DE102004014283B4

DE102004014283B4 - Method for operating an independent cycle process

Info

Publication number: DE102004014283B4
Application number: DE200410014283
Authority: DE
Inventors: Nicolas Lewkowicz
Original assignee: Amovis GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2024-03-23
Also published as: DE102004014283A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb eines unabhängigen Kreisprozesses (10) mit einem Brenner (15) zur Erzeugung von Wärme, einem von einem Arbeitsmittel durchflossenen Wärmeübertrager (16), in welchem Wärmeenergie auf das Arbeitsmittel übertragbar ist, und einer Expansionsmaschine (18) zur Expansion von energiereichem Arbeitsmittel unter Arbeitsleistung an einer Welle (22), wobei die jeweilige Arbeitsleistung an die an der Welle (22) anliegende Last angepasst wird dadurch gekennzeichnet, daß ein Signal, über welches die Änderung einer Last hervorgerufen wird, über eine Steuerleitung (42, 44) an eine Steuereinheit (40) für die Komponenten (14, 15; 50) des Dampfkreisprozesses (10) kommuniziert wird, die Steuereinheit (40) den Komponenten (14, 15; 50) ein Signal zur Leistungsanpassung des Dampfkreisprozesses (10) überträgt und erst danach die Änderung der an der Welle (22) anliegenden Last erfolgt.method to operate an independent Circular process (10) with a burner (15) for generating heat, a from a working medium through which heat exchanger (16), in which Thermal energy transferable to the work equipment is, and an expansion machine (18) for the expansion of high-energy Work equipment under work on a shaft (22), the respective work to the voltage applied to the shaft (22) load is adapted characterized in that a signal, via which the change a load is caused over a control line (42, 44) to a control unit (40) for the components (14, 15, 50) of the steam cycle (10) is communicated to the control unit (40) signals to the components (14, 15; 50) for power adjustment of the steam cycle (10) transmits and only after that the change the load applied to the shaft (22) takes place.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines unabhängigen Kreisprozesses mit einem Brenner zur Erzeugung von Wärme, einem von einem Arbeitsmittel durchflossenen Wärmeübertrager, in welchem Wärmeenergie auf das Arbeitsmittel übertragbar ist, und einer Expansionsmaschine zur Expansion von energiereichem Arbeitsmittel unter Arbeitsleistung an einer Welle, wobei die jeweilige Arbeitsleistung an die an der Welle anliegende Last angepasst wird.The The invention relates to a method for operating an independent cycle with a burner for generating heat, one of a working medium through heat exchanger, in which heat energy transferable to the work equipment is, and an expansion machine for the expansion of high-energy Work equipment under work on a shaft, with the respective Working performance is adapted to the load applied to the shaft.

Unter unabhängigen Kreisprozessen wird hier verstanden, dass der Prozess z. B. einen Generator zur Stromerzeugung antreibt, dieser jedoch nicht an ein größeres Stromversorgungsnetz angeschlossen ist. Kreisprozesse, wie ein Rankine-Dampfkreisprozess oder ein Stirlingprozess arbeiten mit externer Verbrennung und unterscheiden sich von Arbeitsmaschinen mit interner Verbrennung, wie zum Beispiel einem Diesel- oder Ottomotor. Bei einer Arbeitsmaschine mit interner Verbrennung wird der Brennstoff im Expansionsvolumen der Expansionsmaschine explosionsartig verbrannt und und gibt mit der Expansion technische Arbeit ab. Demgegenüber wird bei Kreisprozessen in einem externen Brenner kontinuierlich Wärme erzeugt. Diese Wärme wird auf ein Arbeitsmittel, zum Beispiel Wasser, übertragen. Dabei erreicht das Arbeitsmittel hohe Temperaturen und Drücke. Das komprimierte, heiße Arbeitsmittel wird in der Expansionsmaschine expandiert. Dabei leistet es Arbeit an einer Welle. Die Welle treibt einen Generator an, an dessen Ausgängen eine Spannung erzeugt wird. Die auf diese Weise erzeugte elektrische Energie wird dann einem elektrischen Verbraucher zugeführt.Under independent Circular processes is understood here that the process z. B. one Generator for power generation drives, but this is not on larger power supply network connected. Circular processes, such as a Rankine steam cycle process or a Stirling process work with external combustion and differ of internal combustion engines, such as a diesel or gasoline engine. In a work machine with internal Combustion becomes the fuel in the expansion volume of the expansion engine explosively burned and gives technical with the expansion Work off. In contrast, becomes continuous in circular processes in an external burner Generates heat. This heat will to a working medium, for example, water, transferred. This achieves that Working medium high temperatures and pressures. The compressed, hot work equipment is expanded in the expansion machine. It does work on a wave. The shaft drives a generator, at its outputs a Voltage is generated. The electric generated in this way Energy is then supplied to an electrical consumer.

