DE2419687A1 - Waermekraftwerk - Google Patents
WaermekraftwerkInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/04—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled condensation heat from one cycle heating the fluid in another cycle
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
F 1491
Gebr.Böhler& Co., Aktiengesellschaft, Wien
Wärmekraftwerk
509835/0245
Die Kosten für den Brennstoff, die Wärmeabfuhr und die Reinheltung von Abluft und Abwasser erlangen beim
Bau von großen Wärmekraftwerken immer größere Bedeutung. Eine Lösung dieser Probleme ist in erster Linie durch
Erhöhung des Kraftwerkswirkungsgrades möglich. Die damit gleichzeitig erreichbare Senkung der spezifischen
Anlagenkosten aller primär von der thermischen Leistung abhängigen Bauteile (z.B. Gebäude, Heizflächen, Kondensator,
Kühlwasserversorgung, Brennstofftransport etc.) macht diesen Weg auch wirtschaftlich interessant.
Eine wesentliche Erhöhung des Wirkungsgrades ist nur durch Verwendung von Vorschaltprozessen, insbesondere
von Alkalimetallprozessen hoher Temperatur eventuell in Kombination mit weiteren Kreisprozessen (z.B. Gasturbinenprozeß)
möglich, weshalb solche Verfahren in letzter Zeit auch mehrfach vorgeschlagen wurden.
In einem solchen Kraftwerk wird die Wärme, die bei einem nuklearen Prozeß oder aber durch Verbrennung fossiler
Brennstoffe entstanden sein kann, zur Verdampfung von Erdalkalimetallen, insbesondere von Kalium, benützt.-Der
entstehende Kaliumdampf wird in einer Kalium-Dampf-Turbine zur Gewinnung mechanischer Energie genutzt und
anschließend kondensiert.
Um einen guten Gesamtwirkungsgrad zu erhalten^ muß die
Abwärme dieses Kalium-Energiewandlungsprozesses zur weiteren Energiegewinnung genutzt werden. Üblicherweise
geschieht dies dadurch, daß die Kondensationswärme des Kaliumdampfes zur Verdampfung von Wasser bzw. zur Überhitzung
von Wasserdampf verwendet wird, wobei der entstehende Wasserdampf anschließend in üblicher Weise in
einer Wasserdampfturbine zua? Energiegewinnung genutzt wird und schließlich seine Kondensationswärme als Verlust-
50983ο7ΪΖ45
•1-
wärme in einem Kondensator an die Umwelt abgibt.
Bei den praktisch für solche Prozesse in Frage kommenden Alkalimetallen, insbesondere bei Kalium, ist das "spezifische
Dampfvolumen unter 450° C bereits so groß, daß
ein wirtschaftlicher Einsatz im Temperaturbereich unter 450° C kaum möglich ist. Die untere Kreisprozeßtemperatur
eines Kaliumdampfprozesses liegt daher üblicherweise bei
Temperaturen um oder über 450° G.
Bei der Koppelung des Kalium-Energiewandlungsprozesses
mit einem Wasser-Energiewandlungsprozeß treten daher insofern große Schwierigkeiten auf, nls erstens die Abwärme
des Kaliumdampfes nur mit großen Exergieverlusten an den
Wasserdampfprozeß übertragen werden kann, da der wesentliche,
insbesondere der mit dem Verdampfungsvorgang selbst verbundene Teil der Enthalpiezunähme im Wasserdampfprozeß
auf wesentlich unter der Kondensationstemperatur des Kaliumdampfes liegendem Niveau erfolgt und zweitens im
Falle eines Defekts im Kalium/Wasser-Wärmetauscher Wasser bzw.' Wasserdampf hohen Drucks in den Kaliumdampfkpndensationsraum
eintreten würdefFsowohl durch den Druckunterschied als auch\infolge heftiger chemischer Reaktionen
zu schwersten Schäden bis zur völligen Zerstörung des Wärmetauschers führen könnte. Das Auftreten eines solchen
Defekts wird dabei umso wahrscheinlicher, '$e hoher»-
der Druck im Wasserdampfprozeß gewählt wird, da die damit steigenden Wandstärken im Kalium/Wasserwärmetauscher
höhere thermische Spannungen, insbesondere im An- und Abfahrzustand, nach sich ziehen und dadurch eine verstärkte
Störanfälligkeit erwarten lassen. Anderseits .kann der genannte Exergieverlust beim Wärmeübergang nur durch
die Wahl extrem hoher Drücke - im Wasserdampf prozeß merklich verringert werden·
509835/0245
Das Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Wärmekraftwerk mit Alkalimetall-, insbesondere
Kaliumenergiewandlungsprozeß, die Kondensationswärme des Alkalimetalldampfes an einen Energiewandlungsprozeß mit
organischem Arbeitsmedium, vorzugsweise Diphenyl, übertragen wird, dessen obere Prozeßtemperatur im Bereich
von 4200C bis 4800C, vorzugsweise 4400C bis 4700C liegt,
wobei die Abwärme des Energiewandlungsprozesses mit organischem Arbeitsmedium an einen Wasserenergiewandlungsprozeß
bei solchen Temperaturen übertragen wird, daß eine weitgehend isotherme Wärmezufuhr im Wasserdampfprozeß gewährleistet
ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
schematisch dargestellt.
