DE1601003A1

DE1601003A1 - Energieerzeugungssystem

Info

Publication number: DE1601003A1
Application number: DE19671601003
Authority: DE
Inventors: Gohee Mamiya
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-12-02
Filing date: 1967-12-04
Publication date: 1970-07-16
Also published as: US3505810A; GB1214499A

Description

Die SrT.lnciung besieht sich auf ein Energieeraeugungssy stein und insbesondere auf ein 37/stem zur Erzeugung von Energie_s wobei sin KUIilraittel verwendet -ji

Die Erfindung ist b\i:Ü ein System zur Er·/, zugang ν οι:. Energie. unter Verwendung eines !Qihliiiitbels gerichtet* 'wobei das Kühlmittel unter \^rs:«?wsnclung von Abrallwäraie oder Äbfalldanipj-% wie ζ =3» V/ssserdampf aus einer Anlage_s erhitzt wird, der erhlts^e KU-himibteldampf mit sinör ijrhöhten Temperatur und einem orhöhte-i Drualc Lo einen Energisfceil eingeflihr···; i^ird₅ in welohtm äer Kahr.raifosldarapf adiabatlsch zur Erseugun/ξ voja Energie expandiert ^ird., und der aus dem Exiergiateii außtrotende laihliaitteldainpf in das System sur-üek» geführt wirds ura ernout ¥erw@näöt su -werden..

BAD ORIGINAL

Demgemäß ist es ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, ein. verhältnismäßig kleines aber hoohwirksames Energieerzeugungssystem zu schaffen, um ein Primärbewegungsteil, wie z.B. in eine Turbine oder ähnliches, anzutreiben, wobei Abfallwärme verwendet wird, um Energie zu gewinnen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein System sur Erzeugung von Energie zu schaffen, bei dem eine Wärmequelle geringer Temperatur verwendet wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Energieerasugungs« sysbera zu schaffen,, das mit sehr geringen Kosten betrieben werden kann ο

Gemäß einas Merkmals der vorliegenden Erfindung sind ©in ßenerafeorteil,, ein Übererhitzungsteii, ein Energieteil und ein Absorberteil miteinander verbündst wobei ein Kühlmittel, wie S₉B. Ammoniak/ im Generatorteil verdampft wird und der Ds&ipf dem Sraftteil sugeftihrt wird, um Energie durch die adiabafeische Expansion des Dampfs zu erzeugen, und wobei Erhitzungssshlangen im Generatorteil und im Vorerhitzerteil oder ander® Wärmeaustauscher Abfallwärme ©der Dampf aus einer Anlage als Erhitsungsmedlum ausnutzen« Der aus dem ISnergieteil austretende Ammoniakdampf mit geringerem Druck dem Absorbspteil zugeführt. In welehetn der Dampf durch eine

¹ 008129/0427

verdünnte Ammoniaklösung absorbiert wird, worauf die derart konzentrierte Affißionißklösung deta ßeneratortei.l zurückgeführt wird* nachdem sie erhitzt und unter Druck gesetzt worden ist.

Gemäß eines zweiten Merkmal®der Erfindung wird ein Kreislauf mit einem Generator* einem Kondensor. einem Verdampfer und einem Absorber, die so engeordnet sinö₉ da® ein ÄbsorbtionskUhlsystera gebildet wird, vorgesehen, wobei ein getrennter Ubererhitzer zur libererhltsimg eines Hoßhdruckkühl- oder Srhitzungssystems mit dem Kondensor Im Krelelauf verbunden ist, und i^obel das Kühlmittel oder das heiß© Medium in einen Primärbewsgungateil, wie-z.B. eine Turbine, eingeführt ^iFcI₀ vm. Energie durch ©diabatisoh® Expansion zu erzeugen_s «.«©bei vslfcerfoin d©s Mill- oäor Erhitz.mgsmedium, dessen Druck rad Temperatur dm^sh ü@n f^ImäFtoewegimgiteil herabgesefegt ist, dureii ein© löhli;©h!snge Sm Yerr-.. jipf ®r des Ab sorb ti ons·

sugeftllirfc «ina* wa da® Medium gu fePdSHipfen, und websi s©hlI©Sliefe das veräasipfte feiiuis Elraem Kreislauf des

. Im vorigen System kann ©in

c2@B M©äiiaa ^er^e

das Ibj SLrelslauf d@i

Ginegs

£5@i?Ieai3

Ipfinduag siaä ©In

eisa ln®r-2i?tell_ff und" ©in ICdlslteil

BAD ORSG5NÄL

In einem Kreislaufsystem miteinander verbunden, wobei das Kühl- ■ mittel einem Wärmeaustauch mit einem erschöpften Gas im Ubererhitzer unterworfen wird, und wobei das Kühlmittel dureh den KUhI-teil einen Wärmeaustaueh !alt einem flüssigen Haiaipgas ·*

gebracht wird.

