DE3140013C2

DE3140013C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Ausnutzung eines Abdampfes

Info

Publication number: DE3140013C2
Application number: DE19813140013
Authority: DE
Inventors: Paul Dr.-Ing. 5400 Koblenz Franzen
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: GEA Luftkuehlergesellschaft Happel GmbH and Co KG
Priority date: 1981-10-08
Filing date: 1981-10-08
Publication date: 1986-06-19
Also published as: DE3140013A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausnutzung eines Abdampfes mittels eines Wärmetransformators, der unter Verwendung eines Absorbers und eines Austreibers Abwärme mit mittlerer Temperatur teilweise in Nutzwärme mit höherer Temperatur umformt. Zur Verringerung des Apparateaufwandes sind mehrere parallelgeschaltete Absorber vorgesehen, von denen mindestens einer direkt mit einem Verdampfer verbunden ist und ein weiterer seine Absorptionswärme einem Austreiber zuführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausnutzung eines Abdampfes nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches, wie es in der DE-OS 29 51 557 beschrieben ist.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das im Abdampf enthaltene Wärmepotential auf eine möglichst hohe Nutztemperatur zu bringen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Hauptanspruchs aufgezeigten Verfahrensschritte gelöst.

Mit dieser Verfahrensweise wird die Energieausnutzung und das Wärmeverhältnis verbessert, d. h., daß die Wärmetransformation verbessert ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im nachfolgenden näher beschrieben.

Das Beispiel beschreibt einen zweistufigen Wärmetransformator in Kombination mit einer Kraftwerksturbine, der sich wegen der geringen Temperaturverluste innerhalb des Prozesses und wegen der rationellen Apparatekombination auch für die Verwertung großer Abdampfmengen aus Kraftwerken vorteilhaft einsetzen läßt, deren Temperatur nur eine mäßige Differenz zur Umgebungstemperatur aufweist. Nach der Figur wird der Turbinendampf über eine Abdampfleitung 14 mit Abzweigleitungen 15 und 16 direkt in die Absorber 3 und 6 geleitet, die einmal mit einem Verdampfer 4 zu einer Absorber-Verdampfer-Einheit 2 und zum anderen mit einem Austreiber 7 zu einer Absorber-Auslreiber-Einheit 5 integriert sind. Der Abdampf wird in der Absorberstufe 3 von einem Mehrstoffgemisch absorbiert, das Wasser als flüchtige Komponente enthält. Das an sich bekannte Mehrstoffgemisch zirkuliert über eine Vorlaufleitung 18 und eine Rücklaufleitung 19. Die Einheiten 2 und 5 sind beispielsweise als Röhrenapparate ausgeführt, deren Mantelräume die Funktion eines Austreibers 7 und eines Verdampfers 4 übernehmen, während die Absorption des Wasserdampfes in den Rohr-

bündeln der Absorber 3 und 6 stattfindet Die Absorptionswärme wird also zur direkten Beheizung (ohne Zwischenwärmeübertrager) eines an sich bekannten Wärmetransformators benutzt

Der in den Absorbern 3 und 6 absorbierte Abdampf wird in einem Austreiber 8, der mit einem Teil des Turbinenabdampfes über eine Abzweigleitung 17 beheizt wird, über eine Leitung 20 wieder ausgetrieben, in einen Kondensator 12 bei niedrigerer Temperatur verflüssigt und zusammen mit dem aus dem Austreiber 8 über eine Leitung 21 kommenden Kondensat mittels der Leitung 22 zum nicht dargestellten Heizkessel des Kraftwerksprozesses zugeführt