Je nach Verwendung eines solchen Kreisprozesses greifen die Verbraucher nicht kontinuierlich elektrische Energie ab, sondern werden je nach Bedarf an- oder abgeschaltet. Eines solche Veränderungen wirkt sich auf die Drehzahl der Expansionsmaschine aus. Wird ein Verbraucher abgeschaltet, so erhöht sich die Drehzahl, bis die Leistung des Kreisprozesses eingeregelt ist. Diese Regelung ist im Vergleich zu einer Arbeitsmaschine mit interner Verbrennung träge. Die Expansionsmaschine überschreitet also bei Abschalten der Last möglicherweise zunächst eine Maximaldrehzahl. Dies kann im Grenzfall zur Beschädigung oder zum Totalausfall der Maschine führen. Umgekehrt kann bei Zuschalten eines Verbrauchers an eine Expansionsmaschine im Teillastbetrieb die Drehzahl massiv sinken oder stoppen.ever after using such a cycle process, consumers are attacking do not continuously turn off electrical energy, but will be as needed switched on or off. Such changes affect the Speed of the expansion machine. If a consumer is switched off, so elevated the speed is adjusted until the power of the cyclic process is. This scheme is compared to a work machine with internal combustion slow. The expansion machine exceeds So when switching off the load may be first a maximum speed. This can be in the limit of damage or lead to total failure of the machine. Conversely, when connecting a consumer to an expansion machine in the Part-load operation, the speed will drop or stop massively.

Wenn ein Kreisprozess der eingangs genannten Art an ein Stromversorgungsnetz angeschlossen ist und nur Stromverbraucher angeschlossen sind, können die Lastschwankungen über das Netz aufgefangen werden. Auch für den Betrieb mit Verbrauchern, die kontinuierlich Energie abgreifen ist ein solcher Kreisprozess geeignet. Der von einem Netz unabhängige Inselbetrieb mit nicht-kontinuierlich angeschlossenen Verbrauchern die je nach Bedarf mit z. T. hohen Leistungsanforderungen zu- oder abgeschaltet werden, ist jedoch aufgrund der beschriebenen Probleme in der Praxis nicht möglich.If a cycle of the type mentioned in a power supply network is connected and only power consumers are connected, the Load fluctuations over the net will be caught. Also for use with consumers, which continuously tap energy is such a cycle suitable. The off-grid island operation with non-continuous Connected consumers as needed with z. T. high Power requirements are switched on or off, however not possible due to the described problems in practice.