Aufwiese Weis© kann Abfalltonne aus @in©r Anlage ©der ähnlichem Im Energieerseugungssystem der v©rliagen-ign Erfindung verwendet werden, und das System kann euch als Einrichtung für die Verdampfung von flüssigen Erdölg@sen oder Haturgasen verwendet werden«

Gen&0 eineL vierten Merkmals ö©r vorliegenden Erfindung sind ein Generatorteil, ©in übererhitsimgstelli, ein Bra©rgi©teil und ein Absorberteil- miteinander v®rbnsad©n, eo da© ela &©lslauf gab 11·» det wird^ ΐ^οΒ®! fHiesiges Äaiaosaiate als KuWLmlttel ir@r-M@n«2et und wobei ©ira teißes Äbfallga© oia^efe ümn @©ΐι©Σ?Θ-έ©ρ= Müd den _ erhitsungeteil In MSragaiisSiaiaselabesieteas salfe uma gßmnn*u®n Kühl mittel gß£WuS>% WiS¹Op ΐ&^ΘΏϋ QlU ^

Na1>yrges ö

dei¹ fslg¹
gen he

In den beigefügtes

1 e (Πι 1 Π Π- Q

K b Hi BUU-J

5 -

FIg. 1 ein© schema t Is she Ansicht einer bevorzugtem Ausftihrungs-

fora gemäß der Erfindung)
Flg. 2 und 3 Diagramme_ä die die Wirkungsweise des Systems von

Fig. 1 erläuternj
Flg. 4 eina schematische Ansicht einer weiteren bevorzugten Aus-

führungshorn! gemäß der Erfindung; PIg. 5 und β Diagramme,. die die Wirkungsweise des Systems von

Fig. 4 erläutern*
Fig. 7 ein© Schematise»® Ansicht einer anderen bevorzugten Aus»

fUhrungsform gemäß der Erfindung; Fig. 8· ein' Diagramm*, daß das Arbeiten des Systems von FIg. 7

erläutert;
Fig. 9 eine schematische Ansicht noch einer anderen bevorzugten

AusfUhrungsform geraSß der Erfindung; Flg. 10 und 11 Diagramm^ die das Arbeiten des Systems von Flg.. 9

erläuternι

Flg. 12 eine schematische Ansieht noch einer weiteren Ausfuhrungsform gemäß der Erfindung; und
Flg. 13 ein Diagramm» das das Arbeiten des Systems von Fig. 12 erläutert.

Die bevorzugte AusfUhruogsform eines Systsms gemäß Flg. 1 umfaßt als Hauptkomponentesa ©Inen Generatorteil L, einen Übererhitzerteil 2, ein Energieteil 3 und @Isi©n Afosorberteil 4. Heißes Abfallgas

003I29/CU27

-D-

oder Abfalldarapf wird von einer Anlage dem System durch eine Zuführleitung 5 zugefflhrt und bei einer Austritt leitung 9 abgeführt. Dazwischen strömt das heiße Gas oder der Dampf durch eine Erhltzungs· schlange 6 in übererhitzungsteil 2, durch eine ^Heizschlange 7 in Generatorteil 1 und durch einen Vorerhitser 8.

Ein Kühlmittel, beispielsweise flüssiges Ammoniak, wird vom Absorberteil 4 zum Generatorteil 1 geführt, in welche«! es durch die Heizschlange 7 erhitzt und verdampft wird. Das verdampfte Kühlmittel wird dann in den ilbererhitsungsteil 2 eingeführt. Vorzugsweise wird das verdampfte Kühlmittel vom Generatorteil 1 Über einen Rektifizierer 10 in den Übererhitzungsteil 2 eingeführt.

Der Kühlmitteldampf wird durch die Heizschlange 6 im Übererhitzungsteil 2 weiteijerhitzt; um einen übererhitzten Ammoniakdampf mit einer erhöhten Temperatur und einem erhöhten Druck zu erzeugen, und um den Dampf über den Austritt 11 durch eine Leitung 12 zum Eintritt 15 des Energieteils 3, der eine turbine sein kann, zuzuführen. Im Generatortell 5 wird der unter hohem Druck stehende heiße Ammoniakdampf adiabatisch expandiert, wobei Energie gewonnen wird. Die Energie des Generators wird durch eine Antriebswelle abgenommen. Der Ammoniakdampf, dessen Druck und Temperatur sich im Energieteil verringert haben, wird dann dem Absorberteil 4 zugeführt, der ein verdünntes flüssiges Ammoniak enthält, und zwar

001129/0427

tteeh @ΐΏ@η Austritt ΐ§ tasi ©isi© Leifemag HS, n® iysFsk öa

tfi^d ein m&GT hdktM. Braefe gfe©fae»d©s is©i§@s flüssiges ©lnosi Ä?j®telfet 16 und eine Lsifemg 17 In

flüssigem teasaiate ©b ©Ieicüb lQi«glerw©gafcll 19 fe®ratog©©otgfe wird* ^©Faiif ©s öesFsäi ein W<3W^>t(sil<wT>©bxⁱ 20 in ü®& £3p?ifc3fe wird!
16 to üen

öüq Soäötssvg gp ö©oa

BAD 0RK3KMÄL

flüssige Ammoniak wird weiter im Vorerhitzer 8 erhitzt, durch den heißen Abfallgas oder Abfalldampf wie oben beschrieben, hindurchgeleitet wird. Das heiße flüssige Ammoniak wird dann durch die Leitung 26 und das Ventil 27 in den Generatorteil 1 eingeführt.

