CH269600A - Method of generating work from heat. - Google Patents

Method of generating work from heat.

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CH269600A
CH269600A CH269600DA CH269600A CH 269600 A CH269600 A CH 269600A CH 269600D A CH269600D A CH 269600DA CH 269600 A CH269600 A CH 269600A
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CH
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sep
heat
working medium
temperature
compression
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German (de)
Inventor
Aktiengesellschaft Gebr Sulzer
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Sulzer Ag
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K19/00Regenerating or otherwise treating steam exhausted from steam engine plant
    • F01K19/02Regenerating by compression

Description

  

  Verfahren zum Erzeugen von Arbeit aus Wärme.    Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver  fahren zum Erzeugen von Arbeit aus Wärme  durch Verdichten eines Arbeitsmittels, Vor  wärmen durch Wärmeaustausch mit ent  spanntem Arbeitsmittel, Erhitzen durch  Wärmezufuhr von aussen, Entspannen, Vor  kühlen durch Wärmeaustausch mit v erdich  tetem Arbeitsmittel und schliesslich Kühlen  des Arbeitsmittels auf die     Verdichtungsein-          trittstemperatur,    die grösser ist als die Tem  peratur des verfügbaren Kühlmittels.  



  Der Nachteil, der diesem Verfahren an  haftet, wenn es in bekannter Weise bei der       Gasturbinenanlage        Verwendung    findet, be  steht darin, dass die Verdichtung des Arbeits  mittels im gasförmigen Aggregatzustand er  folgt, was zufolge des hohen spezifischen Vo  lumens einen grossen Arbeitsaufwand für die  Verdichtung erfordert, so dass das Verhält  nis der Verdichtungsarbeit zur Entspan  nungsarbeit ungünstig gross wird.  



  Die Nachteile, die diesem Verfahren an  haften, wenn es in bekannter Weise bei mit  Wasser als Arbeitsmittel betriebenen Dampf  kraftanlagen Verwendung findet, gehen auf  verschiedene Umstände zurück. Zunächst. ist  die dem Arbeitsmittel beim     isothermischen     Durchlaufen des     Nassdampfgebietes    zwecks  Verdampfung     zuzuführende    bzw. zwecks Kon  densation zu entziehende Wärmemenge, im  folgenden kurz als      Verdampfungswärme      bezeichnet, bei Wasser relativ gross.

   Infolge  dessen bleibt kein oder nur ein relativ kleiner  Teil der dem entspannten Arbeitsmittel ins-    gesamt zu entziehenden Wärme für einen  Wärmeaustausch mit dem verdichteten Ar  beitsmittel übrig, welchem Teil ungünstiger  weise die relativ grosse Wärmemenge gegen  übersteht, die zur Verdampfung des ver  dichteten Arbeitsmittels nötig ist. Ferner  wird diese grosse Wärmemenge, in für diesen  Wärmeaustausch ungünstigster Weise,     iso-          thermiseh    benötigt.

   Ferner ist, bei der Tem  peratur eines verfügbaren Kühlmittels wie  Luft oder Wasser, der     Kondensationsiso-          therme    des Wassers ein sehr niedriger abso  luter Druck und daher ein sehr grosses spe  zifisches Volumen der noch dampfförmigen  Arbeitsmittelteile zugeordnet, und die von  diesen durchströmten Apparate und Rohrlei  tungen der Anlage pflegen daher sehr um  fangreich auszufallen.

   Aus diesen Umständen  folgt aber, dass einer auch nur angenäherten  Erfüllung der theoretischen Forderung,  einerseits die dem Arbeitsmittel des Kreis  prozesses von aussen her zuzuführende  Wärme ihm bei den höchsten verfügbaren     -          bzw.    bei den höchsten mit Rücksicht auf die  zur Durchführung des Prozesses benötigten  Werkstoffe zulässigen - Temperaturen zuzu  leiten, und anderseits ihm die nach aussen hin  abzuführende Wärme bei den niedrigsten  verfügbaren Temperaturen zu entziehen, sieh  zum Nachteil der     Gesaintwirtsehaftliehkeit     sehr grosse praktische Schwierigkeiten ent  gegenstellen.  



