DE2224826A1

DE2224826A1 - Process for evaporating and superheating a cryogenic medium

Info

Publication number: DE2224826A1
Application number: DE19722224826
Authority: DE
Inventors: Edwin M. El Reno OkIa. Arenson (V .StA.) (verstorben)
Original assignee: Black, Sivalls & Bryson Inc., Kansas City, Mo. (V.StA.)
Priority date: 1971-05-20
Filing date: 1972-05-20
Publication date: 1972-12-07
Also published as: FR2138762B1; JPS578360B1; IT955555B; US3726101A; CA948983A; GB1348736A; FR2138762A1

Description

PATENTANWÄLTE Dr. ret. na«. DtETER LOUIS Dlpt-Phys. CLAUS PÖHLAU Dtpl.-Ing. FRANZ LOHRENTZ
böOO NÜRNBERG
KCSSLERPLATZ 1 PATENT LAWYERS Dr. ret. n / A". DtETER LOUIS Dlpt-Phys. CLAUS PÖHLAU Dtpl.-Ing. FRANZ LOHRENTZ
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KCSSLERPLATZ 1

angegangen mJJLl. JA ^{2 4 8 2 6} addressed mJJLl. YES ^{2 4 8 2 6}

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BLACK, SIVA.LLS & BRYSON, INC. Kansas City, Missouri 64126 , USABLACK, SIVA.LLS & BRYSON, INC. Kansas City, Missouri 64126, USA

Process for evaporating and superheating a cryogenic

MediumsMedium

Die Brfindung befaßt sich allgemein mit einem Verfahren zum Verdampfen und Überhitzen eines verflüssigten kryogenen Mediums und insbesondere mit einem derartigen Verfahren, bei dem ein Strom des Mediums im Wärmeaustausch mit den Abgasen einer Gasturbine geführt wird.The Brfindung is generally concerned with a method for Evaporation and superheating of a liquefied cryogenic medium and in particular with such a method a flow of the medium is conducted in heat exchange with the exhaust gases of a gas turbine.

Es sind zahlreiche Verfahren und Anlagen entwickelt worden, um kryogene Medien zu verdampfen und zu überhitzen. Der Begriff "kryogenes Medium" soll im vorliegenden Fall derartige Flüssigkeiten oder Medien bezeichnen, die bei einer Temperatur von unter etwa -loo°C und bei Drücken bis hinauf zu 7o ataNumerous methods and systems have been developed to vaporize and superheat cryogenic media. The term In the present case, “cryogenic medium” is intended to denote such liquids or media which are at a temperature from below about -loo ° C and at pressures up to 7o ata

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BAPORlGlNAtBAPORlGlNAt

in flüssigem Zustand vorliegen. Dies gilt beispielsweise für verflüssigtes Erdgas.be in a liquid state. This is the case, for example for liquefied natural gas.

In den letzten Jahren hat der Bedarf an verflüssigtem Erdgas als Brennstoffzelle in solchen Regionen, in denen Erdgas normalerweise nicht zur Verfügung steht, merklich zugcnomraon. An derartigen Stellen wird ein kontinuierlicher Strom de« verflüssigten Erdgases verdampft, überhitzt, und anschließend mittels Pipeline an die Verwendungsorte verteilt. Für diese Art des Verdampfens und Überhitzens sind zahlreiche Verfahren und Einrichtungen entwickelt und vorgeschlagen worden. Im allgemeinen erfordern die bekannten Verfahren und Systeme eine aufwendige Heizeinrichtung mit entsprechend hohen Betriebskosten. Um die Wirtschaftlichkeit derartiger Anlagen zu verbessern, ist in jüngerer Zeit vorgeschlagen worden, Wasser aus der Umgebung als Heizmedium zum Verdampfen und Überhitzen des verflüssigten Erdgases heranzuziehen. Unter dem Begriff "Wasser aus der Umgebung" wird hierbei Wasser verstanden, das als große 7/asserkörper in Ozeanen, Seen, Flüssen usw. vorliegt. Um einen Strom eines verflüssigten kryogenen Mediums unter Zuhilfenahme von derartigem '-.Yasser aus der Umgebung zu verdampfen und zu überhitzen, ohne dabei einen schädlichen Temperaturabfall in diesem Wasser zu verursachen, und um weiterhin Pumnleistung zur Förderung des verflüssigten kryogenei Mediums sowie des Wassers zu erzeugen, ist auch bereits ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem Wasser aus der Umgebung zur Verdampfung des Stromes an verflüssigtem kryogenen Medium herangezogen wird, wMirend Abgase einer Gasturbine zur überhitzung des bereits verdampften kryogenen Mediums auf ein bestimmtes Überhitzungsniveau dienen. Derartige Verfahren und Anlagen, bei denen Wasser aus der Umgebung und Turbinenabgase im Wärmeaustausch zur Verdampfung und Überhitzung des verflüssigten kryogenen Mediums herangezogen werden, haben sich zwar in wirtschaftlicher Hinsicht als höchst vorteilhaft erwiesen. Bei bestimmten Anwendungsfällen kann man jedoch die ErfahrungIn recent years, the demand for liquefied natural gas has increased as a fuel cell in regions where natural gas normally not available, noticeably Zugcnomraon. In such places a continuous stream of liquefied natural gas is vaporized, superheated and then distributed to the places of use by means of a pipeline. For this type of evaporation and superheating are numerous methods and devices have been developed and proposed. In general, the known ones require Processes and systems require a complex heating device with correspondingly high operating costs. To the economy To improve such systems, it has recently been proposed to use water from the environment as the heating medium to be used to vaporize and superheat the liquefied natural gas. Under the term "water from the area" This is understood to mean water that is present as large bodies of water in oceans, lakes, rivers, etc. To a stream one to evaporate and overheat liquefied cryogenic medium with the help of such '-.Yasser from the environment, without causing a harmful drop in temperature in this water and in order to continue pumping for conveying the liquefied cryogenic medium as well as the To generate water, a method has already been proposed in which water from the environment is evaporated of the flow of liquefied cryogenic medium is used, wMirend exhaust gases from a gas turbine for overheating of the already evaporated cryogenic medium serve to a certain superheating level. Such processes and systems, in which water from the environment and turbine exhaust gases in heat exchange for evaporation and overheating of the liquefied Cryogenic medium are used, have proven to be extremely advantageous from an economic point of view. In certain use cases, however, one can use the experience

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raaclion, daß die Tomneraturötcuerbjrkeit dea überhitzten kryogonon Mediums nicht recht befriedigt.raaclion that the Tomnaturoerbjrität dea overheated kryogonon medium is not quite satisfied.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, bei dem dieser Nachteil vermieden wird, Erfindung sr; cm.' iß wird dies dadurch erreicht, daß das verdampfte kryogene Medium zum Zwecke der Überhitzung im V/dnaeaustausch mit den Abgasen einer Gasturbine durch in Reihe hintereinandergeschaltete Wärmetauscherstufen geführt wird und daß eine bestimmte Menge an verflüssigtem Medium mit dem jede der V/urmetauschorstufen durchströmenden, schon verdampften Medium zusammengeführt wird, so daß diese Menge verdampft und der resultierende Dampf vor dem Eintritt in die Wärmetauscherstufe gekühlt wird.The invention is therefore based on the object of a method to propose, in which this disadvantage is avoided, invention sr; cm.' This is achieved in that the evaporated cryogenic medium for the purpose of overheating in V / dna exchange with the exhaust gases of a gas turbine through series-connected Heat exchanger stages is performed and that a certain amount of liquefied medium with the each of the V / urmetauschorstufen flowing through, already evaporated medium is brought together, so that this amount evaporates and the resulting steam is cooled before entering the heat exchanger stage.

•.'/eitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung 'ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, anhand der beiliegenden Zeichnungen sowie aus weiteren Unteransprüchen.•. '/ Further advantages and features of the present invention' result can be derived from the following description of a preferred embodiment, with reference to the accompanying drawings and from further subclaims.

Es zeigt:.It shows:.

Fig.l ein Blockschaltbild einer Anlage zur Durchführung, des erfindungsgemäßen Verfahrens undFig.l is a block diagram of a system for implementation, of the method according to the invention and

Fig. 2 ein Schaltbild einer bevorzugten Anordnung des Wärmetauschers und der Gasturbine, bei deren Anwendung in der Anlage gem".ß Figur 1.Fig. 2 is a circuit diagram of a preferred arrangement of the heat exchanger and the gas turbine, when used in the plant according to FIG.

Die Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 1 im Ganzen mit Bezugszeichen Io bezeichnet. Aus einem herkömmlichen Spei'chertank 12 oder einer sonstigen Quelle wird ein fjtroni von verflüssigtem kryogenen Medium mittels einer' Pumpe l^l· in einen oder mehrere Wärmetauscher 18 über eine Leitung 16 eingepumpt. Der Wärmeaustausch in den Wärmetauschern erfolgt zwischen dem kryogenen Medium und Wasser aus der Um-The plant for carrying out the method according to the invention is designated as a whole in FIG. 1 by the reference symbol Io. From a conventional storage tank 12 or some other source a fjtroni of liquefied cryogenic medium by means of a ' Pump l ^ l · into one or more heat exchangers 18 via a line 16 pumped in. The heat exchange in the heat exchangers takes place between the cryogenic medium and water from the environment.

