¬ ku zawiera sie/ pomiedzy 25: — 45%. calej ilosci ciepla, odprowadzanego od genfiratóra. 3. Urzadzenie do ochlodzenia sposobem we¬ dlug zastrz. li 2, znamienne tym, ze chlod¬ nica pomocnicaa jest zaopatrzona w prze* wód obejsciowy-do wody chlodzacej tak zainstalowany, jz w przypadku jego wfcr czenia, w pomocniczej chlodnicy* irie* na¬ stepuje wymiana ciepla. 4. Urzadzenie do chlodzenia sposobem we¬ dlug- zastrz. li 2, znamienne tym, ze para robocza do pomp parowo - strumieniowych jest pobierana z dowolnego odczepu turbi¬ ny parowej. 5. Urzadzenie do chlodzenia sposobem wedlug - 4zastrz. 1 i 2, znamienne tym, ze w odpo¬ wiedni przewód na drodze krazacego kon¬ densatu wlaczona jest tarcza dlawiaca lub inne odpowiednie urzadzenie w tym celu, aby w ukladzie, przeznaczonym do obiegu kondensatu, pomiedzy króccem tlocznym pompy obiegowej i parownikiem, w kaz¬ dym przypadku, panowalo cisnienie wyz¬ sze od cisnienia atmosferycznego.

.Urzadzenie do chlodzenia sposobem wedlug zastrz. 112, znamienne tym, ze w przewo¬ dzie, laczacym kondensator turbiny z pa¬ rownikiem, wlaczone jest odpowiednie urzadzenie regulujace, które sluzy do uzu¬ pelniania z kondensatora turbiny wody od¬ parowanej w parowniku i które otrzymuje impuls uzalezniony od utrzymywanego po¬ ziomu wody w parowniku.

„Licencia" Talalmanyokat Ertekesito Vsllalut Zastepca: mgr Józef Kaminski, rzecznik patentowy RSW „Prasa", Kielce