  Der vorliegenden Erfindung liegt die Auf  gabe zu Grunde, die Nachteile zu beseitigen      bzw. zu vermindern, welche somit diesem Ver  fahren in dem Falle anhaften, wenn es in be  kannter Art bei der     Gasturbinenanlage,    und  welche ihm in dem andern Fall anhaften,       wenn    es in     bekannter    Art bei der Wasser  dampfkraftanlage     Verwendung    findet.  



  Die     Erfindiung    besteht darin, dass man die  Verdichtung unter einer 300 über der kriti  schen Temperatur verlaufenden     Isotherme     eines solchen Arbeitsmittels beginnt, bei dem  bei der Temperatur des verfügbaren Kühl  mittels das     Verhältnis    der spezifischen Wärme  des flüssigen Arbeitsmittels zur     Verdamp-          fungswärme    desselben grösser ist als bei  Wasser. Als solche Arbeitsmittel kommen  unter anderem in Betracht Kohlendioxyd,       Stickoxydul,        Difluordichlormethan.     



  Durch Befolgung dieser Vorschrift wird  einerseits erzielt, dass die spezifischen Volu  mina des     Arbeitsmittels    während der Ver  dichtung wesentlich     kleiner    ausfallen als bei  der     Gasturbinenanlage.     



  Anderseits wird erzielt, dass der dem ent  spannten Arbeitsmittel     isothermisch    zu ent  ziehende Wärmeteil relativ kleiner und der  für einen     Wärmeaustausch    mit dem verdich  teten     Arbeitsmittel    in Frage     kommende          Wärmeteil    relativ grösser ausfällt als bei  der mit Wasserdampf betriebenen Dampf  kraftanlage.

   Insbesondere aber wird erzielt,  dass in dem Wärmebedarf der verdichteten  Arbeitsmittelteile der für einen solchen  Wärmeaustausch wie erwähnt besonders     un-          günstige        isothermische    Teil vermindert und,  bei     hinreichend    tiefer     kritischer        Temperatur     des gewählten Arbeitsmittels, sogar beseitigt  werden kann.  



  Als Arbeitsmittel lassen sich nicht nur die  erwähnten Stoffe verwenden, sondern auch  andere Stoffe, die die oben erwähnten Bedin  gungen erfüllen. Für die     Erfüllung    dieser       Bedingungen    vermag schon ihre kritische  Temperatur     Anhaltspiuikte    zu geben, indem  ja das Verhältnis der spezifischen Wärme  des flüssigen Arbeitsmittels zur     Verdamp-          fungswärme    desselben in der Regel um so  grösser wird, je mehr sich die Temperatur  dem kritischen Wert nähert, um für den kri-    tischen Punkt den Wert unendlich zu er  reichen.  



  Das nachstehende Verzeichnis, in welchem,       geordnet    nach ihrer kritischen     Temperatur,     einige bekannte Stoffe als Beispiele aufge  führt sind, liefert solche Anhaltspunkte, und  schon dieses Verzeichnis zeigt, dass für die in  Betracht kommenden Temperaturen verfüg  barer Kühlmittel (reichend etwa von Tempe  raturen der Umgebung bis zu Temperaturen  von als Kühlmittel verfügbaren verdichteten       Arbeitsmitteln    anderer Prozesse) sich eine  hinreichende Anzahl Stoffe finden lässt, wel  che als Arbeitsmittel für das erfindungsge  mässe Verfahren in Betracht kommen können.  



  In diesem Verzeichnis wird jeweils zu  nächst der Stoff, gegebenenfalls dahinter in  Klammern seine chemische Formel und dann       seine        ungefähre    kritische Temperatur in  Kelvin genannt: Ozon 268, Äthylen 282,       xenon    289, Kohlendioxyd 304,     Ätha.n    305.

         Acethylen    309,     Stickoxydul        (N.;0)    309,     hie-          thylflitorid        (CH3F)    318, Chlorwasserstoff       (11C1)    324, Phosphorwasserstoff     (P113)    324,       Schwefelhexafluorid        (SF6)    333, Bromwasser  stoff     (HBr)    363,     Propylen    365, Propan 370,  Schwefelwasserstoff 373,     Kohlenoxy        dsulfid          (COS)    378, von den     Fluor-Chlor-Derivaten     des Methans z.

