DE4015104A1

DE4015104A1 - Kombinierte waermekraftanlage

Info

Publication number: DE4015104A1
Application number: DE4015104A
Authority: DE
Inventors: Edmond Ing Grad Tuttass
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-05-11
Filing date: 1990-05-11
Publication date: 1990-11-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmekraftanlage aus teils hintereinander geschalteten Wärmekraftmaschinen, die ihre nutzbare Abwärme auf eine der jeweils kombinierten anderen Kraftmaschinen übertragen, wobei die vorgeschaltete Wärmekraftmaschine bei der Ausgestaltung als Verbrennungs kraftmaschine ihr Abgas als Druckgas für die nachfolgende Wärmkraft maschine liefert und hierzu einen Verdichter treibt und das Abgas der nachfolgenden mittleren Wärmekraftmaschine die Einsatzwärme auf eine Dampfkraftanlage überträgt.

Die kombinierte Wärmekraftanlage ist vorzugsweise anwendbar zur Elek trizitätserzeugung, aber auch als Antrieb für Arbeitsmaschinen und Fahr zeuge.

Die Erfindung erlaubt gegenüber dem Stand der Technik eine bessere Pri märenergienutzung, wobei der höhere thermische Wirkungsgrad die Schad stoff- und Kohlendioxid-Emissionen absenkt und eine wirtschaftlichere Stromerzeugung ermöglicht.

Stand der Technik sind noch überwiegend Dampfkraftwerke mit thermischen Wirkungsgraden um 40% sowie zunehmend, teils noch in der Entwicklung, kombinierte oder Gas- und Dampfkraftwerke mit Wirkungsgraden um 50%. Vorschläge und Ideen, in den vorgeschalteten Gasturbinen der GUD-Kraft werke die Expansion mehrstufig mit Zwischenerhitzungen zu betreiben und damit die thermischen Wirkungsgrade weiter bis knapp 60% zu erhöhen, werden bisher von der Industrie abgelehnt, insb. weil der Aufwand für die zusätzlichen Wärmetauscher sehr groß ist.

Andererseits ist es aber insb. aus ökologischen Gründen (Treibhauseffekt) dringend notwendig, die Primärenergie effizienter zu nutzen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei weniger hohem tech nischem Aufwand in den Kraftwerken höhere thermische Wirkungsgrade zu erzielen.

Die Hauptaufgabe, der effizienteren Primärenergie-Nutzung, wird dadurch gelöst, daß über teils hintereinander-geschalteten Wärmekraftmaschinen die nutzbare Abwärme der Einzel-Wärmekraftmaschine auf eine der jeweils kombinierten anderen Wärmekraftmaschinen übertragen wird, wobei die vor geschaltete Wärmekraftmaschine bei der Ausführung als Verbrennungskraft maschine ihr Abgas als Druckgas für die mittlere Wärmekraftmaschine lie fert und hierzu einen Verdichter treibt und das Abgas der mittleren Wärmekraftmaschine die Einsatzwärme für die dritte Wärmekraftmaschine liefert, die als Dampfkraftanlage ausgebildet ist. Dabei wird das Problem des geringeren notwendigen Aufwandes für die Wärmetauscher einerseits dadurch gelöst, daß die vorgeschaltete Wärmekraftanlage lediglich Druck gas erzeugt, das auch bei mäßig hoher Temperatur und Restwärmenutzung in der Dampfkraftanlage noch sehr gute thermische Gesamtwirkungsgrade der kombinierten Wärmekraftanlage von ca. 60% erzielt. Höhere Temperaturen durch Nacherhitzung, der Einsatz von Wärmetauschern und die gestufte Ex pansion mit Zwischenerhitzung in der mittleren Wärmekraftanlage steigern darüber hinaus den thermischen Wirkungsgrad bis maximal ca. 70%. Damit ist auch die ökologische Aufgabe, der Emissionsminderung gelöst. Der Kohlen dioxid- und Schadstoff-Ausstoß sinkt gegenüber den Dampfkraftanlagen auf etwa die Hälfte und gegenüber den GUD-Anlagen um etwa ¹/₄. Der Aufwand für die Abwärmeableitung, z. B. über Kühltürme und Flußkühlung sinkt ebenfalls entsprechend.

