Tuy nhiên, ở khu vực sông hồ không đủ nước làm mát hoặc đối với nhà máy điện nguyên tử (có nhu cầu nước làm mát lớn), người ta hay dùng bình ngưng có hệ thống tháp làm mát tuần hồn nước (hệ làm mát kín có tuần hồn nước làm mát). Phần tổn thất nước ở tháp làm mát sẽ được bổ sung liên tục bằng bơm bổ sung. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống này như sau:
Hình 5.5 - Nhà máy nhiệt điện có hệ thống làm mát kín dùng tháp làm mát Hệ thống làm mát kín dùng tháp làm mát sẽ khơng thể duy trì áp suất bình ngưng thấp được so với hệ thống làm mát kiểu hở bởi vì nhiệt độ nước lạnh vào bình ngưng của hệ thống làm mát dùng tháp sẽ lớn hơn nhiệt độ môi trường từ 5 đến 10 oC tuỳ theo hiệu suất của tháp.
5.2 Thiết bị hút chân không (Ejector)
Thiết bị rút khơng khí dùng để thải hỗn hợp khơng khí - hơi ra khỏi bình ngưng và hệ thống tuần hồn, cũng như để duy trì chân khơng cần thiết và tạo chân không ban đầu
Tuabin hạ áp Tuabin
cao áp Hơi quá nhiệt (hơi mới)
Khơng khí ẩm Qk Tháp làm mát Khơng khí Bể chứa nước Nước nóng Hơi thốt Qk Tái nhiệt Lị hơi Qnhiên liệu Wbơm Bơm tuần hồn Bơm nước ngưng Bình gia nhiệt Nước cấp Hơi trích Hơi sau tái nhiệt
Hơi đi tái nhiệt
Bơm nước bổ sung
Sông
Nước lạnh
khi khởi động tổ máy. Trong thiết bị tuabin hơi thường hay dùng loại êjêctơ hơi và nước.
a) Êjectơ hơi
Hình 5.6. - Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của êjêctơ
1- hộp thu; 2- ống phun nhỏ dần; 3- hộp pha trộn; 4- phần thu nhỏ của ống thốt hỗn hợp khơng khí-hơi; 5-ống khuếch tán
Nguyên lý làm việc của êjêctơ như sau:
Chất sinh công (hơi trong êjêctơ hơi, nước trong êjêctơ nước) dưới áp lực được đem vào hộp thu 1, từ đấy qua ống phun 2 với tốc độ lớn được dẫn về hộp pha trộn 3. Hộp pha trộn được nối với khoang hơi của bình ngưng.
Với động năng lớn dịng chất sinh cơng sẽ cuốn hút hỗn hợp khí –hơi từ hộp 3 vào phần thu nhỏ của ống thốt 4 với tiết diện thay đổi, sau đó đi vào ống khuếch tán 5, trong đó động năng sẽ chuyển thành thế năng. Nhờ vậy áp suất ở đầu ra ống khuếch tán sẽ lớn hơn áp suất khí quyển và thải được hỗn hợp khơng khí-hơi ra khỏi bình ngưng.
Trong nhà máy nhiệt điện êjêctơ hơi được sử dụng rộng rãi nhất. Êjêctơ hơi có thể có
Khí khơng ngưng Ống khuếch tán Xả hỗn hợp hơi và khí Ống phun Buồng hồ trộn Hơi cao áp (Hơi công tác)
một cấp, hai hoặc 3 cấp. Êjêctơ một cấp có thể tạo được áp suất âm tới 0,073 ÷ 0,080 Mpa và thường dùng cho lúc khởi động (để hút nhanh khơng khí ra khỏi bình ngưng lúc khởi động tuabin).
Êjêctơ hai, ba cấp tạo được áp suất âm sâu hơn và dùng làm êjêctơ chính, bảo đảm cho tuabin làm việc ổn định và tin cậy với độ chân không cao. Trong cấu trúc êjêctơ hơi gần đây có đặt thêm dụng cụ đo lượng khơng khí rút ra. Điều đó cho phép kiểm tra độ kín của bình ngưng được dẽ dàng.