Bekannte Diesel- und Otto-Motoren, an welche ein Generator zur Erzeugung von elektrischer Energie für das Bordnetz eines Kraftfahrzeugs angeschlossen ist, können vergleichsweise schnell nachgeregelt werden, wenn eine Laständerung erfolgt. Der Verbrennungsmotor wird unterhalb des Maximalmoments betrieben. Auf einen Anstieg des Abtriebsmoments, entsprechend einer Erhöhung der Last kann durch Nachregeln des Antriebsmoments reagiert werden. Auf diese Weise wird die Abnahme der Drehzahl verhindert. Außerdem spielen bei Fahrzeugentrieben Lastaufschaltungen von Klimakompressoren oder elektrischen Verbrauchern im Bordnetz eine untergeordnete Rolle, denn im Vergleich zur Gesamtleistung handelt es sich um verhältnismäßig geringfügigen Leistungsänderungen. Dampfkreisprozesse arbeiten jedoch mit externer und kontinuierlicher Energieerzeugung und sind im allgemeinen vergleichsweise träge. Solche Prozesse kann man als Hilfsantriebe unabhängig vom Fahrzeugantrieb als so genannte APU (Auxiliary Power Unit) zur Strom- und Wärmeerzeugung einsetzen. Die Leistung der Expansionsmaschine wird dann höchstens auf die Summe aller möglichen, elektrischen oder mechanischen Verbraucher ausgelegt. Die gesamte Leistung beläuft sich typischerweise auf einige kW. Laständerungen durch große Verbraucher sind in diesem Fall mit einer ganz erheblichen Rückwirkung verbunden. Bei sprunghaften Laständerungen, zum Beispiel dem Einschalten eines Kompressors, ist eine schnelle Nachregelung nicht möglich. Auch entfaltet ein Dampfkreisprozess einen guten Wirkungsgrad erst in der Nähe des Maximalmoments. Das verschlechtert den Regelungsspielraum.Known Diesel and petrol engines to which a generator for generating of electrical energy for the electrical system of a motor vehicle is connected, can comparatively be quickly readjusted when a load change occurs. The internal combustion engine is operated below the maximum torque. On a rise in the Output torque, corresponding to an increase in the load can be readjusted of the drive torque to be reacted. In this way, the decrease prevents the speed. Furthermore play load switching of air conditioning compressors in vehicle drives or electrical consumers in the electrical system a minor role, Compared to the overall performance, these are relatively minor changes in performance. Steam cycle processes, however, work with external and continuous Energy production and are generally comparatively sluggish. Such Processes can be used as auxiliary drives regardless of the vehicle drive as such called APU (Auxiliary Power Unit) for power and heat generation deploy. The performance of the expander will then be at most to the sum of all possible, designed electrical or mechanical consumers. The whole Performance amounts typically on a few kW. Load changes by large consumers are in this case associated with a very significant retroactivity. In case of a jump Load changes, For example, switching on a compressor is a quick readjustment not possible. Also, a steam cycle process only develops good efficiency near the maximum torque. This worsens the regulatory margin.

Aus der DE 32 28 996 A1 ist ein Kraftwerksblock mit einer Dampfturbine bekannt, bei der die Leistungsregelung über den Brennstoff-Luft-und Speisewasserstrom erfolgt. Der beschriebene Kraftwerksblock arbeitet innerhalb eines Netzwerks. Er verwendet eine Dampfturbine. Dabei handelt es sich um Strömungsmaschinen, die kontinuierlich ohne Expansionskammer und ohne Einlassorgane arbeiten. Sie sind daher prinzipiell ein völlig anderer Maschinentyp als Expansionsmaschinen. Die in der Druckschrift offenbarte Regelung ist für Störungen ausgelegt und erfolgt schneller, indem eine modellmäßige elektrische Nachbildung der Regelstrecke „Dampferzeuger" vorgesehen ist, mit deren Hilfe schneller ein besseres Korrektursignal gebildet wird.From the DE 32 28 996 A1 is a power plant block with a steam turbine known in which the power control is done via the fuel-air and feedwater flow. The described power plant block operates within a network. He uses a steam turbine. These are turbomachines that work continuously without an expansion chamber and without inlet organs. They are therefore in principle a completely different type of machine than expansion machines. The regulation disclosed in the document is designed for disturbances and takes place more quickly by providing a model electrical replica of the "steam generator" controlled system, with the aid of which faster a better correction signal is formed.