Die Ansprüche 1 bis 10 kennzeichnen folgendes:

Der Anspruch 1 kennzeichnet die wesentlichen Merkmale der Erfindung und das Ausführungsbeispiel für die einfachste Gestaltung.

Die Ansprüche 2 bis 5 kennzeichnen die mögliche Ausgestaltung der Kraft maschineneinheit aus der Wärmekraftmaschine (1) und dem zugehörigen Ver dichter (2).

Die Ansprüche 6 und 7 kennzeichnen die Ausgestaltung der nachgeschal teten, mittleren Wärmekraftanlage.

Die Ansprüche 8 bis 10 zeigen mögliche weitere Gestaltungen der gesamten kombinierten Wärmekraftanlage.

Die Erfindung bringt neben den genannten Vorteilen weitere ökonomische und ökologische Verbesserungen. Der hohe thermische Wirkungsgrad senkt den Anteil der Brennstoffkosten innerhalb des Strompreises. Elektrische Ener gie aus fossiler Primärenergie wird billiger als der Atomstrom. Somit sinkt bei ersatzweiser Anwendung der Erfindung das Gefahrenpotential der nuklearen Energieerzeugung und das Entsorgungsproblem verstrahlten Mate rials. Der große Nachholbedarf an Endenergie außerhalb der Industrieländer kann wirtschaftlich abgedeckt werden. Die Weltenergievorräte sind über den höheren Wirkungsgrad ihrer Nutzung zeitlich streckbar und schaffen weitere Zeiträume für die Nutzbarmachung von Alternativ- und erneuerbarer Energien. Der Treibhauseffekt wird durch die geringeren CO₂-Emissionen gebremst.

Beschreibung

Fig. 1 zeigt den Aufbau und die Wirkungsweise der Erfindung.

Der Verdichter (2) saugt vorzugsweise äußere Luft (6) an und verdichtet diese, z. B. auf 5 bar. Die verdichtete Luft dient vorzugsweise als Ladeluft für eine Wärmekraftmaschine (1), z. B. Otto- oder Dieselmotor (Fig. 4) (33) oder eine Gasturbine (11) (12). Die starke Vorverdichtung (2) bewirkt, daß das Abgas (8) aus der Wärmekraftmaschine (1) in einer zweiten Expansionsma schine (3) weitere Expansionskraft liefert. Besonders einfach und wirt schaftlich darstellbar sind die vorgeschaltete Wärmekraftmaschine (1) mit dem Verdichter (2) in Form des bekannten Freikolbenverdichters (16), der eine Verbrennungskraftmaschine mit integriertem Verdichter dar stellt.

Die Expansionskraft in dem nachgeschaltetem Motor (3) oder der Turbine (3) ist etwa proportional der absoluten Eintrittstemperatur des Druck gases. Daher wird ein größerer Energiegewinn erzielt, wenn das heiße Druckgas (8) vor Eintritt in die Expansionsmaschine (3) in einem Brenn raum (20) oder in einem Heizkessel (21) nachgeheizt wird (Fig. 14), z. B. von 5 bar, 500°C auf 5 bar, 800°C.

Nach der Expansion verläßt das Gas die Expansionsmaschine (3) ohne vor laufende Nacherhitzung (20) (21) mit beispielsweise 260°C (Fig. 1) und mit etwa 450°C mit Nacherhitzung (Fig. 14) um anschließend in dem Überhitzer, Verdampfer (4) der Dampfkraftanlage die restliche nutzbare Abwärme zu übertragen.

