Kondenzációs és hűtővízellátási rendszer

Hőelvonási hőmérséklet

Kondenzátor típusok Keverő (közvetlen érintkezés) Felületi csepegtető tálcás nyomásporlasztásos filmes cseppes Felületi

Keverő kondenzátor

Keverőkondenzátor: a valóság

Filmes porlasztás

Felületi kondenzátor

Termikus folyamatok Hőátvitel

Termikus folyamatok Kondenzátornyomás: Nemkondenzálódó gáz: Gőznyomás:

Termikus folyamatok Hőátvitel leírása, számítása elméleti módszer empirikus formulák zónákra bontás Alapmodell (hőellenállások) gőz Csőfal lerak. hv. Diff. Gőz Fh. Víz.

Termikus folyamatok Hőátviteli tényező

Termikus folyamatok Hőátadási tényezők Csőfal Lerakódás Vízoldal

Nyomáslefutás

Anyag- és energiamérleg

Hűtővízigény

Kondenzátorok méretezése Alapösszefüggés: Fajlagos kondenzátor-terhelés

Kondenzátor - tényadatok A 215 MW-os blokk kondenzátora, Φ=0,4

Kondenzátorok szerkezete Levegő elszívás: létfontosságú tudni, hol a hideg pont !!

Kondenzátorok szerkezete Gáztalanítás Pótvíz O2 :20 ppb Tápvíz O2 : 5 ppb Vezetőképesség: ~5 uS/cm Fúvókás, tálcás és csepegtetős kialakítású rész lehet, és ezek kombinációja

Kondenzátorok üzemvitele Elpiszkolódás és lerakódások -> romló hatásosság, növekvő kond. nyomás szervetlen anyagok: sók és szilikátok szervesiszap élőlények: csigák, kagylók, algák Tisztítás üzem közben leállítással

Kondenzátorok üzemvitele Tisztítási módok Folyamatos tisztítás (üzem közben) golyós mozgó csőkefés hidropneumatikus Megállásos tisztítás csőkefés pneumatikus csőfúrásos szárításos vegyszeres (sósavas)

Kondenzátor segédrendszerek Légszivattyú – vízsugaras: nem elterjedt

Kondenzátor segédrendszerek Légszivattyú - gőzös

Gőzsugár-légszivattyú

Vízigények és vízellátás

Vízigények -veszteségek Erőművi vízveszteségek a hőkörfolyamat vesztesége (póttápvíz); a hűtőkörfolyamatok vesztesége (hűtőpótvíz); a salakeltávolítás vízvesztesége; egyéb vízigények.

Vízveszteségek Hőkörfolyamaton belül Egyéb technológiák kazán leiszapolások pipagőzök tömítetlenségek mintavételek, szivárgások indítások/leállítások Egyéb technológiák szennyezőanyag leválasztás (FGD) kombinált füstgáztisztítás (CO2+FGD+deNOX)

Vízigények - körfolyamat

Hűtővíz igények Hűtőrendszer vízveszteségei a hűtés következtében fellépő, ún. hasznos párolgás; természetes párolgás (hűtőtónál); lebocsátás; elszivárgás (hűtőtónál); szélveszteség vagy szóródási veszteség (hűtőtoronynál vagy szóróhűtőnél).

Hűtővíz igények Hasznos párolgás Természetes párolgás azonos a frissgőzmennyiséggel hűtőtoronynál 60..35% hűtőtónál Természetes párolgás éves: 690 mm/a negyedéves: 1700 mm/a havi: 2050 mm/a

Hűtővíz igények Hűtőtó lebocsátás (elsózódás miatt) Elszivárgás (hűtőtó) ω=0..0,5 mm/d (kedvező geológia); ~2 (átlagos) >3 (kedvezőtlen) Ató: tófelület km2-ben

Vízforrások Vízhozzáférési lehetőségek források kutak talajvízkutak artézi kutak felszíni folyóvizek tavak tengerek és óceánok

Vízforrások - tározók Víztározó méretezése Átlagos vízhozam = kivétel

Vízforrások - tározók Részleges tározó Kivétel < átlagos vízhozam

Hűtési rendszerek

Hűtési rendszerek Típusok, lehetőségek friss hűtőközeggel frissvízhűtés közvetlen léghűtés visszahűtéses rendszerek hűtőtó (szóróhűtővel vagy anélkül) hűtőtorony nedves száraz kombinált (hibrid)

Frissvízhűtés Hűtési rendszer jellegzetes kialakítása

Frissvízhűtés Vízkivételi mű (egylépcsős)