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BADORIGINAtBADORIGINAt

gobung. Dio Wärmetauscher 18 können eine Anzahl herkömmlicher offener Hippen-Wasserwürmetauscher oder sonstige übliche Wärmetauscher «ein, bei denen große Volumina an Wasser aus der Umgebung zum Einsatz lcommon können, line Leitung 2o, deren eines finde unterhalb des Spiegels der Quelle für das Umgobun; swasser angeordnet ist, ist an eine oder mehrere gev/öhnliclic "Vasserpumpen 22 angeschlossen. Die Auslaßneite der Pumpen 22 steht über eine Leitung 2J\- mit dem '.7assereinlaß der Wärmetauscher 18 in Verbindung. Nach dem Durchlauf durch die Wärmetauscher 18 wird das Wasser über eine Leitung 26 zur Entnahmestelle wieder zurückgeleitet. Wenn das verflüssigte kryogene Medium die Wärmetauscher 18 durchströmt, erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen "dem Medium und dem ebenfall hindurchströmenden Wasser, durch den das kryogene Medium erwärmt und verdampft wird. Das die Wärmetauscher 18 durchströmende Viasservolumen wird so eingesteuert, daß das Temperaturgefalle im Wasser auf einem Wert gehalten wird, der den Vorschriften gegen thermische Umweltbeeinträchtigung entspricht, z.B. o,5 bis I⁰G.gobung. The heat exchangers 18 can be a number of conventional open Hippen water worm exchangers or other conventional heat exchangers, in which large volumes of water from the surroundings can be used. swasser is arranged at a plurality of gev / or öhnliclic "Vasserpumpen 22 is connected The Auslaßneite the pump 22 is connected via a line 2J. \ - with the '18 .7assereinlaß the heat exchanger in conjunction After passing through the heat exchanger 18, the water is. returned to the extraction point via a line 26. When the liquefied cryogenic medium flows through the heat exchangers 18, there is an exchange of heat between "the medium and the water which is also flowing through, through which the cryogenic medium is heated and evaporated. The heat exchanger 18 by flowing Viasservolumen is turned so controls that the temperature gradient is maintained in the water at a value corresponding to the requirements to thermal environmental impact, for example o, 5 to I ⁰ G.

Es ist weiterhin ein Paar gewöhnlicher Gasturbinen 28 und 3o vorgesehen, von denen oede aufgrund der Verbrennung von Brennstoff und Luft große Volumina heißer Abgase erzeugt. Es sind .zwei Gasturbinen vorgesehen, um zu gewährleisten, daß ständig eine der Turbinen in Betrieb sein kann und ein kontinuierlicher Strom an verdampftem und überhitztem Erdgas erzeugt wird. Wie nachfolgend jedoch noch näher erläutert wird, stehen beide Gasturbinen 28 und 3o kontinuierlich in Betrieb.A pair of ordinary gas turbines 28 and 3o are also provided, each of which is due to the combustion of fuel and air creates large volumes of hot exhaust gases. There are .zwei gas turbines to ensure that continuously one of the turbines can be in operation and a continuous flow of vaporized and superheated natural gas is generated. As However, as will be explained in more detail below, both gas turbines 28 and 3o are continuously in operation.

Die von der Gasturbine 28 erzeugten Abgase werden über einen Kanul 32 zu einem Wärmetauscher 34 geleitet. Das in den Wärmetauschern 18 erwärmte und verdampfte kryogene Medium tritt aus diesen über eine Leitung 36 aus. Diese steht mit einem Paar von Leitungen 38 und 4o in Verbindung, in denen herkömmliche Steuermittel (nicht dargestellt) vorgesehen sind, um den Dampfstrom des kryogenen Mediums in zwei Teilströrae aufzuspalten. Der erste Teilstrom davon durchströmt die LeitungThe exhaust gases generated by the gas turbine 28 are conducted to a heat exchanger 34 via a duct 32. That in the heat exchangers 18 heated and vaporized cryogenic medium emerges from these via a line 36. This stands with a Pair of lines 38 and 4o in connection in which conventional control means (not shown) are provided to to split the vapor stream of the cryogenic medium into two partial streams. The first partial flow of it flows through the line

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_ It __ It _

und der zweite 'i'eilobrom die Leitung 4o. Der er.-sto Teilctroia gelangt über die Leitung 3^ zu einem weiteren Puar von Leitungen 42 und -Vl-, in denen wiederum nicht dargestellte Steuermittel vorgesehen sind, die den ersten Teilstrom des verdampften kryogonen Mediums in zwei weitere Ströme aufteilen. Der Strom des verdamnfton kryogcnen Mediums, der die Leitung 42 durchströmt, wird zu Heizrohren geleitet, die innerhalb des Wärmetauschers 34 angeordnet sind. Beim Durchströmen dieser Heizrohre erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen den Turbinenabgasen und dem Strom an verdampftem kryogenen Medium, so daß letzterer auf ein vorbestimmtes Temperaturniveau erhitzt wird. Zusätzlich wird mit dem Strom an verdampftem kryogenen Medium, der den Wärmetauscher 34 durchströmt, eine bestimmte Menge an verflüssigtem kryogenen Medium "kombiniert, so daß die Wärme- . kapazität der Turbinenabgase maximal ausgenützt wird. Der überhitzte kryogene Dampf, der aus dem Wärmetauscher 34 austritt, gelangt in eine daran angeschlossene Leitung 48.and the second 'i'eilobrom the line 4o. The er.-sto partial octroia arrives via line 3 ^ to a further set of lines 42 and -Vl-, in which in turn control means, not shown are provided, which divide the first partial flow of the vaporized cryogenic medium into two further flows. The flow of the vaporized cryogenic medium that runs the pipe 42 flows through, is passed to heating pipes that are inside of the heat exchanger 34 are arranged. When flowing through this Heating pipes heat exchange between the turbine exhaust gases and the stream of vaporized cryogenic medium, so that the latter is heated to a predetermined temperature level. In addition, the stream of vaporized cryogenic medium, which flows through the heat exchanger 34, a certain amount of liquefied cryogenic medium "combined so that the heat. capacity of the turbine exhaust gases is used to the maximum. The superheated cryogenic vapor exiting heat exchanger 34 reaches a line 48 connected to it.

Die von der Gasturbine 3o erzeugten Abgase werden über einen Kanal 5o zu einem Wärmetauscher 52 geleitet. Das die Leitung durchströmende verdampfte kryogene Medium wird zu./Heizrohren geleitet, die innerhalb des Y/ärmetauschers 52 angeordnet sind. Beim Durchströmen des Wärmetauschers 52 erfolgt ein Wärmeaustausch zv/ischen den Turbinenabgasen und dem verdampften kryogene η Medium, so daß der Strom des kryogenen Mediums auf ein vorbestimmtes Überhitaungsniveau erwärmt wird. Wie auch bei dem v'/ürmetauscher 34 wird hier mit dem den Wärmetauscher. 52 durchströmenden kryogenen Dampf noch verflüssigtes kryogenes Medium kombiniert. Das daraus resultierende überhitzte kryogene Medium verlaßt den Wärmetauscher 52 über eine Leitung 56. Die verbrauchten Turbinenabgase treten aus den Wärmetauschern 34 und 52 über Ableitungen 58 und 6o aus, von denen aus sie in die Atmosphäre freigelassen werden.The exhaust gases generated by the gas turbine 3o are via a Channel 5o passed to a heat exchanger 52. That the line Vaporized cryogenic medium flowing through is conducted to / heating pipes which are arranged within the Y / heat exchanger 52. When flowing through the heat exchanger 52, there is an exchange of heat zv / ischen the turbine exhaust gases and the vaporized cryogenic η medium, so that the flow of the cryogenic medium is heated to a predetermined superheating level. As with that v '/ ürmetauscher 34 is here with the the heat exchanger. 52 flowing through Cryogenic vapor combined with liquefied cryogenic medium. The resulting superheated cryogenic medium leaves the heat exchanger 52 via a line 56. The consumed Turbine exhaust gases exit heat exchangers 34 and 52 via discharge lines 58 and 6o, from which they enter the Atmosphere to be released.

Der zweite Teilstroia des verdampften kryogenen Mediums aus den ifrrmotauschern 18 durchströmt die Leitung 4o und gelangt von dort zu einem Paar von Leitungen 62 und 64.The second partial flow of the vaporized cryogenic medium from the ifrrmotauschern 18 flows through the line 4o and comes from there to a pair of lines 62 and 64.