Sơ đồ êjêctơ hơi hai cấp được thể hiện trên hình vẽ bên dưới. Từ bình ngưng, hỗn hợp khơng khí - hơi được rút vào hộp thu 1 của êjêctơ cấp I, qua ống khuếch tán đi về bình làm mát 4 và hơi sẽ ngưng tụ lại. Nước đọng theo 10 được dẫn về bình ngưng, cịn phần khí khơng ngưng có lẫn hơi sẽ đi vào cấp II của êjêctơ. Từ bình làm mát của êjêctơ cấp II, khơng khí (có lẫn hơi, ít hơn ở sau cấp 1 vì đã được ngưng tụ một phần) qua ống xả 6 sẽ thốt ra ngồi trời, còn nước đọng thì di chuyển về bình làm mát cấp I (đường 9) sau đó cũng được rút về bình ngưng (đường 10).
Như vậy, chất sinh công (môi chất làm việc) trong êjêctơ hai cấp, được thể hiện trong bình 4, thực chất khơng bị tổn hao.
Hình 5.7 - Sơ đồ nguyên lý của êjêctơ hai cấp
I, II - cấp thứ nhất và cấp thứ hai; 1- hộp thu; 2- ống phun; 3- ống khuếch tán; 4- bình làm mát cấp I và II; 5- miệng hút hỗn hợp khơng khí - hơi; 6- ống xả của êjêctơ; 7- đường dẫn hơi sinh công (môi chất); 8- đường dẫn nước làm mát; 9-đường xả nước
đọng; 10- đường dẫn nước đọng về bình ngưng
Làm nguội sơ bộ hỗn hợp hơi - khơng khí trong bình làm mát hơi êjêctơ 4 sẽ giảm được trọng lượng và thể tích của hỗn hợp đi vào êjêctơ cấp thứ II, như vậy sẽ giảm
được công nén của cấp thứ II và giảm lưu lượng hơi vào êjêctơ cấp II. Ngoài ra, nhiệt lượng của hơi vào êjêctơ cũng được dùng để hâm nước ngưng chính của tuabin.
Sơ đồ xả nước đọng của hơi tăng áp (hơi làm việc) khỏi các bình làm mát êjêctơ được thể hiện trên hình vẽ.
Xả nước đọng của hơi tăng áp khỏi hộp các bình làm mát êjêctơ qua những lỗ ở phần dưới của từng bình, thực hiện xả theo sơ đồ dồn cấp là hợp lý nhất, đó là dồn từ hộp bình làm mát êjêctơ cấp thứ III xả nước đọng qua van 1 vào hộp hơi làm mát cấp thứ II, rồi từ hộp của cấp thứ II qua van 2 về hộp của cấp thứ I.
Hình 5.8 - Sơ đồ xả nước ngưng của hơi tăng áp (hơi làm việc) khỏi các bình làm mát êjêctơ ba cấp I, II, III
1, 2, 3 - các van; 4- bình gom nước ngưng; 5- ống dẫn nước xả; 6- ống xả phụ; 7- phễu hở; 8- mức nước ngưng thấp nhất
Từ đó nước đọng của hơi vào êjêctơ được xả qua van 3 về bình gom nước ngưng 4. Ống dẫn nước xả 5 về bình gom nước ngưng càng ngắn càng tốt và khơng vịng vèo để ngăn ngừa hiện tượng bốc hơi, ống dẫn nước xả 5 phải được nối với bình gom nước ngưng tại điểm nằm dưới mức nước ngưng trong bình gom khoảng 500 ÷ 600 mm. Từ bình làm mát của cấp cuối êjêctơ có đặt thêm ống xả nước đọng 6 và ống xả 7 qua van thủy lực nằm ở độ cao khoảng 250 mm. Cần có xả phụ qua van thủy lực là để kiểm tra độ kín của hệ thống về sự làm việc hồn hảo của bộ phận xả. Khi xuất hiện độ khơng kín trong hệ thống ống của các bình làm mát hoặc là khi mất khả năng xả đọng bình thường thì sẽ có hiện tượng tháo nước và khơng khí qua hệ thống xả hoặc chảy nước liên tục qua van thủy lực 6.