DE2726924A1 - PLANT FOR CENTRAL GENERATION OF USEFUL THERMAL ENERGY - Google Patents
PLANT FOR CENTRAL GENERATION OF USEFUL THERMAL ENERGYInfo
- Publication number
- DE2726924A1 DE2726924A1 DE19772726924 DE2726924A DE2726924A1 DE 2726924 A1 DE2726924 A1 DE 2726924A1 DE 19772726924 DE19772726924 DE 19772726924 DE 2726924 A DE2726924 A DE 2726924A DE 2726924 A1 DE2726924 A1 DE 2726924A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- heat
- turbine
- compressor
- steam
- heating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 16
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 12
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 6
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 4
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 26
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 3
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
-
- 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
- F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/02—Heat pumps of the compression type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
BHOVVN, BOVERI & ClE · AKTIENGESELLSCHAFT \:?\ BHOVVN, Boveri & CIE · AKTIENGESELLSCHAFT \: \ '>'>
MAN NHEIM BROWN uOVfci7! MAN NHEIM BROWN uOVfci 7 !
Mp.-Nr. 578/77 Mannheim, den 13. Juni 1977 Mp.no. 578/77 Mannheim, June 13, 1977
ZFE/P 1, Wg/HzZFE / P 1, Wg / Hz
Anlage zur zentralen Erzeugung von thermischer NutzenergiePlant for the central generation of useful thermal energy
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur zentralen Erzeugung von thermischer Energie für die Fernversorgung von Verbrauchern mit wenigstens einer Turbine, insbesondere einer Gegendruckdampfturbine, in deren Abwärmeführung mindestens ein Wärmetauscher zur Abgabe von Nutzwärme an wenigstens einen Y/ärmeträger angeordnet ist.The invention relates to a system for the central generation of thermal energy for remote supply of consumers with at least one turbine, in particular a back pressure steam turbine, in their waste heat management at least a heat exchanger for delivering useful heat to at least one Y / heat carrier is arranged.
In bekannten Anlagen dieser Art, die als Fernheizkraftwerke mittlerer Größe mit Gas- oder Dampfturbinen ausgebildet sind, ist die Turbine jeweils an einen elektrischen Generator gekuppelt, so daß gleichzeitig elektrische und thermische Nutzenergie erzeugt werden kann. Der hierzu erforderliche Aufwand an Primärenergie läßt sich gegenüber der getrennten Erzeugung dieser beiden Energiearten erheblich reduzieren. Diesem Vorteil stehen jedoch einige Nachteile gegenüber.In known systems of this type, which are designed as medium-sized district heating plants with gas or steam turbines, the turbine is each coupled to an electrical generator, so that electrical and thermal useful energy at the same time can be generated. The primary energy expenditure required for this can be compared to the separate Significantly reduce the generation of these two types of energy. However, this advantage is offset by some disadvantages.
Dienen solche Anlagen in erster Linie zur Erzeugung von Nutzwärme und wird die hierbei erzeugte elektrische Energie in öffentliche Stromversorgungsnetze eingespeist, so ist für diese elektrische Energie in vielen Fällen kein kostendeckender Preis zu erreichen, so daß die uesamtwirtschaftlichkeit einer solchen Anlage in Frage gestellt ist.Such systems are primarily used to generate useful heat and the electrical energy generated in this way is used fed into public power supply networks, there is no electrical energy for this in many cases To achieve a cost-covering price, so that the overall economy such a system is in question.
L 803 8-5-17.0-3 81—- L 803 8-5-17.0-3 81--
13.6.1977 578/77June 13, 1977 578/77
-I-I
Um Betriebsstörungen zu begegnen, müssen schließlich noch Reserveeinheiten zur Stromversorgung vorgesehen sein, wodurch die Wirtschaftlichkeit weiter verringert wird.In order to counter malfunctions, reserve units must finally be provided for the power supply, whereby the profitability is further reduced.
Rüstet man andererseits Kraftwerke, die für die Erzeugung von elektrischer Energie vorgesehen und meist weitab von j Wohngebieten aufgestellt sind, mit Zusatzeinrichtungen zur ι Erzeugung von Heizwärme aus, so muß diese Heizwärme über : große Entfernungen zu den einzelnen Verbrauchern geleitet : werden, wodurch hauptsächlich bei geringer Belastung und I Kapazität erhebliche Kosten entstehen. Zudem ist bei vorgegebener Leistungsgröße der Wärmequelle des Kraftwerkes i mit einer Verringerung der Stromerzeugung zu rechnen, so ; daß für die Ersatzstrombeschaffung zusätzliche Aufwendungen erforderlich sind, welche die Wirtschaftlichkeit beeinflussen, iLarge distances conducted to the individual consumers: they upgraded other hand, power stations, which are provided for the generation of electrical energy, and usually far established by j residential areas, with additional devices to ι generation of heat from, this heating must have are, thus mainly in low load and I capacity incur considerable costs. In addition, a reduction in electricity generation is to be expected for a given output size of the heat source of the power plant i, see above ; that additional expenses are required for the procurement of replacement electricity, which affect the economic efficiency, i
Der Hauptgrund für die Nachteile der bekannten Heizkraftwerke ist jedoch darin zu sehen, daß sich der tageszeitlich und jahreszeitlich sehr schwankende Bedarf an elek- : trischer und thermischer Nutzenergie nicht deckt. !The main reason for the disadvantages of the known thermal power stations, however, is to be seen in the fact that the time of day and seasonally very fluctuating demand for electrical and thermal useful energy. !
Der Erfindiong liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur zentralen Erzeugung von thermischer Nutzenergie der eingangs genannten Art, insbesondere eine Anlage zur Fernversorgung von Verbrauchern, anzugeben, welche die thermodynamischen Vorteile der gekoppelten Leistungserzeugung zumindest weitgehend aufweist bei gleichzeitiger Unab- ' The invention is based on the object of specifying a system for the central generation of useful thermal energy of the type mentioned at the beginning, in particular a system for the remote supply of consumers, which at least largely has the thermodynamic advantages of the coupled power generation while at the same time being independent '
hängigkeit von der Erzeugung von elektrischer Energie. idependence on the generation of electrical energy. i
Darüber hinaus soll die Anlage in ihrem Aufbau einfach ! und den betrieblichen Anforderungen voll gewachsen sein. 'In addition, the system should be simple in its structure! and fully meet the operational requirements. '
13.6.1977 578/77June 13, 1977 578/77
-ξ--ξ-
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Turbine als Antrieb des Verdichters einer die Umgebungswarme auf ein höheres Temperaturniveau anhebenden und als Nutzwärme an den Wärmeträger abgebenden Wärmepumpe ausgebildet ist.The solution to this problem is according to the invention that the turbine as a drive of the compressor raise the ambient heat to a higher temperature level and is designed as useful heat to the heat transfer medium-emitting heat pump.
Die aus fossilen und/oder nuklearen Brennstoffen gewonnene und an ein Arbeitsmedium wie Dampf oder Treibgas übertragene Wärmeenergie wird in der Dampf- bzw. Gasturbine in mechanische Antriebsenergie umgewandelt und zum Antrieb der an sich bekannten Wärmepumpe ausgenutzt, wobei die von der Wärmepumpe auf ein höheres Temperaturniveau angehobene Umgebungswärme sowie die Abwärme der Turbine als Nutzwärme an den Wärmeträger abgegeben wird. Hierdurch sind die thermodynamisehen Vorteile der gekoppelten Leistungserzeugung weitgehend gewahrt und gleichzeitig die mit einer Stromerzeugung verbundenen Nachteile, wie hoher Maschinen- und Bedienungsaufwand, sowie die Probleme des Stromverkaufs umgangen.The one obtained from fossil and / or nuclear fuels and transferred to a working medium such as steam or propellant gas Thermal energy is converted into mechanical drive energy in the steam or gas turbine and used to drive it exploited the known heat pump, the raised by the heat pump to a higher temperature level Ambient heat and the waste heat from the turbine as useful heat is released to the heat transfer medium. This gives the thermodynamic advantages of coupled power generation largely preserved and at the same time the disadvantages associated with electricity generation, such as high machine and operating costs, as well as the problems of electricity sales bypassed.
Da ein beachtlicher Teil der verbrauchten Primärenergie für die Deckung von Nutzwärnebedarf eingesetzt wird, gewinnt die Anlage gemäß der Erfindung wegen ihrer Wirtschaftlichkeit und ihres einfachen Aufbaus im Hinblick auf die Bestrebungen zur Energieeinsparung und Substitution hochwertiger fossiler Brennstoffe an Bedeutung.Since a considerable part of the primary energy consumed is used to cover useful heat requirements, wins the plant according to the invention because of its economy and its simple structure in terms of Efforts to save energy and substitute high-quality fossil fuels are gaining in importance.
Eine Anlage gemäß der Erfindung kann selbstverständlich auch mehrere, gegebenenfalls mehrstufige Verdichter aufweisen, ebenso können mehrere Wärmepumpen vorgesehen sein.A system according to the invention can of course also have several, possibly multi-stage compressors, several heat pumps can also be provided.
-A--A-
008^51/03008 ^ 51/03
13.6.1977 578/77June 13, 1977 578/77
Als Wärmepumpe kann eines der bekannten Systeme dienen, besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Wärmepumpe eine Ent sp annung s turbine auf v/eist, die an den als Turboverdichter und für die Ansaugung von Umgebungsluft ausgebildeten Verdichter gekuppelt ist und die über mindestens einen die Verdichtungswärme an den Wärmeträger abgebenden Wärmetauscher an die Druckseite des Verdichters angeschlossen ist, wogegen der Luftauslaß der Entspannungsturbine in die Umgebung mündet. One of the known systems can serve as the heat pump, but it is particularly advantageous if the heat pump a relaxation turbine on v / eist, which is designed as a turbo compressor and for drawing in ambient air Compressor is coupled and which emits the compression heat to the heat transfer medium via at least one Heat exchanger is connected to the pressure side of the compressor, whereas the air outlet of the expansion turbine opens into the environment.
Die V/ärmepumpe wird also mit Luft als Arbeitsmittel im offenen Kreislauf betrieben. Da hierbei die Umgebungswärme mit der Umgebungsluft dem System zugeführt wird, ist kein Wärmetauscher erforderlich und somit der Bauaufwand verringert. Durch die Entspannung der verdichteten Umgebungsluft in einer Entspannungsturbine und durch die Ausnutzung der hierbei gewonnenen mechanischen Energie für den Antrieb des Verdichters ist die von der Turbine zu liefernde Antriebsenergie verringert. Hierdurch kann die Turbine mit geringerer Leistung, d.h. billiger ausgebildet werden.The heat pump is therefore operated with air as the working medium in an open circuit. Because here the ambient heat is supplied to the system with the ambient air, no heat exchanger is required and thus the construction costs are reduced. By relaxing the compressed ambient air in an expansion turbine and by using it The mechanical energy gained in this way for driving the compressor is the drive energy to be supplied by the turbine decreased. As a result, the turbine can be designed with lower power, i.e. cheaper.
Der Hauptvorteil der vorgenannten Ausbildung der Wärmepumpe ist jedoch darin zu sehen, daß hohe Wärmeträgertemperaturen
im Bereich
ziffer erreichbar sind.The main advantage of the aforementioned design of the heat pump is to be seen in the fact that high heat transfer temperatures in the area
digit are reachable.
temperaturen im Bereich um 100 C bei guter Leistungs-temperatures in the range of 100 C with good performance
Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen, daß an den Luftauslaß der Entspannungsturbine wenigstens ein von einem Kälteträger durchströmbarer zweiter Wärmetauscher angeschlossen ist. Hierdurch ist die Anlage auf einfache "7eise zur Erzeugung von Nutzkälte und/oder Nutzwärme einsetzbar.Another preferred development of the invention can consist in the fact that at the air outlet of the expansion turbine at least one through which a refrigerant can flow second heat exchanger is connected. This makes the system easy to generate useful cooling and / or useful heat can be used.
— 5 — 00985 t/0382 - 5 - 00985 t / 0382
13.6.1977 578/77June 13, 1977 578/77
T- - δ -T- - δ -
Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen hervor. Hierbei zeigen:Further advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the schematic drawings. Here show:
Fig. 1 ein Heizwerk gemäß der Erfindung zur Nutzwärrae- und Nutzkälteversorgung mit einem Dampferzeuger und einer Gegendruckdampfturbine und1 shows a heating plant according to the invention for supplying useful heat and useful cold with a steam generator and a back pressure steam turbine and
Fig. 2 eine AusführungsVariante des Gegenstandes der Fig. mit einer Gasturbine.FIG. 2 shows an embodiment variant of the object of FIG. with a gas turbine.
In den Zeichnungen sind gleiche Teile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the drawings, the same parts are provided with the same reference numerals.
Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird Umgebungsluft mit Umgebungsdruck und Umgebungstemperatur über eine Luftansaugleitung 1 dem Verdichter 2 zugeführt. In diesem Verdichter, der als Turboverdichter ausgebildet ist, wird die angesaugte Umgebungsluft auf einen höheren durch die Auslegung der Anlage vorgegebenen Druck verdichtet, wobei sich die Luft erwärmt. Die verdichtete und erwärmte Luft wird über eine Leitung 3 dem ersten Wärmetauscher 4 zuge-According to the exemplary embodiment according to FIG. 1, ambient air with ambient pressure and ambient temperature is supplied via an air intake line 1 fed to the compressor 2. In this compressor, which is designed as a turbo compressor, is the sucked in ambient air is compressed to a higher pressure specified by the design of the system, whereby the air warms up. The compressed and heated air is fed to the first heat exchanger 4 via a line 3
austhe end
führt. In diesem erfolgt über WärmtM;auschflachen der Wärmeaustausch zwischen der Luft und dem kälteren, über die Leitung 5 in den ersten Wärmetauscher 4 eingeleiteten Wärmeträger. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen ist als Wärmeträger Heizwasser vorgesehen, das mit vorgegebener Vorlauftemperatur über die Heizwasser- Vorlaufleitung 9 den Wärmeverbrauchern 10 zugeleitet wird. Das abgekühlte Heizwasser wird über die Leitung 11 und die Pumpe 12 in die Heizwasser-Rücklaufleitung 13 eingespeist. Über ein Ventil 14 kann eine vorgegebene Teilmenge des rücklaufenden Heizwassers geregelt über die Leitung 5 dem ersten Wärmetauscher 4 zugeleitet werden.leads. In this, the heat exchange takes place via WärmtM; flatten between the air and the colder heat transfer medium introduced into the first heat exchanger 4 via the line 5. In the present exemplary embodiments, heating water is provided as the heat transfer medium, which has a predetermined Flow temperature is fed to the heat consumers 10 via the heating water flow line 9. The cooled down Heating water is fed into the heating water return line 13 via the line 11 and the pump 12. About a Valve 14 can be a predetermined subset of the returning Heating water can be supplied to the first heat exchanger 4 in a regulated manner via line 5.
- 6 «09^5170382 - 6 «09 ^ 5170382
13.6.1977 578/77June 13, 1977 578/77
Die im ersten^Wärmetauscher 4 abgekühlte Luft wird über die Leitung 6 der Entspannungsturbine 7 zugeführt. Hier expan- ! diert die Luft auf den Umgebungsdruck und kühlt sich durch j den Expansionsvorgang ab. Die abgekühlte und entspannte jThe air cooled in the first ^ heat exchanger 4 is over the Line 6 of the expansion turbine 7 is supplied. Here expan-! dated the air to the ambient pressure and cooled by j the expansion process. The cooled and relaxed j
Druckluft wird über die Leitung 40 in die Umgebung entlassen. Hierbei ist in die Leitung 40 ein zweiter Wärmetauscher 41 eingeschaltet, der von einem Kälteträger durchströmt wird. Der von den Kälteverbrauchern kommende erwärmte Kälteträger tritt über die Leitung 42 in den zweiten Wärmetauscher 41 ein, wird hier abgekühlt und strömt über die Leitung 45 den Kälteverbrauchern zu. Eine Pumpe 43 hält hierbei die Zirkulation aufrecht.Compressed air is released into the environment via line 40. In this case, a second heat exchanger is in the line 40 41 switched on, through which a refrigerant flows. The heated one coming from the cold consumers Coolant enters the second heat exchanger 41 via line 42, is cooled here and flows over the line 45 to the refrigeration consumers. A pump 43 maintains the circulation.
Die durch Expansion der Luft in der Entspannungsturbine freigesetzte mechanische Energie wird zum Antrieb des Verdichters 2 ausgenutzt. Aus diesem Grunde sind die Wellen von Verdichter und Entspannungsturbine über ein gemeinsames Wellenstück 15 miteinander verbunden.The mechanical energy released by the expansion of the air in the expansion turbine is used to drive the compressor 2 exploited. For this reason, the shafts of the compressor and expansion turbine are shared Shaft piece 15 connected to one another.
Der Leistungsbedarf für den Antrieb des Verdichters 2 ist größer als die durch die Expansion der Luft in der Entspannungsturbine 7 freigesetzte Leistung. Die noch fehlen- ! de Antriebsleistung für den Verdichter 2 wird von der ί Turbine 16 aufgebracht, die im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 als Anzapf-Gegendruck-Dampfturbine ausgebildet ist. Die Turbine 16 ist hier über ein Wellenstück 17 mit dem Verdichter 2 verbunden. Abweichend von diesen Darstellungen ί könnte die Turbine 16 aber auch mit einem eigenen Generator zur Stromerzeugung ausgerüstet sein und der Antrieb der aus Verdichter 2 und Entspannungsturbine 7 bestehenden ί Maschinengruppe könnte über einen Elektromotor erfolgen.The power requirement for driving the compressor 2 is greater than that due to the expansion of the air in the expansion turbine 7 released power. The ones that are still missing! de drive power for compressor 2 is taken from the ί Turbine 16 applied, which is designed in the embodiment of FIG. 1 as a bleed counter pressure steam turbine. The turbine 16 is here connected to the compressor 2 via a shaft piece 17. Deviating from these representations ί The turbine 16 could also be equipped with its own generator for generating electricity and the drive of the consisting of compressor 2 and expansion turbine 7 ί machine group could be done by an electric motor.
13.6.1977 578/77June 13, 1977 578/77
Der Arbeitsdampf der Turbine 16 wird in einem Dampferzeuger 18 durch Einsatz fossilen oder nuklearen Brennstoffes gewonnen. Der Dampferzeuger 18 ist mit einer Überhitzungseinrichtung 19 zur überhitzung des Arbeitsdampfes ausgerüstet. Der Arbeitsdampf wird über die Frischdampfleitung 20 und das Turbinen-Einlaßventil 21 der Turbine 16 zugeführt.The working steam of the turbine 16 is obtained in a steam generator 18 by using fossil or nuclear fuel. The steam generator 18 is equipped with a superheating device 19 for superheating the working steam. The working steam is fed to the turbine 16 via the main steam line 20 and the turbine inlet valve 21.
Die Turbine 16 versorgt die Wärmetauscher 22 und 23 mit dem erforderlichen Heizdampf bzw. Abdampf zur Erwärmung eines Wärmeträger-Teilstromes, der der Heizwasser-Rücklaufleitung 13 entnommen und über das Absperrorgan 24 und die Leitung den wärmeträgerseitig hintereinandergeschalteten Wärmetauschern 22 und 23 zugeführt wird. Die Heizdampfdrücke an den Heizdampf- bzw. Abdampfentnahmestellen 26 und 27 der Turbine sind dabei so gewählt, daß etwa gleichgroße Aufwärmspannen des Wärmeträgers in den Wärmetauschern 22 und 23 auftreten und die verlangte Vorlauftemperatur erreicht wird. Der erwärmte Teilstrom wird dann in die gemeinsame Heiziwasser-Vorlaufleitung 9 eingeleitet.The turbine 16 supplies the heat exchangers 22 and 23 with the required heating steam or exhaust steam for heating a Partial flow of heat transfer medium, that of the heating water return line 13 removed and via the shut-off element 24 and the line the heat exchangers connected in series on the heat carrier side 22 and 23 is fed. The heating steam pressures at the heating steam or exhaust steam extraction points 26 and 27 of the Turbines are chosen in such a way that the warming-up spans of the heat transfer medium in the heat exchangers 22 and 23 are approximately the same occur and the required flow temperature is reached. The heated partial flow is then fed into the common heating water flow line 9 initiated.
Die Heizdampf-Entnahmestellen 26 und 27 sind über Leitungen 29 und 30 mit den Wärmetauschern 22 und 23 verbunden. Das Heizdampfkondensat aus dem Wärmetauscher 23 wird über die Leitung 31 in den Dampfraum des unter geringerem Heizdampfdruck stehenden Wärmetauschers 22 eingeleitet und zusammen mit dem Heizdampfkondensat des Wärmetauschers 22 über die Leitung 32, die Kondensatpumpe 33 und die Leitung 34 in den Entgaser-Mischvorwärmer 35 geleitet. Dieser wird über eine Heizdampfleitung 36 aus einer geeigneten Heizdampf-Entnahmestelle, z.B. Entnahmestelle 27, mit Heizdampf versorgt. The heating steam extraction points 26 and 27 are via lines 29 and 30 are connected to the heat exchangers 22 and 23. The heating steam condensate from the heat exchanger 23 is via the Line 31 is introduced into the steam space of the heat exchanger 22, which is under a lower heating steam pressure, and together with the heating steam condensate of the heat exchanger 22 via the line 32, the condensate pump 33 and the line 34 in the Degasser mixing preheater 35 passed. This is via a heating steam line 36 from a suitable heating steam extraction point, e.g. extraction point 27, supplied with heating steam.
- 8 ■-M18-&4-/0-3-8-2 - 8 ■ -M18- & 4- / 0-3-8-2
/p 4 ι ι n./i. ηηο/κι ι/ p 4 ι ι n./i. ηηο / κι ι
272692A272692A
13.6.1977 578/77June 13, 1977 578/77
JlOJlO
Eine weitere Entnahmesteile 28 ist zur Heizdampfversorgung eines Oberflächen-Speisewasservorwärmers 37 vorgesehen. Sinngemäß können auch mehrere speisev/asserseitig hintereinandergeschaltete Speisewassererwärmer zur Anwendung kommen. Statt der dargestellten zweistufigen Heizwassererwärmung kann auch eine einstufige oder eine Heizwassererwärmung mit noch weiteren Stufen gewählt werden. Entgegen der Darstellung kann der Arbeitsdampf der Turbine nach Teilexpansion zwischenüberhitzt werden, oder es kann auf die Überhitzung des Arbeitsdampfes ganz verzichtet werden. Die Einzelheiten der Kreislaufschaltung im Dampfteil der vorgeschlagenen Anlage können den jeweiligen Erfordernissen entsprechend abgewandelt werden.Another extraction part 28 is for the supply of heating steam a surface feed water preheater 37 is provided. Correspondingly, several feeders connected in series can also be used Feed water heater are used. Instead of the two-stage heating water heating shown Single-stage or hot water heating with additional stages can also be selected. Contrary to the representation the working steam of the turbine can be reheated after partial expansion, or it can be due to overheating of working steam can be dispensed with entirely. The details of the circuit circuit in the steam part of the proposed System can be modified according to the respective requirements.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel fördert die Speisepumpe 38 das Speisewasser über den Speisewasservorwärmer 37 und Leitung 39 in den Dampferzeuger 18, womit der Wasser-Dampf kreislauf der Anlage geschlossen ist.In the present exemplary embodiment, the feed pump 38 conveys the feed water via the feed water preheater 37 and line 39 in the steam generator 18, whereby the water-steam cycle of the system is closed.
Die Anordnung der Turbine 16, des Verdichters 2 und der Entspannungsturbine 7 auf einer gemeinsamen im Leistungsgleichgewicht stehenden Welle 15 und 17 bietet die Möglichkeit einer verlustarmen Drehzahlregelung dieser Maschinengruppe. The arrangement of the turbine 16, the compressor 2 and the expansion turbine 7 on a common shaft 15 and 17 which are in power equilibrium offers the possibility a low-loss speed control of this machine group.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsvariante der Anlage gemäß Fig. 1 dargestellt. Der Unterschied zwischen beiden Anlagen besteht darin, daß die Anlage nach Fig. 2 als Gasturbinen-Heizwerk ausgebildet ist.In Fig. 2 a variant of the system according to FIG. 1 is shown. The difference between the two systems consists in that the system according to FIG. 2 is designed as a gas turbine heating plant.
Demnach ist als Turbine 16 eine Gasturbine eingesetzt, die über eine Leitung 46 mit Treibgas als Arbeitsmciium versorgt wird, welches in einer Brennkammer 47 erzeugt wird.Accordingly, a gas turbine is used as the turbine 16, which supplies propellant gas as a working medium via a line 46 which is generated in a combustion chamber 47.
aas β 54 / σ 3^ a 2 aas β 54 / σ 3 ^ a 2
13.6,1977 578/77June 13, 1977 578/77
Die für die Verbrennung des Brennstoffes, wie Gas oder öl, erforderliche Luft wird zusammen mit der zur Aufrechterhaltung der vorgegebenen Auslegungstemperatur des Arbeitsgases erforderlichen Sekundärluft in einen Turbokompressor 48 verdichtet und zusammen mit dem Brennstoff der Brennkammer zugeführt. Der Turbokompressor ist für den Antrieb an die Turbine 16 gekuppelt, so daß Verdichter 2, Entspannungsturbine 7» Turbine 16 und Turbokompressor 48 antriebsseitig miteinander verbunden sind.For the combustion of fuel, such as gas or oil, required air is used together with that to maintain the specified design temperature of the working gas required secondary air is compressed in a turbo compressor 48 and fed to the combustion chamber together with the fuel. The turbo compressor is coupled to the turbine 16 for the drive so that compressor 2, expansion turbine 7 »turbine 16 and turbo compressor 48 are on the drive side are connected to each other.
i Nach dem Austritt aus der Turbine 16 wird das entspannte Treibgas dem Wärmetauscher 49 zugeführt, der wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 vom Wärmeträger beaufschlagt wird.After exiting the turbine 16, the expanded propellant gas is fed to the heat exchanger 49, which, as in the exemplary embodiment 1 is acted upon by the heat carrier.
Der Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Anlagen liegt vor allem in der Verringerung des Primärenenergieeinsatzes bei der Nutzwärmeversorgung gegenüber bekannten Heizwerken oder gegenüber Einzelfeuerungen und in der Vermeidung der Nachteile von bekannten Heizkraftwerken.The main advantage of the systems according to the invention lies above all in the reduction in the use of primary energy the useful heat supply compared to known heating plants or compared to individual firing systems and in avoiding the disadvantages from well-known thermal power stations.
Der Vorteil des geringeren Primärenenergieeinsatzes gegenüber Heizwerken oder Einzelfeuerungen soll für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 durch Aufstellung der äußeren Wärmebilanz nachgewiesen werden:The advantage of the lower use of primary energy compared to heating plants or individual firing systems is intended for the exemplary embodiment according to Fig. 1 can be demonstrated by drawing up the external heat balance:
- 10 -- 10 -
eO385 17 0 3.82 eO385 17 0 3.82
13.6.1977 578/77June 13, 1977 578/77
Für die als Wärmepumpe wirkende Maschinengruppe mit Verdichter 2 und Entspannungsturbine 7 gelte die Leistungsziffer: ', For the machine group acting as a heat pump with compressor 2 and expansion turbine 7, the output figure applies: ',
ς. _ ς. _ nutzbar abgegebene Wärmeusable heat emitted
erforderliche Antriebsleistungrequired drive power
vjη [KWI i üi-e Leistungsaufnahme der WP L J Wärmepumpe vjη [KWI i üi- e power consumption of the W P L J heat pump
Die Leistungskennziffer der Dampfturbine ist:The performance index of the steam turbine is:
H(VT) Hierin bedeuten H (VT) Herein mean
O Df "7/5]; d^-e *n ^en dampf beheizten H(UT)L .' J Wärmetauschern 22 und 23 nutzbar an das Heizwasser übertragene WärmeO Df "7/5]; d ^ - e * n ^ en steam heated H (UT) L. ' J heat exchangers 22 and 23 usable heat transferred to the heating water
i) Fd W) » die Leistungsabgabe der Jj7- Ln J Dampfturbinei) Fd W) » the power output of the Jj 7 - L n J steam turbine
- 11 -- 11 -
«08851/0382«08851/0382
'top
Hierin ist 'Top
In here is
Q uru/rii [k][sl ; die im ersten Wärmetauscher ^hIWP)L ι J nutzbar an das Heizwasser j übertragene Wärme ! Q uru / rii [k] [sl ; the heat transferred in the first heat exchanger ^ hIWP) L ι J usable to the heating water j!
13.6.1977June 13, 1977
578/77578/77
Die erforderliche Brennstoffwärme, die dem Dampferzeuger 18 zuzuführen ist, errechnet sich aus: The required fuel heat to be supplied to the steam generator 18 is calculated from:
Kr]Kr]
Hierin istIn here is
dddd
BRBR
ls~\ ; die dem Dampferzeuger ls ~ \ ; those of the steam generator
' -J miTMi -f*i ϊ Vi ύ·* α η ri ο Ti ν» onno + n'-J miTMi -f * i ϊ Vi ύ · * α η ri ο Ti ν »onno + n
zuzuführende Brennstoffwärmefuel heat to be supplied
i.rkungsgrad desdegree of intensity of
y^ ΓS~\ Ί der Wirkungsgr LDE Dampferzeugers y ^ ΓS ~ \ Ί the efficiency LDE steam generator
Bei Vernachlässigung geringfügiger sonstiger äußerer Verluste gilt: If other minor external losses are neglected, the following applies:
Leistungsabgabe der Dampfturbine = LeistungsaufnahmePower output of the steam turbine = power consumption
der Wärmepumpethe heat pump
-P-P
gesamte Heizleistungtotal heating output
bzw.respectively.
im ersten Wärmetauscher 4 nutzbar an das Heizwasser übertragene ; Wärme |transferred usable to the heating water in the first heat exchanger 4; Warmth |
plus jplus j
in den Wärmetauschern
22 und 23 nutzbar an
das Heizwasser über- , tragene Wärme \ in the heat exchangers
22 and 23 usable
the heating water transferred, transferred heat \
- 12 -- 12 -
13.6.1977June 13, 1977
578/77578/77
AHAH
Führt man den BrennstoffausnutzungsfaktorOne leads the fuel utilization factor
ß -ß -
BR.BR.
als dimensionslose Kenngröße ein, so ergibt sich mit den vorher definierten Größen für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Beziehung:as a dimensionless parameter, it results with the previously defined parameters for the exemplary embodiment according to Fig. 1 the relationship:
β - ηβ - η
Für ein Heizwerk ist sinngemäß der Brennstoffausnutzungsfaktor For a heating plant, the fuel utilization factor is analogously
Hierin bedeutenMean therein
LHW LJ LHW LJ
', der Wirkungsgrad der Yiärme-Übertragung vom Brennstoff an das Heizwasser, z.B. in einen Heißwasser-Kessel ', the efficiency of the heat transfer from the fuel to the heating water, e.g. in a hot water boiler
- 13 -- 13 -
βσ9β&1/03.82βσ9β & 1 / 03.82
13.6.1977 578/77June 13, 1977 578/77
L - ^c fr * ^P · ^r J r , L - ^ c fr * ^ P ^ r J r,
[4[4
Setzt man vereinfachendIf you put it in a simplistic way
A = A =
= 4 33 = 4 33
- 14 809851/0382 - 14 809851/0382
Das Verhältnis der Brennstoffausnutzungsfaktoren ist ein Maß | für die mögliche Verringerung des Primärenenergieeinsatzes | einer Anlage gemäß der Erfindung gegenüber einer Heizwärmeversorgung mit bekannten Heizwerken.The ratio of the fuel economy factors is a measure of | for the possible reduction in primary energy consumption | a system according to the invention compared to a heating supply with known heating plants.
und setzt man in obige Beziehung realisierbare Werte, z.B.and if one puts realizable values in the above relation, e.g.
j ein, so ergibt sich der Zahlenwert für dieses Beispiel mitj, the numerical value for this example results with
13.6.1977 578/77June 13, 1977 578/77
JibJib
Bei Einzelfeuerung kann mit einem durchschnittlichen Wirkungsgrad der Wärmeübertragung an das Heizwasser von günstigstenfalls etwaIn the case of individual firing, the heat transfer to the heating water can be at best with an average efficiency approximately
gerechnet werden.be expected.
Unterstellt man einen Dampferzeugerwirkungsgrad vonAssuming a steam generator efficiency of
so ist das Verhältnis der Brennstoffausnutzungsfaktoren einer Anlage nach der Erfindung gegenüber der Heizwärmeversorgung mit Einzelfeuerung:so is the ratio of the fuel utilization factors of a system according to the invention to the heating supply with individual firing:
f-Jf-J
oder mit den entsprechenden Zahlenwerten:or with the corresponding numerical values:
JL = 1,71JL = 1.71
- 15 - 009851/0382 - 15 - 009851/0382
13.6.1977 578/77June 13, 1977 578/77
Damit ist der quantitative Nachweis der möglichen Brennstoffeinsparung der erfindungsgemäßen Anlage gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 gegenüber konkurrierenden bekannten Verfahren der Heizwärmeversorgung erbracht.This is the quantitative proof of the possible fuel savings the system according to the invention according to the embodiment of FIG. 1 compared to competing known Process of heating heat supply provided.
Darüber hinaus ergeben sich weitere Vorteile durch Ausnutzung der kalten Seite der Wärmepumpe zu Kühlzwecken.In addition, there are further advantages by using the cold side of the heat pump for cooling purposes.
Θ0985Ϊ/0382Θ0985Ϊ / 0382
Claims (1)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772726924 DE2726924A1 (en) | 1977-06-15 | 1977-06-15 | PLANT FOR CENTRAL GENERATION OF USEFUL THERMAL ENERGY |
| EP78100136A EP0000135A1 (en) | 1977-06-15 | 1978-06-12 | Plant for the centralised generation of thermal energy |
| DK266878A DK266878A (en) | 1977-06-15 | 1978-06-14 | FACILITIES FOR CENTRAL PRODUCTION OF THERMAL USEFUL ENERGY |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772726924 DE2726924A1 (en) | 1977-06-15 | 1977-06-15 | PLANT FOR CENTRAL GENERATION OF USEFUL THERMAL ENERGY |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2726924A1 true DE2726924A1 (en) | 1978-12-21 |
Family
ID=6011555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19772726924 Pending DE2726924A1 (en) | 1977-06-15 | 1977-06-15 | PLANT FOR CENTRAL GENERATION OF USEFUL THERMAL ENERGY |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0000135A1 (en) |
| DE (1) | DE2726924A1 (en) |
| DK (1) | DK266878A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3018450A1 (en) * | 1980-05-14 | 1981-11-19 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | METHOD FOR PROVIDING PROCESS HEAT FOR HIGH TEMPERATURE PROCESSES USING A HEAT PUMP |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2838389A1 (en) * | 1978-09-02 | 1980-03-13 | Huels Chemische Werke Ag | METHOD FOR GENERATING HEAT ENERGY BY COMBINING THE POWER AND HEAT COUPLING WITH THE HEAT PUMP |
| HU189973B (en) * | 1981-04-01 | 1986-08-28 | Energiagazdalkodasi Intezet,Hu | Apparatus for utilizing the waste heat of compressor stations |
| EP0093826A1 (en) * | 1982-05-07 | 1983-11-16 | Shell Austria Aktiengesellschaft | Plant for performing a heat pump process for heating purposes |
| DE3226429C2 (en) * | 1982-07-15 | 1986-06-12 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Process for generating electrical energy and heating as well as combined heat pump cogeneration plant for carrying out the process |
| FR2696506B1 (en) * | 1992-10-05 | 1996-07-12 | Sprolant William Van | COMBINED HYDRAULIC AND THERMAL POWER PLANT FOR SIMULTANEOUS PRODUCTION OF ELECTRICITY AND CALORIFIC ENERGY. |
| WO2006078215A1 (en) * | 2005-01-21 | 2006-07-27 | Mecmaster Ab | A plant for production of hot water |
| JP4771100B2 (en) | 2008-08-27 | 2011-09-14 | 信越化学工業株式会社 | Solvent-free polyimide silicone resin composition and cured product thereof |
| CN106352579B (en) * | 2015-12-30 | 2020-01-31 | 李华玉 | class thermally driven compression heat pump |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2219815A (en) * | 1939-01-18 | 1940-10-29 | Carrier Corp | Refrigerating and heating system |
| US2721728A (en) * | 1951-10-12 | 1955-10-25 | Henry B Higgins | Heat concentrator |
| CH304499A (en) * | 1952-04-10 | 1955-01-15 | Melan Herbert Ing Dr | Combined system for power and heat generation. |
| FR2245920A1 (en) * | 1973-09-27 | 1975-04-25 | Cottin Armand | Heating and refrigerating unit - air compressor and expansion turbine are driven by common power unit |
| DE2532850C2 (en) * | 1975-07-23 | 1986-12-04 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Procedure for the district heating supply of consumers |
| DE2545609A1 (en) * | 1975-10-11 | 1977-04-21 | Bbc York Kaelte Klima | Combined air conditioning and heating plant - utilises waste heat and has units acting as refrigerators or heat pumps |
| DE2553024C2 (en) * | 1975-11-26 | 1981-09-24 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Useful energy supply system |
-
1977
- 1977-06-15 DE DE19772726924 patent/DE2726924A1/en active Pending
-
1978
- 1978-06-12 EP EP78100136A patent/EP0000135A1/en not_active Withdrawn
- 1978-06-14 DK DK266878A patent/DK266878A/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3018450A1 (en) * | 1980-05-14 | 1981-11-19 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | METHOD FOR PROVIDING PROCESS HEAT FOR HIGH TEMPERATURE PROCESSES USING A HEAT PUMP |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0000135A1 (en) | 1979-01-10 |
| DK266878A (en) | 1978-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69216405T2 (en) | ENERGY SYSTEM WITH COMPRESSED AIR STORAGE | |
| DE69201312T2 (en) | Natural gas turbine with water vapor injection in a semi-open circuit. | |
| DE4409567A1 (en) | Process for cooling thermally loaded components of a gas turbine group | |
| DE2826448A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR GENERATING ENERGY | |
| DE102013112733A1 (en) | Gas turbine with integrated bottom-circle process system | |
| EP2447506A2 (en) | System for generating mechanical and/or electrical energy | |
| DE4410440A1 (en) | Compressed air energy storage system | |
| DE1065666B (en) | Combined gas turbine steam generator for the supply of both thermal energy and mechanical power | |
| DE4210541A1 (en) | Process for operating a gas turbine group | |
| DD145659A1 (en) | METHOD FOR GENERATING HEAT ENERGY FOR HEATING PURPOSES BY COMBINING THE POWER-HEATER COUPLING WITH THE HEAT PUMP | |
| DE1808966B2 (en) | Thermal power plant for generating electrical energy and fresh water from salt water | |
| EP2553244A1 (en) | Method for increasing the efficiency of a power plant equipped with a gas turbine, and power plant for carrying out the method | |
| EP2876280B1 (en) | Micro gas turbine assembly | |
| DE2726924A1 (en) | PLANT FOR CENTRAL GENERATION OF USEFUL THERMAL ENERGY | |
| DE10358233A1 (en) | Air storage power plant | |
| DE102012110579B4 (en) | Plant and process for generating process steam | |
| DE755525C (en) | Steam power plant with the release of steam for heating and cooking purposes | |
| EP0530519A1 (en) | Power plant heated with nuclear and fossil energy | |
| DE2512774C2 (en) | Combined gas-steam turbine system | |
| WO2011023283A2 (en) | Method for utilizing the waste heat of internal combustion engines | |
| DE2102770A1 (en) | Installation of a gas turbine with energy storage linked to a steam turbine | |
| DE3815993A1 (en) | Binary-vapour turbine plant | |
| DE102009057100B4 (en) | Maintenance-free unit for combined heat and power | |
| DE102014215672A1 (en) | Thermal power plant with a steam turbine | |
| CH526717A (en) | Combined gas / steam power plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OAP | Request for examination filed | ||
| OD | Request for examination | ||
| OHN | Withdrawal |