   B.     Difluordichlormethan          (CC12F2)    385,     Oktafluor-Butylen        (C4Fs)    388,       (Di-)Methyläther        (C21160)    400, Cyan 401,  Ammoniak 405,     Isobutan        (C41110)    406,     Me-          thylchlorid        (CH@Cl)    416, Chlor 417,     Methyl-          amin        (CH5NT)    430, Schwefeldioxyd 430,     Di-          methylamin        (C2H7N)    437,

       Nitrosylchlorid          (NOCl)    438, von den     Silikanen    z. B.     Sili-          ziumtetramethyl        (Si[CHa]4)    453,     Äthylamin     456, n     Pentan    470,     Diäthylamin    500,     Ät.hy        1-          alkohol        (C21160)    516,     n-Heptan    540, Benzol       (C0116)    561, Brom 583,     Toluol        (C7Hs)    593,       Essigsäure    594.

    



  Zur weiteren Erläuterung sind ferner als  Beispiele in der nachstehenden Tafel für  einige dieser Stoffe die     spezifische    Wärme  des flüssigen Stoffes c in     kcal/kgo    C, die     Ver-          dampfungswärme    r in     kcal/kg    sowie das Ver  hältnis der spezifischen Wärme des flüssigen  Stoffes zur     Verdampfungswärme        c/r    angege-           ben    und in Vergleich     zii    den für Wasser gel  tenden Werten gestellt, und zwar für die  Temperaturen 00 C, 200 C, 1000 C, 200  C,  3000 C, welche innerhalb des Bereiches liegen,

    der für die Temperatur des verfügbaren  Kühlmittels vorwiegend in Betracht kommen    wird.     ti;    bedeutet die kritische Temperatur  des Stoffes. Sie ist hier in 0 C angegeben.  



  Am Schluss der Tafel ist noch zum wei  teren Vergleich der Stoff Quecksilber auf  geführt, der für das Verfahren nach der  Erfindung nicht in Betracht kommt.  
EMI0003.0004     
  
    Temperatur <SEP> 0<B>0</B> <SEP> C <SEP> 200 <SEP> C <SEP> 100<B>0 <SEP> 0</B> <SEP> 200' <SEP> C <SEP> 300" <SEP> <B>0</B>
<tb>  Ntoffe
<tb>  c <SEP> = <SEP> 0,62 <SEP> 0,87
<tb>  (t,;

   <SEP> = <SEP> 31  <SEP> <B>(_</B>') <SEP> r <SEP> = <SEP> <B>5</B>6,1 <SEP> <B>37,1</B>
<tb>  c <SEP> r <SEP> = <SEP> 0,011 <SEP> 0,0235
<tb>  c <SEP> = <SEP> 0,15 <SEP> 0,19 <SEP> 0,45
<tb>  1V1V,Zf,1 <SEP> r <SEP> - <SEP> 37,0 <SEP> 34,5 <SEP> 1.1,6
<tb>  (t@ <SEP> = <SEP> 112 <SEP> C')
<tb>  e'r <SEP> = <SEP> 0,0040 <SEP> 0,0055 <SEP> 0,03<B>1</B>
<tb>  c <SEP> = <SEP> 0,32 <SEP> 0,33 <SEP> 0,4-2
<tb>  z
<tb>  <B>(</B>r <SEP> = <SEP> 90,6 <SEP> 86,0 <SEP> 58,0
<tb>  ti( <SEP> - <SEP> <B>1i#6# <SEP> W</B>
<tb>  c <SEP> r <SEP> = <SEP> 0,0035 <SEP> 0,0038 <SEP> 0,0072
<tb>  c <SEP> = <SEP> 0,55 <SEP> 0,59 <SEP> 0,83 <SEP> 1,48
<tb>  <I>C2</I>
<tb>  A;011 <SEP> r <SEP> = <SEP> 230 <SEP> 225 <SEP> 196 <SEP> 102
<tb>  (tk <SEP> = <SEP> 2-13" <SEP> C <SEP> )
<tb>  c <SEP> r <SEP> = <SEP> 0,0024 <SEP> 0,0026 <SEP> 0,0042 <SEP> 0,0145
<tb>  Iniii <SEP> Vergleieli:

