DE2817802A1

DE2817802A1 - Binary vapour power system - uses waste heat of primary cycle to pump secondary liquid to gain potential energy

Info

Publication number: DE2817802A1
Application number: DE19782817802
Authority: DE
Inventors: Kurt Schonzek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-22
Filing date: 1978-04-22
Publication date: 1979-10-25

Abstract

The exhaust of a steam turbine flows in parallel through several condensers which are arranged vertically above each other below the turbine. The heat extracted in condensing the exhaust is used to evaporate an organic liquid with a low latent heat. The liq. flows through the condensers in series and rises as a vapour to the level of the turbine. After doing useful work as a vapour it is condensed at the high level and the liquid falls to the level of the lowest condenser. It drives a hydraulic turbine at this level which is coupled to a generator.

Description

"Verfahren zur Gewinnung von potentioneller Energie"Process for the production of potential energy

aus Abwärme" Bekannt ist die Gewinnung von elektrischer Energie durch Wasserkraftmschinen wie auch durch Dampfmaschinen, Dampfturbinen und Verbrennungskraftmaschinen.from waste heat "The production of electrical energy through Hydropower machines as well as steam engines, steam turbines and internal combustion engines.

Bei den mit Wärme betriebenen Maschinen fallen große Mengen Abwärme in Form von Gasen, Dampf und Heißwasser an, die in vielen Fällen verloren geht.Large amounts of waste heat are generated in machines operated with heat in the form of gases, steam and hot water, which in many cases is lost.

Abwärme läßt sich aber in potentionelle Energie umwandeln Bekannt ist die Gewinnung von potentioneller Energie durch Verdampfung und Kondensation mit dem Vorbild Wasserkreislauf der Natur.Waste heat can, however, be converted into potential energy. Known is the production of potential energy through evaporation and condensation based on the example of nature's water cycle.

a) Zur technisch rentablen Wasserdampferzeugung benötigt man jedoch verhältnismäßig große Energiemengen, bedingt durch die hohe spezifische Wärme, des Kochpunktes und der Verdampfungswärme des Wassers. Andererseits liegt die anfallende Abwärme meist unter der Kochpunkttemperatur des Wassers.a) For technically profitable steam generation, however, one needs relatively large amounts of energy, due to the high specific heat, des Boiling point and the heat of evaporation of the water. On the other hand, the accruing lies Waste heat usually below the boiling point temperature of the water.

Führt man aber die Abwärme über Wärmeaustauscher, in denen sich zur Aufnahme der Wärme im Kreislauf Flüssigkeiten mit niedrigem Kochpunkt und niedriger Verdampfungswärme (ggf. But if you lead the waste heat over heat exchangers, in which to Absorption of heat in the circuit of liquids with a low boiling point and lower Heat of evaporation

mit hoher Dichte) befinden, so ist eine Verdampfung dieser Flüssigkeiten und die Kondensation in einen höher gelegenen Kondensator möglich und kann so zur Gewinnung von potentioneller Energie herangezogen werden. Die Flüssigkeiten, die sich für diese Zwecke anbieten, sind hauptsächlich organischer Zusammensetzung, wie z.B. Methyljodid, Methylbromid, Äthylenbromid, Äthyljodid, Äther, Azeton, Pentan usw. with high density), there is evaporation of these liquids and condensation in a higher condenser is possible and can be used for Obtaining potential energy can be used. The liquids that are suitable for these purposes, are mainly of organic composition, such as methyl iodide, methyl bromide, ethylene bromide, ethyl iodide, ether, acetone, pentane etc.

b) Weiter ist es möglich, den Dampfdruck leicht verdampfender Flüssigkeiten zu nutzen. Einmal in Porm des eigenen Dampfdruckes.b) It is also possible to measure the vapor pressure of easily evaporating liquids to use. Once in the form of your own vapor pressure.

Die sich in großen Verdampfern befindlichen leicht siedenden Flüssigkeiten können beim Schließen des Dampfabzugroh res durch ein am Boden befindliches Überdruckrohr durch den sich im Verdampfen bildenden Druck in einen höher gelegenen Verdampfer gedrückt werden. Die durch den Überdruck entstehende Temperaturerhöhung wird beim Austritt der Flüssigkeit im höher gelegenen Verdampfer durch eine stärkere Verdampfung abgebaut. The low-boiling liquids in large evaporators can res when closing the Dampfabzugroh through an overpressure pipe located on the floor by the pressure that builds up in the evaporation into a higher-lying evaporator be pressed. The temperature increase resulting from the overpressure is The liquid escapes in the higher-lying evaporator due to stronger evaporation reduced.

Die beiden beschriebenen Verfahren lassen sich kombinieren und zur Gewinnung von potentioneller Energie heranziehen. Die abgeführte Wärmemenge entspricht dem jeweiligen Energieinhalt des verwendeten Dampfes, die im Kondensator verloren geht.The two methods described can be combined and used for Use the extraction of potential energy. The amount of heat dissipated corresponds to the respective energy content of the steam used, which is lost in the condenser goes.

c) Weiter ist es möglich, warmes bzw. heißes Wasser mit leicht verdampfenden nicht in Wasser löslichen Stoffen möglichst geringer Dichte, in geschlossene große Speicher durch Einspritzen in mit Abwärme betriebene Verdampfer oder Einspritzen in das Wasser so unter Druck zu setzen, daß das Wasser entweder über eine Turbine oder in eine höhere Lage gedrückt werden kann.c) Next it is possible to use warm or hot water with easily evaporating Insoluble in water substances as low as possible density, in closed large ones Storage by injection into evaporators operated with waste heat or by injection in the water so pressurized that the water either through a turbine or can be pushed to a higher position.

Im Sonderfall dürfte auch ein unter Druck stehendes System ähnlich arbeiten. Wobei nach geleisteter Arbeit der Druck in ein Kühlsystem abgebaut werden kann und der eingesetzte Stoff im Kreislauf weiter verwendet werden kann. In a special case, a pressurized system is likely to be similar work. When the work is done, the pressure in a cooling system is reduced and the substance used can be reused in the cycle.

Beispiel 1 = Skizze Zu a) und b) sind denkbare Anwendungen wie folgt möglich: Das bei Kraftwerken anfallende Heißwasser läßt sich z.B. mit wenig Energieaufwand durch in Schächten sich befindliche übereinander angebrachte kombinierte Verdampfer-Dampfdruckpumpen so leiten, daß es nach Abgabe eines groBen Teils seines Wärmeinhaltes an der Erdoberfläche abgeleitet werden kann. Der in den Dampfpumpen sich bildende Arbeitsdruck ist abhängig von der Temperatur des Heißwassers und der eingesetzten leicht verdampfenden Flüssigkeit. Nur der sich bildende Dampf leitet durch die benötigte Verdampfungswärme Energie an das Kühlsystem ab. Sonstige Wärmeverluste sind abhängig von der Isolierung der Anlagen. Das Kondensat wird der hochgepumpten Flüssigkeit zugeführt, die in großen von der Luft abgeschlossenen Sammelbecken aufgefangen wird. In unterschiedlicher Reihenfolge können diese Beckeninhalte auf die im Schacht befindlichen Turbinen bzw.Example 1 = sketch A) and b) are possible applications as follows possible: The hot water that occurs in power plants can, for example, be consumed with little energy by means of combined evaporator-vapor pressure pumps located one above the other in shafts conduct so that it releases a large part of its heat content at the surface of the earth can be derived. The working pressure that develops in the steam pumps is dependent of the temperature of the hot water and the easily evaporating used Liquid. Only the steam that is formed conducts energy through the required heat of evaporation to the cooling system. Other heat losses depend on the insulation of the Investments. The condensate is fed to the pumped up liquid, which in large is collected from the air-sealed collecting basin. In different The order in which these basin contents can be applied to the turbines in the shaft respectively.

Flüssigkeitsmotore mit Abfluß zu den Verdampfer-Dampfdruckpumpen geleitet werden.Liquid motors with drainage to the evaporator vapor pressure pumps will.

Beispiel 2 = Skizze Zu c) Weiter ist es möglich, in hintereinander von der Luft abgeschlossenen Becken unter Verwendung von leichtverdampfenden Flüssigkeiten mit Verdampfern oder Einspritzpumpen Heißwasser so unter Druck zu setzen, daß es über Turbinen genutzt werden kann. Wobei z.B. abfließendes heißes Kraftwerkwasser mehrere Druckstufen durchlaufen kann.Example 2 = sketch to c) Further it is possible in a row pools closed from the air using easily evaporating liquids using evaporators or injection pumps to pressurize hot water so that it is can be used via turbines. Whereby e.g. running off hot power plant water can go through several pressure levels.

Beispiel 3 = Skizze Zu c) Ein weiterer Einsatz ist dadurch gegeben, in dem man die Kühlsysteme von Öfen und Maschinen oder Anlagen als Drucksystem auslegt und an Stelle von Wasser leicht verdampfende Flüssigkeiten einsetzt; wobei Temperaturen unter denen des Kochpunktes von Wasser in leicht verdampfende Flüssigkeiten einen Dampfdruck von 5 atü und mehr erzeugen.Example 3 = sketch for c) Another use is given by by designing the cooling systems of ovens and machines or systems as a pressure system and instead of water, easily evaporating liquids are used; being temperatures below those of the boiling point of water in easily evaporating liquids Generate vapor pressure of 5 atmospheres and more.

Mit dem Abzug des Dampfes wird die Wärme, bedingt durch die Verdampfungswärme der Flüssigkeit, aus dem System abgezogen. Dieser kann jedoch zur Energieerzeugung herangezogen werden und nach Entspannung, Abkühlung und Kondensation dem System wieder zugeführt werden. Denkbar ist wiederum die Nutzung über eine direkte Turbine oder über Heißwasser oder anderen Flüssigkeiten als Druckträger auf eine Turbine oder Flüssigkeitsmotor.With the withdrawal of the steam, the heat, due to the evaporation heat of the liquid, withdrawn from the system. However, this can be used to generate energy be used and after relaxation, cooling and condensation the system be fed back. Use via a direct turbine is also conceivable or using hot water or other liquids as a pressure carrier on a turbine or liquid motor.

Im Prinzip kann jede Wärmeerzeugung benutzt werden.In principle, any heat generation can be used.

Claims

"Process for the production of potential energy from waste heat" patent claims: Evaporation of liquids with low heat content and condensation on one higher place for the production of potential energy.

2o The use of waste heat in the evaporation of liquids with low heat content.

3. Use of the self-vapor pressure to transport the to be evaporated boiling liquid from a closed system via an overpressure tube into a higher evaporator.

4, combination of the claims described under 1 - 3.

5. Obtaining potential energy by injecting light evaporating and light liquids, if possible, immiscible with water in Water or hot water or evaporators operated with waste heat in the system to generate pressure.

Use as a means of transport of water to a higher level or to increase the pressure on a running turbine.