Aus der DD 244 596 ist ein Kraftwerksblock, ebenfalls mit einer Turbine, bekannt, bei dem aus der Beschleunigung des Turbosatzes bei Netzstörungen ein Signal abgeleitet wird, aus dem ermittelt wird, ob es sich um eine bleibende Entlastung handelt um ein Sicherheitsabschalten zu verhindern. Eine Regelung erfolgt nicht.From the DD 244 596 is a power plant block, also known as a turbine, in which a signal is derived from the acceleration of the turbo set in the event of power disturbances, from which it is determined whether it is a permanent discharge to prevent a safety shutdown. A regulation does not take place.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines Kreisprozesses der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem eine sprunghafte Laständerung ohne eine übermäßig starke Momentänderung an der Welle möglich ist und ohne daß die Gefahr besteht, daß die Expansionsmaschine zum Stillstand gelangt.It The object of the invention is a method for operating a cycle of the type mentioned above, in which an erratic load Regulation without an overly strong one torque change possible on the shaft is and without that There is a risk that the Expansionsmaschine comes to a standstill.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Signal, über welches die Änderung einer Last hervorgerufen wird, über eine Steuerleitung an eine Steuereinheit für die Komponenten des Dampfkreisprozesses kommuniziert wird, die Steuereinheit den Komponenten ein Signal zur Leistungsanpassung des Dampfkreisprozesses überträgt und erst danach die Änderung der an der Welle anliegenden Last erfolgt. Dabei kann die Leistungsanpassung durch Änderung der Brennerleistung und/oder durch Änderung des Arbeitsmittelmassenstroms in dem Wärmeübertrager bewirkt werden.According to the invention Task solved by the existence Signal, over which the change a load is caused over a control line to a control unit for the components of the steam cycle process the control unit signals the components to adjust the power of the steam cycle process and then change it the load applied to the shaft takes place. In this case, the power adjustment by change the burner power and / or by changing the working fluid mass flow in the heat exchanger be effected.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß sprunghafte Laständerungen durch ein Ereignis ausgelöst werden. Dies kann das Einschalten eines Geräts sein, oder ein Signal aus einem Regelungsprozess. Wenn das Ereignis erfolgt, wird ein Signal generiert, welches bewirkt, daß die Leistung des Kreisprozess z. B. durch Anheben der Drehzahl erhöht wird. Dazu wird mehr energiereiches Arbeitsmittel durch die Expansionsmaschine geleitet. Erst wenn die Leistung so hoch ist, daß die Laständerung das Moment der Welle nicht mehr wesentlich beeinträchtigt, wird die Last tatsächlich aufgeschaltet. Umgekehrt kann das Abschalten einer Last „vorbereitet„ werden, indem der Kreisprozess zunächst auf eine geringere Leistung geregelt wird. Dann erst wird die Last abgeschaltet. Bei sofortigem Ausbleiben des Lastmomentes wird so das Überschreiten einer Maximadrehzahl verhindert. Zum Beispiel wird bei einem geschlossenen Dampfkreisprozess die Leistung durch die Drehzahl der Speisewasserpumpe und die Brennerleistung geregelt.The Invention is based on the recognition that sudden load changes triggered by an event become. This may be the turning on of a device, or a signal off a regulatory process. When the event occurs, a signal is emitted generated, which causes the Performance of the cycle z. B. is increased by raising the speed. This will be more energy-rich work equipment through the expansion machine directed. Only when the power is so high that the load change the moment of the shaft no longer significantly impaired, the load will actually be switched. Conversely, switching off a load can be "prepared", by the circular process first is regulated to a lower performance. Only then will the load be off. In case of immediate failure of the load torque is so the crossing prevents a maximum speed. For example, when closed Steam cycle process the power through the speed of the feedwater pump and the burner output regulated.

Alternativ liegen die Brennerleistung und der Arbeitsmittelmassenstrom im Bereich des Maximums des Dampfkreisprozesses und es wird jeweils nur die für die jeweils geforderte Expansionsleistung erforderliche Menge an energiereichem Arbeitsmittel in der Expansionsmaschine expandiert. Die Menge an energiereichem Arbeitsmittel kann über eine Ventileinrichtung eingestellt werden, welche einen Teil des Arbeitsmittels über einen Bypass an der Expansionsmaschine vorbei leitet.alternative the burner output and the working fluid mass flow are in the range the maximum of the steam cycle process and it is only the one for each Required expansion power required amount of energy Work equipment in the expansion machine expands. The amount of energy Work equipment can over a valve means are set, which a part of the working means via a Bypass bypasses the expansion machine.