  
<tb>  e <SEP> = <SEP> 1,00 <SEP> 1,00 <SEP> 1,01 <SEP> 1,08 <SEP> 1,33
<tb>  1120 <SEP> r <SEP> = <SEP> .597 <SEP> 586 <SEP> 5-10 <SEP> 463 <SEP> 335
<tb>  (tk <SEP> - <SEP> <B>37411C)</B> <SEP> c <SEP> "r <SEP> = <SEP> 0,00<B>1</B>7 <SEP> 0,0017 <SEP> 0,0019 <SEP> 0,0023 <SEP> 0,0040
<tb>  e <SEP> = <SEP> 0,0335 <SEP> 0,0332 <SEP> 0,0328 <SEP> 0,0325 <SEP> 0,0320
<tb>  I <SEP> I<B>g</B> <SEP> r <SEP> - <SEP> 65,0 <SEP> 65,5 <SEP> 66,5 <SEP> 68 <SEP> 70
<tb>  (tk <SEP> = <SEP> 1460 <SEP> C <SEP> )
<tb>  ejr <SEP> = <SEP> 0,00051 <SEP> 0,00051 <SEP> 0,00049 <SEP> 0,00048 <SEP> 0,00046       Auch     Stoffgeinisehe    können als Arbeits  mittel in Betracht kommen, von denen jeder  Einzelstoff des Gemisches? für sich allein be  trachtet, nicht unbedingt den oben erwähnten  Anforderungen genügen muss.

       Verdampfungs-          wärmen    für bestimmte Temperaturen (z. B.  für die eines verfügbaren Kühlmittels) lassen  sich für solche     Gremisehe    nicht angeben, da  ihnen die Eigenschaft ungemischter Stoffe  fehlt, dass im     Nassdampfgebiet    eine Isobare  gleichfalls eine     Isotherme    ist. Während der  Verdampfung eines Einzelstoffes steigt näm-    lieh der Teildruck an, welchen dieser Einzel  stoff zu dem der Isobare des Gemisches ent  sprechenden Gesamtdruck beiträgt, und in  folgedessen steigt auch die Temperatur an.

         CTerade    dieser Umstand aber kann vorteilhaft  dazu verwendet werden, das Entstehen der  wie erwähnt für einen Wärmeaustausch in  manchen Fällen überaus ungünstigen     Ver-          dampfungsisotherme    zu vermeiden, es also zu  erzielen, dass die     Verdampfungswärme    nicht  bei konstanter, sondern bei veränderlicher  und in ihrer Veränderlichkeit der Tempera-           turänderung    der andern Komponente des  Wärmeaustausches angepasster Temperatur  zu- bzw. abgeführt wird. Es kann also z. B.  Kohlendioxyd gemischt mit Luft oder einem  andern Gas als Arbeitsmittel     verwendet    wer  den. Es kann auch z. B. Kohlendioxyd ge  mischt mit Wasser oder z. B.

   Ammoniak ge  mischt mit Wasser als Arbeitsmittel verwen  det werden, wobei zusätzlich auch noch die       Lösungswärme    dazu benutzt werden kann, um  während eines Wärmeaustausches die Tempe  raturveränderlichkeit des Arbeitsmittels der  Temperaturänderung der andern Komponente  des Wärmeaustausches anzupassen.  



  Das Verfahren nach der Erfindung sei ah  Hand eines Beispiels noch näher     erläutert:     Als Arbeitsmittel sei Kohlensäure gewählt.  Die Kohlensäure wird zunächst von einer  Temperatur von 250 C, beispielsweise vom  Schnittpunkt der     Isotherme    von 250 C mit der       linken    Grenzkurve     ausgehend,    bei einem  Druck von etwa 65 auf 200     kg/cm2    verdichtet.  Die Temperatur der     Kohlensäure    wird durch  diese Verdichtung auf etwa 500 C erhöht. Die  so verdichtete Kohlensäure wird im später zu  beschreibenden Wärmeaustausch vorgewärmt  und sodann durch zusätzliche Wärmezufuhr  auf die     Prozesshöchsttemperatur    z. B. 5000 C  gebracht.

