DE808011C

DE808011C - Verfahren zur Verbesserung des Arbeitsprozesses in Waermekraftmaschinen

Info

Publication number: DE808011C
Application number: DES326A
Authority: DE
Inventors: Marcel Ehlinger; Ernest Mercier
Original assignee: Const Mecano Thermiques C O M
Current assignee: Const Mecano Thermiques C O M
Priority date: 1947-09-03
Filing date: 1949-10-28
Publication date: 1951-07-09

Description

Zur Erzeugung mechanischer Energie in Wärmekraftanlagen benutzt man immer mehr Dampfturbinen in Verbindung mit Gasturbinen. Der Betrieb der Gasturbinen oder Verbrennungsturbinen erfordert die Vorverdichtung der Luft auf mehr oder weniger hohe Drücke. Insbesondere entstehen beim Gleichdruckprozeß Verdichtungsgrade, bei denen die Luft auf einen Druck gebracht wird, der gleich ist demjenigen des Dampfs.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zum Verbessern des Wirkungsgrads des :\rl)eitsprozesses in Wärmekraftanlagen mit Dampfturbinen und Gasturbinen, das darin besteht, die verdichtete Luft zum Vermindern des Verlusts im Kondensator der Dampfturbinen anzuwenden, wozu diese verdichtete Luft durch, gestaffelte Dampfentnahmen erhitzt wird, genau wie das Kondenswasser in üblicher Weise erwärmt wird Der Grundgedanke der Erfindung und dessen Ausübung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
Fig. i ist ein Diagramm; Fig. z und 3 sind jeweils Ansichten im Längsschnitt und im Querschnitt einer Wärmevorrichtung. Das normale Entropiediagramm für den Betrieb einer mit Heißdampf betriebenen Turbine, bei welcher das Speisewasser fortlaufend durch eine Dampfentnahme erwärmt wird, ist durch A B C D E dargestellt.
Gemäß Fig. i hätte das Diagramm mit fortlaufender Entnahme den Verlauf .9 B C D D' E'. Es ist ersichtlich, daß die Nutzarbeit um den Wert der Fläche des krummseitigen Dreiecks D' E' E vermindert ist. Gleichzeitig wird aber auch der Verlust im Kondensator um den Wert der Fläche des Rechtecks E El El' E' vermindert, und diese Verminderung ist größer als die erste. Die Dampfentnahme verbessert somit den Wirkungsgrad. Wird nun durch fortlaufende und größere Dampfentnahmen nicht nur das Speisewasser, sondern auch eine bestimmte Menge verdichteter Luft erhitzt, so erhält man das Diagramm A B C D D' E". Es ergibt sich somit eine zusätzliche Verminderung der Nutzarbeit, die durch die Fläche des krummseitigen Dreiecks D' E' E" gegeben ist, sowie eine zusätzliche Verminderung des Verlusts im Kondensator, die sich aus dem Rechteck E' Ei El" E" ergibt. Der Wirkungsgrad wird dadurch noch weiter verbessert.
Praktisch wird die fortlaufende Entnahme durch eine Reihe gestaffelter Entnahmestellen ersetzt, und bei großen modernen Turbinen durch 6 bis 8 Entnahmestellen. Man geht in der gleichen Weise vor für die Entnahmen zur Erwärmung der verdichteten Luft.
Eine praktische Lösung der Aufgabe, die in der Regel zufriedenstellend ist, besteht darin, ein und dieselben Entnahmemengen zur Erwärmung des Wassers in Rohrbündeln und zur Erwärmung weiterer Rohrbündel anzuwenden. die von der verdichteten Luft durchströmt werden, wodurch die Luft erwärmt wird.
Je höher der Druck der verdichteten Luft ist, desto größer ist der Grad des Wärmeaustauschs, und desto kleiner sind auch die Rohrflächen, die zur Erwärmung der Luft erforderlich sind.
Die gleichen Dampfentnahmeniengen oder andere Dampfentnahmemengen können auch zur Erwärmung eines anderen Gases oder einer anderen Flüssigkeit dienen, z. B. flüssiger Kohlenwasserstoffe, die der Spaltung oder einer Wärmebehandlung unterworfen werden sollen.
Als Mittel zur Ausübung des Verfahrens zeigt Fig. 3 den Querschnitt eines Rohrbündels für eine solche Erwärmung. Die Rohre i dieses Bündels sind vorteilhaft wie die Rohre des Bündels eines Kondensators angeordnet, um das Eindringen des Dampfs in das Bündel zu erleichtern.
Die Druckluft tritt bei 2 ein und bei 3 aus. Der Entnahmedampf wird bei 4 eingelassen, während das Kondenswasser unter Entnahmedruck bei 5 austritt. Dieses Wasser wird dem Kondenswasser des Speisewasservorwärmers der gleichen Stufe zugegeben, der durch die gleiche Entnahmestelle gespeist wird.
Im Rohrbündel sind Aussparungen 6 vorgesehen, welche den Zutritt des zu kondensierenden Entnahmedampfs erleichtern sollen.

Claims

PATE\TAI`SPRCCHE: i. Verfahren zum Verbessern des Arbeitsprozesses in Wärmekraftmaschinen mit einer oder mehreren Dampf- und Gasturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfturbine Dampf von Raumtemperatur bis Sättigungstemperatur bei Turbineneintrittsdruck und sogar bis zu einer höheren Temperatur entnommen und zur Erhitzung der zum Gasturbinenantrieb erforderlichen Luft verwendet wird. z. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch i bei Arbeitsprozessen mit Gleichdruck. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein und dieselbe entnommene Dampfmenge sowohl ein vom Kondenswasser durchflossenes Rohrbündel als auch ein von der Druckluft durchströmtes Rohrbündel erhitzt. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichen Dampfmengen auch zur Erwärmung eines anderen Arbeitsmittels oder einer anderen Flüssigkeit dienen.