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In diesen sind nicht dargestellte herkömmliche Steuereinrichtungen vorgesehen, um diesen zweiten Teilstrom an verdampftem kryogenen Medium in zwei v/eitere Teilströme aufzuspalten, von denen einer die Leitung 64 und der andere die Leitung 62 durchströmt. Der Dampfstrom in der Leitung 64 gelangt zu einer Anzahl von Heizrohren, die innerhalb eines i/ärmetauscher3 68 angeordnet sind. Brennluft für die Gasturbine 28 wird über einen Ansaugkanal ^r/o aus der Atmo3ohüre über den »7 irraetauscher 68 angesaugt und gelangt von diesem über eine Einlaßleitung 72 in die Gasturbine 28. Beim Durchströmen des tfnrmetauschers 68 erfolgt ein 7/nrmeaustausch zwischen dem strömenden verdampften kryogenen Medium lind der Brennluft, durch den die Brennluft abgekühlt wird. Das Abkühlenäev Brennluft vor dem Eintritt in die Gasturbine 28 ist von Vorteil, da hierdurch die Leistungsabgabe der Turbine entsprechend erhöht wird. Nach dem Durchströmen des Wärmetauschers 68 gelangt das verdampfte kryogene Medium über eine Leitung 74 in eine Leitung .76.Conventional control devices (not shown) are provided in these in order to split this second partial flow of vaporized cryogenic medium into two further partial flows, one of which flows through line 64 and the other flows through line 62. The steam flow in line 64 arrives at a number of heating tubes which are arranged within an exchanger3 68. Combustion air for the gas turbine 28 is ^{sucked in via an intake duct r} / o from the atmosphere door via the heat exchanger 68 and passes from this via an inlet line 72 into the gas turbine 28 The medium is the combustion air through which the combustion air is cooled. The cooling of the combustion air before it enters the gas turbine 28 is advantageous, since this increases the power output of the turbine accordingly. After flowing through the heat exchanger 68, the vaporized cryogenic medium reaches a line 76 via a line 74.

Der andere Teilstrom an verdampftem kryogenen Medium, der die Leitung 62 durchströmt, v/ird zu einer Anzahl von Heizrohren in einem Wärmetauscher 8o geleitet. Über einen Ansaugkanal 82 wird auch hier Brennluft aus der Atmosphäre angesaugt, durch den Wärmetauscher 8o gieitet und dann über eine iSintrittsleitung 84 der Gasturbine 3o zugeführt. Das den 'Järmet aus eher 3o verlassende verdampfte kryogene Medium gelangt über eine Leitung 86 in die Leitung 7S, in der es mit dem darin strömenden verdampften kryogenen L'edium aus dem /formetauscher 68 wieder zusammengeführt wird. Die Mengen an verflüssigtem krr/Ogenen Medium v/erden mit den Strömen an verdampftem kryogenen Medium, die durch die Wärmetauscher 68 und 8o strömen, wieder vereinigt, um eine übermäßige Eisbildung in den Y/ärmetauschern zu verhindern. Der vereinigte Strom an verdampftem kryogenen Medium gelangt dann über die Leitung 76 zu einer Leitung 88.The other substream of vaporized cryogenic medium flowing through line 62 becomes a number of heating tubes passed in a heat exchanger 8o. Here, too, combustion air is sucked in from the atmosphere via an intake duct 82, through the heat exchanger 8o gieitet and then via an iSintrittsleitung 84 of the gas turbine 3o supplied. That the 'Järmet from more like 3o Leaving vaporized cryogenic medium passes via a line 86 into the line 7S, in which it with the flowing therein evaporated cryogenic medium from / form exchanger 68 again is merged. The amounts of liquefied krr / Ogenen Medium v / ground reunited with the streams of vaporized cryogenic medium flowing through heat exchangers 68 and 8o, to prevent excessive ice formation in the Y / heat exchangers. The combined stream of vaporized cryogenic medium then passes via line 76 to a line 88.

Die an die Wärmetauscher 54 bzw. 52 angeschlossenen Leitungen 48 und 56 stehen auch mit der Leitung 88 in Verbindung.The lines connected to the heat exchangers 54 and 52, respectively 48 and 56 are also in communication with line 88.

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BAD ORJG|_NAL BAD ORJG | _NAL

.\uf diene ."/eise worden die überhitzten kryogenen M rmo den «/ärinetousehern 3'I- und 52 in die Leitung 88 mit dem. litroin. an verdampftem kryogenen Medium vereinigt, der über die Leibimf!; 76 dorthin strömt. Aus der Leitung 88 gelangt dann der aus- tniiiGnr;esetzte Strom von verdampftem und überhitztem kryogenen Medium über eine Leitung 9o zu einer Dampf/ Flüssigkeit-Kontakteinrichtung 92. ilin Strom an verflüssigtem kryogenen Medium wird der Kontalrbeinrichtung 92 über eine Leitung 94- zugeleitet, die mit der Leitung 16 in Verbindung steht» Die Menge des der Kontakteinrichtung 92 zugeführten verflüssigten kryogenen Mediums, das die Leituag 94 durchströmt, wird so eingeregelt, daß der. resultierende vereinigte Strom, der die Kontakteinrichtung 92 über eine Leitung 96 verläßt, eine bestimmte erwünschte Temperatur aufweist. Die'Kontakteinrichtung 92 wird somit· dazu verwendet, eine gesteuerte Menge .an flüssigem kryogenen Medium mit dem Strom an überhitzt ein kryogenen Medium, der die Kontakteinrichtung durchströmt, zusammenzuführen, so daß, wie erwähnt, der kombinierte Strom mit der vorbestimmten Temperatur erzeugt wird. Mr den I¹SlII, daß in der Anlage Io Betriebsschwankungen und an den Gasturbinen und 3o Last Schwankungen auftreten, wird die Temperatur des erzeugten Stromes an verdampftem und überhitztem kryogenen i Medium somit auf einem konstanten Ifiveau gehalten»"On your service." / The overheated cryogenic M rmo den "/ arinetousehern 3'I- and 52 in the line 88 with the. litroin. of evaporated cryogenic medium, which flows via the body imf !; 76. Out The exhausted stream of vaporized and superheated cryogenic medium then passes through line 88 via a line 90 to a vapor / liquid contact device 92. The stream of liquefied cryogenic medium is fed to the control device 92 via a line 94, which is connected to The amount of the liquefied cryogenic medium supplied to the contact device 92 and flowing through the conduit 94 is regulated so that the resulting combined flow leaving the contact device 92 via a line 96 has a certain desired temperature The contact device 92 is thus used to supply a controlled amount of liquid cryogenic medium with the flow of superheated cryogenic medium, the di e contact device flows through, to be brought together, so that, as mentioned, the combined current is generated at the predetermined temperature. Mr den I ¹ SlII that there are operational fluctuations in the plant Io and fluctuations in the gas turbines and 3o load, the temperature of the generated current of vaporized and overheated cryogenic medium is thus kept at a constant level »

Aus der Leitung 96 gelangt das verdampfte und überhitzte \ kryogene Medium dann zu einer Verbraucher- oder weiteren Verteilerstelle. Der Brennstoff für die Gasturbinen 28 und 3o kann dem zusammengesetzten Strom an verdampftem und überhitztem fcpyogenen Medium entnommen werden, der die Leitung durchströmt. Hierfür ist eine Leitung 98 an letztere angeschlossen. From the conduit 96, the vaporized and superheated \ then passes cryogenic medium to a consumer or further distribution point. The fuel for the gas turbines 28 and 3o can be taken from the combined stream of vaporized and superheated fcpyogenic medium which flows through the line. A line 98 is connected to the latter for this purpose.

Die ELgur 2 zeigt eine bevorzugte Anordnung der Gasturbinen 28 und 3ο sowie der W-irmetauscher 34₅ 52, 68 und 8o.The ELgur 2 shows a preferred arrangement of the gas turbine 28 and 3ο and the W-irmetauscher 34 ₅ 52, 68 and 8o.

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"Bin Temper aturateuerco^t loo tastet die Temperatur iia Lufl;-einlaß der Gasturbine 23 ab und öffnet oder schließt doncntsorochcnd ein. ^owölmlichcs Steuerventil Io2, das in der Leitung '7l· angeordnet ist. Die Steuerung erfolgt in der ./oir-.o, daß bei zu hoher Temperatur der dieiSintrittsleitung 72 durchströmenden JiUft durch das TemperaturctGuergerat loo dos oteuerventil Io2 geöffnet wird, so daß mehr dampfförmiges kryogones Medium durch den 'Wärmetauscher 68 hindurchgelassen wird und dadurch eine zusätzliche Kühlung der eintretenden Luft erfolgt» Bei zu niedriger Temperatur wird entsprechend umgekehrt verfahren. "Am Temper aturateuerco ^ t loo feel the temperature iia air inlet the gas turbine 23 and opens or closes doncntsorochcnd a. ^ owölmlichcs control valve Io2, which is in the line '7l · is arranged. The control takes place in the ./oir-.o, that, if the temperature is too high, the inlet line 72 flows through JiUft through the temperature control device loo dos oteuerventil Io2 is opened so that more vaporous cryogones Medium is let through the 'heat exchanger 68 and thereby an additional cooling of the incoming air takes place » If the temperature is too low, the procedure is reversed.