In der einfachen Ausführung der Erfindung nach Fig. 1 werden thermische Wirkungsgrade von max. 60%, mit der Zwischenerhitzung (20) (21) sind über 60% erreichbar. Weitere Wirkungsgradverbesserungen sind durch gestufte Expansion mit zusätzlichen Zwischenerhitzungen (Fig. 10, Fig. 11) und durch Abwärmerückführung (22) möglich. Der Aufwand für die hierzu notwendigen Wärmetauscher (22) wird stark reduziert durch den halbgeschlossenen oder geschlossenen Umlauf des Druckgases (Fig. 12, 13, 16). Bei einem Ar beitsdruck von beispielsweise 28/7 bar anstelle von 4/1 bar ist der Aufwand für die Wärmetauscher (22) beispielsweise ca. 5mal kleiner.

Weitere Vorteile des höheren Arbeitsdruckes sind die höhere Leistungs dichte der Expansionsmaschine (3) und der große regelbare Leistungsbe reich bei unterschiedlichem Arbeitsdruck.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen in Ausführungs beispielen dargestellt und erläutert.

Ausführungsbeispiele

Fig. 1 einfache Grundausführung der Erfindung

Fig. 2 Wärmekraftmaschine (1) als Gasturbine

Fig. 3 Wärmekraftmaschine (1) als Dampfkraftanlage

Fig. 4 Wärmekraftmaschine (1) als Otto- oder Dieselmotor

Fig. 5 Wärmekraftmaschine (1) und Verdichter (2) als Freikolbenverdichter

Fig. 6 Wärmekraftmaschine (1) für Festbrennstoffe als Heißgasturbine

Fig. 7 Nacherhitzung durch einen Brennraum (20)

Fig. 8 Nacherhitzung durch einen Brennraum (20) und Wärmerückgewinnung über einen Wärmetauscher (22)

Fig. 9 Nacherhitzung über einen Heizkessel/Wärmetauscher (21) und Luft vorwärmung (18)

Fig. 10 Zweistufige Expansion mit Zwischenerhitzung in einem Brennraum

Fig. 11 Zweistufige Expansion mit Zwischenerhitzung in einem Heizkessel/ Wärmetauscher (21) (28)

Fig. 12 Wärmekraftanlage im halbgeschlossenen Gasumlauf

Fig. 13 Wärmekraftanlage im geschlossenen Gasumlauf für Festbrennstoff

Fig. 14 Wärmekraftanlage im Grundausführung mit Nacherhitzung (20)

Fig. 15 Wärmekraftanlage mit Nach- und Zwischenerhitzung (25)

Fig. 16 Wärmekraftanlage im geschlossenen Umlauf für Festbrennstoff mit Nach- und Zwischenerhitzung (21), gestufte Expansion (3) (26)

Die Fig. 1 kennzeichnet die einfache Grundausführung der Erfindung, bestehend aus der vorgeschalteten Wärmekraftmaschine (1), dem Verdich ter (2), der Expansionsmaschine (3) und der Dampfkraftanlage (5) und zu gehörigen Leitungen und sonstigen Einrichtungen.

Als Wärmekraftmaschinen (1) sind einsetzbar: Gasturbine (Fig. 2), Dampfkraftanlagen (Fig. 3), Verbrennungskraftmaschinen (Fig. 4), Frei kolbenverdichter (Fig. 5) oder Heißgasmotoren (Fig. 6). Als Ausführungs beispiel einer einfachen kombinierten Wärmekraftanlage nach Fig. 1 mit einem Freikolbenverdichter (16) nach Fig. 5 sind folgende thermo dynamischen Werte erzielbar:

Frischluftansaugung (6) mit 25°C und 1 bar, Verdichtung in dem Frei kolbenverdichter (1) (2) (16) auf 5 bar und 500°C Druckgastemperatur in der Heißdruckgasleitung (8). Für den dieselbetriebenen Freikolben verdichter sind im Dieselteil mit 41,6% und im Verdichterteil mit 86% thermischer Wirkungsgrad insg. 548 kJ/kg Gas Einsatzwärme einzu bringen. Das Gas expandiert in der Turbine (3) von 5 bar auf 1 bar und von 500°C auf 260°C und liefert mit 89% Wirkungsgrad der Turbine 322 kJ/kg Gas Nutzarbeit in die Turbinenwelle. Das Abgas aus der Gas leitung (9) liefert über die Verdampfer/Überhitzer (4) in die Dampfkraft anlage (5) noch 230 kJ/kg Abgas Einsatzwärme, wovon rd. 59 kJ in Nutz arbeit in der Dampfturbine umgesetzt werden. Der thermische Wirkungs grad dieser einfachen kombinierten Wärmekraftanlage, ohne Nacherhit zung und ohne internen Wärmetausch (ohne Wärmetauscher) bei nur 500°C Turbineneintritt des Heißgases erreicht bereits rd. 59%. Mit den zu sätzlichen Maßnahmen nach Fig. 7 bis 11 sind max. bis 70% ther mischer Wirkungsgrad erzielbar.

