A világ villamosenergia-igényének állandó és erőteljes növekedése a XX.század közepén rendkívül nagy feladat elé állította a villamos erőművek
tervezőit.
Nem csupán a mennyiségileg növekvő igényeket kellett kielégíteni,
hanem arról is gondoskodni kellett, hogy az új erőművek korszerűbbek,
gazdaságosabbak legyenek. A villamos erőművekben különféle tüzelőanyagok (ásványi szén, kőolaj,
földgáz) elégetésével fűtik a kazánt, amelyben tisztított és lágyított vízből
nagynyomású gőzt állítanak elő. A gőzzel turbinákat hajtanak meg, azok pedig
működésbe hozzák a villamos áramot szolgáltató generátorokat. A turbinából
érkező fáradt gőzt hűtőkondenzátoron cseppfolyósítják, majd – megőrizve
tisztaságát – újra a kazánba vezetik. Az első erőművekben a kondenzátor
hűtésére vízhűtést alkalmaztak, nedves hűtőtornyot, ez igen nagy vízmennyiséget
igénylő technológia volt. Ezért már régi törekvés volt, hogy olyan hűtőtornyot,
olyan kondenzációs rendszert alakítsanak ki, amelynek hűtésére levegőt használnak
fel, és nincs párolgásból származó vízveszteség.
A vízellátási problémákat szinte maradéktalanul megoldja a
Heller-Forgó-rendszerű légkondenzációs hűtőtorony.
1954-ben egy textilgyárban kísérleti jelleggel kezdte meg üzemelését a
világon elsőként létesített légkondenzációs berendezés. Még a legderűlátóbb
szakemberek sem merték volna kijelenteni, hogy röpke egy évtized alatt
világhírnévre tesz szert a dr. Heller László és dr. Forgó László találmányának
egyesítéséből keletkezett hűtőtorony, melyet ma már csak úgy emlegetnek, hogy a „Heller-Forgó-féle légkondenzációs berendezés”. A sikeres kísérletet
rövidesen követte az üzemszerű alkalmazás, elsőként Dunaújvárosban, a vasműben,
majd külföldön és idehaza is.
A légkondenzációs rendszer jellegzetessége a keverő típusú kondenzátor és a
szabadban elhelyezett, apróbordás elemekkel rendelkező víz-levegő hőcserélő
berendezés.
A keverőkondenzátorban a gőzturbinából kilépő, munkát végzett gőz a tápvíz tisztaságú
hűtővízzel keveredik, aminek hatására a gőz kondenzálódik, a hűtővíz
hőmérséklete pedig emelkedik. A hűtővíz porlasztófúvókákon keresztül jut be a
gőztérbe úgy, hogy a rövid csövekből és terelőlemezekből álló fúvókák egymással
párhuzamos vízhártyákat alakítanak ki, a gőz e hártyák közé áramlik és
kondenzálódik. A légelszívások helyén utóhűtő fúvókák biztosítják a levegő-gőz
keverék megfelelő lehűtését. A kondenzátorból a kondenzátum és a hűtővíz
keveréke két irányban távozik. A lecsapódott gőznek megfelelő mennyiséget a
kondenzátumszivattyú a tápvíz-előmelegítő rendszeren keresztül a kazán felé
továbbítja. A kondenzátumnál 50-70-szer nagyobb mennyiségű hűtővizet a
keringetőszivattyú a száraz hűtőtorony alján elhelyezett apróbordás
hőcserélőkön hajtja át. Ezekben a hőcserélőkben a hűtővíz a hidegebb,
atmoszferikus levegő hatására lehűl, majd visszajut a kondenzátor
porlasztófúvókáihoz.
A hűtőtorony hiperbolikus vagy hengeres alakú, általában vasbetonból
készült 100-120 m magas építmény. A torony belépőnyílásában, az alján, a
kerület mentén függőlegesen vannak elhelyezve a Forgó-féle apróbordás
hőcserélő táblák. A hőcserélő táblák merevítőrudazattal vannak összekötve úgy,
hogy egymás mellett cikcakkban, egymással 60°-os szöget bezárva helyezkednek el.
Az apróbordás hőcserélő lehetővé teszi, hogy kis légellenállás és
viszonylag kis légsebesség esetén is igen kis hőmérséklet különbségek mellett,
jó hőátadási tényezővel lehessen a rendkívül nagy hőmennyiséget átadni a
levegőnek. Szerkezeti felépítésének lényege, hogy a hűtővíz csöveire (99,5%-os)
alumíniumból készült lemezeket erősítenek fel úgy, hogy minden olyan két cső
között, amelyben a hűtővíz ellentétes irányba áramlik, a hővezetést gátló
megszakítás, borda van kialakítva. Az ezekkel az apróbordás elemekkel
felmelegített levegő nagy természetes huzatkülönbséget hoz létre még nyári
viszonyok között is, ami a hűtőtorony természetes légellátását biztosítja. Ha a hűtővíz lehűtéséhez szükséges mennyiségű atmoszferikus levegőt a
torony kéményhatása mégsem biztosítja, akkor ventilátor segítségével hozzák
létre a megfelelő huzatot.
