Pierwszenstwo: 04.Y.1963 Wegry Opublikowano: 24. VIII. 1966 51642 KI. 14c, 13/01 MKP F 01 d , 25l^Z Wspóltwórcy wynalazku: dr Laszló Heller, dr Laszló Forgó, inz. dypl.Michaly Horvath Wlasciciel patentu: KOMPLEX Nagyberendezcsek Export — Import Yallalata, Budapeszt (Wegry) Skraplacz mieszalnikowy Wynalazek dotyczy skraplacza mieszalnikowego.Wiadomo, ze w silowniach do wytwarzania energii elektrycznej oprócz stosowanego dotych¬ czas zwyklego chlodzenia wodnego, sluzacego do chlodzenia skraplaczy silowni cieplnych, propono¬ wano w ostatnich czasach stosowanie urzadzen skraplajacych, w których chlodzenie odbywa sie za pomoca powietrza atmosferycznego. Te powie¬ trzne urzadzenia skraplajace wyrózniaja sie przede wszystkim tym, ze zamiast stosowanych dotychczas powszechnie skraplaczy powierzchniowych sa zao¬ patrzone w tzw. skraplacze imieszalnikowe, przy czym te skraplacze mieszalnikowe musza odpo¬ wiadac wszystkim wymaganiom, jakie sa konieczne do obiegu pary.Do wymagan tych nalezy to, azeby woda chlo¬ dzaca, sluzaca do skraplania zuzytej pary odloto¬ wej, wychodzacej z turbiny silowni cieplnej, przyj¬ mowala przy opuszczaniu skraplacza temperature nasycenia pary, odpowiadajaca cisnieniu pary pa¬ nujacemu w skraplaczu. Okolicznosc ta jest wazna ze wzgledu na ekonomicznosc obiegu pary.Dalsze wymagania stawiane skraplaczom mie- szalnikowym polegaja na tym, azeby skropliny, pochodzace z odlotowej pary turbiny, opuszczaly skraplacz odpowiednio odgazowane, a to w celu zapobiezenia korozji urzadzen znajdujacych sie miedzy skraplaczem i kotlem, jak równiez korozji samego kotla.Nalezy ponadto dbac o to, azeby przy urucha- 10 15 20 25 30 mianiu lub rozruchu turbiny parowej, przed po¬ wstaniem normalnego stanu roboczego, urzadzenie skraplajace moglo byc uruchomione odpowiednio do warunków rozruchu turbiny parowej i odpo¬ wiednio do pracy kotla.Wedlug wynalazku powyzsze wymagania osiaga sie za pomoca skraplacza mieszalnikowego do skraplania pary odlotowej turbin parowych, do¬ plywajacej poprzez otwór wlotowy, w którym woda chlodzaca wtryskiwana jest przez dysze, przy czym w tym skraplaczu mieszalnikowym naprzeciw dysz przewidziane jest wedlug wynalazku wodne na¬ czynie zbiorcze z odprowadzeniem i przynajmniej z jednym otworem doplywowym, który to otwór doplywowy znajduje sie na koncu wodnego naczy¬ nia zbiorczego, zwróconym do wlotowego otworu skraplacza mieszalnikowego i jest skierowany ku dyszom. Techniczne i ekonomiczne znaczenie tego [urzadzenia wedlug wynalazku jest wyjasnione ponizej na przykladzie jego wykonania, przy czym na rysunku jest wyjasniona krótko zasada dziala¬ nia skraplaczy mieszalnikowych z powietrznym chlodzeniem wody chlodzacej.Urzadzenie wedlug wynalazku jest uwidocznione na rysunku, na którym fig, 1 wyjasnia zasade pracy silowni z powietrznym chlodzeniem wody chlodzacej dla skraplaczy mieszalnikowych, fig.2 — przyklad wykonania skraplacza mieszalnikowego wedlug wynalazku w przekroju poprzecznym wzdluz linii II-II na fig. 3, a fig. 3 przedstawia 516423 przekrój podluzny przykladu wykonania wedlug fig. 1.Jak (wynika z fig. 1 para wytworzona w kotle 1 jest kierowana do pracy w turbinie parowej 2.Para zuzyta uchodzi z turbiny parowej 2 do skrap¬ lacza mieszalnikowego 3, gdzie zostaje skraplana za pomoca