   Mit diesem hochgespannten     Kohlen-          säuregas    wird die Arbeitsmaschine, z. B. eine  Turbine, betrieben. Die der Turbine entströ  menden, entspannten Gase werden im Wärme  austauschverfahren zur     Vorwärmimg    der ver  dichteten Kohlensäure, wie oben angedeutet,  verwendet und nach dieser Wärmeabgabe mit  Hilfe eines Kühlmittels auf die Eintrittstem  peratur der Verdichtung     heruntergekühlt.    Bei  Kohlensäure liegt die kritische Temperatur  bei     etwa        -I-3100    C.

   Wenn man annimmt, dass  die Temperatur des Kuhmittels     etwa        18     C  beträgt, so wird man die Gase mit Hilfe eines  Kühlmittels auf 25  C abkühlen können. Diese  Temperatur von 25  C liegt unter der kriti  schen Temperatur der Kohlensäure, so dass  der Verdichtungsbeginn im flüssigen Aggre  gatzustand der Kohlensäure     bzw.        Na.ssdampf-          gebiet        liegt.       Würde die     Kühlmittelteinperatur    eine  höhere sein, z.

   B. 30  C, so würde man     die          entspannten    Gase auf etwa 35  C abkühlen  können, so dass die     Verdichtungsanfangstem-          peratur    zwar höher liegt als die kritische  Temperatur der Kohlensäure, aber nicht  mehr wie 30  über dieser Temperatur, so dass  die     Verdichtungsanfangstemperatur        immer     noch in einem Gebiet liegt, in dem die Koh  lensäure eine     verhältnismässig    hohe Dichte  hat und damit die Verdichtungsarbeit immer  hin noch sehr gering     ist.     



  Bei dem beschriebenen Verfahren ist  natürlich die Möglichkeit gegeben, die arbeits  leistende Entspannung stufenweise vorzuneh  men und zwischen diese Stufen Erhitzungen  einzuschalten, ferner die Verdichtung von  dem gewählten     Anfangszustandspunkt    aus  stufenweise     vorzunehmen,    zwischen diesen  Stufen Wärme zu entziehen und letztere nach  aussen an     ein    Kühlmittel abzuführen.



  Method of generating work from heat. The invention relates to a process for generating work from heat by compressing a working medium, pre-heating by heat exchange with relaxed working medium, heating by supplying heat from the outside, relaxing, pre-cooling by exchanging heat with compressed working medium and finally cooling the working medium to the compression inlet temperature, which is higher than the temperature of the available coolant.



  The disadvantage that this method adheres to when it is used in a known manner in the gas turbine plant is that the compression of the work by means of the gaseous state it follows, which requires a large amount of work for the compression due to the high specific volume Vo , so that the ratio of compression work to relaxation work is unfavorably large.



  The disadvantages that adhere to this method when it is used in a known manner in steam power plants operated with water as the working medium, go back to various circumstances. First. is the amount of heat to be supplied to the working fluid during isothermal passage through the wet steam area for the purpose of evaporation or to be withdrawn for the purpose of condensation, hereinafter referred to as the heat of evaporation for water, relatively large.

   As a result, no or only a relatively small part of the total heat to be withdrawn from the relaxed working medium remains for heat exchange with the compressed working medium, which part, unfavorably, faces the relatively large amount of heat that is necessary to evaporate the compressed working medium . Furthermore, this large amount of heat is required isothermally in the most unfavorable way for this heat exchange.

   Furthermore, at the temperature of an available coolant such as air or water, the condensation isotherm of the water is assigned a very low absolute pressure and therefore a very large specific volume of the still vaporous parts of the working medium, and the apparatus and pipelines through which they flow the plant therefore tend to be very extensive.