Wie es in den Figuren 2 und y gezeigt 1st, wird» wenn das flüssige Ammoniak in der Leitung 26 eine Konzentration von 50 #, einen Druck von 22 at und einem Temperatur von 95°C aufweist, der Druck und die Temperatur im Generatorteil 1 15*85at bzw. 95⁰C aufweisen, und das flüssige Ammoniak wird im Generatorteil 1 unter Bildung von Ammoniakdarapf von 15,85 at verdampft werden, wobei das flüssige Ammoniak auf eine Konzentration von 4j5 % verdünnt wird. Der auf diese Weise gebildete Atmnoniakdampf wird im Übererhitzungsteil 2 auf einem Übererhitzten Dampf mit einem Druck und einer Temperatur von beispielsweise 15,85 at und 95°C erhitzt. Er wird dann in eine Turbine, d.h. den Energieteityr eingeführt. Wenn er dort adiabatisch auf beispielsweise 4, Jf9 at expandiert wird, dann gibt die Turbine Energie ab, währenddessen die Temperatur des Ammoniakdampfs auf im wesentlichen 0⁰C fällt. Wenn dieser kalte Ammoniakdampf in den Absorberteil 4 eingeführt und durch verdünntes flüssiges Ammoniak, das vom Generatorteil 1 zugeführt

absorbiert ^

wird, wird, dann wird ein auf 50 % konzentriertes

Ammoniak mit .56⁰C gebildet, nachdem es durch die Kühlschlange gekühlt worden ist. Das derart konzentrierte flüssige Ammoniak

009829/0427

wird durch eine Pumpe 24 unter Druck versetzt, im Wärmeaustauscher 18 und im Vorerhitzer 8 erhitzt und dem Generatorteil 1 durch die

Leitung 26 und das Ventil/zugeführt. Durch eine Wiederholung des obigen Verfahrene wird Energie erzeugt.

Wie es aus der obigen Beschreibung deutlich -wird, kann gemäß der Erfindung Energie gewonnen werden, Indem eine Wärmequelle, wie z.B. heiße AbfallflÜssigkeit oder Abfalldampf verwendet wird* Der in den Generatorteil eintretende Ammoniakdampf kann ausge- n utzt werden, bis seine Temperatur auf einen extrem niedrigen Wert abgefallen ist. Im Falle von Wasserdampf kann diss-si*

bis auf eine Mindesttemperatur von ungefähr ^0⁰C ausgenutzt werden. Da jedoch Ammoniak bei einer Temperatur niedriger als O⁰C verwendet werden kann« kann die erzielbare EnergiegewInnung noch beträchtlich gesteigert werden. Weiterhin wird die Herstellung des Primärbewegungstells und der zugehörigen Bestandteile er« leichtert, da das System bei einem Enddruck im Bereich von Über- atmosphärischen Drucken betrieben wird. Wenn jedoch beispielsweise anstelle von Ammoniak Wasserdampf verwendet wird, dannmüSfee dat> System unter einem Druck von 0,075 at betrieben werden, sogar bei der effektiven Mindesttemperatur von Dampf, doh„ bei 40°C. Es 1st ein wichtiges Merkmal des erfindungsgeraäßen Energleerzaugungs- systems, das das System bei einer gegebenen Energiegewinnung mit kleineren Abmessungen hergestellt werden kann als die Systeme

009829/0427

- ίο -

gemäß des Standes der Technik, da des spezifische Volumen des beilv; erfindungsgemäßen System; verwendeten Aramoniakdampfs viel kleiner ist als dasjenige von Wasserdampf, der gewöhnlich in den Systemen gemäß dem Stande der Technik verwendet wird. Beispielsweise beträgt das Volumen von Dampf bei 40°C und O, 075 at 19,53 π?/kg während dasjenige von Ammoniak bei 0⁰C und 4,38 at 0,23 nr/kg beträgt.

Nunmehr wird auf Figur 4 bezug genommen, die schematisch eine weitere Ausfiihrungßform gemäß der Erfindung zeigt_o Das in Pig. gezeigte System besitzt einen Generatorbeil 51 eine Kondensorsehlange 5p, einen Verdampferteil 53j einen Absorberteil 54, die im wesentlichen genauso wirken wie eine herkömmliche AbsorbtionskUhlmaschine, einen Verdampferteil 55 einem Übererhitzungsteil 56, einem Energieteil 57 und eine Kondensorschlange 58, welche die wesentlichen Komponenten des Energiegewinnungssystems sind.

Ein unter hohem Druck stehendes Kühlmittel-in der Leitung 59 fließt durch ein Expansionsventil 60 ir<. den Verdampf erteil 55 des Energleerzeugungssystems und kühlt Kühlraitteldampi' ab, der vom Generatorteil 51 in die Kondensorschlange 52 eingeführt wird, um im Warenaustausch den Dampf abzukühlen, währenddessen das unter hohem Druck stehende Kühlmittel im Tel?. 55 verdampft und von dort aus durch einen Austritt 61 und eine Leitung 62 zum Ubererhitzungsteil 56 geführt wird.

009129/0427

- li -

Eine Heizschlange 63 1st Im Ubererhitjsungsteil 56 vorgesehen, und eine •bfallwämiejraltfühlende Flüssigkeit oder Abfalldarapfjbder eine geeignete Wärmequelle wird die Erhitzungsschlange 63 durch die Leitung 64 eingeführt, um den KUhlmitteldampf zu übererhitzten, der vom Verdampfungstell 55 zugeführt wird. Der auf diese Weise tibererhitzte heiße Dampf wird dann in den Energieteil 57, der beispielsweise eine Turbine sein kann, durch die Leitung 65 eingeführt, um während seiner adiabatischen Expansion Energie zu erzeugen. Der Dampf, dessen Druck und Temperatur im Energieteil 57 .herabgesetzt worden sind, wird .dann durch den Austritt 66 und dl· Leitung 6? einer Kondensorschlange 58 zugeführt, die im Verdampferteil 53 vorgesehen ist.

Der KUhlmitteldampf Ia <ä©s? ilbndensorsehlang© 58 im Verdampf erteil 53 wird durch den kalten Mhlmitteldampf ahg@teUhlt, der dem Teil 53 von der Kondensorschlange 52 im Absorbfcionskühlsystern «auroh ©in Expansionsventil 69 zugeführt wird, um verflüssigt au werden. Die Sn/Kondensoi/ 5skondensierte Kühlmittelflussigkeifc wird durch eine Pumpe 70 unt®r Sri?ete gesetzt, und nachdem sie durch die Leitung 71 einem Vore^hits©^ 12 zugefUhr-S worden ist, wird sie dnroh die Leitung 59 anä dtureh das Expansionsventil 60 in den Verdampf erteil 55 elngeftthrt.

Medium^ wl© z.B. heißes Abfeilga% In der Kühlschlange 63 Im tJtoererhit£©rteil 56 wird durch die Leitung 25 dem Vorerhitzer

009829/0427

zugeführt, und nachdem es mit dem durch die Leitung 71 strömenden Kühlmittel einen Viärraeaustauseh durchgeführt hat .* wird es durch die Leitung 26 abgegeben.

Weiterhin strömt das im Verdampf@rfceil 53 verdampfte Kühlmittel durch die Leitung 75 In d©n Abs©rfcei»t-eil. 54 _un(| ^i₁.,! durch eine verdünnte KUhlmlttelflUssigksitj öl© in Genevatorteil §1 als Folge der Abgab© iron Kühlmlfeteidatnpf verdünnt worden ist, absorbiert, im Wärmeaustauselier 7? abgekühlt und durch ein Reduktionsventil 78 und einer» Verteiler 79 in den Teil 5^ eingeführt, um konzentriert© Kühlmittelflüs&igkelt mn erzeugen. Eine Kühlschlang© 80 im Äbe©rberteii 5¹S- ©rlaubt den Dßchfluss eines ■ verflüsslgteß Erdölgeses odeF Net ligases * äas ^T,f©rä©mpft wird, uns die Absorbtion "won WMumlttmldMrnpf zn ©r5.©i©htera_e

Die dureli

fllissigteife wiTä-üi?j?©fo ©ta© fesföi?i-öfe 81 ara i4l3®©s*©rteoil 5¹^ dureli @ia© Xs@lfeiaEig Si elaei? IPsiap© 83 zngßiEöSPt_D ^o si© nafee

§ «Mil @In !©&t5fe££«s*7GsiaS£! 86 3ώ öea ©®ffi©irQß©i?feeIi

führt %'slräs wobei sieh der oben beschriebene Arbeitsgang wiederholt. Vorzugsweise wirö eine geeignete Wärmequelle₅ wie s.B. -:ahf anwärmende Flüssigkeit oder Dampf _s von irgendeiner Anlage durch ein Bohr 88 und einen Vorerhitser QL zu, der Heizschlange 87 geführt ν und dureh einen Austritt 89 abgelassen, nachdem sie das flüssige Kühlmittel im Vorerhitser und im Geaerätorteil 5I erhitzt hat.

Ein Beispiel* in welchem .Ammoniak als Kühlmittel sowohl für das Snergieergeugungssystern als ausfo füs¹ das Aosorbtionskühlsystem

_ nunraehr

verwendet wird_a wird -aAanö der Figuren 5 ¹^d β - beschrieben.

g der Druek₃ die Temperatur und öl© Konzentration des durch die Leitung 85 d©ra Generator 41/ augeführten flüssigen Ammonl&kßbetragen 32 ₃ 4 at bsw» .1^S⁰C bsw₀ Io $ und der .

weist _o

Qeneratorteil 51 selbst 20 st und 1^2 C auf, dann wird die Konzentration des flüssigen Ammoniaks im Generatorteil aufgrund von Verdampfung auf 30 % reduziert, und dieser Dampf wird im Kondensatorteil 52"auf 20 at und 48_S6°G kondensiert.