wody chlodzacej, wtryskiwanej poprzez dysze 4. Czesc skropliin i wody chlodzacej, zbiera¬ jacych sie w skraplaczu mieszalnikowym 3 zosta¬ je tloczona za pomoca pompy 5 do wody chlodzacej poprzez chlodzone powietrznie elementy wymiany cieplnej 6, ochlodzona zas woda jest doprowadza¬ na z powrotem do skraplacza mieszalnikowego 3 poprzez dysze 4. Ilosc dmigiej czesci wody zbiera¬ jacej sie w skraplaczu mieszalnikowym, odpowia¬ dajaca ilosci skroplonej pary jest prowadzona dalej do kotla 1 za pofrnoca pompy 7 do skroplin.Po zmieszaniu sie wody chlodzacej i skroplin w skraplaczu mleszailnikowym 3, ilosc wody zasi¬ lajacej doprowadzanej do kotla jest równa ilosci wody chlodzacej.Zachowanie powyzej podanych warunków ro¬ boczych napotyka w urzadzeniach skraplajacych z chlodzeniem powietrznym wedlug fig. 1 na trudnosci odnosnie wykonania technicznego i kon¬ serwacji.Nieco wydluzone krócce wylotowe turbiny paro¬ wej 2 i skraplacza mieszalnikowego 3 trudno jest wykonac jako calkowicie szczelne. Wskutek tego pod dzialaniem róznicy cisnien miedzy wewnetrz¬ nym podcisnieniem i atmosferycznym cisnieniem po¬ wietrza — powietrze przedostaje sie stale do skrap¬ lacza mieszalnikowego 3. Te ilosci powietrza, które przedostaly sie do skraplacza 3 sa usuwane za pomoca pompy prózniowej 8. Powietrze, znajdujace sie W wewnatrz skraplacza 3 powoduje rózna koncentracje powietrza w róznych miejscach pmstrzeni skraplacza, przy czym zawartosc po¬ wietrza w skraplaczu 3 jest stosunkowo mniejsza w miejscu doprowadzania pary i stosunkowo wiek¬ sza w miejscu zasysania powietrza.Wobec obecnosci powietrza zmienia sie takze temperatura Wewnetrznej przestrzeni skraplacza w róznych jej miejscach, przy czym w danym miejscu odpowiada ona temperaturze odpowiadaja¬ cej przynaleznej czesciowemu cisnieniu pary, panu¬ jacemu w odpowiednim miejscu. Temperatura ta jest zawsze nizsza od temperatury nasycenia pary, której cisnienie odiDowiada ogólnemu cisnieniu pa¬ nujacemu w wewnetrznej przestrzeni skraplacza.Na skutek powyzszego woda chlodzaca, wtryski¬ wana do skraplacza, moze zostac ogrzana tylko do temperatury, odpowiadajacej temperaturze pary, panujacej w odnosnym taniejscu tej perzestrzeni.W rzeczywistosci takie nagrzanie nie moze byc osiagniete, poniewaz na wspólczynnik przejmowa¬ nia ciepla miedzy wfcrysnieta woda i przestrzenia parowa wplywa bardzo niekorzystnie znajdujace aie tam powietrze. Z tego powodu w znanych do¬ tychczas Skraplaczach mieszalnikowych tempera¬ tura wotty chlodzacej nie osiaga w kazdym miejscu tttftperatufy nasycenia pary, odpowiadajacej cis¬ nieniu skraplacza. W tych miejscach pewna ilosc powietrza jest pochlaniana przez wode chlodzaca.Pochlonieta ilosc powietrza jest dlatego tez tym 51642 4 wieksza* im wieksze jest stezenie powietrza w omawianym miejscu. Ze Wzgledu na to, ze steze¬ nie powietrza zwieksza sie ciagle od miejsca do¬ plywu pary w kierunku uchodzenia powietrza 5 wzglednie w kierunku miejsca odsysania, ilosc powietrza, pochlonieta przez wode chlodzaca, jest najmniejsza w miejscu doplywu pary, najwieksza zas w (miejscu zasysania powietrza.W zwyklych skraplaczach mieszalnikowych 10 wtrysnieta woda chlodzaca oraz skropLiny otrzy¬ mywane ze skroplonej pary tworza mieszanine, zbierajaca sie na dnie skraplacza — w jego „przestrzeni wodnej". Z tego miejsca mieszanina ta czesciowo jako woda zasilajaca kotly silowni 15 i czesciowo jako woda chlodzaca jest doprowadza¬ na do wymienników ciepla urzadzenia skraplaja¬ cego. Zawartosc gazów w wodzie zasilajacej jest zatem taka sama jak w wodzie chlodzacej.Wynalazek zmierza do tego, zeby woda zasilaja- 20 ca, doprowadzana do kotlów ze skraplaczy mieszal¬ nikowych, zawierala mniejsze ilosci powietrza niz woda chlodzaca, doprowadzana do wymienników ciepla.Jak juz wspomniano, uzyskuje sie to wedlug 25 wynalazku dzieki temu, ze woda zasilajaca, do¬ prowadzana do kotlów, jest pobierana z tej czesci skraplacza, w której koncentracja powietrza jest najmniejsza, wskutek czego temperatura wody chlodzacej, wtryskiwanej do przestrzeni skrapla- so cza jest najbardziej zblizona do temperatury na¬ sycenia pary, odpowiadajacej cisnieniu skrapla¬ cza. Poniewaz w tym miejscu stezenie powietrza jest najmniejsze i tdmperatura wody praktycznie biorac, jest równa temperaturze nasyconej pary, 35 pochlonieta ilosc powietrza jest znacznie mniejsza od ilosci powietrza* jakie sa pachlaniane w pozo¬ stalych miejscach skraplacza.Skraplacz mieSEakiikowy wedlug wynalazku moze byc zastosowany takze w urzadzeniach, w których 40 zawartosc tlenu w wodzie zasilajacej winna byc utrzymywana szczególnie mala. Odplywajace skrop¬ lony zostaja wówczas jeszcze bardziej nagrzewane przez doplywajaca pare, wskutek czego zawartosc tlenu w skroplinach zmniejsza sie, 45 W przykladzie wykonania skraplacza miesizalni- kowego wedlug wynalazku przedstawionego na fiig. 2 i 3, para, wyplywajaca z nie przedstawionej na rysunku turbiny, plynie w (kierunku strzalki V poprzez otwór wlotowy 12 do skraplacza. Na dro- 50 dae tego przeplywu pary sa umieszczone dysze 2', które, patrzac w kierunku strumienia pary, sa rozmieszczone w kilku rzedach. Przeplywajaca para jest skraplana przez wode chlodzaca, dopro¬ wadzana i wtryskiwana poprzez dysze 2'. Zawartosc 55 powietrza w strumieniu pary zwieksza sie przy tym ciagle, poniewaz zabierane ilosci powietrza sa praktycznie jednakowe, natomiast para przy prze¬ plywie przez rzedy dysz zostaje prawie calkowicie skroplona. 60 Mieszanina nie skroplonej jeszcze pary i po¬ wietrza uchodzi w kierunku dysz 2' rura 3', sluzaca do zasysania powietrza. Skropliny, dostarczone do nie przedstawionego na rysunku kotla sa zbierane w wodnym naczyniu zbiorczym 4', którego górna 65 czesc jest zaopatrzona w podluzne otwory 5', skie-51642 5 rowane ku dyszom. 2'. Naczynie zbiorcze 4' do wody jest przy tym umieszczane w przestrzeni skrapla¬ cza tak. ze skroplimy lub wodia doplywa poprzez otwory 5' tylko do wysokosci najwyzszego rzedu dysz. Poniewaz stezenie powietrza jest najmniejsze przy najwyzszym rzedzie dysz, woda doplywajaca na tej wysokosci zawiera najmniejsza ilosc powie¬ trza.Skropliny, przedostajace sie do wodnego naczynia zbiorczego 4', plyna wzdluz pólek 6' przy czym sty¬ kaja sie one z para, doprowadzana rura 7', sluzaca do doprowadzania pary, wskutek czego zawartosc w nich powietrza jeszcze bardziej zmniejsza sie.Woda, zbierajaca sie w naczyniu 4', plynie bezpo¬ srednio do pompy 7 do skroplili, jak to pokazane jest na fig. 1.Otwory wlotowe 5' naczynia zbiorczego 4' sa tak wykonane, ze przepuszczaja one wode