"Die Heizrohre in dem Wärmetauscher 68 sind in Reihe hintereinendergeschalteten Stufen angeordnet. So ist ein erstes Rohrbündel 1q4 mit der Leitung 64 verbunden. Ein zweites Rohrbündel Io6 ist außerhalb <&s Wärmetauschers 68 in Reihe an das Rohrbündel Io4 angeschlossen und ebenfalls ist ein drittes Rohrbündel Io8 außerhalb des Wärmetauschers 68 an das Rohrbündel Io6 angeschlossen. Der den Wärmetauscher 68 verlassende kryogene Dampfstrom gelangt über die Leitung 74 in die Leitung 76, wie zuvor schon erläutert. In den Leitungen 64- und 74- sind Absperrventile Ho und 112 angeordnet."The heating tubes in the heat exchanger 68 are connected in series Arranged levels. A first tube bundle 1q4 is thus connected to the line 64. A second tube bundle Io6 is outside <& s heat exchanger 68 in series with the tube bundle Io4 connected and also a third tube bundle Io8 connected outside the heat exchanger 68 to the tube bundle Io6. The cryogenic vapor stream exiting heat exchanger 68 enters line 76 via line 74, as before already explained. There are shut-off valves in lines 64- and 74- Ho and 112 arranged.

Eine bestimmte Menge an verflüssigtem kryogenen Medium wird mit dem kryogenen Dapipfstrom, der das Rohrbündel Io6 durchströmt, zusammengeführt. Desgleichen wird eine bestimmte Menge an flüssigem kryogenen Medium mit dem das Rohrbündel Io8 durchströmenden Dampfstrom vereinigt, um die daraus resultierenden vereinigten Ströme vor dem Passieren der Rohrbündel zu kühlen. Diese "stufenweise 3inspa?itzung" von flüssigem kryogenen Medium dient dazu, die Temperatur des den Wärmetauscher 68 passierenden lcryogenen Dampfstromes auf einem relativ konstanten Wert zu halten und auf diese Weise eine übermäßige Eisbildung an den Außenflächen der Heizrohre zu verhindern.A certain amount of liquefied cryogenic medium will be with the cryogenic Dapipfstrom, which flows through the tube bundle Io6, merged. Likewise, a certain amount of liquid cryogenic medium flows through the tube bundle Io8 Combined steam stream to cool the resulting combined streams prior to passing through the tube bundle. This "gradual 3inspa? Itzung" of liquid cryogenic The medium is used to keep the temperature of the cryogenic vapor flow passing through the heat exchanger 68 at a relatively constant Value and in this way to prevent excessive ice formation on the outer surfaces of the heating pipes.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird das in dem Wärmetauscher 68 zugeführte flüssige kryogene Medium über eine Leitung 114As can be seen from FIG. 2, the liquid cryogenic medium supplied in the heat exchanger 68 is conveyed via a line 114

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einer Sainmolloitung 116 zugeführt. Die Leitung 114 ist an einen Vorrat des flüssigen hxyogenen Modiuma angeschlossen, beispielsweise an die Leitung Io stromabwärts von der ^umoe 14. /Vn die Sanmellcitung 116 ist -eine weitere Leitung 116 angeschlossen, die auch mit der Auslaßseite des Rohrbündels Io4 des Wärmetauschers 68 in Verbindung steht. In der Leitung; 118 ist eine herkömmliche Temperatur- Steueranordnung IPo vorgesehen, mittels der die Menge an flüssigem kryogenen Medium gesteuert wird, die dort eingespritzt wird. In der Loitunp; 118 ist außerdem ein Sperrventil 122 vorgesehen. .In die Sammelleitung 116 schließt eine Leitung 124 an, die zur Auslaßseite des Rohrbündels Io6 führt. In diese Leitung 124 sind ebenfalls eine Temperatur- Steueranordnung 126 sowie ein Sperrventil 128 angeordnet.a Sainmo line 116 fed. Line 114 is on a supply of the liquid hyxyogenic Modiuma connected, for example to the line Io downstream of the ^ umoe 14. / From the Sanmell line 116 is another line 116 connected, which is also connected to the outlet side of the tube bundle Io4 of the heat exchanger 68. On the line; 118 a conventional temperature control arrangement IPo is provided, by means of which the amount of liquid cryogenic Medium is controlled, which is injected there. In the Loitunp; 118 a shut-off valve 122 is also provided. .A line 124 connects to the manifold 116, which leads to the outlet side of the tube bundle Io6. A temperature control arrangement 126 is also located in this line 124 and a shut-off valve 128 is arranged.

Der der Gasturbine 3o zugeordnete Wärmetauscher 8o ist genauso ausgebildet v/ie der vorstehend erläuterte Wärmetauscher Bin Teilstrom des kryogenen Dampfes aus der Leitung 4-0 strömt über die Leitung 62 zu diesem V/armetauscher 8o. Ein in der Leitung 62 angeordnetes Temperatursteuerventil 152 wird von einer üblichen Temperatur- Steueranordnung 134 betätigt, die in der Luftzuführung 84 liegt. In dem Wärmetauscher 8o sind Rohrbündel 13o, 153 und 14o in Reihe hintereinandergeschaltet und in der Auslaßleitung 86, die an die Leitung 76 anschließt,The heat exchanger 8o assigned to the gas turbine 3o is exactly the same formed v / ie the heat exchanger explained above. A partial stream of the cryogenic vapor flows out of the line 4-0 via line 62 to this V / ar exchanger 8o. An Indian Line 62 arranged temperature control valve 152 is of a conventional temperature control arrangement 134, which is located in the air supply 84. In the heat exchanger 8o are Tube bundles 13o, 153 and 14o connected in series and in the outlet line 86, which connects to the line 76,

ist ein Sperrventil 142 eingeschaltet. Zu der Sammelleitung 116 für das flüssige kryogene Medium führen Leitungen 144 und 146, die mit den Rohrbündeln 13o und 138 in Verbindung stehen. In diesen Leitungen 144 und 146 sind jeweils Temperatur- JJteueranordnungen 148 bzw. 15o sowie Sperrventile 152 bzw. 154 angeordnet.a shut-off valve 142 is switched on. Lines 144 lead to the collecting line 116 for the liquid cryogenic medium and 146, which are connected to the tube bundles 13o and 138 in connection. These lines 144 and 146 each contain temperature Control arrangements 148 or 15o as well as shut-off valves 152 and 154 respectively.

Der Teils brom des verdampften kryogenen Mediums, der die Leibung 33 durchströmt, wird zwischen den Leitungen 42 und 44, wie vorstehend erläutert, aufgeteilt. Die Leitung 42 ist an die Heizrohre in dem der Turbine 28 zugeordneten V/;^;rmetauscher 34 angeschlossen. Die Leitung 44 steht dagegen mit denThe bromine portion of the vaporized cryogenic medium which flows through the soffit 33 is divided between the lines 42 and 44, as explained above. The line 42 is connected to the heating pipes in the V /; ^; heat exchanger 34 connected. The line 44 is on the other hand with the

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Heizrohren des der Turbine 3o zugeordneten ^vrrmetauschors 52 in Verbindung, /ie vors behend im Zusammenhang rait den ^;'rmetausohern 68 und 80 schon erläutert worden isb, umfaßt ,jeder der Wärmebauschcr 24 und 52 bündel von Heizrohren, die in hintereinandergeschalteten Stufen angeordnet sind, So beinhalte b der Wärmetauscher y\ drei in Reihe geschaltete Rohrbündel 156, ISO und lbo, während der Wärmetauscher 52 entsprechend geschaltete Rohrbündel 166, 160 und Γ/ο besitzt. Die Leitung 42 sbeht mit dem Einlaß des Rohrbündels 156 des Wärmetauschern 354· in Verbindung und die Auslaßseite des Rohrbündels loo ist an die Leitung 48 und über diese an die Leitung 88 angeschlossen. Die Leitung 44- dagegen ist mit der fiinlaßseite des Rohrbündels 166 des Wärmetauschers 52 verbunden, während die Auslaßseite des Rohrbündels 17o über die Leitung 56 zur Leitung 88 führt. In den kryogenen Dampfstrom, der jede Stufe bzw. jedes Rohrbündel der Wärmetauscher 54- und 52 durchströmt, werden bestimmte Mengen an flüssigem, kryogenen Medium injiziert, so daß die resultierenden zusammengesetzten Dampfströme abgekühlt und die Wärmekapazität der die Wärmetauscher 34- und 52 durchströmenden Abgase maximal ausgenützt werden. Zu diesem Zweck steht ein Paar von Leitungen 16.'-2 und 16-'-I- mit der Sammelleitung 116 sowie mit den Auslassen der Rohrbündel 156 und I58 des Wärmetauschers 34- in Verbindung. Entsprechend sind die Auslaßseiten der Rohrbündel 166 und 168 über Leitunpen 172 und 174- mit der Sammelleitung 116 verbunden. In diesen Leitungen 162, 164- bzw. 172, 174- liegen herkömmliche Temperatur- 3teueranordnungen 176, 178 sowie Sperrventile I80, l'JP bzw. Temperatur- 3t euer anordnungen 184·, 186 sowie Sperrventile 188, 19o. Die Leitungen 4-2, 48, 44 und 56 weisen jeweils Sperr- oder Abschaltventile 192, 194-, 196 und 198 auf.Heating tubes of the turbine 3o associated ^vr rmetauschors 52 in compound / ie feedforward nimbly related Rait the ^; isb been rmetausohern '68 and 80 already described, comprises each of the Wärmebauschcr 24 and 52, bundle of heating tubes which are arranged in series-connected stages So b the heat exchanger y \ contains three tube bundles 156, ISO and lbo connected in series, while the heat exchanger 52 has correspondingly connected tube bundles 166, 160 and Γ / ο. The line 42 is connected to the inlet of the tube bundle 156 of the heat exchanger 354 and the outlet side of the tube bundle loo is connected to the line 48 and via this to the line 88. The line 44, on the other hand, is connected to the inlet side of the tube bundle 166 of the heat exchanger 52, while the outlet side of the tube bundle 17o leads via the line 56 to the line 88. Certain amounts of liquid, cryogenic medium are injected into the cryogenic vapor stream that flows through each stage or each tube bundle of the heat exchangers 54 and 52, so that the resulting composite vapor streams are cooled and the heat capacity of the exhaust gases flowing through the heat exchangers 34 and 52 is maximal be exploited. For this purpose, a pair of lines 16'- 2 and 16 -'- I- are connected to the collecting line 116 and to the outlets of the tube bundles 156 and I58 of the heat exchanger 34-. Correspondingly, the outlet sides of the tube bundles 166 and 168 are connected to the collecting line 116 via lines 172 and 174-. Conventional temperature control arrangements 176, 178 as well as shut-off valves 180, l'JP or temperature control arrangements 184, 186 and shut-off valves 188, 19o are located in these lines 162, 164- or 172, 174-. Lines 4-2, 48, 44 and 56 each have shut-off or shut-off valves 192, 194, 196 and 198.

Die Turbinen 23 und po treiben gewöhnliche Elektrogeneratoren 2oo und 2o2 an. Die Anlage Io beinhaltet zwei gewöhnliche Gasturbinen 23 und 3o, die die Antriebsleistung für die beiden Elektrogeneratoren 2oo und 2o2 liefern. Der Hauptzweck derThe turbines 23 and po drive ordinary electric generators 2oo and 2o2 on. The plant Io includes two ordinary gas turbines 23 and 3o, which is the drive power for the two Supply electric generators 2oo and 2o2. The main purpose of the

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Vnordnung zweier Gasturbinen und Elektrogeneratoren "besteht darin, eine -Hilfsturbine zur Erzeugung der heißen Abgas.e und der elektrischen Leistung für den Fall zur Verfügung zu haben, daß eine der Turbinen ausfällt. Auf- diese Weise ist die Erzeugung eines kontinuierlichen Stromes, an verdampftem und überhitztem kryogenen Medium gewährleistet. Im Betrieb der Anlage Io werden jedoch beide Gasturbinen 28 und 2o kontinuierlich eingesetzt. Die elektrische Ausgangsleistung eines der Elektrogeneratoren -ioo und 2o2 wird vorteilhafterweise zum Betrieb der Pumpen 14 für das flüssige kryogene Medium sowie für die tfasserpumpen 22 verwendet. Die elelcbrische Leistung des anderen Elektrogenerators kann an eine Kraftwerksgesellschaft oder einen sonstigen Verbraucher für elektrische Energie verkauft werden.Ordinance of two gas turbines and electric generators "exists therein, an auxiliary turbine for generating the hot exhaust gas.e and the electrical power available in the event that one of the turbines fails. This is how generation is a continuous stream of vaporized and superheated cryogenic medium is guaranteed. In operation of the Plant Io, however, both gas turbines 28 and 2o are continuous used. The electrical output power of a the electric generators -ioo and 2o2 will be advantageous to operate the pumps 14 for the liquid cryogenic medium as well as for the drum pumps 22 used. The electrical power of the other electrical generator can be passed on to a power station company or another consumer for electrical energy.

Die Anlage Io ist so ausgelegt, daß die erforderliche Mindestmenge an verdampftem und überhitztem kryogenen Medium unter Anwendung der Abgase einer der Gasturbinen 28 und 3o erzeugt werden kann. FIlIt also eine der Gasturbinen aus, oder wird sie außer Betrieb genommen, so dienen die Abgase der anderen Gasturbine zur Verdampfung und Überhitzung der erforderlichen Mindestmenge an kryogenem Medium, während die Ausgangsleistung des zugeordneten Elektrogenerators zum Betrieb der Pumpen 14 und 22 herangezogen wird.The plant Io is designed so that the required minimum amount generated on vaporized and superheated cryogenic medium using the exhaust gases from one of the gas turbines 28 and 3o can be. So FIlIt one of the gas turbines is, or is they are taken out of operation, the exhaust gases from the other gas turbine are used to vaporize and superheat the required Minimum amount of cryogenic medium, while the output power of the associated electric generator for operating the pumps 14 and 22 is used.

Boi normalem Betrieb der Anlage Io wird ein Strom an flüssigem kryogenen Medium durch die Pumpe 14 durch die Leitung 16 und die 7"»riaetauscher 18 gepumpt. Bei der Durchströmung der Wärmetauscher 18 wird das kryogeiie Medium ervnrmt und verdampft. .7Ig vorstehend erläutert, wird der Dampf strom in zwei Teilntröme aufgespalten, von denen der größere Teilstrom über die Leitung 58 in die Leitungen 42 und 44 gelangt, in denen er zu weiteren Teilströmen aufgespalten wird. Einer dieser weiteren Toilströme gelangt über die Leitung 42 in den Wärmetauscher 5^;!-, während der andere weitere Teilstrom über die Leitung 44 in den .7.irmetauscher 52 fließt. Beim DurchströmenDuring normal operation of the system Io, a flow of liquid cryogenic medium is pumped by the pump 14 through the line 16 and the heat exchanger 18. As it flows through the heat exchanger 18, the cryogenic medium is heated and evaporated the steam stream is split into two partial streams, of which the larger partial stream arrives via line 58 in lines 42 and 44, in which it is split into further partial streams. One of these additional toilet streams reaches heat exchanger 5 via line 42 ^; , while the other further partial flow flows via line 44 into .7.irmetauscher 52. When flowing through

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dieser Wärmetauscher 3*1- bzw. 52 werden die Ströme des verdampften kryogenen Mediums r:iit bestimmten Mengen an flüssigem kryogenen Medium verse uzt und die vereinigton Ströme anschliessend auf bestimmte Temperaturwerte überhitzt. Die überhitzten Ströme gelangen danii über die Leitungen 48 und 56 in die Leitung 88. Die einzelnen Mengen an flüssigem kryogenen Medium, die in die Wärmetauscher '$^lv und 52 eingespritzt werden, werden anhand der Temperatur- Steueranordnungen 176, 178, 184· und überwacht und gesteuert. Dabei werden die Temperatur- Steueranordnungen 176 und 178, die dem Wärmetauscher 34 zugeordnet sind, so eingestellt, daß die Temperatur des diesen Wärmetauscher über die Leitung 48 verlassenden kombinierten Stromes einen bestimmten Wert annimmt. Entsprechend werden die Temperatur- Steueranordnungen 184 und 186 an dem Wärmetauscher 52 eingeregelt. Dies hat zur Folge, daß bei normaler Betriebsweise der Anlage Io die' Wärmetauscher 34 und 52 Jeweils eine Hälfte des in den Wärmetauschern 18 erwärmten und verdampften Mediumstromes verarbeiten. Um die volle Wärmekapazität der von den Turbinen 28 und 3o erzeugten Abgasen auszunützen, wird flüssiges kryogenes Medium in die Wärmetauscher 34 und 52 eingespritzt.This heat exchanger 3 * 1 or 52, the flows of the vaporized cryogenic medium are mixed with certain amounts of liquid cryogenic medium and the combined flows are then overheated to certain temperature values. The superheated flows reach danii via lines 48 and 56 into the conduit 88. The individual amounts of liquid cryogenic medium to be injected into the heat exchanger '$ ^l v and 52, using the temperature control devices 176, 178, 184 · and monitored and controlled. The temperature control arrangements 176 and 178, which are assigned to the heat exchanger 34, are set so that the temperature of the combined stream leaving this heat exchanger via the line 48 assumes a certain value. The temperature control arrangements 184 and 186 on the heat exchanger 52 are adjusted accordingly. As a result, when the system Io is operating normally, the heat exchangers 34 and 52 each process one half of the medium flow heated and evaporated in the heat exchangers 18. In order to utilize the full heat capacity of the exhaust gases generated by the turbines 28 and 3o, liquid cryogenic medium is injected into the heat exchangers 34 and 52.

