DE846187C

DE846187C - Waermekraftanlage, in welcher mindestens der groessere Teil eines gasfoermigen Arbeitsmittels einen Kreislauf beschreibt

Info

Publication number: DE846187C
Application number: DEA3082D
Authority: DE
Original assignee: Aktiengesellschaft fuer Technische Studien
Current assignee: Aktiengesellschaft fuer Technische Studien
Priority date: 1942-08-01
Filing date: 1943-07-04
Publication date: 1952-08-11

Description

Wärmekraftanlage, in welcher mindestens der größere Teil eines gasförmigen Arbeitsmittels einen Kreislauf beschreibt Die Erfindung Betrifft eine Wärmekraftanlage, In welcher mindestens der größere Teil eines gasfürinigen Arbeitsmittels einen Kreislauf beschreibt, wobei es in mindestens einem Verdichter auf höheren Druck gebracht, dann durch äußere Wärmezufuhr erhitzt und hierauf in mindestens einer Turbine die Leistung soiwolil an den Verdichter als auch an einen Nutzleistungseinpfänger abgibt, entspannt wird, um hierauf vom Verdichter wieder auf höheren Druck gebracht zu werden, wobei der expandierte Teil des Arbeitsmittels an den verdichteten, noch nicht von außen erhitzten Teil des Arbeitsmittels in einem Wärmeaustausclier V'ärtne abgibt und hierauf vor dem Eintritt in Gien Verdichter noch einen Vorkühler durclwtr@imt. Die Erfindung bezweckt, in solchen Anlagen den Wänneaustauscherund den Vorkühler so zu verbessern, daß sich diese Apparate bei gleicher Leistung mit weniger Baustoffaufwand und gedrängter als bisher bauen lassen, was für deren Verwendung auf Schiffen wichtig ist. Ferner bezweckt die Erfindung auch mit geringerem Druck- und 1;`berströ mverlusten als bisher auszukommen, was bei Anlagen der hier in Frage kommenden Art besonders wichtig ist, da sich bei solchen auch jede noch so kleine Druckverlustersparnis in bezug auf den `Wirkungsgrad der Anlage besonders stark bemerkbar macht. Um diese verschiedenen Vorteile zu erreichen, haben gemäß vorliegender Erfindung der Wärtneaustauscher und der Vorkühler einen gemeinsamen Druckmantel. Sind der Wä rmeaustauscher und der Vorkühler als Röhrenapparate ausgebildet und sind ferner die Rohrenden des Wärmeaustauschers bündelweise am erweiterten Ende trichterförmiger Stücke befestigt, so können zweckmäßig die trichterförmigen Stücke am einen Ende der Bündel an ein ringförmiges Verteilrohr und am andern Ende an ein ringförmiges Sammelrohr angeschlossen sein. Dabei können dann die Rohre des Vorkühlers quer zur Längsachse der Rohre des Wärmeaustauschers angeordnet sein, und das Vorkühlerrohrbündel kann ferner als Ganzes ausbaubar sein.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i teilweise einen Schnitt durch die Längsachse und teilweise eine Ansicht eines Wärmeaustauschers und eines Vorkühlers, die einen gemeinsamen Druckmantel haben, und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. i. Da Wärmekraftanlagen der eingangs erwähnten Art als bekannt vorausgesetzt werden können, sind in der Zeichnung nur die Teile veranschaulicht, die für das Verständnis der Erfindung unumgänglich notwendig sind.
In den Figuren bezeichnet A einen Wärmeaustauscher, in welchem der an einer Anschlußstelle i zuströmende Teil des expandierten Arbeitsmittels Wärme an den verdichteten, noch nicht von außen geheizten Teil des Arbeitsmittels abzugeben hat. Letzterer Teil tritt durch einen Stutzen 2 in den Wärmeaustauscher A ein und verläßt denselben nach erfolgter Wärmeaufnahme durch einen Stutzen 3. Der im Wärmeaustauscher A abgekühlte Teil des Arbeitsmittels durchströmt, ehe er in einem nicht gezeichneten Verdichter wieder auf höheren Druck gebracht wird, einen Vorkühler B, dem ein Kühlmittel, z. B. Wasser, durch einen Stutzen 4 zufließt. Das erwärmte Kühlwasser verläßt den Vorkühler B durch einen Stutzen 5, während der in diesem Vorkühler B abgekühlte Teil des expandierten Arbeitsmittels den Vorkühler an einer Anschlußstelle 6 verläßt. Der Wärmeaustauscher A und der Vorkühler B haben einen gemeinsamen Druckmantel 7, der sich aus verschweißten Teilen aufbaut, so daß an demselben Verluste an Arbeitsmittel nicht vorkommen können.
Sowohl der Wärmeaustauscher A als auch der Vorkühler B sind als Röhrenapparate ausgebildet, und die Enden der Rohre 8 des Wärmeaustauschers A sind bündelweise am erweiterten Ende trichterförmiger Stücke 9 befestigt. Die Stücke 9 sind am einen Ende der Bündel über Rohrstücke 14 an ein ringförmiges Verteilrohr io und am andern Ende ebenfalls über Rohrstücke 14 an ein ringförmiges Sammelrohr ii angeschlossen.
Die Rohre 12 des Vorkühlers B sind quer zur Längsachse der Rohre 8 des Wärmeaustauschers A angeordnet. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß sich die Vorkühlerrohre 12 zu Reinigungszwecken, vor allem der Wasserseite, als Ganzes nach Wegnahme der beiden Wasserkammern C und D in bezug auf Fig. i nach links herausziehen lassen. Zwischen dem Rohrbündel 12 des Vorkühlers B und dem Druckmantel 7 ist noch ein nachgiebiges, aber dennoch abdichtendes Mittel in Form eines elastischen Rohres 13 vorgesehen, welches eine relative Bewegung zwischen Rohrbündel 12 und Druckmantel 7 zuläßt, wenn der eine dieser Teile stärker als der andere erwärmt wird.
Die Art und Weise, wie die trichterförmigen Stücke 9 des Wärmeaustauschers A mit dem Verteilrohr io bzw. Sammelrohr ii verbunden sind, sowie die Art der Rohrführung für den Vorkühler spielen für das Wesen der Erfindung keine Rolle. Anstatt die Verbindung der Stücke 9 mit den Rohren io, ii in der dargestellten Weise mittels der rohrförmigen Hilfsstücke 14 zu bewirken, könnte das engere Ende der Stücke 9 auch unmittelbar an die genannten Rohre i o, ii angeschlossen sein. Indem die Enden der Rohre 8 des Wärmeaustauschers A an ringförmigen Verteil- bzw. Sammelrohre, anstatt an ebenen Platten befestigt sind, läßt sich eine erhebliche Gewichtsersparnis erzielen, da ringförmige Rohre für die Druckaufnahme wesentlich günstigere Verhältnisse ergeben als ebene Platten.
Dadurch, daß der Wärmeaustauscher A und der Vorkühler B einen gemeinsamen Druckmantel haben, lassen sich Zwischenrohrleitungen zwischen diesen zwei Teilen und zusammenhängend damit Druckverluste und zu hohe Werkstoffbeanspruchungen infolge Rohrdehnungen vermeiden. Ein besonderes Druckgehäuse für den Vorkühler des Verdichters fällt ganz weg. Auch werden die Herstellungskosten kleiner. Ferner werden weniger Flansche und Dichtungsflächen benötigt, was die Leckverluste in der unter Überdruck arbeitenden Anlage zu verkleinern ermöglicht. Die zu erhitzende Luft durchströmt den Wärmeaustauscher A mit nahezu gleicher Geschwindigkeit, was kleine Druckverluste ergibt; der Vorkühler B ist seinerseits zwecks Reinigung leicht zugänglich.
Erforderlichenfalls können auch ein oder mehrere nachgiebige Glieder zwischen dem dem Wärmeaustauscher und dem Vorkühler gemeinsamen Druckmantel und dem Verteilrohr und;'oder dem Sammelrohr des Wärmeaustauschers vorgesehen werden, so daß relative Bewegungen zwischen NN-ärmeaustauscher und Druckmantel stattfinden können, falls einer dieser letztgenannten zwei Teile sich mehr ausdehnt als der andere.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Wärmekraftanlage, in welcher mindestens der größere Teil eines gasförmigen Arbeitsmittels einen Kreislauf beschreibt, wobei es in mindestens einem Verdichter auf höheren Druck gebracht, dann durch äußere Wärmezufuhr erhitzt und hierauf in mindestens einer Turbine, die Leistung sowohl an den Verdichter als auch an einen Nutzleistungsempfänger abgibt, entspannt wird, um hierauf vom Verdichter wieder auf höheren Druck gebracht zu werden, wobei der expandierte Teil des Arbeitsmittels an den verdichteten, noch nicht von außen erhitzten Teil des Arbeitsmittels in einem Wärmeaustauscher Wärme abgibt und hierauf vor dem Eintritt in den Verdichter noch einen Vorkühler durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß der WärmF@austauscher und der Vorkühler einen ge- tneinsanieci Druckmantel haben. z. W:irmekraftanlage nach Anspruch i, bei welcher der Wärcneaustauscher und der `'urkühler als Riihrenapparate ausgebildet sind und die Rohr- enden des Wärtneaustauschers bündelweise am er- weiterten Ende trichterförmiger Stücke befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, da13 die trichter- fürtnigcn Stücke atn einen Ende der Bündel an ein Verteilrohr mid am andern Ende an ein Sammel- rohr angeschlossen sind. 3. Wärnieaustattscher nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre des Vorkühlers quer zur Längsachse der Rohre des W;irmeaustauschers angeordnet sind. 4. \\ ;irmcaustausdter nach den --#,nspriiclieti 1, 2

und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorkühlerrohrbündel als Ganzes herausziehbar ist. 5. Wärmekraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rohrbündel des Vorkühlers und dem Druckmantel nachgiebige aber dennoch abdichtende Mittel vorgesehen sind, welche eine relative Bewegung zwischen jenen Teilen zulassen, wenn der eine derselben stärker als der andere erhitzt wird. 6. Wärmekraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckmantel und dem Verteilrohr und,/oder dem Sammelrohr des Wärmeaustauschers mindestens ein nachgiebiges Glied eingebaut ist, das relative Bewegungen zwischen Druckmantel und Wänneaustauscher zuläßt.