A légkondenzációs hűtőtorony előnye, hogy a hűtővíz teljesen zárt
rendszerben kering, vízvesztesége nincs. A kis vízfogyasztás következtében az
erőmű telephelyének megválasztása a víz beszerzési lehetőségeitől gyakorlatilag
függetleníthető. Minthogy a hűtővíz a levegővel közvetlenül nem érintkezik,
párolgási vesztesége nincs, ezért a rendszer első feltöltése után póthűtővíz
gyakorlatilag nem szükséges. A hűtővízrendszer túlnyomó része, a
hűtővíz szivattyútól a hőcserélőn át a vízturbináig atmoszferikusnál nagyobb
nyomás alatt áll, ezért ki van zárva, hogy a külső, atmoszferikus levegő a
hűtővízrendszerbe és ezen keresztül a kazánrendszerbe juthasson. Másrészről a
hőcserélőkben uralkodó nagyobb nyomás megkönnyíti - esetleges meghibásodás
alkalmával - a lyukadási helyek felderítését, mivel ezen a helyen a víz jön ki,
és nem a levegő megy be a rendszerbe. A teljesen zárt csőrendszerben keringő
hűtővíz a kazántápvízzel azonos minőségű, nincs szükség tehát elválasztó
felületre a kondenzálódó gőz és a víz között. A nagyméretű és költséges
rézcsöves felületi kondenzátor helyett egyszerű keverőkondenzátor kerül
alkalmazásra.
A feltalálókról:
Heller László (1907-1980) Kossuth-díjas gépészmérnök, feltaláló, a hőtan és
az energetika tudósa, Nagyváradon született.
1931-ben a Zürichi Műszaki Egyetemen szerzett diplomát, a szilárdságtan
volt a szakterülete. A '40-es években az ő tervei alapján épült Magyarország első nagynyomású
ipari hőerőműve az Ajkai Timföldgyár mellett. Ebben az időben dolgozta ki az
erőművek víz nélküli, levegővel történő hűtésére szolgáló eljárását, a róla
elnevezett „Heller-system”-et, vagy ahogy másképp is ismert itthon: a „Heller-Forgó-rendszer”-t. A II.világháború után megalapította az EGART-ot, a Hőterv és a későbbi
Energiagazdálkodási Intézet (EGI) jogelődjét. A privatizálást kihasználva a
hasonló profilú német GEA szerezte meg a tulajdonjogot a szabadalmakkal együtt,
és ezután az EGI erősebb gazdasági háttérrel, önálló mérnöki munkát
végezhetett. 1951-ben egyetemi tanári kinevezést kapott a Budapesti Műszaki Egyetemre,
ahol megszervezte az Energiagazdálkodási Tanszéket. Tanítványai közül itthon és
külföldön igen sokan elismert szakemberré váltak. 1954-től akadémikus, a World
Energy Conference magyar nemzeti bizottságának elnöke volt. Színvonalas mérnöki munkásságát szabadalmainak (időnként más feltalálóval
együtt) nagy száma is jellemzi.
Forgó László (1907-1985) gépészmérnök, ő is a Zürichi Műszaki Egyetemen tanult, 1929-ben szerzett diplomát, majd
ott tanított 1931-ig. Magyarországra visszatérve a Magyar Radiátorgyár Rt.
fejlesztőmérnöke lett. Itt dolgozott 18 évig, főként hőtechnikai gépek és
berendezések műszaki fejlesztésén. Első találmányai is itt születtek: az „Invert rostély” és a „Sterilizátor” c. találmánya külföldi
védelmet is nyert. A gyár az ő eredményeit is hasznosító termékeit sikeresen
értékesítette a magyar, a német és az amerikai piacon. A II. világháború után a cég újjászervezésében is részt vett. Ezután az
Iparügyi Minisztériumba került, majd a Hőtechnikai Kutatóintézet
igazgatóhelyettese lett. Itt fejlesztette ki nagy jelentőségű találmányát, az
ún. „apróbordás hőcserélőt”, és az ehhez szükséges gyártástechnológia
kidolgozásában is fontos szerepet játszott. 1951-től haláláig a HŐTERV, majd az ennek jogutódjaként működő
Energiagazdálkodási Intézet főszaktanácsadója volt. Műszaki érdeklődése igen széles körű volt:
foglalkozott hőtechnikai gépekkel és készülékekkel, energiaracionalizálással,
távfűtéssel. Találmányok, szabadalmak sora jelzi munkásságát. A gyakorlati
hőátszármaztatás terén világszerte elismert szakembernek számított. Doktori
disszertációjában a párhuzamosan kapcsolt kondenzátorcsövek légtelenítését
dolgozta fel. Ilyen irányú munkásságával alapot teremtett a nagy teljesítményű,
levegőhűtésű kondenzátorok méretezéséhez. Több szabadalma volt a
légkondicionáló egyik alapelemének, a keverőkondenzátornak a tervezésével
kapcsolatban is.
Forrás: http://www.sztnh.gov.hu
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése