DE2642667A1 - Vorrichtung zum wiederverdampfen von fluessiggas - Google Patents
Vorrichtung zum wiederverdampfen von fluessiggasInfo
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Description
" Vorrichtung zum Wiederverdampfen von Flüssiggas "
Priorität: 26. September 1975, Italien, Nr. 27 680 A/75
Die bekannten Vorrichtungen zum Wiederverdampfen von verflüssigtem
Erdgas, nachstehend als Flüssiggas bezeichnet, beziehen die erforderliche Wärme in der Regel entweder aus der Verbrennung
von Erdgas oder durch offene Zirkulation von Meereswasser, da das Wiederverdampfen meist dort durchgeführt wird, wo
Tanker oder ähnliche Schiffe vor Anker gehen.
Das Verfahren der Wärmezufuhr durch Verbrennung von Erdgas hat den Nachteil, daß die Betriebskosten hoch sind, da zur Wiederverdampfung
eine Wärmemenge benötigt wird, die etwa 2 & des Wärmewertes des zu verdampfenden Flüssiggases ausmacht.
Das Verfahren der offenen Zirkulation von Meereswasser hat ebenfalls
beträchtliche Nachteile. Die wichtigsten davon sind die hohen Investitionskosten für die Zirkulations vor richtungen, die
, Störung des Wärmegleichgewichts in der Umgebung, sowie die unge-j
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nügende verfügbare Wärmemenge im Winter, die die Benutzung zusätzlicher
Wärmequellen und damit den Verbrauch von Brennstoff notwendig macht.
Die beiden bekannten Verfahren haben außerden den Nachteil, daß sie eine große Menge Energie ungenutzt lassen, die in Form eines
beträchtlichen Kühlvermögens im Flüssiggas enthalten ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Wiederverdampfen von Flüssiggas zu schaffen, die gleichzeitig
Energie erzeugt und die vorstehenden Nachteile vermeidet.
Diese Aufgäbe wird erfindungsgemäß durch den überraschenden Befund
gelöst, daß eine Vorrichtung auf der Grundlage einer Kombination von zwei thermodynamisehen Kreisen sowohl die größtmögliche
Ausnutzung des Kühlvermögens des Flüssiggases als auch des Wärmeinhalts des verwendeten Brennstoffs ermöglicht.
Die Erfindung betrifft demnach eine Vorrichtung zum Wiederverdampfen
von Flüssiggas, die gekennzeichnet ist durch zwei Kreisläufe, von denen der eine aus einer Gasturbine mit geschlossenem
Kreislauf besteht, deren Abwärme zum Wiederverdampfen des Flüssiggases dient, und der andere eine herkömmliche Gasturbine
mit offenem Kreislauf darstellt, deren Abwärme zum Betrieb der Turbine mit dem geschlossenen Kreislauf dient.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei thermodynamisehen
Kreisläufen erfordert außerdem bedeutend geringere Investitionskosten, da keine Heizöfen benötigt werden, deren Errichtung so-
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wohl unerwünscht als auch te^er ist.
Die zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung "benötigte Wär
me wird demnach durch die Abgase einer herkömmlichen Gasturbine mit offenem Zwischendruckkreislauf geliefert. Eine derartige
Gasturbine mit offenem Kreislauf bildet den ersten der beiden thermodynamischen Kreisläufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Der zweite thermodynamische Kreislauf wird von einer Gasturbine mit geschlossenem Kreislauf gebildet, die Stickstoff als Arbeitsmittel
verwendet.
Die beiden thermodynamischen Kreisläufe der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Wiederverdampfen von Flüssiggas werden anhand
der Zeichnung und in Verbindung mit ihren vorhersagbaren Funktionsbedingungen näher erläutert. Die dabei angegebenen Werte
beziehen sich natürlich ausschließlich auf das verwendete Arbeitsmittel,
wobei der Stickstoff auch durch andere Gase, wie Edelgase, Wasserstoff oder andere permanente Gase oder deren
Gemische, ersetzt werden kann.
Das Flüssiggas wird aus einem Vorratstank durch die Leitung 10 in den Wärmeaustauscher 1 geleitet. Es liegt unter einem Druck
von etwa 70 Atmosphären und einer Temperatur von etwa -1550C
vor. Im Wärmeaustauscher 1 wird es aus dem flüssigen in den gas förmigen Zustand gebracht, in dem es im allgemeinen zum Abtransport,
beispielsweise durch eine Leitung 11, vorliegen muß.
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Der geschlossene Stickaioffkreislaui umfaßt die Leitung 12, den
Kompressor 2, die Leitung 13, den Wärmeaustauscher 3, die Lei-
tung 14, die Turbine 4, die Leitung 15 und den ¥ärmeaustauscher
1.
Die beschriebene Anordnung wird folgendermaßen betrieben: Im Wärmeaustauscher 1 wird das Flüssiggas verdampft und der Stickstoff
beispielsweise unter einem Druck von 2,7 Atmosphären auf -1340C abgekühlt. In diesem Zustand erreicht der Stickstoff den
Kompressor 2, wo der Druck beispielsweise auf 32 Atmosphären bei 38 C erhöht wird. Sodann wird er in den Wärmeaustauscher 3
geführt und dort beispielsweise auf 325°C erhitzt. Anschließend wird der erhitzte Stickstoff durch die Expansionsturbine 4 geführt,
wobei mechanische Energie erzeugt wird und sich der Stickstoff gleichzeitig auf etwa 500C abkühlt. Danach erreicht
er wieder den Wärmeaustauscher 1, wo er weiter abgekühlt wird und der Kreislauf von neuem beginnt.
Der Wärmeaustauscher 3 benutzt die Abwärme einer herkömmlichen Gasturbine 6, deren Abgase durch die Leitung 16, den Wärmeaustauscher
3 und die Leitung 17 in die Luft abgeblasen v/erden. Um
die Ausführung des geschlossenen Stickstoffkreislaufes zu vereinfachen, wird vorzugsweise eine nach dem Zwischendruckverfahren
arbeitende herkömmliche Gasturbine 6 mit offenem Kreislauf verwendet. Es kann jedoch auch eine Gasturbine mit einfachem
offenem Kreislauf, d.h. ohne den Zwischendruck-Wärmeaustauscher 7, benutzt werden, wobei jedoch eine kompliziertere Ausführung
des geschlossenen Stickstoffkreisläufe notwendig wird. Die Zif-
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S.
fer 18 bedeutet den Luf teiii! a£ der Gasturbine mit offenem
Kreislauf und 19 den Brennstoffeinlaß, beispielsweise für Erdgas oder einen anderen geeigneten Brennstoff, des Verbrennungsraumes 8. Die Ziffern 9 und 5 bezeichnen die Generatoren zur
Erzeugung elektrischer Energie, die mit der Gasturbine mit offenem bzw. mit der mit geschlossenem Kreislauf verbunden
sind.
Die vorstehend beschriebene Kombination der zwei thermodynamisehen
Kreisläufe ermöglicht die Wiederverdampfung von Flüssiggas mit Hilfe der Abwärme eines geschlossenen Stickstoffkreislaufs,
der seinerseits die Abwärme einer herkömmlichen Gasturbine ausnützt. Auf diese Weise .ist es möglich, Wärme mit einem
Wirkungsgrad von etwa 55 % in mechanische Energie umzuwandeln, während bekanntlich der Wirkungsgrad der herkömmlichen thermodynamischen
Kreisläufe höchstens 40 % erreicht.
Die herkömmliche Gasturbine kann natürlich auch durch eine andere Verbrennungskraftmaschine, wie einen Diesel- oder
Ottomotor, oder Wärmekraftmaschine ersetzt werden, die in geeignetem Ausmaß Abwärme liefert.
_J 709813/0345 ORIGINAL INSPECTED
Claims (3)
- P a t ο η t a n s ρ c >i c h eVorrichtung zum Wiederverdampfen von Flüssiggas, gekennzeichnet durch zwei Kreisläufe, von denen der eine aus einer Gasturbine mit geschlossenem Kreislauf besteht, deren Abwärme zum Wiederverdampfen des Flüssiggases dient, und der andere eine herkömmliche Gasturbine mit offenem Kreislauf darstellt, deren Abwärme zum Betrieb der Turbine mit dem geschlossenen Kreislauf dient.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Gaskreislauf zwei Wärmeaustauscher, einen Kompressor und eine Expansionsturbine und der offene Kreislauf eine herkömmliche Zwischendruck-Gasturbine umfaßt.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die herkömmliche Gasturbine einen einfachen Kreislauf ohne Zwischendruckeinrichtung aufweist, während der geschlossene Kreislauf mit einer solchen bestückt sein kann._J 70 9 813/0345
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