Der kleinere Teilstrom des aus den Wärmetauschern 18 austretenden verdampften kryogenen Mediums wird über die Leitung 4o zu den Leitungen 62 und 64 geleitet, in denen er ebenfalls in zwei weitere Teilströme aufgespalten wird. Der eine dieser weiteren Teilströme durchströmt den Wärmetauscher 68, der andere weitere Teilstrom den Wärmetauscher 8o. Wie vorstehend erläutert, kühlendie Wärmetauscher 68 und 8o die den Turbinen 28 und 3o zugeführte Brennluft. Die aus den Wärmetauschern 68 und 8o austretenden erwärmten und kombinierten Dampfströme werden in der Leitung 76 vereinigt und zur Leitung 88 geführt, in der sie mit den überhitzten Zuströmen aus den Wärmetauschern 34 und 52 zusammenfließen. Der zusammengesetzte Strom gelangt dann über die Leitung 9o in die Kontaktvorrichtung 92, in welcher eine kleine zusätzliche Menge an flüssigem kryogenen Medium zugeführt wird, um die Temperatur des resultierenden StromeeThe smaller partial flow of the evaporated cryogenic medium emerging from the heat exchangers 18 is closed via the line 4o the lines 62 and 64, in which it is also split into two further substreams. The one of these further partial flows flow through the heat exchanger 68, the other further partial flow flows through the heat exchanger 8o. As above explains, the heat exchangers 68 and 8o cool the turbines 28 and 3o supplied combustion air. The heated and combined steam flows exiting heat exchangers 68 and 8o are combined in line 76 and led to line 88, in which they are combined with the overheated inflows from the heat exchangers 34 and 52 flow together. The composite current then reaches the contact device 92 via line 9o, in which a small additional amount of liquid cryogenic medium is added to maintain the temperature of the resulting stroma

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Genau einzustallen. Aus der Kontaktvorricht mg 92 wird dann der Damnfstrom einem Verbrauchor oder einer Verteilorstelle zugeführt.To settle in exactly. The contact device mg 92 then becomes the steam flow to a consumer or a distribution point fed.

Wie aus l?ig. 2 hervorgeht, wird der Teilstrom des verdampften kryogenen Mediums aus den Wärmet auscheim 18, der den Brennluftlcühlern 68 und 8o zuströmt, durch die Temperatur- Steuoranordnungen loo und 134 sowie die Steuerventile Io2 und 132 gesteuert. Das bedeutet, daß die den Wärmetauschern 68 und 8o. (die als die Brennluft-Kühler wirken) zugeführten Mengen an · verdampftem lcryogenen Medium durch die Temperatur- Steueranordnungen loo und Io2 in Abhängigkeit der Brennlufttemperaturen erhöht oder erniedrigt werden·. Der verbleibende Teil des lcryogenen Dampfstromes wird weitgehend zu gleichen Teilen zwischen den Leitungen 42 und -'-W- aufgeteilt. Die Aufteilung kann durch Anwendung herkömmlicher Strömungsregler 43 und 45 in den Leitungen 42 und 44 erfolgen. Es versteht sich, daß zahlreiche unterschiedliche Steuereinrichtungen zur Aufteilung des Dampfstromes, der aus den Wärmetauschern 18 austritt, in die verschiedenen erforderlichen Teilströme eingesetzt werden können.How out of trouble. 2 it can be seen, the partial flow of the evaporated cryogenic medium from the Wärmet auscheim 18, which the combustion air cooler 68 and 8o flows through the temperature control arrangements loo and 134 as well as the control valves Io2 and 132 are controlled. This means that the heat exchangers 68 and 8o. (which act as the combustion air cooler) amounts of evaporated cryogenic medium supplied by the temperature control arrangements loo and Io2 depending on the combustion air temperatures be increased or decreased ·. The remaining part of the cryogenic vapor stream is largely in equal parts between the lines 42 and -'- W- split. The division can through Use of conventional flow regulators 43 and 45 in the lines 42 and 44 take place. It goes without saying that numerous different control devices for dividing the steam flow, which emerges from the heat exchangers 18, can be used in the various required partial flows.

Für den Fall, daß eine der Turbinen 28 und 3o ausfällt oder aus sonstigen Gründen abgeschaltet werden muß, wird durch die Anlage Io die erforderliche minimale Menge an verdampftem und überhitztem kryogeiien Medium erzeugt. So sei z.B. angenommen, daß die Turbine 28 abgeschaltet wird. Nach dem Abschalten werden die Sperrventile in den Leitungen von und zu den Wärmetauschern 68 und 34 geschlossen. Das sind im einzelnen die Ventile Ho, 112, 122 und 128, die dem Wärmetauscher 68 zugeordnet sind, sowie die Ventile 18o, 182, 192 und 194, die zu dem Wärmetauscher 34 gehören. Zusätzlich wird der Zustrom von flüssigem kryogenen Medium zum Wärmetauscher 52 über die Leitungen172 und 174 reduziert oder ganz unterbrochen. Beim Betrieb der Anlage mit abgeschalteter Turbine 28 und entsprechend ausgeschalteten zugehörigen Wärmetauschern gelangt alsoIn the event that one of the turbines 28 and 3o fails or has to be switched off for other reasons, the required minimum amount of evaporated and superheated cryogenic medium generated. For example, assume that the turbine 28 is switched off. After switching off, the shut-off valves in the lines to and from the heat exchangers are activated 68 and 34 closed. In detail, these are the valves Ho, 112, 122 and 128, which are assigned to the heat exchanger 68 are, as well as the valves 18o, 182, 192 and 194, which belong to the heat exchanger 34. Additionally, the influx of liquid cryogenic medium to heat exchanger 52 via the Lines 172 and 174 reduced or completely interrupted. At the Operation of the system with the turbine 28 switched off and the associated heat exchangers correspondingly switched off thus come about

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der Strom des verdampften kryogeaen Mediums aus den ,/ '.V^;;rmetauschern 13 über die Leitung 36 in die Leitungen 28 und 4o. T5in kleinerer Teilstrom des verdampften kryogenen Mediums fließt über die Leitung 4o zum ^rmetauscher So, indem er zur Kühlung der in die Turbine Jo eintretenden urennluft herangezogen wird. Der größere Teilstrom des verdampften kryogenen Mediums strömt über die Leitung 38 in den v/;Jrmetauscher 52. Bei der Durchströmung dieses V/ärmetauschers wird das Medium auf eine höchstmögliche Temperatur ohne Zugabe von flüssigem kryogenen Medium überhitzt. Normalerweise sind die Anlage Io und speziell die Wärmetauscher 34 und so ausgelegt, daß der Strom des kryogenen I/iediums auf eine nur geringfügig über der gewünschten Temperatur liegende Temperatur erhitzt wird, wenn die ganze Überhitzungsbelastung auf einem der \7^:irmetauscher 34 oder 52 liegt. Um die Temperrtur genau einzuregeln, d.h. die Temperatur des kryogenen Mediums auf das erwünschte Niveau zu reduzieren, und dabei Bebriebs- und LastSchwankungen zu berücksichtigen, wird äer Strom der Kontaktvorrichtung 92 (Fig. 1) zugeleitet, in der, wie vorstehend erläutert,eine bestimmte Menge an flüssigem kryogenen Medium zugeführt wird. Diese Menge wird durch herkömmliche, nicht im einzelnen gezeigte Temperatursteuergeräte geregelt, so daß der aus der Kontaktvorrichtung 92 über die Leitung 96 austretende resultierende Gesamtstrom die erwünschte Temperatur aufweist.the flow of vaporized cryogenic medium from the '/' .V ^;; Exchangers 13 via line 36 into lines 28 and 4o. T5in a smaller partial flow of the evaporated cryogenic medium flows via the line 4o to the heat exchanger So, in that it is used to cool the running air entering the turbine Jo. The larger partial flow of the vaporized cryogenic medium flows via the line 38 into the heat exchanger 52. When flowing through this heat exchanger, the medium is superheated to the highest possible temperature without the addition of liquid cryogenic medium. Normally, specifically the heat exchanger, the system Io and 34 and designed so that the flow of the cryogenic I / is iediums heated to a just slightly higher than the desired temperature temperature when the whole overheating load on one of the \ ^7: irmetauscher 34 or 52 is . In order to regulate the temperature precisely, that is to say to reduce the temperature of the cryogenic medium to the desired level, and to take account of fluctuations in operation and load, a current is fed to the contact device 92 (FIG. 1) in which, as explained above, a certain Amount of liquid cryogenic medium is supplied. This amount is regulated by conventional temperature control devices, not shown in detail, so that the resulting total flow exiting the contact device 92 via the line 96 is at the desired temperature.

Aus dem Vorstehenden a?gibt sich somit, daß beide Turbinen 2d und 3o kontinuierlich betrieben werden und die Järmekanazität der Turbinenabgase zum Zwecke der Verdampfung und Überhitzung des kryogenen Mediums maximal ausgenützt wird. Darüber hinaus wird die elektrische Leistung der von den Turbinen angetriebenen Generatoren zum Betrieb der verschiedenen Pumpen der Anlage Io verwendet, wobei ein Teil dieser Leistung an Fremdabnehmer verkauft oder sonstwie verwertet wird. Für den Fall, daß eine Turbine abgeschaltet wird, wird durch die Anlage Io die erforderliche Menge an verdampftem und überhitztem kryogenen Medium erzeugt.From the foregoing it can thus be seen that both turbines 2d and 3o are operated continuously and the heat channel capacity the turbine exhaust gases are used to the maximum for the purpose of evaporation and overheating of the cryogenic medium. In addition, the electrical power of the generators driven by the turbines is used to operate the various Pumps of the plant Io used, being part of this Service is sold to third-party customers or otherwise used. In the event that a turbine is switched off, will the system Io generates the required amount of vaporized and superheated cryogenic medium.