Kétlépcsős vízkivételi mű

Közvetlen léghűtés

Közvetlen léghűtés Forrás. GEA-EGI

Közvetlen léghűtés (ACC) Elhelyezés a turbina közelében Nagy vákuum alatti térfogat Mindig mesterséges huzatú, nyomott elrendezésű Meleg levegő recirkuláció, szélre érzékeny Olcsó(bb) Konstrukciós megoldások különbözők lehetnek (single row, multirow, oval tube)

Közvetlen léghűtés Légkondenzátor (ACC, Air Cooled Condenser) 2×600 MW széntüzelésű erőmű Datong Generation Co. Ltd., Kína

Hűtőtavas hűtés

Hűtőtavas hűtés Felületnagyság Utánfolyás biztosítása 1 MWel → 1 ha (0,01 km2) tófelület Utánfolyás biztosítása Szóróhűtő alkalmazása Hidrobiológiai egyensúly Mederkarbantartás Vízminőség szabályozás (kondenzátorok miatt)

Hűtőtavas hűtés Hűtő áramai vízutánpótlás

Nedves hűtőtornyok Felépítés, szerkezet Légáramlás fenntartásának módja mestersége szellőztetésű természetes szellőztetésű Áramlás módja szerint ellenáramú kereszt-ellenáramú keresztáramú

Nedves hűtőtornyok Betét lehet : filmképző (jobb, de nehezen tisztítható) cseppképző (rosszabb, de szétszedhető és tisztítható) nincs betét (Oroszország, fagyos területek) A relatív páratartalom sokat számít!! (konvekció és párolgás aránya) Méretezés (a táblánál)

Nedves hűtőtornyok Mesterséges szellőztetésű

Nedves hűtőtornyok Természetes szellőzésű

Nedves hűtőtornyok Áramlási irányok

Nedves hűtőtornyok Méretezés (Friedrich Merkel) A levegő nedvesedik és melegszik: A hűtővíz lehűl konvekció és párolgás által:

Nedves hűtőtornyok Méretezés (Friedrich Merkel) Az adiabatikus hűtőtoronyban: A nedves levegő fajhője: Levegőre a Lewis-szám:

Nedves hűtőtornyok Méretezés (Friedrich Merkel) Merkel-egyenlet:

Nedves hűtőtornyok Méretezés gyártói nomogrammal (outdated)

Nedves hűtőtornyok Melyiket válasszuk? Természetes vagy mesterséges szellőztetés? Kulcs: a nedves hőcserével kevésbé melegszik fel a levegő, mint szárazzal

Nedves hűtőtornyok Üzemviteli-technológiai kérdések: Vízveszteség-vízpótlás természetes szellőzés: 1..3% mesterséges szellőzés: 2..4% vízkezelés (kémhatás!!) leeresztés és pótvíz készítés (sókonc.!!) fagyvédelem (szektorok kiszakaszolása, cellák kikapcsolása, fagyvédelmi körvezeték, nincs hűtőbetét, ?zsaluk?)

Heller-Forgó rendszer

Indirekt száraz hűtés GEA-EGI Heller – rendszer: keverőkondenzátor + léghűtés Forgó – féle apróbordás hőcserélők, jelenleg 6. generáció A száraz hűtés kombinálható felületi kondenzátorral is Önfogyasztás csökken, ha rekuperációs vízturbina van. Fagymentesíteni igazán csak ezt a rendszert lehet. Gebze I & II, Adapazari CCGT, Törökország, 3 x 777 MW

Indirekt száraz hűtés Mesterséges szellőzésű száraz hűtőtorony Modugno CCGT, 800 MW, keverőkondenzátorral.

Dél – nyírségi Bioerőmű, Szakoly, 20 MW, Heller - rendszer Indirekt száraz hűtés Dél – nyírségi Bioerőmű, Szakoly, 20 MW, Heller - rendszer Pervomayskaya TEC 14, Szt Pétervár, Oroszország, téliesített száraz torony

Hibrid-rendszerek I Fogynak a jó vízellátottságú erőművi telephelyek (vagy nincs elég víz, vagy nagyon drága), de lehet, hogy van, ahol egy kis víz mégis elhasználható erőművi hűtésre. Környezettudatosság növekedése, zöld mozgalmak propagandája

Hibrid-rendszerek II Műszaki problémák megelőzhetőek (teljesítménykorlátozás) Gazdaságossági kérdés, hogy van –e értelme vagy nincs, nem műszaki Hűtési csúcsigények letörése

Hibrid hűtések III. Locsolt száraz hőcserélő Plume abatement hybrid cooling tower