DE2826315C3 - Kernreaktoranlage zum Erzeugen von Prozesswärme - Google Patents
Kernreaktoranlage zum Erzeugen von ProzesswärmeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es sind Studien im Gange
mit dem Ziel, die bei über 9000C anfallende Wärme von
gasgekühlten Hochtemperatur-Kernreaktoren zur Durchführung chemischer Prozesse einzusetzen. Sicherheitsgründe
zwingen dazu, das Prozeßmedium durch mindestens einen Wärmeübertrager vom Reaktorkühlgas
zu trennen. Der heutige Stand der Technik erlaubt, Wärmeübertrager für den Temperaturbereich 900 bis
9500C zu bauen, es ergeben sich jedoch Schwierigkeiten
aus dem Umstand, daß die heute bekannten, für so hohe Temperaturen geeigneten Werkstoffe als Legierungsbestandteile Kobalt aufweisen, das durch Neutronenbe-
strahlung im Reaktor aktiviert werden kann. Bei den heutigen Sicherheitsbetrachtungen wird nämlich davon
ausgegangen, daß Korrosionserscheinungen an den mit den Primärkühlmitteln in Berührung stehenden Flächen
nicht völlig ausgeschlossen werden können. Es muß daher damit gerechnet werden, daß bei Verwendung
kobalthaltigen Materials im Primärkreislauf geringste Mengen von kobalthaltigen Korrosionsprodukten mit
dem Kühlgas durch den Reaktor zirkulieren würden, was zur Kontamination des Kühlgases führen müßte.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, das anstehende l'roblem zu lösen, d. h. zur Durchführung chemischer
Prozesse Wärme hoher Temperatur bereitzustellen, wobei Kernreaktorwärme verfügbar ist, die aber
lediglich über Wärmeübertrager, die primärseitig keine
kobalthaltigen Materialien aufweisen, dem Primärkreislauf des Reaktors entnommen werden darf. Erfindungsgemäß
geschieht dies nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1.
Durch die Wärmeübertragung bei tieferer Temperatur und das anschließende Hochpumpen der übertragenen
Wärme tritt anstelle eines thermisch hochbelasteten Wärmeübertragers ein thermisch hochbelasteter Kompressor.
Ein solcher ist leichter ausführbar, da seine mit dem heißen Gas in Berührung kommenden Oberflächen
gekühlt werden können, was beim Wärmeübertrager nicht machbar ist
Ein weiterer Vortei! der Anlage besteht darin, daß die
Temperatur des Sekundärmediums, je nach den angewandten Druckverhältnissen, höher getrieben
werden kann als die des Reaktorkühlgases.
Bei der Anlage nach Anspruch 2 wird durch die Gasturbine im Primärkreislauf mechanische oder
elektrische Energie erzeugt, um — gegebenenfalls unterstützt durch die Energieabgabe einer Expansionsmaschine
— den Kompressor anzutreiben. Durch passende Bemessung der beiden Strömungsmaschinen
im Primärkreislauf kann sodann auf ein besonderes Umwälzgebläse für das Reaktorkühlgas verzichtet
werden.
Durch die Anordnung eines Kühlers im Primärkreislauf gemäß Anspruch 3 kann der Verdichter kleiner
gebaut werden. Der Kühler kann überdies die Funktion eines Notkühlers erfüllen.
Der Rekuperator nach Anspruch 4 bringt eine
Verbesserung der Wärmeausbeute der Anlage, da — bei sonst gleichen Verhältnissen — im Kühler weniger
Wärme abzuführen ist.
Die Maßnahme nach Anspruch 6 gestattet, auf dem Markt befindliche Gasturbinen-Verdichter-Gruppen
einzusetzen.
Der direkte Antrieb nach Anspruch 5 erlaubt die Drehzahl der beiden Strömungsmaschinen unabhängig
von der Netzfrequenz zu wählen.
Anspruch 7 bringt eine zweite Trennung zwischen dem Reaktorkühlgas und dem Prozeßmedium, was aus
Sicherheitsgründen erwünscht sein kann. Er bringt aber auch Vorteile, wenn mindestens eines der Prozeßmedien
in flüssigem Zustand vorliegt.
Die Expansionsmaschine nach Anspruch 8 gestattet, einen erheblichen Teil der zum Antrieb des Kompressors
aufgewendeten Energie zurückzugewinnen.
Ein Sekundärkreiskühler nach Anspruch 9 gestattet auf einen Kühler im Primärkreis zu verzichten, was zu
einer Vereinfachung der im Containment untergebrachten Anlage führen kann.
Mit der Maßnahme nach Anspruch 10 läßt sich die durch den Sekundärkühler ausgekoppelte Wärme mit
hohem Wirkungsgrad nutzen.
Wird gemäß Anspruch 14 das Prozeßmedium als ein Sekundärmedium des Wärmeübertragers verwendet, so
ergeben sich für den anlagemäßigen Aufwand erhebliche Einsparungen.
Durch die Schaltung nach Anspruch 15 wird die im Prozeßgas enthaltene Druckenergie zurückgewonnen.
Durch die zusätzliche Schleife nach Anspruch 11 kann
die Energiebilanz der Strömungsmaschinen optimiert, d. h. die Kühlverluste können minimiert werden.
Die Schaltung nach Anspruch 12 gestattet für die weitere Turbine bzw. den weiteren Verdichter Maschinen
mit kleinen Druckverhältnissen vorzusehen.
Zwischenkühler nach Anspruch 13 ergeben einen besseren Gesamtwärmehaushalt. Die Kühiwärme kann
gegebenenfalls an passenden Stellen der Anlage weiter verwendet werden.
Die Maßnahme nach Anspruch 17 gestattet ohne besonderen Reaktionsraum auszukommen oder diesen
klein zu halten. Die intensive Vermischung des Prozeßmediums im Kompressor fördert die Reaktionsgeschwindigkeit
Nach Anspruch 18 wird durch das Anbringen von to Katalysatoren im Reaktionsraum die Reaktionsgeschwindigkeit
erhöht, so daß der Reaktionsraum klein gehalten werden kann.
Auch durch die Maßnahme nach Anspruch 19 wird die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht.
Nach Anspruch 20 wird durch Kühlung der Strömungsmaschinen mit einem Zweigstrom des darin geführten Mediums gestattet, den wärmebeaufschlagten Flächen einen Kühlgasschleier vorzulegen.
Nach Anspruch 20 wird durch Kühlung der Strömungsmaschinen mit einem Zweigstrom des darin geführten Mediums gestattet, den wärmebeaufschlagten Flächen einen Kühlgasschleier vorzulegen.
Die Erfindung wird nun an mehreren, in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
F i g. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem Hochtemperaturreaktor als Wärmequelle.
Fig. 2 stellt ein vereinfachtes Temperatur-Entropie-Diagramm
dar für die in der Anlage nach F i g. 1 zirkulierenden Gasströme.
Fig. 3 zeigt eine gegenüber Fig. 1 vereinfachte Anlage mit einem Hochtemperaturreaktor.
Fig. 4 stellt eine weitere Anlage dar, mit der zusätzlicher Strom produziert wird.
F i g. 5 zeigt das Schema einer optimierten Anlage mit einem primärseitigen Zweigstrom.
F i g. 6 zeigt eine Anlage, bei der, ausgehend von verhältnismäßig tiefen Temperaturen im Primärkreislauf,
erheblich höhere Prozeßtemperaturen erreicht werden.
Fig. 7 stellt das Schema eines Sekundärkreises mit zwei parallelen Sekundär-Strompfaden im Wärmeübertrager
dar.
Bei der Anlage nach F i g. 1 ist ein Hochtemperaturreaktor 1 mit einer Gasturbine 2, der Primärseite eines
Wärmeübertragers 3, der Primärseite eines Rekuperators 4, einem Kühler 5, einem Verdichter 6 und der
Sekundärseite des Rekuperators 4, in dieser Reihenfolge, zu einem Primär-Gaskreislauf zusammengeschaltet.
Der Wärmeübertrager 3 ist sodann sekundärseitig mit einem Kompressor 10, einem Prozeßwärmeübertrager
11 und einer Expansionsmaschine 12, in dieser Reihenfolge, zu einem Sekundärkreis verbunden. Die
so Turbine 2 und der Kompressor 10 sitzen zusammen mit einer elektrischen Maschine 15, die als Motor oder als
Generator arbeiten kann, auf einer gemeinsamen Welle 16, und analog sind der Verdichter 6 und die
Expansionsmaschine 12 mit einer weiteren elektrischen Maschine 17 mechanisch verbunden.
Im Betrieb der Anlage strömt aus dem Hochtemperaturreaktor 1 Helium von 950°C in die Turbine 2, in der
es unter Arbeitsleistung auf eine Temperatur von 7500C
entspannt wird. Im an die Turbine 2 anschließenden Wärmeübertrager 3 wird das Helium auf 550°C gekühlt;
eine weitere Abkühlung findet sodann im Rekuperator 4 statt auf 150° C. Nach Rückkühlung im Kühler 5 auf etwa
200C erfolgt eine Verdichtung im Verdichter 6, die zu einei Austrittstemperatur von etwa 1100C führt. Im
b5 Rekuperator 4 erfolgt eine weitere Temperaturerhöhung
auf etwa 5000C, worauf im Reaktor das Kühlgas wiederum auf 9500C erhitzt wird. Im Sekundärkreislauf
tritt das Sekundärmedium mit einer Temperatur von
500°C in den Wärmeübertrager 3 ein, verläßt ihn mit einer Temperatur von 700°C um durch Verdichtung im
Kompressor 10 auf 900°C erwärmt zu werden. Mit dieser Temperatur tritt das Sekundärgas in den
Prozeßwärmeübertrager 11, in welchem es auf nicht näher dargestellte Weise Wärme im Intervall
900-600°C an c in Prozeßmedium abgibt. Anschließend wird das Sekundärmedium in der Expansionsmaschine
12 auf die Temperatur von 5000C expandiert, worauf es
in den Wärmeübertrager 3 zurückströmt.
Durch die gewählte Schaltung kann der gesamte Primärkreislauf mit kobaltfreien Werkstoffen ausgeführt
werden. Die das Helium höherer Temperatur führender Teile der Turbine 2 werden dabei auf
konventionelle, nicht näher dargestellte Weise mit Helium tieferer Temperatur oder durch ein Drittmedium
gekühlt.
Im Sekundärkreislauf, der durch den Wärmeübertrager vom Reaktor getrennt ist, ist es zulässig,
Legierungskomponenten anzuwenden, die bei Neutronenbestrahlung aktiviert werden könnten. Der Kompressor
10 läßt sich überdies analog zum Verdichter 6 durch gekühltes Sekundärmedium oder durch ein drittes
Kühlmedium kühlen.
Je nach den Anforderungen des Betriebes lassen sich die Strömungsmaschinen 2, 10, 6, 12 und elektrischen
Maschinen 15, 17 in anderer Art als gezeigt kombinieren. Grundsätzlich läßt sich auch jede Strömungsmaschine
mit einer eigenen elektrischen Maschine kuppeln.
Im Temperatur f7>Enthalpie ^-Diagramm nach
F i g. 2 stellt der ausgezogene, geschlossene Linienzug A—B—C—D—E—F—G—A den Temperatur- und
Enthalpieverlauf des Reaktorkühlgases im Primärkreis dar. A entspricht dabei dem Austrittszustand aus dem
Reaktor. Die Strecke A-B wird in der Turbine 2 zurückgelegt, wobei der Druck vom Niveau p\ auf das
Niveau pi sinkt. Die Strecke B-C entspricht der
Abkühlung im Wärmeübertrager 3, der Abschnitt C-D der Kühlung im Rekuperator 4, der Abschnitt D-E der
Kühlung im Kühler 5. Die Strecke E— F entspricht der Verdichtung im Verdichter 6, der Abschnitt F-G der
Wärmeaufnahmt auf der Sekundärseite des Rekuperators
4 und schließlich der Abschnitt G-A der Wärmeaufnahme im Kernreaktor 1.
Der dick ausgezogene, geschlossene Linienzug H—J—K—L—H entspricht dem Temperatur- und
Enthalpieverlauf im Sekundärkreis. H stellt den Zustand am sekundärseitigen Eintritt des Wärmeübertragers 3
dar. Der Abschnitt H-J entspricht der Wärmeaufnahme im Wärmeübertrager 3. Die Strecke J-K zeigt die
Verdichtung im Kompressor 10, die zu der für die chemische Reaktion nötigen Temperatur (K) führt. Die
Strecke K—L entspricht der Wärmeabgabe im Prozeßwärmeübertrager 11 und L-H stellt schließlich die
Expansion in der Expansionsmaschine 12 dar.
Beim Diagramm nach Fig.2 ist angenommen
worden, am Wärmeübertrager 3 herrsche primär- und sekundärseitig derselbe Druck pi. Obschon das zur
einfachsten Konstruktion des Wärmeübertragers 3 führt, ist diese Bedingung zur Verwirklichung der
Erfindung keineswegs notwendig.
Das Diagramm nach Fig.2 ist für den Fall
gezeichnet daß im Primär- und im Sekundärkreislauf dieselben Mengenströme fließen. Das ist ebenfalls nicht
notwendig. Im Gegenteil kann es vorteilhaft sein, die
Mengenströme stark ungleich zu wählen. Auch können die Druckverhältnisse pi : /J2 und /J3 -. pi primär- bzw.
sekundärseitig anders sein als dargestellt So kann es
zweckmäßig sein, im Sinne des punktiert eingetragenen Linienzuges H'—J'—K'—L'—H' sekundärseitig das
Druckverhältnis (p< : fr) und die umgewälzte Gasmenge
höher zu wählen als primärseitig, um am Prozeßwärmeübertrager
11 die Temperaturspanne von K-L auf
K'—L'zn verkleinern.
Die Anlage nach Fig. 3 ist gegenüber derjenigen
nach Fig. 1 vereinfacht, indem dort im Primärkreislauf weder ein Rekuperator 4 noch ein Kühler 5 vorgesehen
ίο sind. Abhängig von der am Prozeßwärmeübertrager 11
auftretenden Temperaturspanne (K-Z^ ist die Energiebilanz
der vier Strömungsmaschinen 2,6,10,12, die hier
auf einer gemeinsamen Welle sitzen, ausgeglichen, positiv oder negativ. Negativ wird sie, wenn die
Temperaturspanne K—L am Prozeßwärmeübertrager i\ klein ist. In diesem Fall muß über die elektrische
Maschine 19, beispielsweise aus dem Netz, Energie an die Strömungsmaschinen abgegeben werden. Selbstverständlich
können auch bei einer Anlage nach F i g. 3 die Strömungsmaschinen beliebig miteinander und mit als
Motoren und/oder Generatoren laufenden elektrischen Maschinen verbunden werden.
In der Schaltung nach Fig.4 wird bei kleiner Temperaturspanne am Prozeßwärmeübertrager 11 die
Energiebilanz der Strömungsmaschinen 2, 6, 10, 12 verbessert, indem die Temperaturspanne zwischen dem
Austritt aus dem Kompressor 10 und dem Eintritt in die Expansionsmaschine erhöht wird. Dies geschieht durch
einen dem Prozeßwärmeübertrager 11 nachgeschalteten Sekundärkreiskühler 20, der gleichzeitig Dampferzeuger
in einem Dampfkreisprozeß mit einer Dampfturbine 21, einem Kondensator 22 und einer Speisepumpe
23 bildet. Durch diese Schaltung wird nicht nur die Bilanz der Strömungsmaschinen 2,6, 10, 12 verbessert,
sondern überdies durch einen an der Dampfturbine 21 angekuppelten Generator 25 Strom erzeugt, der zum
Ausgleich der Bilanz der Strömungsmaschinen 2, 6, 10 und 12 verwendet werden kann.
Gegenüber der Schaltung nach F i g. 1 hat die Schaltung nach F i g. 4 den Vorteil, daß der den Reaktor
berührende und daher mit höheren Auflagen belastete Primärkreislauf einfacher ist.
Die Anlageschaltung nach F i g. 5 ist von der Anlage nach F i g. 1 abgeleitet. Sie unterscheidet sich von dieser
dadurch, daß an der Turbine 2 eine Niederdruckstufe für einen Teilstrom des Gases vorgesehen ist in welcher
dieser Teilstrom auf etwa jene Temperatur expandiert wird, die am primärseitigen Ausgang des Wärmeübertragers
3 herrscht Der Austrittstutzen der Niederdruck -
5c stufe 30 ist über die Primärseite eines Niederdruckrekuperators
31 und einen Kühler 32 mit einem Vorverdichter 33 verbunden, der das Gas auf das
Druckniveau fördert das am Eingang des Kühlers 5 herrscht Der Austrittstutzen des Vorverdichters 33 ist
sodann mit dem Eintrittstutzen des Kühlers 5 verbunden.
Die Sekundärseite des Niederdnickrekuperators 31
ist parallel zur Sekundärseite des Rekuperators 4 zwischen den Ausgangstutzen des Verdichters 6 und
dem Eingang des Reaktors 1 geschaltet
Die Schaltung nach Fig.5 gewährt bei kleiner
Temperaturspanne am Prozeßwärmeübertrager einen Ausgleich der Energiebilanz der Strömungsmaschinen,
ohne daß ein zusätzlicher Dampfprozeß benötigt würde.
Dabei wird allerdings ein Teil des Reaktorkühlgases am Wärmeübertrager 3 vorbeigeleitet
Die in Fig.6 dargestellte Schaltung ist dann angebracht wenn die Kühlgastemperatur am Austritt
aus dem Reaktor so tief liegt, daß das Gas ohne vorherige Expansion in den Wärmeübertrager 3
eingespeist werden darf. Der Primärkreislauf wird dabei im wesentlichen gebildet durch das Zusammenschalten
des Reaktors 1, der Primärseite des Wärmeübertragers <-,
3 und eines Umwälzgebläses 40.
Da zum Antrieb des Umwälzgebläses 40 und der Strömungsmaschinen 10 und 12 im Sekundärkreislauf
mechanische Energie benötigt wird, kann, wie in F i g. 6 gezeigt, parallel zum Wärmeübertrager 3 und zum m
Umwälzgebläse 40 eine zusätzliche Wärmekraftanlage vorgesehen sein, die eine Gasturbine 45, einen Kühler 46
und einen Verdichter 47 umfaßt, wobei der Verdichter 47 mit der Turbine 45 und einem Generator 48
zusammen auf gleicher Welle sitzen. Die Gasturbinen- r> gruppe 45... 48 kann, so ausgelegt sein, daß ihre
Leistung den Energiebedarf der sekundärseitigen Strömungsmaschinen 10,12 und des Umwälzgebläses 40
deckt.
Je nach den am Kühler 46 auftretenden Temperaturen kann die dort übertragene Wärme, z. B. in einem
nicht gezeichneten Dampfprozeß oder in einem Heiznetz weiterverwendet werden.
In der Anlageschaltung nach Fig. 7 entspricht der Primärkreislauf der bei der Behandlung von Fig. 6 2Ί
besprochenen, einfacheren Variante, wobei die Strömungsmaschinen des Sekundärsystems mit Netzenergie
betrieben werden.
Im Unterschied zu den bisherigen Ausführungsbeispielen
weist hier der Wärmeübertrager 3 sekundärsei- «1 tig zwei parallele Strömungskanäle 50 und 51 auf, die am
Austritt des Wärmeübertragers 3 mit Drosselorganen 52 bzw. 53 versehen sind und hierauf vereinigt zum
Kompressor 10 führen. Zwischen dem Kompressor 10 und der Expansionsmaschine 12 ist ein Reaktionsraum js
13 eingeschaltet, der mit statischen Mischelementen 14 ausgerüstet ist. Diese statischen Mischelemente 14
bestehen aus einer Keramikstruktur, auf deren Oberfläche Katalysatoren aufgebracht sind.
In F i g. 7 ist überdies angedeutet, wie die Kühlung des 4(1
Kompressors und der Expansionsmaschine 12 erfolgen kann. Am Austritt des Reaktionsraumes 13 ist ein
Kühler 55 angeschlossen, dessen Ausgang über ein Hilfsgebläse 56 mit Kühlmediumstutzen 57, 58 des
Kompressors 10, sowie mit einem Kühlmediumstutzen 4s
59 der Expansionsmaschine 12 verbunden ist.
Im Betrieb der Anlage wird jedem der beiden Strömungskanäle 50, 51 eine Reaktionskomponente
zugeführt, wobei mindestens die eine davon gasförmig ist. Durch die Drosselorgane 52, 53 werden die
Mengenströme der beiden Komponenten eingestellt. Nach der Mischung strömen sie in den Kompressor 10,
wo unter dem Einfluß der steigenden Temperatur und der intensiven Durchmischung die chemische Reaktion
eingeleitet wird. Im Reaktionsraum 13 wird sodann unter dem Einfluß der Katalysatoren die Reaktion zu
Ende geführt. Während der Hauptteil der Reaktionsprodukte über die Expansionsmaschine 12 direkt abströmt,
gelangt ein Zweigstrom über den Kühler 55 und den Hilfsverdichter 56, dem gegebenenfalls ein weiterer
Kühler nachgeschaltet sein kann, zu den Kühlstutzen (57, 58 und 59) des Kompressors 10 und der
Expansionsmaschine 12.
Selbstverständlich kann die Vermischung der beiden Komponenten statt vor dem Kompressor 10 auch nach
diesem, bzw. erst innerhalb des Reaktionsraums 13, stattfinden.
Die in den Ausführungsbeispielen jeweils gruppierten Merkmale lassen sich auch in anderen Kombinationen
vereinen.
Der Prozeßwärmeübertrager 11 kann einen beheizten
Reaktionsraum bilden; die Reaktion kann aber auch erst stromunterhalb des Prozeßwärmeübertragers 11
eingeleitet werden.
Zusammenfassung
Hochtemperatur-Kernenergieanlagen eignen sich als Wärmequelle für die Durchführung endothermer,
chemischer Prozesse. Zur Trennung des Reaktorkühlgases und des Prozeßmediums oder eines weiteren,
wärmeübertragenden Mediums ist dabei ein Wärmeübertrager notwendig, der wegen der an ihm auftretenden,
hohen Temperatur Probleme aufwirft.
Nach der Erfindung wird Wärme eines Kernreaktors bei tieferer als Prozeßtemperatur auf ein sekundäres
Gas, gegebenenfalls das Prozeßgas, übertragen und dieses sodann auf die gewünschte Temperatur komprimiert,
wobei die Kompressionsenergie vorzugsweise vom selben Kernreaktor stammt.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (20)
1. Anlage zum Erzeugen von Prozeßwärme mit einem, mindestens einen Kernreaktor und einen
Wärmeübertrager aufweisenden primären Mediumkreislauf, wobei die Bauteile für den primären
Mediumkreislauf mindestens an den von diesem kontaktierten Oberflächen aus kobaltfreien Materialien
bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager (3) sekundärausgangsseitig
mit einem Kompressor (10) verbunden ist, in dem ein im Wärmeübertrager (3) vorgewärmtes, gasförmiges
Sekundärmedium auf die gewünschte Temperatur verdichtet wird.
2. Anlage nach Anspruch 1, wobei der Kernreaktor als gasgekühlter Hochtemperaturreaktor ausgebildet
ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Primärkreislauf in Strömungsrichtung des Gases zwischen
dem Kernreaktor (1) und dem Wärmeübertrager (3) eine Turbine (2) und zwischen dem Wärmeübertrager
(3) und dem Kernreaktor (1) ein Verdichter (6) angeordnet sind.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Primärkreislauf in Strömungsrichtung
des Gases zwischen dem Wärmeübertrager (3) und dem Verdichter (6) ein Kühler (5) vorgesehen ist.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Primärkreislauf in Strömungsrichtung
des Gases zwischen dem Wärmeübertrager (3) und dem Kühler (5) die Primärseite und zwischen dem
Verdichter (6) und dem Reaktor (1) die Sekundärseite eines Rekuperators (4) eingeschaltet sind.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (2)
mechanisch mit dem Kompressor (10) verbunden ist.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (2)
mechanisch mit dem Verdichter (6) verbunden ist.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des
Kompressors (10) ein Prozeßwärmeübertrager (II) angeschlossen ist.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Prozeßwärmeübertragers
(11) mit dem Eingang des Wärmeübertragers (3) durch eine Expansionsmaschine (12) zu einem
geschlossenen Sekundärkreis verbunden ist.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Sekundärkreislauf zwischen dem
Prozeßwärmeübertrager (11) und der Expansionsmaschine (12) ein Sekundärkreiskühler (20) angeordnet
ist (F ig. 4).
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärkreiskühler (20) den
Erhitzer eines besonderen Kreisprozesses, vorzugsweise eines Dampfkreisprozesses (20—23), bildet.
11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß primärseitig — parallel
zum Wärmeübertrager (3) — eine Kühlgas führende Schleife mit einer weiteren Turbine (45),
einem weiteren Kühler (46) und einem weiteren Verdichter (47) angeordnet ist (F i g. 6).
12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die weitere Turbine (45) und/oder der weitere Verdichter (47) der Turbine (2) nach- bzw.
dem Verdichter (6) vorgeschaltet ist.
13. Anlage nach einem der Ansprüche I bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichter (6) und/oder der Kompressor (10) mit Zwischenkühlern
versehen sind (F i g. 5).
14. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager
(3) sekundärseitig mit mindestens einem der am chemischen Prozeß beteiligten Medien beaufschlagt
ist
15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß am Austritt des Kompressors (10) ein
Reaktionsraum (13) und an diesen eine Expansionsmaschine (12) angeschlossen ist (F i g. 7).
16. Anlage nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager (3)
sekundärseitig mindestens zwei getrennte Strompfade (50,51) für am Prozeß teilnehmende Medien, von
denen mindestens eines gasförmig ist, aufweist und daß diese Strompfade (50, 51) spätestens im
Reaktionsraum (13) zusammengeführt sind.
17. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die gasführenden
Innenräume des Kompressors (10) als Reaktionsraum ausgebildet sind.
18. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß im Reaktionsraum (13) Katalysatoren angeordnet sind.
19. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurc.'i gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum
(13) einen statischen Mischer (14) aus vorzugsweise keramischem Material aufweist, der oberflächlich
mindestens einen Katalysator trägt.
20. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die heißes Medium
führenden Innenräume und Schaufeln des Verdichters (6) und des Kompressors (10) durch verdichtetes
und zurückgekühltes Medium derselben Art gekühlt werden.
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