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Bei Anwendung des ev£indunpjs gemäßen Verfahrens läßt sich die -,.'irlcsame Oberfl.Iolie, die für den "'in-irmeaustausch mit den Turbinonabgasen erforderlich ist, aufgrund des höheren er-Ejxolbnren mittleren Temperaturgefälles reduzieren.,. 'irlcsame Oberfl.Iolie that the "' is required with the Turbinonabgasen irmeaustausch in-reduce due to the higher-Ejxolbnren it mean temperature gradient - when using the ev £ indunpjs the method according to the leaves.

Die Erfindung xilra. nachfolgend anhand eines Beispieles näher er 1 aitert.The invention of xilra. In the following, he explains in more detail using an example.

example

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Die Anlage Io produziert 26,3 x Io dnr Erdgas pro Tag mit einer Temperatur von 15,6⁰G. Bei normalem Betrieb wird aus dem ooeichertank 12 mittels der Pumpe 14- ein Strom verflüssigten Erdgases (ENG) von 678 811 kg/h mit- einer Temperatur von -162°G den Wärmetauschern 18 zugepumpt. Der Pumpendruck an der Auslaßseite betr Igt dabei 7o atü. Ein Strom von l,8ol χ Io 1/iiiin Wasser aus der Umgebung mit einer Temperatur von 21⁰C wird durch die Pumpen 22 durch die iVirmetauseher 13 geschickt. Zur Erzielung eines Temperaturgefälles von etwa I⁰C im Wasser werden aus dem Wasserstrom an den Erdgasstrom (LlTG) etwa 12ο χ Io kcal/h übertragen, so daß dadurch das Erdgas (LNG) verdampft und auf eine Temperatur von -17,8⁰G erwärmt wird. Der Dampf strom mit dieser Temperatur wird durch die Leitung 36 zu den Leitungen 38 und -4-0 geführt. Ein Teilstrom von 266 97o kg/h des Erdgases wird über die Leitung 4o den Leitungen 62 und 64 zugeleitet. In der Leitung 64 strömt ein Teilstrom von 133 4-84 kg/h und gelangt von dort durch die in dem Yiärmet aus eher 68 angeordneten Heizrohre. Ebenfalls wird den Heizrohren im Wärmetauscher 8o durch die Leitung 62 ein Teilstrom von 133 484 kg/h zugeleitet. Die beiden i/ärmetauscher 68 und 8o werden völlig gleichartig betrieben.The plant Io produces 26.3 x Io dnr natural gas per day with a temperature of 15.6 ⁰ G. During normal operation, a flow of liquefied natural gas (ENG) of 678 811 kg / h is generated from the ooeichertank 12 by means of the pump 14 - Pumped to the heat exchangers 18 at a temperature of -162 ° G. The pump pressure on the outlet side is 70 atmospheres. A stream of l, χ 8ol Io 1 / III in water from the environment with a temperature of 21 ⁰ C is passed through the iVirmetauseher 13 by the pump 22nd To achieve a temperature gradient of around I ⁰ C in the water, around 12 oχ Io kcal / h are transferred from the water flow to the natural gas flow (LlTG), so that the natural gas (LNG) evaporates and is brought to a temperature of -17.8 ⁰ G is heated. The steam stream at this temperature is passed through line 36 to lines 38 and -4-0. A partial flow of 266,970 kg / h of the natural gas is fed to lines 62 and 64 via line 40. A partial flow of 133 4-84 kg / h flows in the line 64 and passes from there through the heating pipes arranged in the heat exchanger 68. A substream of 133,484 kg / h is also fed to the heating pipes in heat exchanger 8o through line 62. The two heat exchangers 68 and 8o are operated in exactly the same way.

Durch die Ansaugkanäle 7o und 82 wird in die "Wärmetauscher und 8o Brennluft mit einer Temperatur von 26,7, (zu 5o % mitThrough the intake channels 7o and 82, the "heat exchanger and 8o combustion air with a temperature of 26.7, (to 5o % with

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',Yasser gesättigt) und mit; einem Durchs-Atζ von 343 274 kg/h gefördert. Beim Durchströmen, der Wärmetauscher 08 und 80 übertragt die Brennluft an die Erdgasströme 3,o7 :c lo⁶ kcal/h V/ rme, wodurch die Brennluft auf eine Temperatur von etwa 4,4⁰C abgekühlt wird. Mit dem die Wärmetauscher 68 und 80 durchströmenden Erdgas v/erden nunmehr 16 083 kg/h flüssiges Erdgas (LITG) vereinigt. Diese Menge an flüssigem Erdgas (16 083 kg/h) wird jewe.ils dem Erdgas zugeführt, das die Rohrbündel Io4, I06 und I08 des Wärmetauschers 68 durchströmt. Dadurch verl"ßt den V/; irinetauscher 68 ein kombinierter Erdgnsstrom von 149 568 kg/h mit einer Temperatur von -16,1 C. Ib 083 kg/h flüssiges Erdgas (LIIG) werden auch dem Erdgasstrom zugeführt, der die Rohrbündel 13o, 133 und 14ο des Wärmetauschers 80 durchströmt, so daß auch dort ein kombinierter Erdgasstrom mit einem Durchsatz von 149 568 kg/h und einer Temperatur von -16,1⁰G austritt. Die Erdgasströme aus den Wärmetauschern 68 und 80 werden zusammengeführt und der vereinigte Erdgasstrom, der immer noch eine Temperatur von -16,1 C aufweist, über die Leitung 76 zur Leitung 88 geleitet. ', Yasser saturated) and with; promoted a Durchs-Atζ of 343 274 kg / h. As it flows through the heat exchanger 08 and the combustion air 80 transmits to the gas streams 3, o7: c lo ⁶ kcal / h V / RME, is cooled whereby the combustion air to a temperature of about 4.4 ⁰ C. 16 083 kg / h of liquid natural gas (LITG) are now combined with the natural gas flowing through the heat exchangers 68 and 80. This amount of liquid natural gas (16 083 kg / h) is fed to the natural gas that flows through the tube bundles Io4, I06 and I08 of the heat exchanger 68. As a result, a combined natural gas flow of 149 568 kg / h at a temperature of -16.1 C. 133 and 14ο of the heat exchanger 80 flows through, so that there too a combined natural gas flow ^{exits with a throughput of 149 568 kg / h and a temperature of -16.1 0} G. The natural gas flows from the heat exchangers 68 and 80 are combined and the combined natural gas flow , which is still at a temperature of -16.1 C, passed via line 76 to line 88.

Ein Teilstrom von 440 4o8 kg/h des aus den V/armetauschern 18 mit einer Temperatur von -17,S⁰G austretenden Erdgases gelangt über die Leitung 38 zu den Leitungen 42 und 44. 2o5 921 kg/h werden über die Leitung 42 dem uHrmetauscher 34 zugefördert, loo 19o kg/h an flüssigem Erdgas (LNG) v/erden mit dem Erdgas im Wärmetauscher 54 vereinigt, so daß das flüssige Erdgas verdampft wird und sich der resultierende kombinierte Strora (3o5 111 kg/h) auf eine Temperatur von 65,6⁰C aufheizt.A partial flow of 440 408 kg / h of the natural gas exiting from the V / arm exchangers 18 at a temperature of -17, S ⁰ G reaches the lines 42 and 44 via line 38. 205 921 kg / h are demineralized via line 42 uHrmetauscher 34 fed, loo 19o kg / h of liquid natural gas (LNG) v / ground combined with the natural gas in the heat exchanger 54, so that the liquid natural gas is evaporated and the resulting combined Strora (305 111 kg / h) to a temperature of 65.6 ⁰ C heats up.

2o5 921 kg/h des eine Temperatur von -17,8⁰G aufweisenden Erdgases wird über die Leitung 44 durch den .'/:^:.rmetauscher 52 geschickt. Dem Erdgas in diesem .7"Irmetauscher werden wieder loo 19o kg/h flüssiges Erdgas (LNG) zugegeben, so daß ein resultierender Gesamtstrom von 306 111 kg/h mit einer Temperatur' von 65,6° G den Wärmetauscher 52 verlaßt.2o5 921 kg / h of a temperature of -17.8 ⁰ G-containing natural gas is / on the line 44 by the ^':: ball .rmetauscher 52nd. The natural gas in this 7 "exchanger is again added 100 19o kg / h of liquid natural gas (LNG), so that a resulting total flow of 306 111 kg / h with a temperature of 65.6 ° G leaves the heat exchanger 52.