Wenn öss derart kondensiert© flüssige Ammoniak in den Verdampfer teil 53 beispielsweise mit 2,41 at abgegeben wird, dann wird er in Teil 53 bei -15°0 verdampft»

Wenn «Sas so auf 30 % ¥©rdUnnt@ flüssige Ammoniak vom Geoeratorfceil 51 in den Absorbert©!! §K abgegeben wird» nachdem es im

*^s '***i S₃S* 0 © S12 9 / Q 4 2 7 bad original

Wärmeaustauscher 77 abgekühlt und nachdem sein Druck vermittels des Ventils 73 auf den Innendruck im Verdampferte11 53 gebracht worden ist, dann wird es bei 55⁰C auf ¹I-O % konzentriert, und zwar aufgrund von.Absorbtion von Ammoniakdampf, der dem Absorberteil 54 vom Verdampferteil 53 durch die Leitung 75 zugeführt wird« Wenn nunmehr flüssiges Ammoniak: von beispielsweise 18 at und 4O°C In der Leitung 59 in den Verdampferteil 55 eingeführt wird, nachdem sein Druck auf 15*85 at reduziert worden ist, dann wird es bei 40°C durch den Kondensor 52 verdampft. Wenn der Ammoniakdampf im '.Uberhltzungsteil 56 erhitzt worden ist, um einen übererhitzten Dampf von 15,85 at und 10O⁰C zu erzielen, und wenn letzterer dem Energieteil 57 zugeführt wird, in welchem er aus beispielsweise 3,619 at adiabatisch expandiert wird, dann wird im Energieteil 57 Energie erzeugt, währenddessen Ammoniakdampf, dessen Temperatur im Teil 57 auf -5°C herabgesetzt worden ist, in den Verdampfer te 11 53 eingeführt wird, in welchen der Dampf durch Ammoniakdampf von -15⁰C verflüssigt wird, der durch den Kondensor 58 im Verdampferteil 53 strömt. Dieser flüssige Ammoniak wird durch die Pumpe 70 und den Vorerhitzer 72 hindurch- . geführt, und die so gebildete Flüssigkeit von 18 at und 40⁰C wird durch die Leitung 59 zwecks Verdampfung der Flüssigkeit in den Verdampferteil 55 eingeführt. Durch Wiederholung des obigen Vorgangs kann im Energieteil 57 Energie gewonnen werden.

009S29/0427

Figur 5 seigfe ©Im® gyislu® <S<§® erläutert wisröe, ©islianel ©tee©

üev Fünkfe A die B©&is3gung© tung 59s äi® Linie BG seigfe ii© 55, die Lisale CB g@ig% SI© Lisle Bl geigfe die 5 geigt der Lei' lsi UbQ5?©

soigfe ii®

güüf β SQigte

ϊϊ3ΰί?&Ϊ3Ϊί f©

O&S^fe äi© ®SiäSiOe2I23Oi»l (elOI?

^CDS" l?3,©CSigLSQl% ÜB A

IP ΒΟ'Ιφ Ü&G

UQ

UQiB -fcBSü

äD ä©fD

atns

3 cmm näö

I BAD ORiGiMAL

werden. Weiterhin kann der in ein Primärbewegungsteil eingeführte Dampf durch' -Expansion auf eine extrens niedrige Temperatur ausgenutzt werden.

Beispieleweise beträgt Im Falle von Preon R 22, sogar wenn.: es auf 0⁰C expandiert wird, der Druck 5_#O? at wid das Volumen beträgt 0,047 m Ag. In anderen Worten heißt das_# da der Enddruck verhältnismäßig hoch ist, daß ein Primlirbewegungsteil im allgemeinen bei einem Uberstmosphärischen Druck betrieben wird· Hierdurch wird der Bau und die Herstellung de© Primärbewegungsteils viel einfacher.

Da weiterhin das spesifl'sch® Volumen des in f ©Fliegenden System verwendeten Dampf viel kleiner ist als dasj^ bei dea herkcSi&nliobesi Primärfeew@gu!sgst©il©si

,gemäßen %st©ra verwenä©t ise^äeSo

wird« Scann

Es Vitra, imsmsäv aaf S¹Ig₀ 7

i'siir® JgesSi übt

eisie fa beei^sö

©ine

©la© οοεϊ si© i®

Qiao \Ä-E!C«aiaQ3L5LQ aä'"j

• 'Temperatur, wie z.B. für Äbfallflüssigkeit oder Abfalldampf oder Seewasser, die zum Wärmeaustausch mit dem unter Druok gesetzten Kühlmittel verwendet wird, und einaa Austritt 105, durch welchen die ausgenutzte Wärmequelle abgegeben wird.

Die Kühlmittelflussigkeit wir Über den Zustand einer gesättigten Flüssigkeit und Über einen verdampften Zustand aus dem tiefgekühlten Zustand durch den Heizer 103 in einen überhitzten Dampf Überführt. Der Überhitzte Dampf wird dann durch die Leitung 106 und den Eintritt 108 vom Erhitzer 105 in ein Primärbewegungsteil 107 überführt und wird .im Priraärbewegungsteil 10? zur Erzeugung von Energie adiabatisch expandiert»

Das Kühlmittel, das zur Erzeugung von Energie gedient .hat, wird aug einem Austritt XC$ des Primärbewegungsteils als gasförmiges Kühlmittel mit vermindertem Druck und ..'verminderter Temperatur durch eine Leitung 110 „in einen Kühler 111 eingeführt.