Bei dieser Arbeitsweise wird eine Laständerung durch Einstellen der Ventileinrichtung vorbereitet. Bei einer Lasterhöhung wird mehr energiereiches Arbeitsmittel durch die Expansionsmaschine geleitet. Beim Abschalten einer Last, wird die Ventileinrichtung vorher so eingestellt, daß mehr Arbeitsmittel direkt an der Expansionsmaschine vorbei zum Kondensator geleitet wird. Gleichzeitig werden die Brennerleistung und/oder die Leistung der Speisewasserpumpe reduziert. Erst dann erfolgt das Abschalten der Last.at This operation is a load change by adjusting the Valve device prepared. With a load increase is more energy-rich work equipment passed through the expansion machine. When switching off a load, the valve device is previously adjusted so that more working fluid passed the condenser directly to the condenser becomes. At the same time the burner performance and / or the power reduces the feedwater pump. Only then does the shutdown of the Load.

Die Änderung einer Last wird über eine Steuerleitung an eine Steuereinheit für die Komponenten des Kreisprozesses kommuniziert. Dann überträgt die Steuereinheit den Komponenten ein Signal zur Leistungsänderung und erst danach erfolgt die Laständerung. Eine solche Steuereinheit kann dann auch die Koordination der verschiedenen Lasten, wie Klimakompressor, Stromgenerator, Antrieb etc. übernehmen. Die Ab- und Zuschaltung der einzelnen mechanischen, hydraulischen, pneumatischen und/oder elektrischen Verbraucher kann vom Steuergerät nach geeigneter Priorität erfolgen. So kann die Leistungsanforderung an den Arbeitskreis konstant gehalten werden, wenn das Abschalten eines Verbrauchers durch das Zuschalten eines anderen (und umgekehrt) kompensiert werden kann. Dabei wird vorzugsweise ein Signal erzeugt, wenn die Anpassung der Leistung an die vorgesehene Laständerung vollständig oder zu einem vorgegebenen Grad erfolgt ist. Dieses Signal triggert dann die tatsächliche Laständerung.The change a load is over a control line to a control unit for the components of the cycle communicated. Then transfers the control unit the components receive a power change signal and only after that the load change. Such a control unit can then also coordinate the various Take over loads such as air conditioning compressor, power generator, drive etc. The disconnection and connection of the individual mechanical, hydraulic, pneumatic and / or electrical loads may be appropriate from the control unit priority respectively. So the performance requirement to the working group can be constant be held when turning off a consumer by the Connecting another (and vice versa) can be compensated. In this case, a signal is preferably generated when the adaptation of Power to the intended load change Completely or to a predetermined degree. This signal triggers then the actual one Load change.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.refinements The invention are the subject of the dependent claims. An embodiment is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

1 ist eine schematische Darstellung eines Dampfkreisprozesses zum Antrieb einer Welle, an welche ein Klimakompressor und ein Stromgenerator angeschlossen ist. 1 is a schematic representation of a steam cycle process for driving a shaft to which an air conditioning compressor and a power generator is connected.

2 ist eine schematische Darstellung eines Dampfkreisprozesses mit Bypassleitung und Ventileinrichtung 2 is a schematic representation of a steam cycle process with bypass line and valve device

In 1 ist mit 10 ein Dampfkreisprozess bezeichnet. Das Arbeitsmittel, z.B. Wasser befindet sich in einem Reservoir 12 und wird mit einer Speisewasserpumpe 14 zu einem Wärmeübertrager 16 gepumpt. Das in einem Brenner 15 erzeugte heißes Rauchgas 17 wird auf den Wärmeübertrager 16 geleitet. Dort entsteht heißer, komprimierter Dampf. Der Dampf wird in einer Expansionsmaschine 18 expandiert. Nach der Expansion wird das Arbeitsmittel in einem Kondensator 20 kondensiert und wieder dem Reservoir 12 zugeführt.In 1 is with 10 a steam cycle process called. The working fluid, eg water, is located in a reservoir 12 and comes with a feedwater pump 14 to a heat exchanger 16 ge inflated. That in a burner 15 generated hot flue gas 17 is on the heat exchanger 16 directed. There is hot, compressed steam. The steam is in an expansion machine 18 expanded. After expansion, the working fluid is in a condenser 20 condensed and returned to the reservoir 12 fed.

Als Expansionsmaschine 18 wird eine Axialkolbenmaschine verwendet. Dieser treibt eine Welle 22 an. An die rotierende Welle ist ein Stromgenerator 24 angeschlossen. Über einen Zwischenkreis 26 und einen DC-DC-Wandler 28 sind allgemein mit 30 bezeichnete, elektrische Verbraucher angeschlossen. Weiterhin ist ein Klimakompressor 32 über ein Getriebe mit schaltbarer Kupplung 33 an die Welle angekoppelt.As an expansion machine 18 an axial piston machine is used. This one drives a wave 22 at. To the rotating shaft is a power generator 24 connected. Via a DC link 26 and a DC-DC converter 28 are generally with 30 designated, electrical consumers connected. Furthermore, an air conditioning compressor 32 via a gearbox with shiftable clutch 33 coupled to the shaft.

Für den Klimakompressor ist mit ein Bedienelement 36 vorgesehen. Über das Bedienelement wird die Leistung des Klimakompressors 32 eingestellt. Weiterhin wird der Klimakompressor 32 über die Schalteinrichtung 33 an die Welle 22 an- und abgekoppelt. Die weiteren elektrischen Verbraucher 30 sind ebenfalls mit Bedienelementen 34 ausgestattet und mit Schaltern 35 zu- und abschaltbar. Der Übersichtlichkeit halber ist nur ein Bedienelement 34 dargestellt. Über diese Bedienelemente 34 werden die elektrischen Verbraucher 30 gesteuert.For the air conditioning compressor is with a control element 36 intended. About the control element is the performance of the air conditioning compressor 32 set. Furthermore, the air conditioning compressor 32 over the switching device 33 to the wave 22 connected and disconnected. The other electrical consumers 30 are also with controls 34 equipped and with switches 35 can be switched on and off. For the sake of clarity, there is only one operating element 34 shown. About these controls 34 become the electrical consumers 30 controlled.

Wenn ein Verbraucher 30 oder 32 eingeschaltet wird, so wird zunächst über ein Bussystem 42 bzw. 44 ein Signal an eine Steuereinheit 40 gesendet. Die Steuereinheit 40 ermittelt die zugehörige Laständerung an der Welle 22. Aus dieser Laständerung wird die erforderliche Leistung des Dampfkreisprozesses 10, die hierfür benötigte Brennerleistung des Brenners 15 und die benötigte Pumpendrehzahl der Speisewasserpumpe 14 errechnet. Danach wird über Steuerleitungen 46 und 48 ein Steuersignal an den Feuerungsautomat des Brenners 15 und die Pumpe 14 gesendet. Die Brennerleistung und die Pumpendrehzahl wird solange erhöht, bis die erforderliche Leistung des Dampfkreisprozesses 10 erreicht ist. Anschließend wird von der Steuereinheit 40 über das Bussystem 41 bzw. 43 ein Signal an die Schalteinrichtungen 33 bzw. 35 gesendet. Erst mit diesem Signal wird der Verbraucher freigeschaltet, d.h. erst dann wird der Klimakompressor 32 an die Welle 22 angekoppelt oder der elektrische Verbraucher 30 über den Schalter 35 eingeschaltet.If a consumer 30 or 32 is switched on, it is initially via a bus system 42 respectively. 44 a signal to a control unit 40 Posted. The control unit 40 determines the associated load change on the shaft 22 , From this load change becomes the required power of the steam cycle process 10 , the required burner output of the burner 15 and the required pump speed of the feedwater pump 14 calculated. Thereafter, via control lines 46 and 48 a control signal to the burner control unit of the burner 15 and the pump 14 Posted. The burner power and pump speed is increased until the required power of the steam cycle process 10 is reached. Subsequently, the control unit 40 over the bus system 41 respectively. 43 a signal to the switching devices 33 respectively. 35 Posted. Only with this signal, the consumer is unlocked, ie only then the air conditioning compressor 32 to the wave 22 coupled or the electrical consumer 30 over the switch 35 switched on.