Den beiden integrierten Einheiten 2 und 5 ist ein weiterer Absorber 9 zugeordnet, der einerseits über eine Dampfleitung 23 an den Verdampferteil 4 der Einheit 2 und andererseits an eine Vor- 24 und eine Rücklaufleitung 25 angeschlossen ist Die Leitung 25 ist durch einen Wärmetauscher 11 geführt, die sodann über eine Drossel 26 in den Austreiber-Teil 7 der Einheit 5 geführt ist Von dem Teil 7 geht eine zweite ebenfalls mit einem an sich bekannten Mehrstoffgemisch gefüllte Leitung 27 mit Pumpe 28 aus, die einerseits am Wärmetauscher 11 angeschlossen ist und andererseits ihre Weiterführung in der Leitung 24 zum Absorber 9 findet Aus dem Absorberteil 6 führt eine Leitung 29, die in die Leitung 18 einmündet, die wiederum in einen Wärmetauscher 10 mündet. Am anderen Ende des Wärmetauschers 10 ist eine Leitung 31 angeschlossen, die über eine Drossel 32 an den Austreiber 8 angeschlossen ist Hier ist eine zweite Leitung 30 mit Pumpe 33 angeschlossen, die durch den Wärmetauscher 10 geführt und sodann in den Absorber 6 der Einheit 5 eingeführt ist. Von der Leitung 30 ist hinter dem Wärmetauscher 10 die Leitung 19 zum Absorberteil 3 abgezweigt. Am Austreiber 7 der Einheit 5 ist eine Brüdenleitung 34 angeschlossen, die zu einem weiteren Kondensator 13 geführt ist Die von hier abgehende Kondensatleitung 35 mit Pumpe 36 ist in den Verdampferteil 4 der Einheit 2 geführt. Die beiden Kondensatoren 12 und 13 sind jeweils mit einem Wärmetauscher 37 und 38 versehen, die wiederum mittels einer Leitung 39 verbunden sind. Vom Wärmetauscher 38 geht eine Kühlmediumleitung 40 aus. Eine Leitung 41 mit Pumpe 42 ist in den Absorber 9 geführt, von dem eine Leitung 43 abgeht. Die Leitung 21 kann mit der Leitung 41 in Verbindung gebracht werden.

Die Absorber 3 und 6 der Austreiber 8 und der Kondensator 12 sind als Niederdruckapparate ausgebildet. Wogegen der Verdampfer 4, der Austreiber 7, der Absorber 9 und der Kondensator 13 als Hochdruckapparate ausgebildet sind.

Mit der beschriebenen Anordnung können im Absorber 9 bei einer Umgebungstemperatur von 285 K (12°C) ca. 16 bis 20% der im Abdampf enthaltenen Kondensationswärme bei folgenden Nutztemperaturen zurückgewonnen werden:

Beträgt die die Turbine 1 verlassende Abdampftemperatur 318 K (45°C), so erreicht man eine Nutztemperatur von 358 K (85°C). Bei einer Abdampftemperatur von 323 K (50°C) erhält man eine Nutztemperatur von 378 K (105⁰C) und bei einer Abdampftemperatur von 328 K (55°C) beträgt die Nutztemperatur 405 K (132"C).

In der Kombination Kraftwerk mit Wärmetransformator erhält man ein Heizkraftwerk mit den Vorteilen eines reinen Kondensatior.skraftwerkes, wobei der Wärmetransformator wegen seines elastischen Betriebsverhaltens wie ein Puffer gegen schwankende Umgebungstemperaturen und schwankende Wärmeabnahmen arbeitet

Die erfindungsgemäße Anlage nach dem Ausführungsbeispiel wird mit unterschiedlichen MehrstoffgemiscLen, d. h. mit Kreisläufen mit unterschiedlichen Mehrstoffgemischen in den beiden Stufen betrieben. Die erste Stufe wird durch die Teile 3,6,8 und 10,12 und die zweite Stufe durch die Teile 4, 7,9 und 11,13 gebildet

Die Anlage kann auch mit einem einheitlichen Mehrstoffgemisch betrieben werden. In diesem Falle können die beiden Kondensatoren 12 und 13 zu einem Apparat zusammengefaßt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ausnutzung eines Abdampfes, der einem Absorber zugeführt wird, in dem sich ein Mehrstoffgemisch befindet, das diesen unter Wärmeentwicklung vollständig absorbiert, wobei der Absorber über einen geschlossenen Mehrstoffgemisch-Pumpenkreislauf, der einen inneren Wärmeaustausch aufweist, mit einem Austreiber verbunden ist, der kontinuierlich oder diskontinuierlich durch Ausdampfung der absorbierten Komponente regeneriert und sowohl innerhalb des Absorbers als auch innerhalb des Austreibers ein gesonderter Wärmeaustauschprozeß durchgeführt wird, v/obei der Abdampf teilweise in den Absorber und teilweise in den Wärmetauschprozeß des Austreibers geführt wird, und daß der Absorber bei einem höheren Druck als der Austreiber betrieben wird, und daß die den Austreiber verlassenden Dämpfe bei niedrigerer Temperatur kondensiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere vom Abdampf beaufschlagte Absorber parallel geschaltet sind, von denen mindestens einer seine Absorptionswärme direkt einem Verdampfungsvorgang und mindestens ein weiterer Absorber seine Absorptionswärme direkt einem zusätzlichen Austreibervorgang zuführt, wobei die dem zusätzlichen Austreibervorgang zugeführte Wärme zur Aufkonzentrierung eines zusätzlichen Mehrstoffgemisches benutzt und dieses einem weiteren Absorber zugeführt wird, dem der Dampf zugeleitet wird, der bei der Flüssigkeitsverdampfung innerhalb des Absorber-Verdampfer-Vorganges entsteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im zusätzlichen Mehrstoffgemisch-Kreislauf ein Wärmeaustausch stattfindet.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Absorber/Austreiber-Vorgang gegenüber dem ersten Absorber/Verdampfer-Vorgang mit unterschiedlichem Druck betrieben wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Absorber-Verdampfer-Vorgang und dem Absorber-Austreiber-Vorgang nachgeschaltete Austreiber-Vorgang mit Niederdruck betrieben wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, bestehend aus einer Anlage, deren Abdampfleitung in einen Absorber geführt wird, der über eine Kreislaufleitung mit einem Austreiber verbunden ist, und die Kreislaufleitung in Strömungsrichtung des mit einem inneren Wärmeaustauscher versehenen Mehrstoff gemisches gesehen hinter dem Austreiber eine Pumpe und hinter dem Absorber eine Drossel aufweisen, und die Abdampfleitung mehrere Abzweigungen aufweist, von denen eine in den Absorber und die andere in den Austreiber geführt ist und der Austreiber mit einem Kondensator verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Absorber (3) ein Absorber (6) parallel geschaltet ist, in den eine weitere Zweigleitung (16) geführt ist, wobei der erste Absorber (3) mit einem Verdampfer (4) und der zweite Absorber (6) mit einem Austreiber (7) jeweils auf der Wärmeseite zu einer Einheit (2,5) integriert wird, wobei an die Austreiberstufe (7) der integrierten Absorber-Austreiber-Einheit (5) die Kreislaufleitungen (27, 24,

25) des zusätzlichen Mehrstoffgemisches angeschlossen sind, die einem weiteren Absorber (9) zugeordnet sind, und daß an diesen Absorber (9) eine Dampfleitung (23) angeschlossen ist, die von der Verdampferstufe (4) der integrierten Absorber-Verdampfer-Einheit (2) ausgeht, und der zusätzliche Austreiber (7) über eine Brüdenleitung (34) mit einem Kondensator (13) verbunden ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kreislauf des zusätzlichen Mehrstoffgemisches ein Wärmeaustauscher (11) geschaltet ist

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrstoffgemisch-Kreisläufe (18,19,29,30 und 31) parallel oder hintereinander geschaltet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatleitung (35) des Kondensators (13) in die Verdampferstufe (4) der integrierten Absorber-Verdampfer-Einheit (2) eingeführt ist

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (21) des Austreibers (8) über eine Leitung (41) mit Pumpe (42) in den gesonderten Absorber (9) geführt ist.