DE800973C - Verfahren zur Ausnutzung des Waermeinhaltes von Daempfen in Verdampferanlagen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Ausnutzung des Wärmeinhaltes von Dämpfen in Verdampferanlagen Es ist bekannt beim Verdampfen von Flüssigkeiten sich in manchen Fällen der sog. Wärmepumpe zu bedienen. Dabei wird der aus dem Verdampfer l (Fig. 11 austretende Dampf vom einem Kompressor B angesaugt und so hoch verdichtet, daß die Temperatur der verdichteten Dämpfe um einige Grad uber die Siedetemperatur der zu verdampfenden Flussigkeit liegt. Die verdichteten Dämpfe werden in die Heizkammern des Verdampfers zuruckgefuhrt, wo sie ihre Wärme abgeben und dabei niedergeschlagen werden. Den Kompressor treibt man meistens durch einen Elektromotor 1/ an.
• Verdampfungsanlagen mit einer solchen elektrisch angetriebenen Warmepumpe bringen nur dann wirtschaftliche Vorteile gegenüber anderen Verdampfungsverfahren, wenn billiger elektrischer Strom zur Verfügung steht, also insbesondere dann, wenn die Stromerzeugung mittels Wasserkraft erfolgt. Wird der Strom von einer Gegendruckdampfanlage geliefert, bei der Strom und Herzdampf gekuppelt sind, so kann eine Verdampfungsanlage mit Wärmepumpe gegenüber einem Mehrkörperverdampfapparat dann Vorteile bringen, wenn elektrischer Strom im Überschuß vorhanden ist und die erzeugte Gegendruckheizdampfmenge dem Bedarf der dampfverbrauchenden Betriebe entspricht Erfolgt die Stromerzeugung mittels Kondensationsturbine, dann ist die Anlage mit Wärmepumpe gegenuber einer Mehrkörperverdampfungsanlage immer im Nachteil.
• Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zum Verdampfen von Flüssigkeiten, bei den ebenfalls der Wärmeinhalt der Dämpfe durch Kompression und Rückführung der komprimierten Dämpfe zwecks Erhitzung der zu verdampfenden Flüssigkeit ausgenutzt wird, bei dem man aber nicht auf elektrischen Strom zum Antrieb des Kompressors angewiesen ist, und dessen wirtschaftliche Anwendung nicht an die geschilderten Voraussetzungen gebunden ist. Gemäß der Erfindung bringt man die komprimierten Dämpfe zunächst durch Wärmezufuhr auf höhere Temperaturen, entspannt sie dann in einer Turbine, welche die Energie zum Antrieb des Kompressors liefert, und führt nunmehr die entsllannten Dämpfe in den Verdampier zurück.
• Durch die Fig. 2 wird das neue Verfahren beispielsweise näher erläutert. Die im Verdampfer A erzeugten Dämpfen werden in einem Kompressor B verdichtet und in dem Überhitzer C, der mit einem Brenner C¹ ausgerüstet ist, auf die gewünschte höhere Temperatur gebracht. Von dort gelangen sie in die Turliine 1), die zum Antrieb des Kompressors B dient. In der Turbine entspannt man die Dämpfe bis zu dem Druck, der der Sättigungstemperatur des Dampfes in der Heizkammer des Verdampfers A entspricht. Es ist vorteilhaft, dem die Turbine verlassenden Dampf, der noch überhitzt ist, vor Eintritt in den Verdampfer einen Teil seiner Wärme durch Wärmeaustausch zu entzichen. Man führt deshalb die Dämpfe nach ihrem Austritt aus der Turbine durch den Wärmeaustascher E. in dem sie die zu verdampfende Flüssigkeit vorwärmen. Die Kühlung des Kompressors erfolgt zweckmäßig durch Einspritzen von Kondensat während der Verdichtung, so daß die Verdichtungstemperatur die Sättigungstemperatur des Dampfes nicht überschreitet. Das zur Kühlung des Kompressors B benötigte Kondensat kann dem Verdampfer A entommen oder es kann in einem besonderen Kühler H gewonnen werden. Im ersteren Falle ist die den Kompressor verlassende komprimierte Dampfmenge größer als die angesaugte Dampfmenge, und die die Turbine durchströmende Dampfmenge ist größer als der Mittelwert der den Kompressor durchströmenden Dampfmengen. Der so entstehende Arbeitsüberschuß kann zur zusätzlichen Energieerzeugung herangezogen werden. Zu diesem Zweck führt man einen Teil der komprimierten, überhitzten Dämpfe statt der Turbine für den Kompressorantrieh einer anderen Turbine zu; dies ist in der Zeichnung durch die zusätzliche Turbine L, die den Stromgenerator it antreibt, dargestellt. I)ie entspannten Dämpfe aus del- Turbine L strömen zusammen mit den die Turbine 1) verlassenden Dämpfen in den Wärmeaustauscher E.
• Eine andere Ausführungsform des Verfahrens wird durch die Fig. 3 veranschaulicht. Hier werden die aus den Turbinen austretenden Dämpfe nicht zur Vorwärmung der zu verdampfenden Flüssigkeit, sondern zum Aufheizen der den Kompressor verlassenden Dämpfe benutzt. T I ierzu dient der Wärmeaustauscher F, der dem Überhitzer C vorgeschaltet ist. I)ie aus den Überhitzer C. austretenden Verbrennungsgase durchströmen einen Vorwärmer G für die Verbrennungsluft, lievor sie ins Freie entweichen.
• Bei Inbetriebnahme wird der Maschinensatz durch einen auf gleicher Welle angeordneten WIotor 1 angelassen, der während des Betriebes ausgekuppelt werden kann. Um mit möglichst kleinem Energieaufwand auszukommen, arbeitet manzweckmäßig mit kleinem Temperaturgefälle zwischen Heizdampf und zu verdampfender Flüssigkeit.
• Sollte sich während des Betriebes die Wärmedurchgangszahl zufolge allmählicher Verschmutzung verringern, so kann dies durch Vergrößerung des Temperaturgefälles ausgeglichen werden, was man durch Vergrößern der Drehzahl des Alaschinensatzes erreichen kann. Die Änderung des Difterenzdruckes, vor und hinter einer Blende in der Saugleitung des Verdichters, kann als Regelimpuls dienen.

Claims (4)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Verfahren zur Ausnutzung des Wärmeinhalts von Dämpfen durch Kompression und Rückführung der komprimierten Dämpfe zwecks Erhitzung der zu verdampfenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man die komprimierten Dämpfe zunächst durch Wärmezufuhr auf höhere Temperaturen bringt und dann in einer Turbine, welche die Energie zum Antrieb des Kompressors liefert. entsl)annt, worauf die entspannten Dämpfe in den Verdampfer zurückgeführt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den die Turbine verlassenden Dämpfen vor ihren Eintritt in den Verdampfer einen Teil ihrer Wärme durch Wörmeaustausch mit der zu verdampfenden Flüssigkeit oder mit den aus dem Kompresor kommenden Dämpfen entzieht.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß der Kompressor durch eingespritztes Kondensat gekühlt wird, so daß die die Turbine durchströmende l)ampfmenge größer ist als der Mittelwert der den Kompressor durchströmenden Dampfermengen.
4. 4. Verfahren nach Anspruch t bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil der komprimierten, überhitzten Dämpfe statt der Turbine für den Kompressorantrieb einer anderen zusötzlicher Energieerzeugung dienenden Turbine zuführt und die entspannten Dampfströme beider Turbinen dem Wärmeaustausch nach .\nspruch 3 unterwirft.