Bei Abschalten eines Verbrauchers läuft der Prozess ähnlich: Nach der Betätigung des Bedienelementes 34 bzw. 36 wird ein Signal an die Steuereinheit 40 gesandt. Diese steuert den Brenner und die Speisewasserpumpe auf eine geringere Leistung. Wenn die geringere Leistung erreicht ist, wird ein Signal an die jeweilige Schalteinrichtung gesendet und damit der Verbraucher ausgeschaltet.When switching off a consumer, the process is similar: After the control element has been pressed 34 respectively. 36 will send a signal to the control unit 40 sent. This controls the burner and the feed water pump to a lower power. When the lower power is reached, a signal is sent to the respective switching device, thus turning off the load.

In 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel dargestellt. Hier erfolgt die Leistungsregelung des Dampfkreisprozesses 10 über ein Drei-Wege-Ventil 50. Die Komponenten Brenner und Speisewasserpumpe des Dampfkreisprozesses 10 arbeiten mit maximaler Leistung. Der Massenstrom und die Temperatur des Arbeitsmittels am Eingang des Drei-Wege-Ventils 50 liegen also immer im Bereich des Maximums. Wird eine geringere Menge an mechanischer oder elektrischer Energie benötigt, so wird ein einstellbarer Teil des komprimierten Arbeitsmittels über einen Bypass 52 an der Expansionsmaschine 18 vorbei geleitet. Es wird dann direkt zum Kondensator 20 geleitet.In 2 an alternative embodiment is shown. Here, the power control of the steam cycle process takes place 10 via a three-way valve 50 , The components burner and feedwater pump of the steam cycle 10 work with maximum power. The mass flow and the temperature of the working fluid at the inlet of the three-way valve 50 So always lie in the range of the maximum. If a smaller amount of mechanical or electrical energy is required, then an adjustable part of the compressed working fluid is bypassed 52 at the expansion machine 18 passed by. It then goes directly to the capacitor 20 directed.

Entsprechend wird von der Steuerung 40 die Ventileinrichtung 50 über eine Steuerleitung 54 gesteuert. Die übrigen Komponenten der Anordnung bleiben jedoch gleich.Accordingly, by the controller 40 the valve device 50 via a control line 54 controlled. The remaining components of the arrangement remain the same.

Mit der Vorsteuerung des Dampfkreisprozesses ist es möglich, auch sprunghafte Laständerungen an der Welle 22 zu ermöglichen. Die Expansionsmaschine 18 leistet immer soviel Arbeit, wie gerade abgefragt wird.With the precontrol of the steam cycle process, it is possible even sudden load changes to the shaft 22 to enable. The expansion machine 18 always does as much work as is currently being queried.

Claims

Method for operating an independent cycle ( 10 ) with a burner ( 15 ) for generating heat, a heat exchanger through which a working medium flows ( 16 ), in which thermal energy is transferable to the working medium, and an expansion machine ( 18 ) for the expansion of high-energy working fluid under working power on a shaft ( 22 ), with the respective work done to those at the shaft ( 22 ) load is characterized in that a signal, via which the change of a load is caused, via a control line ( 42 . 44 ) to a control unit ( 40 ) for the components ( 14 . 15 ; 50 ) of the steam cycle ( 10 ), the control unit ( 40 ) the components ( 14 . 15 ; 50 ) a signal for power adjustment of the steam cycle process ( 10 ) transmits and only then the change of the wave ( 22 ) load applied.

A method according to claim 1, characterized in that the power adjustment by changing the burner power and / or by changing the working fluid mass flow in the heat exchanger ( 16 ) is effected.

Method according to Claim 1, characterized in that the burner output and the working-substance mass flow in the region of the maximum of the steam cycle process ( 10 ) and in each case only the amount of energy-rich working medium required for optimum efficiency in the expansion machine ( 18 ) is expanded.

Method according to Claim 3, characterized in that the quantity of high-energy working medium is conveyed via a valve device ( 50 ), which is a part of the working fluid via a bypass ( 52 ) on the expansion machine ( 18 ) passes by.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a Signal is generated when adjusting the power to the intended load Regulation Completely or to a predetermined degree.