w ilosci wiekszej od ilosci wody zasilajacej, doprowadza¬ nej do kotlów. Pompa 7 do skroplin zasysa na¬ tomiast okreslona ilosc wody, równa ilosci pary doprowadzanej do skraplacza. Nadmiar doplywa¬ jacej wody wyplywa poprzez otwory 9 do wodnej przestrzeni 11 skraplacza. Poniewaz do naczynia zbiorczego 4' doplywa wody wiecej anizeli potrzeba, zasilanie woda pompy skroplinowej 7 w czasie jej pracy jest zawsze zapewnione Natomiast przy rozruchu urzadzenia, kiedy nie sa jeszcze dostar¬ czane dostateczne ilosci wody przez pompe skrop- linowa 7 lub przez pompe 5, sluzaca do obiegu wody chlodzacej, wskutek czego nalezyte zaopa¬ trzenie w wode doplywajaca otworami 5' nie moze byc zapewnione, z przestrzeni wodnej 11 skraplacza doplywa poprzez otwory 9 odpowiednia ilosc wody przewodem 8 do naczynia zbiorczego 4'.Zasilanie woda pompy skroplinowej 7 jest za¬ pewnione takze i wtedy, gdy z dysz rozpylajacych 2' nie doplywa w ogóle woda do naczynia zbiorcze¬ go 4'. Jest rzecza oczywista, ze wtedy zawartosc tlenu w wodzie doplywajacej do pompy skropli¬ nowej jest wieksze. Poniewaz jednak moze to miec miejsce jedynie w krótkich okresach roz¬ ruchu urzadzenia, te zwiekszone zawartosci tlenu nie wplywaja szkodliwie na prace urzadzenia.Para doprowadzana dziurkowana rura 7' sluzy do dalszego odgazowania wody znajdujacej sie w naczyniu zbiorczym 4'. Ze wzgledów ekonomicz¬ nych korzystnie jest goraca pare doprowadzac tak, azeby ogrzewana byla tylko potrzebna ilosc skrop¬ lin. Ze wzgledu na nalezyte zabezpieczenie zasila¬ nia woda, w naczyniu zbiorczym 4' zbiera sie skroplin wiecej anizeli to jest potrzebne. Ilosc wody jest proporcjonalna do dlugosci otworów wlotowych 5'. Te otwory wlotowe 5' sa odpowied¬ nio dluzsze anizeli to odpowiadaloby rzeczywiscie potrzebnej ilosci skroplin.Rura 7' do doprowadzania pary, lezaca w dolnej czesci naczynia zbiorczego 4' równolegle do otworów doplywowych 5', jest od niego krótsza. Dlugosc tej rury jest tak dobrana, ze ogrzewana jest w niej tylko ilosc skroplin lub wody doplywajacych do kotla, przy czym rura ta jest na calej swej dlu¬ gosci dziurkowana, wskutek czego odplywajaca woda jest równomiernie ogrzewana w obrebie odpowiadajacym dlugosci tej rury 7'. Azeby skrop- 6 liny byly ogrzewane przez pare tylko na odcinku o z góry okreslonej dlugosci, w naczyniu zbior¬ czym 4' przewidziane sa przegrody plytowe 10, prze¬ biegajace pionowo wzgledem tej rury V oraz wzgle- 5 dem otworów doplywowych 5' Dzieki zastosowaniu tych przegród [plytowych 10 zapobiega sie stykaniu pary na calej dlugosci naczynia zbiorczego 4' z od¬ plywajacymi skroplinami.Przy zastosowaniu turbin z wielostopniowymi 10 podgrzewaczami wody zasilajacej istnieje mozli¬ wosc pobierania z pary przeznaczonej do odgazo¬ wania takiej ilosci pary, jaka jest doprowadzana rura V i jest odparowywana z wody. Skropliny zbierajace sie w tym stopniu podgrzewacza wody 15 zasilajacej, w którym panuje najnizsze cisnienie, nadaja sie do wykorzystania ich do tego celu, poniewaz ich cisnienie i temperatura sa kazdo¬ razowo wyzsze od cisnienia w skraplaczu oraz od panujacej w nim temperatury. Dzieki takiemu 20 ukladowi odgazowamie skroplin moze byc dokony¬ wane bardziej ekonomicznie, anizeli w przypadku, gdy pobierana para jest doprowadzana rura 7'. 23 PL