Ein verflüssigtes Erdölgas oder verflüssigtes Naturgas, das zur Kühlung und Verflüssigung des Kühlmitteldampfes auf einen niedrigen Druck und eine niedrig© Temperatur verwendet wird, wird in einem Vorratstank 112 gelagert, von wo aus es . durch den Austritt 113 und ein Ventil 114 d©ä Kühler 111 zugeführt wird. Das flüssige Kühlmittel absorbiert Wärme von dem Kühlmitteldampf

im Kühler und wird infolgedessen bei einer Temperatur niedriger als diejenige des KÜhlmittelsdarapfes verdampft. Das Kühlmtttelgas wird dann vom Kühler durch einen Austritt 115 und eine Leitung 116 zu einem Tank oder an einen anderen Ort, wo es gebraucht wird , geführt.

Weiterhin wird das auf diese Weise verflüssigte Kühlmittel in .Kühler durch die leitung 117 zu der Pumpe 101 geführt um . -den Kreislauf zu vervollständigen. Wenn es durch die Pumpe unter Druck gesetzt wird , dann beginnt ein neuer Zyklus und das Kühlmittel fließt durch die Leitung 102 , den Erhitzer 103 und die Leitung 106 zum Primärbewegungsteil 107·

Flg. 8 ist ein Diagramm, welches die DrUcke von Freon 14 , (CF₂,) gegen die Enthalpien ausgetragen zeigt, und zwar im Falle eines flüssigen Naturgases, wie z.B. Methan als Kühlgas, wobei Freon 14 als Kühlmittel für ein Primärbewegungsteil verwendet wird. .

In Flg. 8 zeigt der Punkt A flüssiges Freon 14 bei einem Druck von 1,268 kg/cm² ,welches weiter durch die Pumpe 101 auf 28,75 fcg/enr 'gebracht wird, wie dies durch den Punkt B gezeigt 1st. Diese

Flüssigkeit wird dem Erhitzer 103 zugeführt, und beispielsweise

See* mit wasser erwärmt. Dann beginnt die Flüssigkeit am Punkt C

009129/0427

su verdampfen und wird¹ dann :fieg£nnend'am Punkt D Ubererhltst. An Puakt E wird sie aöhlleeiloh ein Ubererhitate^ Dampf v©o Q⁰C ·

leim der (Ibererhltste' Bempf

I07a das ©ine

das Friiaärsein kenn» eiagefötot und -

Mhl®r

go-

rrppfr?· ■~~^ί!Γ-:Π γίίο^

®iä COSiäl (32>OOOS

SQEB Gi©O IM

BAD ORIGiNAt

Da gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird* ©lsi lsi einem Prim8rbewegungst©il ^er«neni3©fees lCtlhtaiit©igss mit eitler exfere® niedrigen Vei³d©rapfiaiigsfe©?§p@r©feMr_£ Mo s_eB_c VQrflllssigtses Erdölgosr, άι tr^r flüssigen,, issna öes IP^lraEiisQ^egtiogste©!! durolft ela©n UbOFm^hltztea Dampf beferi©b©a ^©pcie-Eiij, des³ dadur^lfe gesa wirclj, das das KUhlmit^Qlg-sg sait eimrp tluell© niedriger feffi wie KeB. Beei'mß&GTs, übareriiitefc iiipfl_o Bq öas im F teil vei^endeio Mhlralfefcclgss swm Frlsiä^bewegungst©!! s fUiirl- werden kann, nachdem ©s dureh ein KHulraLtfeel, wie fillssigi.es Hafcurges⁵ -abgskUUlt uaö ^s^fltlsgigfc worden ist* können die Beir-lebsliosten des Priraärbewegnngstieils bafcräahfellah herab-

Nunmeiir wird cuf die Figuren 9, 10 und 11 B©s»ug genoiRmen« Die In Pig. 9 gcseißfce Ausfuhrungsform Ijesitgt; als vjeeentliohe Koraponenien einen ßenerfitorteil l£l_s einen öbpr^rhifcgungst.etl 12^₉ der mit döra Ocneratorfcril dursü einen Rektifislerer 122 verbunden isfc^ ©inen Energietell oder ©in FrimMrbewQgungateil 125, daß mit dem ilbercrhiiaungstell 123 durch ο in© Leitung 124 verbunden 1st, einen Absorberteil 127, der mit deei Energletell _ 125 dureh olne Leitung 126 \^rerbundeii ist, ein© ICtihleehlange 128, die im Absorberteil 1^7 angeordnet 1st, einen Tank 1^0 fUr verflUeeig« tea ErdülgaSf der mit der Kdhlsohlange 128 duroh ein Ventll 129 verbunden ist, eine Leitung 132 dt© den unteren Abschnitt dea Absorbertellß 127 mit dem oberen Abaolinltt des Generatorteile