In einem Kaliumkessel 1 wird Kalium verdampft und einer Turbine 2 zugeführt, die ihre Nutzenergie an einen Generator
oder sonstigen Energieverbraucher abgibt. Der aus der Turbine austretende Kaliumdampf wird im Kondensator 3 kondensiert
und über eine Speisepumpe 4 und nicht dargestellte Vorwärmer dem Kessel 1 wieder zugeführt.
Im Kondensator 3 wird Diphenyl verdampft und der Dampf
der Turbine 5 zugeführt. Der Diphenylabdampf wird Kondensatoren
6 und 7 zugeführt, wobei Kondensator'6 als ·- Verdampfer und Kondensator 7 als Zwischenüberhitzer des
Wasserdampfprozesses dienen. Das kondensierte-Diphenyl wird
über eine Speisepumpe 8 und einen Vorwärmer 9 wieder dem Diphenylverdampfer (=Kalium-Kondensator) 3 zugeführt·
Dem Vorwärmer 9 wird mittels eines der turbine 5 entnommenen
Anzapfdampfes Wärme zugeführt und das dabei entstehende Kondensat durch die Speisepumpe 10 in die Rücklauf
leitung geführt.
Im Diphenyl-Kondensator 6 wird V/asser verdampft und der
50983 3/-Θ245
Wasserdampf dem Hochdruckteil einer Wasserdampfturbine 11
zugeführt. Der Abdampf wird über den Zwischenerhitzer 7
dem zweiflutigen Niederdrückteil der Turbine 11 zugeführt.
Der aus den letzten beiden Turbinenstufen austretende Dampf wird im Kondensator 12 kondensiert und mittels einer Speisepumpe
13 über zwei Vorwärmer 14, 15 dem Wasserverdampfer (=Diphenylkondensator) 6 zugeleitet. Die Vorwärmer 14, 15
werden mittels Abzapfdampfes aus dem Hoch- bzw. Nlederdruckteil
der Turbine 11 betrieben. Das jeweils entstehende Kondensat wird über Reduzierventile 16, 17 der Speisepumpe
zugeführt.
Die Diphenyldampfturbine 5 und die Wasserdampfturbine 11
treiben einen Generator 18 an.
*'·'■■■:
- Zj. _
509835/0245
Claims (1)
- Patentanspruch:Wärmekraftwerk mit einem Alkalimetall-Energiewandlungsprozeß und einem thermisch, nachgeschalteten Wasserdampfprozeß, dadurch gekennzeichnet, daß ein Energiewandlungsprozeß auf der Basis eines organischen Mediums, vorzugsweise Diphenyl, zwischengeschaltet ist, dessen obere Prozeßtemperatur zwischen 420 und 480° C, insbesondere zwischen 440 und 470° C, liegt, wobei die Übertragung seiner Abwärme auf den Wasserdampfprozeß, vorzugsweise in einem Temperaturbereich erfolgt, bei dem die Wärmeaufnahme des Wasserdampfprozesses weitgehend isotherm vor sich geht.e br. Bö- hler & Co 3 Aktiengesellschaft ' Patentbüro509835/0245
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT162374A AT327229B (de) | 1974-02-27 | 1974-02-27 | Warmekraftwerk |
| AT162374 | 1974-02-27 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2419687A1 true DE2419687A1 (de) | 1975-08-28 |
| DE2419687B2 DE2419687B2 (de) | 1976-07-08 |
| DE2419687C3 DE2419687C3 (de) | 1977-02-24 |
Family
ID=
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ZA751237B (en) | 1976-04-28 |
| FR2262193B1 (de) | 1980-07-18 |
| IT1033174B (it) | 1979-07-10 |
| FR2262193A1 (de) | 1975-09-19 |
| AT327229B (de) | 1976-01-26 |
| GB1500477A (en) | 1978-02-08 |
| DE2419687B2 (de) | 1976-07-08 |
| ATA162374A (de) | 1975-04-15 |
| CH582824A5 (de) | 1976-12-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |