DE2944590A1 - Verfahren und anlage zur umwandlung von thermischer energie in heissen gasen, vorzugsweise abgasen von waermekraftmaschinen in kimetische bzw. mechanische energie durch ein abgas-dampfturbinen-triebwerk - Google Patents

Description

• Verfahren und Anlage zur Um-
• wandlung von thercischer Energie in heißen Gasen, vorzugsweise Abgasen von Wärmekraftmaschinen in kinetische bzw. mechanische Energie durch ein Abgas-Dampfturbinen-TrieDwerk.
• Alle benannten Wärmekraftmaschinen - gemeint sind Kolbenmotoren oder Strömungstriebwerke - können nur zu einem geringen Teil die eingesetzten Kraftstoffe verwerten. 60 - oG % der Kraftstoffe weizen als Wärmeverlust an Kühlung und Abgasen verloren. Die Abgastemperaturen sind im Einzelfall verschieden und schwanken zwischen 300° und 650°' sind aber manchmal noch höher. Das Abgas-Dampfturbinen-Triebwerk wirkt diesem FEngel durch Verwertung der thermischen Energie in den Abgasen entgegen.
• Das Abgas-Dampfturbinen-Triebwerk ist in seinem Aufbau einer offenen Gasturbine oder einem Turbinen-Luftstrahl-Triebwer} fast gleich, die Funktion aber eine ganz andere: Die Abgase einer Wärmekraftmaschine, welche noch hohe thermische und einen Rest kinetischer Energie beinhalten, werden direkt über einen Einlauf einem hochwärmebeständigen Verdichter, der von der Turbine angetrieben wird, zugeführt, komprimiert und in eine oder mehrere Verdampfungskammern (bei Gasturbinen-Brennkammern) eingedrückt. In der Verdampfungskammer sind ein oder mehrere Verdampfer angebracht, je nach Bauart und Größe des Triebwerkes. Die Verdampfer können in Form und Material freigewählt werden, sie müssen nur zwei Bedingungen erfüllen: eine große Cherfluclle haben, um eine gute Verdampfung zu erzielen und sie müssen hohe Standzeiten gewährleisten.
• Diese Verdampfer werden durch die heißen komprimierten Gase umströmt und somit stark erhitzt. Auf oder in diese Verdampfer wird nun kontinuierlich oder disXontinuierlich siedendes wasser mit Speisewasserqualität unter Druck durch eine oder mehrere Düsen gespritzt. Durch die Wasserverdampfung wird ein starter anstieg erzeugt. Das Abgas-Dampfgemisch ist ein energiereiches, strömendes Medium, welches nun die Turbine antreibt. Ein kleiner eil der entstehenden mechanischen Energie wird für den Antrieb des Verdichters verbraucht. Der größere Teil steht für mechanische Arneit zur Verfügung (Stromerzeugung etc.) Nach geleisteter Arbeit wird das Abgas-Dampfgemisch kondensiert, die bgase an die Luft entlassen, ds Kondensat aufbereitet und wiederverwendet.
• Bei Wärmekraftmaschinen, deren Abgase temperaturmäßig zu tief liegen, ist eine Zwischenaufheizung durch eine Art t:achbrennverfa1ren zweckmäßig, da in den Abgasen noch genügend Restsauerstoff vorhanden ist. Eine höhere Abgastemperatur ergibt eine höhere Dampferzeugung und damit einen bedeutend besseren Wirkungsgrad.
• Es ist zweckmäßig, das Abgas-Dampfturbinen-Triebwerk bei Neuanlagen sofort als Doppelaggregat, in Verbindung nit einer anderen Wärmekraftmaschine zu bauen, da hierdurch der Wirkungsgrad des Doppelaggregates erheblich erhöht wird. Auch das Nachrüsten einer bestehenden Anlage bringt eine bessere Energiebilanz.

Claims (8)

1. A n s p r ü c h e 1.) Verfahren zur Nutzung von Gasen, vorzugsweise Abgasen von Wärmekraftmaschinen, die noch mit hoher thermischer Energie beladen sind, d a d u r c h g e X e n n z e i c h n e t, daß diese heißen Gase bzw. Abgase durch eie Strömungsmaschine gezogen werden, wo ihre thermische Energie direkt in einer Verdampfungskammer über Verdampfer zum Verdampfen von Wasser genutzt wird, und das entstehende Abgasdampfgemisch seine entstandene kinetische Energie in einer Turbine in mechanische Energie umsetzt.
2. 2.) Verfahren nach Anspruch 1) dadurch geennzeichnet, daß die heißen Gase bzw. Abgase, welche noch hohe thermisch und einen Rest kinetischer Energie haben, in einem hochwärmebeständigen Verdichter nachverdichtet und einer oder mehreren Verdampfungskammern zugeführt werden.
3. 3.) Verfahren nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß in einer oder mehreren Verdampfungskammern sich ein oder mehrere Verdampfer befinden, welche sich durch große Oberflächen bzw. lange Stanzzeiten auszeichnen.
4. 4.) Verfahren nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Verdampfer durch die heißen komprimierten Gase umströmt und stark erhitzt werden.
5. 5.Verfahren nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß in den oder die Verdampfer siedendes Wasser mit Speisewasserqualität unter Druck durch eine oder mehrere Düsen eingespritzt wira.
6. 6.) Verfahren nach Anspruch 1) ooer Anspruch 5) dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verdampfer die hohe thermische Energie in kinetische rnergie umgewandelt wird.
7. 7.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die entstandene kinetische Energie zum Antrieb einer Turbine verwandt wird, um mechanische Energie zu erzeugen.
8. 8.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daß die heißen Gase bzw. Abgase einer Wärmekraftmaschine ihre thermische Energie über kinetische Energie in mechanische Energie umwandelt, dadurch gehennzeichnet, daß diese Strömungsmaschine mit einem hochwärmefesten Verdichter ausgerüstet ist. Hinter dem Verdichter ein oder mehrere Verdampfungskammern vorhanden sind, in welcher oder welchen ein oder mehrere Verdampfer zum Verdampfen von siedendem Wasser angebracht sind. Daß diese Verdampfer durch Verdampfen von Wasser zur Umwandlung von thermischer Energie zu kinetischer Energie vorhanden sind.

   Daß weiterhin das Abgas-Dampfgemisch mit seiner kinetischen Energie einer in der Strörnungsmaschine angebrachten Turbine zugeführt wird, um die kinetische Energie in mechanische Energie umzusetzen, wobei ein Teil der mechanischen Energie zum Antrieb des Verdicllters benutzt wird.