009829/0427

121 Wq^t ©Ie© Druetepusips 151 verbindet» uad Brhltsep 133, terns * Ij5s äi@ In s2©f geaaaafeea Is@£t«2sijg 13g aisg©@Fto©fe slaä* sowi© einen SeneFafeorteil 121 unä ®Iaen Ub©^

flüssiges AnasBonlak, das di© Pump® 131 ©uf ©ines Dpuols ^on 20,3 kg/cm gebrasht i©t, wirä dureh ©Inen iiärsaeausfeausoher¹ 136 und den Er- 133 ®k^ 67j5 C wätoand des Durchgangs durch öas Rohr 152 ·

he^abgesetet worden ist« Θ©§ fills©ige IßmoniaSs wird welter durch den· Erhitser I3^r4 Im @exi@rafeort@ll ISl e^hltz^^ so dag @s verdampf airi« und der auf dies® ίί@1@© gebildete Danpf fliegt duroh dssi Rdteblflslex>er 122 in d©n Obererhifcser¹ 12J₀ Flüssiges

das laufgraaiö dar Vard©npfiang im Teil 121 auf 6O⁰C wo?d©^ Is'ö^fii©gfeäureli öl© Leitung 159 la öen WSrni© austausctex⁵ 13β, um das taiseEfeirlerfe® flüssig© Aßwoniak, das durch di© Leitiaog 132 fließt₀ zu erteänaen^ile so als Folge das Wärm@austausöhs mit d@sa konsentrisrten flüssigen Ammoiiiak kühlte Flüssigtelfc wird In den Äfeoorfe©rt@il 127 eingeführt

Weiterhin wird Asnaonlakdaznpf ₉ der In den tibererhitzertell IQJ ein geführt Mirat durofe ©in©a Erhitzer 135 ©rwSrmt, so daß ©in

803929/0427

übererhitaerdampf von 15,85 kg/era und 18O°G gebildet wird, der dem Primärbewegungsteil 125, wie z.B.- ein© Turbine, duröh eine Leitung 124 und einen Eintritt 14O zugeführt wird, um durch Expansion des Dampfes auf 1,0515 kg/otn^ Energie zu erzeugen.

Abdampf von -30⁰C der aus dem Primärbewegungsteil 125 herauskommt, fließt durch die Leitung 126 in den Äbsorberteil 12? und wird durch das 60 $ige flüssige Amm'.m£ak absorbiert*, das vom Qeneratorteil 121 durch den Wärmeaustauscher 136 und den Verteiler 141 harabkommt.

Um das flüssige Ammoniak im Abgorberteil 127 auf -223°C zu ktihlen, wird ein flüssiges :Srdölgas, das bsi einer extsem niedrigen Tsmperatur verdampft wird, vom ¥oprafcsfcankr VßO durch das Ventil 129 in die ICühlsohlange 128 afcgegebsn-

DaiJ abgekühlte flüssige ilffliaon.ak, dBssen Konzentration aufgrund der Absorbtion von Ammoniak im Absorberteil auf 70⁰C erhöht worden ist, wird in d&n {jener at ort eil 121 zurückgeführt, nachdem es durch die Pumpe IJl unter Druok gesetzt worden ist, ui*. einen Zyklus des Arbeitssystems zu vervollständigen.

i Figur 10 aeigt ein Diagramm "Jer Drücke des Ananoniakdampfs in dem eben beschriebenen System, violche gegen die Enthalpien aufgetragen sind» Hierin zeigt der Punkt A die Bedingungen des Aramoniakdarapfs,

ÖÖ8I29/0427

Figo

aä ai®

wird. B©r Pimlsfe O g@igfe die Bedingungen von flüssigem j, der in den A&serberfceii Igf diweh den Verteiler i der Funkt S seigfc die Bedingungen ö©s fliissige AiaaonlaScis, des⁵ ^©in Absorberteil 12? berauskoromt und aiir 151 otrlirat} der Punkt F «©igt die Temperatur des gesättigten Aiaaionialcdampfß, der vom Qeneratorteli 125 in den Absorbei?tcil 127 eintritt.

Bei der in Fig. 12 erläuterten Äusführungsfona wird eine Märmequelle von ungefähr 10O⁰C sur Irhitsung von flüssigem oder geaförmige« Ammoniak verwendet.

BAD ORIGINAL 80SS29/0427

Diese AusfUhrungsform ist eine Modifikation des in Pig. 9 gezeigten Systems. Der Energieteil 125 dieser AusfUhrungsform besteht aus einem ersten und einem zweiten FrimErbeweguogateü l&5a und 125b, di@ üitQinander verbunden siod_£ wobei eine Schlang® X25 zur noetealigen Übererhitzung d©zwisoheog©sohalfc@t 1st, «lelohe in einem Erhitzerteil 146 angeordnet ist, der sich zwischen Erhitzern 133 und 134 im Öb^erhitsungsteil 123 bzw. Oeneratorteil 121 befindet. Ammoniakdampf, der aus dem ersten Priraärtoöwegungsteil I.25A herauskommt, wird durch ©ine heiße Flüssigkeit, die durch die ReUbererhitsungsschlenge :" 145 fließt, vor dem Einströmen in den zweiten PrifdUrbewegungsteil 125B wieder aufgeheitsst.