   From these circumstances, however, it follows that an even approximate fulfillment of the theoretical requirement, on the one hand, the heat to be supplied to the working fluid of the cycle from outside is permissible with the highest available - or with the highest with regard to the materials required to carry out the process To supply temperatures and, on the other hand, to withdraw the heat to be dissipated to the outside at the lowest available temperatures, to the detriment of general economy, there are very great practical difficulties in opposition.



  The present invention is based on the task of eliminating or reducing the disadvantages, which thus adhere to this process in the case when it is known to be in the gas turbine plant, and which adhere to it in the other case when it is used in a known way in the water steam power plant.



  The invention consists in starting the compression under an isotherm of such a working medium running 300 above the critical temperature, at which the ratio of the specific heat of the liquid working medium to the evaporation heat is greater than at the temperature of the available cooling means Water. Such working materials include carbon dioxide, nitrogen oxide, and difluorodichloromethane.



  By following this rule it is achieved, on the one hand, that the specific Volu mina of the working fluid during the compression turn out to be significantly smaller than in the gas turbine system.



  On the other hand, it is achieved that the part of the heat to be drawn isothermally from the relaxed working medium is relatively smaller and the part of heat that is eligible for heat exchange with the compressed working medium is relatively larger than in the steam power plant operated with steam.

   In particular, however, it is achieved that in the heat demand of the compressed working fluid parts, the isothermal part, which is particularly unfavorable for such a heat exchange, can be reduced and, at a sufficiently low critical temperature of the selected working fluid, can even be eliminated.



  Not only the substances mentioned can be used as work equipment, but also other substances that meet the conditions mentioned above. For the fulfillment of these conditions, their critical temperature can already give clues, since the ratio of the specific heat of the liquid working medium to the evaporation heat of the same usually increases the closer the temperature approaches the critical value critical point to reach the value infinite.



  The following list, in which some known substances are listed as examples according to their critical temperature, provides such clues, and this list already shows that there are coolants available for the temperatures in question (ranging for example from ambient temperatures up to temperatures of compressed working fluids of other processes available as coolants) a sufficient number of substances can be found which can be considered as working fluids for the process according to the invention.



  In this list, the substance is first given, followed by its chemical formula in brackets, if applicable, and then its approximate critical temperature in Kelvin: ozone 268, ethylene 282, xenon 289, carbon dioxide 304, etha.n 305.

         Acethylene 309, nitrogen oxide (N.; 0) 309, hiethylflitorid (CH3F) 318, hydrogen chloride (11C1) 324, hydrogen phosphide (P113) 324, sulfur hexafluoride (SF6) 333, hydrogen bromide (HBr) 363, propylene 365, propane 370 , Hydrogen sulfide 373, carbon oxidesulfide (COS) 378, of the fluorine-chlorine derivatives of methane z.

   B. Difluorodichloromethane (CC12F2) 385, octafluorobutylene (C4Fs) 388, (di) methyl ether (C21160) 400, cyano 401, ammonia 405, isobutane (C41110) 406, methyl chloride (CH @ Cl) 416, chlorine 417 , Methylamine (CH5NT) 430, sulfur dioxide 430, dimethylamine (C2H7N) 437,

       Nitrosyl chloride (NOCl) 438, of the silicans e.g. B. silicon tetramethyl (Si [CHa] 4) 453, ethylamine 456, n pentane 470, diethylamine 500, ether hy 1-alcohol (C21160) 516, n-heptane 540, benzene (C0116) 561, bromine 583, toluene (C7Hs) 593, acetic acid 594.

    



  For further explanation, the following table also shows the specific heat of the liquid substance c in kcal / kgo C, the evaporation heat r in kcal / kg and the ratio of the specific heat of the liquid substance to the evaporation heat c for some of these substances / r specified and compared to the values applicable to water, namely for temperatures 00 C, 200 C, 1000 C, 200 C, 3000 C, which are within the range,

    which will primarily be considered for the temperature of the available coolant. ti; means the critical temperature of the substance. It is given here in 0 C.



