DE1476836C - Brennkraftmaschine mit kontinuierlicher Verbrennung, insbesondere Gasturbinenanlage - Google Patents

Description

Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit kontinuierlicher Verbrennung, insbesondere Gasturbinenanlage, mit einer außerhalb der Brennkammer stattfindenden endothermen Reak¹ tion zwischen dem Ausgangskraftstoff und Wasser, .wobei mittels Reaktionswärme in flüssiger oder gasförmiger Phase befindliche Kohlenwasserstoff-Kraftstoffe ausschließlich mit in flüssiger oder dampfförmiger Phase befindlichem Wasser in einem rein endothermen Prozeß in Kohlenoxyd und Wasserstoff kontinuierlich . umgewandelt werden und das entstandene Gas^; in "dieser Form dem Brennraum der ,,.„. Brennkraftmaschine zugeführt wird, wobei die zur Durchführung der Reaktion erforderliche Reaktionswärme in einem Wärmetauscher bereitgestellt wird.

Die Erfindung des Hauptpatentes ist dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der Reaktionswärme aus der motorischen Abwärme bezogen wird, der Rest aus dem Arbeitsgas der Turbine nach einer gewissen Teilentspannung desselben, und zwar zwi-■ sehen zwei Turbinenstufen bei einem Temperaturniveau,· das möglichst niedrig, aber gerade noch so hoch ist, daß mit ihm die Endphase der endothermen Kraftstoffreaktion durchzuführen ist.

Bei der Lösung des Hauptpatentes ist man also so vorgegangen, daß ein Teil der für die endotherme Kraftstoffreaktion erforderlichen Wärme aus den Abgasen der Anlage und ein anderer Teil mit einer Zwischenentnahme aus der Turbine bereitgestellt wird.

Es ist nun denkbar, daß eine Brennkraftmaschine so arbeitet, daß aus den Abgasen keine Wärmeenergie für die endotherme Kraftstoffreaktion bereitgestellt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugründe, Von dieser Erkenntnis ausgehend den Vorschlag des Hauptpatentes weiter auszugestalten und auch dann eine endotherme Kraftstoffreaktion zu ermöglichen, wenn aus den Abgasen der Brennkraftmaschine keine Wärmeenergie zur Verfügung gestellt werden kann, sei es, weil die in den Abgasen verbleibende Wärmemenge zu gering ist, als. daß sie . lohnend ausgenutzt werden könnte, sei es, daß die in den Abgasen enthaltene Wärmeenergie, anderweitig benötigt wird. · .

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die für die endotherme Kraftstoffreaktion erforderliche Wärmemenge allein mit einer Zwischenentnahme aus' der Turbine bereitgestellt wird. ·

Auch wenn aus den bereits erwähnten Gründen keine Wärmeenergie aus den Abgasen entzogen werden kann oder soll, ermöglicht die Erfindung durch die vorgeschlagene Wärmebereitstellung, welche bei einem relativ niedrigen Temperaturniveau erfolgt, eine einwandfreie endotherme Kräftstoffreaktion zur Erzielung eines günstigen Wirkungsgrads des thermodynamischen Kreisprozesses. .

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. ^: .

Bei der Gasturbinenanlage gelangen die beiden Reaktionspartner in Form einer Kohlenwasserstoff-Wasser-Emulsion bzw. -Lösung aus einem Vorratsgefäß 1 über eine Leitung 2 und ein Absperrorgan 3 zur Pumpe 8. Die •Kohlenwasserstoff-Wasser-Emul- - sion bzw. -Lösung wird dann durch die Pumpe 8 über die Druckleitung 4 in den Wärmetauscher 48 gefördert und dort entsprechend den vom Druck, von der Temperatur, von dem Mischungsverhältnis und von der· Art der Katalysatoren abhängigen Gleichgewichtsbedingungen in Kohlenoxyd und Wasserstoff umgesetzt. Das mit Wasserdampf und Kraftstoffdampf und gegebenenfalls mit noch kleinen Beimengungen an Nebenreaktionsprodukteri mehr oder weniger beladehe Kohlenoxyd-Wasserstoff-Gemisch gelangt dann in die Brennkammer 10, woselbst ein der gasförmigen Phase angepaßter Brennern die Voraussetzung für eine gute Verbrennung mit dam Luftsauerstoff zu Kohlendioxyd und Wasserdampf schafft. Die Verbrennungsgase strömen danach zu einer als Hochdruckstufe geschalteten Verdichterturbine 12, die durch die Arbeitsgasleitung 13, also^ nicht mechanisch, mit der Nutzturbine 14 verbunden ist. Diese Nutzturbine 14 stellt die Niederdruckstufe der Anlage dar. Sie ist mit einer Arbeitsmaschine, beispielsweise einem Generator 15, mechanisch gekuppelt. . T⁷"""-ζ:.·' " Die Abgase def^Turbine. t4 werden über die .Abgasleitung 16 einem Wärmetauscher 22 zugeführt. Dort wird durch die. Abgase, und zwar in bekannter Weise unter Erhöhung des Wärmerückgewinnes, die vom Verdichter 23 über die . Druckleitung 24. zur Brennkammer 10 geförderte Luft vorgewärmt. Die Abgase des Wärmetauschers werden über die Leitung 25 beispielsweise ins Freie abgeleitet. Der Verdichter 23 wird von der Hochdruckturbine 12 angetrieben. Die Bereitstellung der für die Umsetzung erforderlichen Reaktionswärme im Wärmetauscher 48 erfolgt ausschließlich mit Arbeitsgas, das zwischen zwei Stufen der Verdichterturbine 12 oder der Nutzturbine 14 entnommen, über eine Leitung 29 dem Wärmetauscher 48 zugeführt und über eine Rückströmleitung 30 erneut der Turbine 12 bzw. 14 zugeführt wird. Ein Regelorgan 31 regelt die Zwischenentnahme der Turbine. . . .,

Claims (1)

1. Patentanspruch: ...

   Brennkraftmaschine mit kontinuierlicher. Verbrennung, insbesondere Gasturbinenanlage, mit

   . einer außerhalb der Brennkammer stattfindenden endothermen Reaktion zwischen dem Ausgangskraftstpff und Wasser, wobei mittels Reaktionswärme in flüssiger oder gasförmiger Phase " ■befindliche . Kohlenwasserstoff-Kraftstoffe.' ausschließlich mit in flüssiger oder dampfförmigen Phase befindlichem Wasser in einem rein endothermen Prozeß in Kohlenoxyd und Wasserstoff kontinuierlich umgewandelt werden und das enit-

   ,: standene Gas in dieser Form dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugeführt wird, wobei die zur Durchführung der Reaktion erforderliche Reaktionswärme in einem Wärmetauscher bereitgestellt wird, nach Patent 1 228 856, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionswärme allein aus dem Arbeitsgas der Turbine nach .einer gewissen Teilentspannung desselben bereitgestellt wird, und zwar zwischen zwei Tiirbinenstufcn bei einem Temperaturniveau, das möglichst niedrig, aber gerade noch so hoch ist, daß mit ihm die endotherme Kraftstoffreaktion durchzuir.hren ist.