Bella Arbeiten wird 70 $iges flüssiges Ammoniak» das auf einen Pruok von 20,3 teg/om* vermittels einer Pumpe 131 * versetzt worden ist, durch den Wärmeaustauscher 136 und den Erhitser 133 auf 67,5⁰C erhitzt, und zwar während des Durchgangs duroh die Leitung 132. Dann wird sein Druofc mit Hilfe des Ventile 137 auf 15*85 kg/cm herabgesetzt. Dann vird das flüssige Aramoni» alc in den Generatorteil 121 durch den Verteiler I38 eingespritzt. Das flüssige Ammoniak wird im Generatorteil duroh den Erhitzer 134 erhitzt, wobei Ammoniakdampf erzeugt wird, der durch den Raktiflzierer 122 -.dem Obererhitsungsteil 123 zugeführt wird.

Das restliche auf 60 % verdtinnte flüssige Ammoniak,im Generatorteil 121 wird durch die Leitung 139 zum Wärmeaustauscher 136

009829/0427

^ Mrraseustausoa abgekühlt wird« Hierauf ^ird es dem Ab sorber teil 127 augeflihrfc.

expandiert

, wird durch den Erhifcsser 135 srhltsfe,, so daß Öampf von "'15*85 kg/cm² - und 95°C gebildet wird* in äen ©rsfeen PrimärbswegungsteiL 1S5A wi@ ä,B. , duroh die Leitung 124 und den Eintritt 140 einge»' Wenn dieser Ubererhitste Dampf auf -4,579 teg/ora

Der Abdampf iron 3°O wird der ReUbererhitzungseelilange 145 Im ErhitznngBteil 146 sugefUbrtj um dort wieder auf TO⁰C zu werden. Hierauf vjird er :-dem zweiten ; --'Priaiärbew

ρ 125B zugeführt, in vielshem er auf 1,0515 kg/cm entspannt wird, um die erzeugt© Energie au steigern_o Abdampf, dessen Temperatur Lm zweiten Primärbewegungsteil 125B auf -5O⁰C herabgesetzt worden ist, wird duroh die Leitung 126 dem Absorberteil 127 sugefUhrt, und zvmr in ähnliohar Welse, wie es bei der AusfUhrungsfora von Pig» 9 beschrieben wurde.

Pig. 13 ist ein Diagrams?, das die Bedingungen des Ammonialcdatafes die bei Flg. 12 beschrieben wurden, zeigt. Wie in dem Diagramm

009329/0^27

ersichtlich Ist, werden die Bedingungen des Ammoniakdampfs Im Ubererhitzerteil 125 vom Punkt A sum Punkt B verändert, wobei der Dampf Im ersten Frimärbewegursgateil 125A vom Punkt B zum
Punkt C expandiert und dann weiter im zweiten Primärbewegungstell vom Punkt D auf Punkt E expandiert wird.

Der Druck, die Temperatur und die Konzentration des Anunoniakdampfs sind in diesem Fall ähnlich, wie es bei Pig. Il oben erläutert und beschrieben wurde.

O0H2S/O427

Claims

[Belenoxernpiär «160100

Darf η;.πι .j-.-aridort ,νι·ηη>·

ρ τ H Q h

1» Energ£©ei?s©uguiag©sysfce!0_fl dadlörofo gete@nnz@ießn@t_s das es einen Oeneratorteil« eifseiiiftmreFhitzungste'ilj «sines Braergiet©il land einsn Abso^b©rt®il_ß dl© aaifeelnanöar verbunden SiBa₁₁ aufweist^ wobQl ein Kühlmittel i© @en@rat©t"tell verdampft und d©r Kühlraltteldampf d®Ei Energieteil zugefülirt wird, um Energie unteradiebatisoher Expansion de@ Dampfs zu. erzeugen.

S* Energieerzeugungssystem nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet« das der Energieteil aua einer Turbine besteht.

J. Energieerzeugungssystem naoh Anspruoh 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel durch eine Abfallwärme führendes Medium Über einen Wäraesustausoher erhitzt wird.

\, Energieerzeugungssystem* ößdurch gekennzeichnet» dag es einen Kreislauf mit einem Generatorteil, einem Kondensorteil« einem Verdampf er teil und einem Absorber teil;, die miteinander verbunden sind» so daß ein herkömmliches AbsorbtionskUhlsystera ent- ,

I BAD ORietlv«, 009829/0427

steht, und weiterhin folgende Teile aufweist? ein übererhitzungsteil,, das. 'mit dem Kondensor verbunden int, eine Einrichtung fHilr die Einführung des Mediums über den übererhitsungsteil in einen Energiefceil, wo das Medium adl&batisch expandiert wird, ein© Einrichtung für die Kondensierung des ans dem Energieteil austretenden Mediums welche Kondensierungsolnrlchtung. im Verdarnpferfceil des Kreislaufs eingeschaltet 1st«, uni eine Einrichtung fllr die Überführung dss kondensierten Mediums von der Kondensierungseinrictifcung su einem Verdampfer, der mit dem Kondensor im Kühlkreislauf in Wärmeaustausch steht.

OOS829/0427