  At the end of the table, the substance mercury is still listed for further comparison, which is not considered for the method according to the invention.
EMI0003.0004
  
    Temperature <SEP> 0 <B> 0 </B> <SEP> C <SEP> 200 <SEP> C <SEP> 100 <B> 0 <SEP> 0 </B> <SEP> 200 '<SEP> C <SEP> 300 "<SEP> <B> 0 </B>
<tb> Ntoffe
<tb> c <SEP> = <SEP> 0.62 <SEP> 0.87
<tb> (t ,;

   <SEP> = <SEP> 31 <SEP> <B> (_ </B> ') <SEP> r <SEP> = <SEP> <B> 5 </B> 6,1 <SEP> <B> 37.1 </B>
<tb> c <SEP> r <SEP> = <SEP> 0.011 <SEP> 0.0235
<tb> c <SEP> = <SEP> 0.15 <SEP> 0.19 <SEP> 0.45
<tb> 1V1V, Zf, 1 <SEP> r <SEP> - <SEP> 37.0 <SEP> 34.5 <SEP> 1.1.6
<tb> (t @ <SEP> = <SEP> 112 <SEP> C ')
<tb> e'r <SEP> = <SEP> 0.0040 <SEP> 0.0055 <SEP> 0.03 <B> 1 </B>
<tb> c <SEP> = <SEP> 0.32 <SEP> 0.33 <SEP> 0.4-2
<tb> e.g.
<tb> <B> (</B> r <SEP> = <SEP> 90.6 <SEP> 86.0 <SEP> 58.0
<tb> ti (<SEP> - <SEP> <B> 1i # 6 # <SEP> W </B>
<tb> c <SEP> r <SEP> = <SEP> 0.0035 <SEP> 0.0038 <SEP> 0.0072
<tb> c <SEP> = <SEP> 0.55 <SEP> 0.59 <SEP> 0.83 <SEP> 1.48
<tb> <I> C2 </I>
<tb> A; 011 <SEP> r <SEP> = <SEP> 230 <SEP> 225 <SEP> 196 <SEP> 102
<tb> (tk <SEP> = <SEP> 2-13 "<SEP> C <SEP>)
<tb> c <SEP> r <SEP> = <SEP> 0.0024 <SEP> 0.0026 <SEP> 0.0042 <SEP> 0.0145
<tb> Iniii <SEP> comparison:

  
<tb> e <SEP> = <SEP> 1.00 <SEP> 1.00 <SEP> 1.01 <SEP> 1.08 <SEP> 1.33
<tb> 1120 <SEP> r <SEP> = <SEP> .597 <SEP> 586 <SEP> 5-10 <SEP> 463 <SEP> 335
<tb> (tk <SEP> - <SEP> <B> 37411C) </B> <SEP> c <SEP> "r <SEP> = <SEP> 0.00 <B> 1 </B> 7 < SEP> 0.0017 <SEP> 0.0019 <SEP> 0.0023 <SEP> 0.0040
<tb> e <SEP> = <SEP> 0.0335 <SEP> 0.0332 <SEP> 0.0328 <SEP> 0.0325 <SEP> 0.0320
<tb> I <SEP> I <B> g </B> <SEP> r <SEP> - <SEP> 65.0 <SEP> 65.5 <SEP> 66.5 <SEP> 68 <SEP> 70
<tb> (tk <SEP> = <SEP> 1460 <SEP> C <SEP>)
<tb> ejr <SEP> = <SEP> 0.00051 <SEP> 0.00051 <SEP> 0.00049 <SEP> 0.00048 <SEP> 0.00046 Also material courses can be considered as work equipment, of which each individual substance of the mixture? considered on its own, does not necessarily have to meet the requirements mentioned above.

       Evaporation heats for certain temperatures (e.g. for that of an available coolant) cannot be specified for such bodies because they lack the property of unmixed substances that an isobar is also an isotherm in the wet steam region. During the evaporation of an individual substance, the partial pressure increases which this individual substance contributes to the total pressure corresponding to the isobars of the mixture, and consequently the temperature also rises.