^209850/0828 BAD 0« ^{209850/0828 BATH} 0 «

Von jeder der Gasturbinen 28 und 30 v/ird ein Abgasstroia 353 Bo7 kg/h mit einer Temperatur von 5±o°G erzeugt. Die Abgase worden aus den Turbinen 28 und 3o durch die Kanüle 5?. und 5o zu den Xlrmetauschern 3²I- und 52 geleitet. 35 , 5 x lo°kcal/h //arme worden von den Turbinenabgasen an die Erdgasströme und an das injizierte flüssige .Erdgas (LIiG) übertragen, 'voraufhin die verbrauchten Abgase die '.7''rrnetauscher 34 und '}2. mit einer Temperatur von l'l-9°C verlassen. Die aus den tfärmetauschern 34 und 52 austretenden überhitzten ^rdgasströme gelangen über die Leitungen 48 bzw. 56 in dio Leitung 88, in der sie mit dem "Crdgasstrom, vereinigt -./erden, der aus der Leitung 76 stammt. Der resultierende Gesamtstrom (911 358 kg/h) wird mit einer Temperatur von 37,8⁰G über die Leitung 9o der Kontakteinrichtung 92 zugeführt. 61 243 kg/h flüssiges . lirdgas kommen zu der Kontakteinrichtung 92 über die Leitung 94, so daß ein resultierender Gesamt-Erdgasstrom dieEach of the gas turbines 28 and 30 produces an exhaust gas route 353 Bo7 kg / h at a temperature of 5 ± 0 ° G. The exhaust gases were from the turbines 28 and 3o through the cannula 5 ?. and 5o to the Xlrmetauschern 3 ² I and 52 conducted. 35.5 x lo ° kcal / h // poor were transferred from the turbine exhaust gases to the natural gas streams and to the injected liquid natural gas (LIiG), followed by the exhaust gases consumed by the '.7''heat exchangers 34 and '} 2. leave with a temperature of l'l-9 ° C. The superheated natural gas flows exiting from the secondary exchangers 34 and 52 pass via lines 48 and 56, respectively, into line 88, in which they are combined with the natural gas flow coming from line 76. The resulting total flow (911 358 kg / h) is fed at a temperature of 37.8 ⁰ G via line 9o of the contact device 92. 61,243 kg / h of liquid. lirdgas come to the contact means 92 via the line 94 so that a resulting total natural gas stream the

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Anlage Io mit einer Durchsatzmenge von 32,451 x lo^ydnr Qe Tag und mit einer Temperatur von 15,6⁰O durch die Leitung 89 verläßt.Plant Io with a throughput of 32.451 x lo ^y dnr Qe day and with a temperature of 15.6 ⁰ O through line 89 leaves.

V/ird die Anlage Io so betrieben, daß eine der Turbinen oder 3o abgeschaltet ist, z.B. die Turbine 28, so wird der die tfL'rmetauscher 18 verlassende ICrdgasstrom, der eine Temperatur von -17,8⁰G auf v/eist, in einen größeren und einen kleineren Teilstrom aufgeteilt. Der kleinere Teilstrom (133 484 kg/h) gelangt über die Leitungen 4o und zum ',7-·irmetauscher 80. Aus den "Jürmetauscher 80 tritt über die Leitungen 86 und 76 ein jjJrdgasstrom von 149 568 kg/h mit einer Temperatur von -16,1° G aus. Der größere Teilstrom (545 327 kg/h) gelangt über die Leitungen 53 und 44 mit einer Temperatur von -17,3°G zu dem von den Turbinenabgasen beaufschlagten YPrmetauscher 52, der zur Turbine 3o gehört. Beim Durchströmen des Järmetauschers 52 werden 33,5 x 1ο^δ kcal/h Wrirme von den TurbinenabgasenV / ith the plant Io operated so that one of the turbines or off 3o is, for example, the turbine 28, then the tfL'rmetauscher 18 leaving ICrdgasstrom, the eist a temperature of -17.8 ⁰ G v / in divided a larger and a smaller partial flow. The smaller partial flow (133,484 kg / h) reaches the lines 40 and to the heat exchanger 80. From the heat exchanger 80, a stream of natural gas of 149,568 kg / h at a temperature of - emerges via lines 86 and 76. 16.1 ° G. The larger partial flow (545 327 kg / h) reaches the Ypr exchanger 52, which is acted upon by the turbine exhaust gases and belongs to the turbine 3o, via the lines 53 and 44 at a temperature of -17.3 ° G The heat exchanger 52 flows through 33.5 x 1ο ^δ kcal / h heat from the turbine exhaust gases

5f^— .5f ^ -.

20985Ü/0828 ' ^BAt) 20985Ü / 0828 ' ^BAt)

- "IR -- "IR -

an den !'!rdgasstrom übertragen, -.vodurch das Srdgas auf oino Temperatur von 79°C überhitzt v;ird. Die verbraucht ο η Turbinonabgn.se, die ei no Temperatur von 149⁰C aaf .vcirjon, worden übor den Kanil Go vo:n ⁱ7-:.'.rme tauscher 52 abgeleitet. Der überliitzto Srdgasstrom aus dem Xlrme tauscher 52 strömt über die Leitung 56 zur Leitung 88, in der er mit dem Erdgas vereinigt värd, das über die Leitung 75 dorthin gel.-oigt. üü entsteht dadurch ein .zusammengesetzter Gesamtstrora von 59^ 895 -g/htransferred to the natural gas flow, - by means of which the natural gas is superheated to a temperature of 79 ° C. The consumed ο η Turbinonabgn.se, the egg no temperature of 149 ⁰ C aaf .vcirjon, was derived over the Kanil Go vo: n ⁱ 7 - :. '. Rme exchanger 52. The excess natural gas flow from the heat exchanger 52 flows via the line 56 to the line 88, in which it is combined with the natural gas that flows there via the line 75. This creates a composite total flow of 59 ^ 895 g / h

mit einer Temperatur von Go⁰C. Der zusammengesetzte otrom vrird aus der Leitung 38 über die Leitung 9o zur Kontakteinrichtung 92 gefördert. Diesa? Kontakteinrichtung 92 -<vird außerdem über die Leitung -)^ ein Strom flüssigen Erdgases (LNG) von 95 4-28 kg/h zugeführt, der sich in der einrichtung innig mit dem Erdgasstrom vermischt. Innerhalb der Kontakteinrichtung 92 v;ird von dem überhitzten Brdgas strom an den Strom flüssigen 3rdgases (LNG) TJrme übertragen, so daß das flüssige Erdgas verdampft wird und sich mit dem Brdgasstrom zu einemwith a temperature of Go ⁰ C. The composite otrom vrird is conveyed from the line 38 via the line 9o to the contact device 92. This? Contact device 92 - <v is also supplied via the line -) ^ a stream of liquid natural gas (LNG) of 95-4-28 kg / h, which is intimately mixed in the device with the natural gas stream. Inside the contact device 92, the superheated exhaust gas stream is transferred to the stream of liquid 3rd gas (LNG) heats, so that the liquid natural gas is evaporated and merges with the exhaust gas stream

6 -56 -5

Gesamtausstoß von 26,3o5 χ Io dnr je Tag mit einer Temperatur von 15,6° C vereinigt.Total output of 26.3o5 χ Io dnr per day with one temperature of 15.6 ° C combined.

[BAD[BATH

209850/0828209850/0828

Claims

~ 19 ~ 2224626 Pat nnt ans nrücho

1. A method for vaporizing and then superheating a flowing, liquefied cryogenic odium, in particular natural gas, characterized in that the vaporized cryogenic ledium sum Zv / corner of the superheating in ./ Irmeaustausch with the Ibg sen of a gas turbine by in series hintereincjiderge turn te ./ärmotauscherstufen performed v / ill and that a certain Kenge of liquefied Kedium with each of the ^T: ri; flowing through ietauscherstufen already vaporized medium together v / ith so that this amount vaporized and d r resultant? Steam is cooled before entering the respective primary exchanger stage.

2. The method according to claim 1, characterized in that a feed amount of liquid cryogenic medium in zv / egg substreams is split up, of which one partial flow represents the cryogenic medium to be evaporated and superheated, Y7'uireiid the other substream as the source for the particular one !.! close to liquefied cryogenic medium that already serves evaporated cryogenic medium, which the heat exchanger stages flows through, added v / ird.

J. Method according to one or both of Claims 1 and 2, characterized in that part of the cryogenic medium which has already evaporated is successively replaced by further Y /. ^: irme tau se upgrade in the tff.'rme from exchange with the. Fresh air for the gas turbine is fed and cooled by the supply of liquid cryogenic medium before entering each of the <7; heat exchanger stages.

2Ü985U / 0828 f ^ S ORIGINAL

- 2ο -

M, A method according to one or more of claims 1 to 3 »wherein p ^ elcennzeichnet that a portion of the vaporized and superheated cryo ^ is enes medium used as fuel for the gas turbine.

5. The method according to one or more of claims 1 to 4-, characterized in that at least part of the vaporized and superheated medium with a stream of still liquid cryogenic medium to a resulting vapor stream is combined at a predetermined temperature.

ί BAD ORIGINAL

2 U 9 8 b: '/ Ü H I b "