Die Fig. 2 kennzeichnet die Wärmekraftmaschine (1) in der Ausführung als Gasturbine (11) (12), die den vorgeschalteten Verdichter (2) treibt. Derartige Anlagen benötigen höhere Vorverdichtungen als bei Frei kolben- (16) oder verbrennungsmotorgetriebenen (33) Verdichtern, etwa ab 6 bar. Das so verdichtete Gas wird in dem Brennraum (11) möglichst hoch erhitzt, z. B. auf 1100°C. Es expandiert in der Heißgasturbine (12) und liefert die notwendige Verdichterarbeit für den Verdichter (2). Es tritt mit Restüberdruck in die Heißdruckgasleitung (8) und wird gemäß Fig. 14 in einem Brenner (20) nacherhitzt, ehe es im restlichen Druckgefälle in der Heißgasturbine (3) expandiert und Nutzarbeit lie fert. Die Abwärme dient über die Verdampfer/Überhitzer (4) als Ein satzwärme für eine Dampfkraftanlage. Es sind thermische Wirkungs grade von 55 bis 60% erzielbar.

Die Fig. 3 kennzeichnet ein Ausführungsbeispiel der Wärmekraftanlage (1) als Dampfkraftanlage (5). Die vorzuschaltende Verbrennungskraftan lage entfällt. Diese Ausführung der Doppelfunktion der Dampfkraftan lage (5) gleichzeitig als Wärmekraftanlage (1) ist vorteilhaft, wenn ausschließlich Festbrennstoff eingesetzt wird, wie nach Fig. 13 und nach Fig. 16 noch näher zu erläutern.

Fig. 4 zeigt die Wärmekraftanlage (1) als Verbrennungskraftanlage (33), z. B. als Otto- oder Dieselmotor und für den Einsatz von Gas oder Flüssigbrennstoff. Die thermodynamischen Werte sind beispielsweise wie für Fig. 1 bzw. für den Freikolbenverdichter erläutert, wählbar. Der Verdichter (2) wirkt als druckstarker Lader der Verbrennungs kraftmaschine (33). Diese Verbrennungskraftmaschine wiederum expan diert das Heißgas nur auf einen noch hohen Restdruck, vorzugsweise über 5 bar, das über die Druckgasleitung (8) direkt der Expansions maschine (3) zugeführt wird. Einschließlich der Abwärmenutzung in der Dampfkraftanlage (5) werden thermische Wirkungsgrade von ca. 58% er reicht. Mit zusätzlicher Zwischenerhitzung in dem Brennraum (20) nach Fig. 14 sind ca. 62%, bei höherer Erhitzung mit Wärmetauscher nach Fig. 10 sind 65% bis max. 70% thermischer Wirkungsgrad erzielbar.

Fig. 5 kennzeichnet den Einsatz des Freikolbenverdichters als Wärme kraftanlage (1) mit Verdichter (2) wie bereits beschrieben, bzw. mit höheren Wirkungsgraden mit den zusätzlichen Einrichtungen nach Fig. 14 und Fig. 10 und den Erläuterungen nach Fig. 4.

Fig. 6 zeigt eine Ausführung der Wärmekraftanlage (1) als Heißgasmotor (12) (17) (18), vorzugsweise für den Einsatz fester Brennstoffe in dem Heizkessel (17), wobei das Abgas aus dem Heizkessel (17) die Verbrennungs luft in dem Luftvorwärmer (18) vorerhitzt. Die übrige Ausführung und An wendung entspricht den Beschreibungen nach Fig. 2. Anstelle von Heiß gas wird die Turbine (12) mit Heißluft betrieben. Anstelle der direkten Verbrennung in den Brennräumen werden Heizkessel nach Fig. 9 und Fig. 11 benutzt (21) (28). Die Turbinenschaufel werden nur mit sauberer Luft beaufschlagt.

Fig. 7 kennzeichnet die Nacherhitzung des Druckgases aus der Wärme kraftmaschine (1) im Zuge der Heißdruckgasleitungen (8) durch direkte Verbrennung in dem Brennraum (20) mittels Gas oder Flüssigbrennstoffe.

Aus Fig. 8 ist ersichtlich, wie bei hohen Abgastemperaturen, z. B. über 400°C, aus der Expansionsmaschine (3) mit Hilfe des zusätzlichen Wärme tauschers (22) Abwärme in das Druckgas (8) zurückgeführt wird.

Fig. 9 zeigt alternativ zu Fig. 7 und entsprechend der Fig. 6 die Wärme eingabe aus vorzugsweise festen Brennstoffen über Heizkessel (21) und der Heizluftvorwärmung (18). Die Turbine (3) und der Verdichter (2) ar beiten mit sauberer Druckluft oder einem anderen vorteilhaften Gas mit hohen Standzeiten.

Fig. 10 kennzeichnet die erwähnte zweistufige Expansion mit Zwischener hitzung und hohen Wirkungsgraden. Das teilexpandierte Gas aus der Expan sionsmaschine (3) wird in dem Brennraum (25) nochmals nacherhitzt, ehe es in dem zweiten Heißgasmotor (26) oder Turbine (26) restexpandiert.

Aus Fig. 11 ist entsprechend ersichtlich, wie vorzugsweise bei Einsatz von Festbrennstoffen das Gas über Heizkessel (21) (28) nach- und zwischen erhitzt wird.

Fig. 12 zeigt das Beispiel der Gesamt-Wärmekraftanlage im halbgeschlos senen Gasumlauf in einer einfachen Ausführung, ohne internem Wärme tausch bei großer Leistungsdichte und großem wirtschaftlichem Leistungs bereich der Expansionsmaschine (3). Ein Teil des auf einem mittleren Druck expandierten Gases (9) wird nacherhitzt (25), ehe er über die Tur bine (30) und Restwärmeabgabe (4) als Abgas (10) entweicht. Die gleiche Menge frischer Luft (6) wird durch den Verdichter (31) auf den mittleren Druck verdichtet und mit dem umlaufenden Gas, vorzugsweise gemeinsam, (32) in den Hochdruck-Verdichter (2) geführt, um anschließend über die Verbrennungskraftanlage (1) gemäß Fig. 4 und Fig. 5 umzulaufen. Der ther mische Wirkungsgrad liegt über 60%. Noch höhere Wirkungsgrade sind er zielbar, wenn die Druckgase entsprechend Fig. 10 zweistufig mit Zwi schenerhitzungen expandieren und die Abgaswärme über den Wärmetauscher (22) zurückgewonnen wird.

Fig. 13 zeigt ein Beispiel für die kombinierte Wärmekraftanlage im geschlossenem Umlauf. Die Dampfkraftanlage (5) und die Wärmekraftan lage (1) sind hier zu einer Dampfkraftanlage (4) (13) (14) (15) vereint. Der hohe Umlaufdruck gestattet einen nur geringen Aufwand für den Wärmetauscher (22). Der Heizkessel (21) erlaubt den Einsatz fester Brennstoffe. Auch in dieser Ausführung sind bei gestufter Expansion, beispielsweise nach Fig. 11, höhere Wirkungsgrade erzielbar.

Fig. 1 entspricht weitgehend der einfachen Ausführung nach Fig. 1 und deren Erläuterungen. Mit dem Einsatz von Freikolbenverdichtern (16) oder Verbrennungskraftmaschinen (33) mit einer zusätzlichen Erhitzung in dem Brennraum (20) auf 800 bis 900°C steigt der therm. Wirkungsgrad, unter sonst gleichen Annahmen, auf ca. 64%.

Fig. 15 kennzeichnet die zusätzliche gestufte Expansion in den Turbi nen (3) und (26) und der zusätzlichen Zwischenerhitzung (25) bei Turbi neneintrittstemperaturen von ca. 1100°C und unter sonst gleichen An nahmen wie unter Fig. 1 und Fig. 14 beschrieben, mit thermischen Wir kungsgraden bei 65%. Bei Turbineneintritt von 1500°C werden maximal über 70% erreicht.

Fig. 16 zeigt die thermodynamisch optimierte Ausführung einer kombi nierten Wärmekraftanlage mit geschlossenem Gasumlauf und hohem Um laufdruck, ähnlich Fig. 13, jedoch in gestufter Expansion mit Zwischen erhitzungen. Bei einem Turbineneintritt von 1100°C sind ca. 65% ther mischer Wirkungsgrad erzielbar.

Neben den gezeigten Beispielen sind weitere Ausführungen möglich, z. B. Kombinationen von Heizkesseln (21) und Brennräumen (20) für die unter schiedlichen Brennstoffe.

Anstelle der Restwärmenutzung in der Dampfkraftanlage (5) ist die Ab wärme teils oder ganz als Heizwärme auskoppelbar, gemäß Anspruch 11. Der thermische Wirkungsgrad steigt entsprechend bis über 90%.

Es bedeutet:

1 Wärmekraftmaschine
2 Verdichter, zugehörig zur Wärmekraftmaschine
3 Heißgasmotor oder Heißgasturbine
4 Verdampfer/Überhitzer einer Dampfkraftanlage
5 Dampfkraftanlage
6 Frischluftansaugung
7 Druckgas
8 Heißdruckgasleitung
9 Druckgasleitung aus dem Motor oder der Turbine
10 abgekühltes Abgas
11 Brennraum der Wärmekraftmaschine
12 Heißgasmotor oder Heißgasturbine der Wärmekraftmaschine
13 Dampfturbine der Wärmekraftmaschine
14 Kondensator der Wärmekraftmaschine
15 Kondensatpumpe der Wärmekraftmaschine
16 Freikolbenverdichter
17 Heizkessel/Wärmetauscher der Wärmekraftmaschine
18 Luftvorwärmer für den Heizkessel
19 vorerhitzte Luft zum Heizkessel
20 Brennraum vor dem Heißgasmotor oder der Heißgasturbine
21 Heizkessel/Wärmetauscher vor dem Heißgasmotor oder der Heißgasturbine
22 Abwärmetauscher zwischen expandiertem Gas und Druckgas
23 Leistungsentnahme
24 teilexpandiertes Druckgas aus dem Heißgasmotor oder der Turbine
25 Zwischenbrennraum vor dem 2. Heißgasmotor oder der 2. Heißgasturbine
26 Zweiter Heißgasmotor oder Turbine für Restexpansion
27 Rauchgas aus dem Heizkessel zum Luftvorwärmer
28 Heizkessel/Wärmetauscher, vorzugsweise eine Einheit mit Teil 21
29 Teilstrom aus dem Heißgasmotor oder der Turbine
30 Heißgasmotor oder Heißgasturbine für Restexpansion des Teilstroms
31 Vorverdichter für Druckluftnachspeisung
32 abgekühlter Druckgasstrom
33 Verbrennungsmotor, Otto- oder Diesel-, mit Druckabgas

Claims

1. Kombinierte Wärmekraftanlage aus Wärmekraftmaschinen, die ihre nutz bare Abwärme auf eine der jeweils kombinierten anderen Wärmekraft maschinen übertragen, wobei die vorgeschaltete Maschine Druckgas lie fert und die mittlere Wärmekraftmaschine über ihre Abgaswärme eine Dampfkraftanlage treibt, dadurch gekennzeichnet, daß der vorge schalteten Wärmekraftmaschine (1) ein Verdichter (2) zugeordnet ist und beide eine Kraftmaschineneinheit bilden und mit einer zugehörigen Heißdruckgasleitung (8), dem Heißgasmotor (3) oder der Heißgasturbine (3) sowie der nachgeschalteten Niederdruck-Gasleitung (9) mit den Über hitzer/Verdampfer (4) der zugehörigen Dampfkraftanlage (5) die kombi nierte Wärmekraftanlage darstellen.

2. Kombinierte Wärmekraftanlage im offenen Gasumlauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmaschineneinheit aus einer Gasturbine (11) (12) und einem vorgeschalteten Verdichter (2) besteht und in der Gasturbine das Druckgas innerhalb des verfügbaren Druck gefälles nur zum Teil expandiert und mit dem Restdruck in die Heiß druckgasleitung (8) geführt wird.

3. Kombinierte Wärmekraftanlage im geschlossenem Gasumlauf nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfkraftanlage (5) auch die Wärmekraftanlage (1) bildet, wobei die Dampfturbine (13) mit dem zugehörigen Verdichter (2) und der Wärmeeingabe (20) (25) (21) (28) dem Heißgasmotor (3) oder der Heißgasturbine (3) vorgeschaltet sind und der Verdampfer/Überhitzer (4) diesen nachgeschaltet sind.

4. Kombinierte Wärmekraftanlage im offenen Gasumlauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmaschineneinheit aus dem Verbrennungsmotor (33) und dem als Lader ausgebildeten vorgeschal teten Verdichter (2) besteht und das Gas aus dem Verbrennungsmotor (33) mit Überdruck in die Heißdruckgasleitung (8) strömt.

5. Kombinierte Wärmekraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kraftmaschineneinheit als Freikolbenverdichter (16) ausgeführt ist.

6. Kombinierte Wärmekraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Druckgasleitung (8), zwischen der Kraftmaschineneinheit und dem Heißgasmotor (3) oder der Heißgasturbine (3) ein Druckgaserhitzer zwischengeschaltet ist, der als Brennraum (20) oder als Heizkessel/Wärmetauscher (21) ausgebildet ist.

7. Kombinierte Wärmekraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Niederdruckgaslei tung (9) ein Abwärmetauscher (22) zwischengeschaltet ist, der Abgas wärme des expandierten Gases in das Druckgas vor den Heißgasmotor (3) oder der Heißgasturbine (3) überträgt.

8. Kombinierte Wärmekraftanlage nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es über zwei oder mehrere Brennräume (20) (25) oder Heizkessel/Wärmetauscher (21) (28) verfügt und zwei- oder mehr stufig in den Heißgasmotoren (3) (26) mit Zwischenerhitzung expandiert.

9. Kombinierte Wärmekraftanlage nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas im halbgeschlossenen Gas umlauf in einem höheren Druckniveau umläuft und ein Teil der Gasmasse aus diesem Umlauf in einem weiteren Heißgasmotor (30) oder in einer Heißgasturbine (30) restexpandiert und nach dem Durchlauf durch den Verdampfer/Überhitzer (4) nach außen austritt und eine entsprechende Frischluftmenge über den Verdichter (31) in den Gasumlauf eingeschleust wird, wobei unterschiedliche Ein speisedrücke die Leistung der Wärmekraftanlage verändern.

10. Kombinierte Wärmekraftanlage nach den Ansprüchen 1, 3 6 und 7 im geschlossenen Gasumlauf, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in einem höheren Druckniveau umläuft und nach Abkühlung im Verdampfer/Überhitzer (4) in einem noch hohen Restdruck wiederum dem Verdichter (2) zugeführt wird.

11. Kombinierte Wärmekraftanlage nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß parallel oder separat zu den Verdampfern/Überhitzer (4) Wärmetauscher in die Gasleitung (9) vor handen sind und daß die Abwärme des expandierten Gases aus dem Heißgasmotor (3) (30) oder der Heißgasturbine (3) (30) gänzlich oder teils vorzugsweise als Heizwärme in diesen Wärmetauschern abgeführt wird.