         It is precisely this fact that can be used advantageously to avoid the occurrence of the evaporation isotherms, which are, as mentioned, in some cases extremely unfavorable for a heat exchange, i.e. to achieve that the heat of evaporation is not at a constant, but at a variable and changeable temperature - temperature change of the other component of the heat exchange adapted temperature is supplied or removed. So it can z. B. carbon dioxide mixed with air or another gas used as a working medium who the. It can also e.g. B. carbon dioxide mixed with water or z. B.

   Ammonia mixed with water can be used as the working medium, and the heat of solution can also be used to adjust the temperature change of the working medium to the temperature change of the other component of the heat exchange during a heat exchange.



  The method according to the invention will be explained in more detail by way of an example: Carbon dioxide is chosen as the working medium. The carbonic acid is initially compressed from a temperature of 250 C, for example starting from the intersection of the isotherm of 250 C with the left limit curve, at a pressure of about 65 to 200 kg / cm2. This compression increases the temperature of the carbonic acid to around 500 C. The carbon dioxide compressed in this way is preheated in the heat exchange to be described later and then brought to the maximum process temperature z. B. 5000 C.

   With this high-tension carbon acid gas, the machine, e.g. B. a turbine operated. The relaxed gases flowing out of the turbine are used in the heat exchange process to preheat the compressed carbon dioxide, as indicated above, and after this release of heat, using a coolant, they are cooled down to the compression temperature. With carbon dioxide, the critical temperature is around -I-3100 C.

   Assuming that the temperature of the cow remedy is around 18 C, the gases can be cooled to 25 C with the aid of a coolant. This temperature of 25 C is below the critical temperature of the carbonic acid, so that the beginning of compression is in the liquid aggregate state of the carbonic acid or wet steam area. Would the coolant temperature be higher, e.g.

   B. 30 C, one would be able to cool the relaxed gases to about 35 C, so that the compression start temperature is higher than the critical temperature of the carbon dioxide, but not more than 30 above this temperature, so that the compression start temperature is still in an area in which the carbon acid has a relatively high density and thus the compression work is still very low.



  With the method described, it is of course possible to undertake the work-making relaxation step by step and switch on heating between these steps, furthermore to carry out the compression step by step from the selected initial state point, to extract heat between these steps and to discharge the latter to a coolant outside.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCIi Verfahren zum Erzeugen von Arbeit aus Wärme durch Verdichten eines Arbeitsmit tels, Vorwärmen durch Wärmeaustausch mit. entspanntem Arbeitsmittel, Erhitzen durch Wärmezufuhr von aussen, Entspannen, Vor kühlen durch Wärmeaustausch mit verdich tetem Arbeitsmittel und schliesslich Kühlen des Arbeitsmittels auf die Verdichtungsein- trittstemperatur, die grösser ist als die Tem peratur des verfügbaren Kühlmittels, dadureh gekennzeichnet, PATENT CLAIMS Process for generating work from heat by compressing a Arbeitsmit means, preheating through heat exchange with. relaxed working medium, heating through external heat supply, relaxation, pre-cooling through heat exchange with compressed working medium and finally cooling the working medium to the compression inlet temperature, which is higher than the temperature of the available coolant, which is characterized by dass man die Verdichtung unter einer 30 C über der kritischen Tempe ratur verlaufenden Isotherme eines solchen Arbeitsmittels beginnt, bei dem bei der Tem peratur des verfügbaren Kühlmittels das Ver hältnis der spezifischen Wärme des flüssigen Arbeitsmittels zur Ver dampfungswärme des selben grösser ist als bei Wasser. UNTERANSPRUCH: Verfahren nach Patentanspruch, gekenn zeichnet durch die Verwendung eines Mehr stoffgeinisches als Arbeitsmittel. that the compression begins below an isotherm of such a working medium running at 30 C above the critical tempe rature, in which the ratio of the specific heat of the liquid working medium to the evaporation heat of the same is greater than that of water at the temperature of the available coolant. SUBSTANTIAL CLAIM: Method according to patent claim, characterized by the use of a multi-substance mixture as a working medium.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE936658C (en) * 1952-01-25 1955-12-15 Hans Peter Dipl-Ing Mueller Combustion turbine plant

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE936658C (en) * 1952-01-25 1955-12-15 Hans Peter Dipl-Ing Mueller Combustion turbine plant

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