DE908140C - Verfahren zur Wiedergewinnung der Abwaerme in Mischdampfkraftanlagen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Wiedergewinnung der Abwärme in Mischdampfkraftanlagen Beim bisher allgemein gebräuchlichen Dampfkreisprozeß mit Hilfe von Wasserdampf als Energieträger wird zur Hebung des thermischen Wirkungsgrades ein Regenerationsprozeß angewendet, dergestalt, daii an den einzelnen Stufen der Turbine ein Teil des expandierten Dampfes abgezapft und die darin enthaltene Wärme zur Speisewasservorwärmung benutzt und somit dem Kessel wieder zugeführt wird. Dies müßte man dem Wesen nach als eine teilweise Regeneration bezeichnen. Eine totale Regeneration würde bedeuten, daß die gesamte im Kondensator abgeführte Wärmemenge mit Hilfe einer Wärmepumpe dem Kessel wieder zugeführt würde. Das scheitert aber daran, daß die Temperatur, auf die die abgeführte Wärmemenge gehoben «-erden müßte, so hoch liegt, daß die dafür aufzuwendende Arbeit restlos wieder aufgezehrt würde. Als effektive Leistung an der Welle wäre in diesem Fall nur die Wärme verfügbar, die als Überhitzungswärme im Kessel zugeführt wird.
• Bei Kreisprozessen, die als Energieträger Mischdampf, und zwar vorzugsweise Wasser-Benzol-Mischdampf, im trocken gesättigten Zustand verwenden, liegen die Verhältnisse günstiger. Die im Kondensator anfallende Abwärme ist, bezogen auf die Eingangswärme, kleiner als &e Abwärme von Wasserdampf und braucht nur auf etwa 25o bis a75° C gehoben zu werden, wobei die reine Hubarbeit durch die Wärmepumpe nur bis etwa iod° C erzeugt zu werden braucht, während die weitere Temperatursteigerung in einem Kessel vorgenommen wird. Als Medium im Hubkreis wird z. B. Ammoniak verwendet, bei dem im Kondensator nur das halbe Gewicht der Mischdampfmenge für Ammoniak notwendig ist, um die Wärmemenge von i kg Mischdampf aufzunehmen. Bei Wasserdampf liegen die Verhältnisse im Kondensator wesentlich anders; denn die Abwärme von i kg Dampf beträgt je nach Kondensatortemperatur q.oo bis 5oo cal/kg, während i kg Mischdampf im Kondensator nur etwa iao cal/kg abgibt.
• Das Verhältnis der Ammoniakmenge zur Menge des Arbeitsmediums ist bei Wasserdampf etwa i : q., während es bei Mischdampf 1:0,4 bis 0,5 beträgt.
• Gemäß vorliegender Erfindung wird mit dem Arbeitsmittelkreislauf ein Regenerationskreislauf derart gekuppelt, daß die an den Kondensator abgegebene Verlustwärme oder ein Teil derselben durch einen Kälteträger, beispielsweise N H3, aufgenommen, dieser Kälteträger auf entsprechenden Druck komprimiert und evtl. anschließend durch Zufuhr von nicht aus mechanischer Arbeit stamme'n'der Wärme auf solche Temperatur gebracht wird, die die Wärmeabgabe vom Kälteträger an das Arbeitsmittel ermöglicht.
• Bei dem vorliegenden Verfahren sind also zwei Kreisläufe derart zusammengefaßt, daß lediglich durch Wärmeaustausch in hierfür vorgesehenen Wärmeaustauschern ein Zusammenhang zwischen ihnen besteht, wobei der eine Kreislauf als Arbeitsmittelkreislauf und der zweite als Regenerationsmittelkreislauf aufzufassen ist.
• Demzufolge besteht die gesamte Anlage des Kreisprozesses i im Mischdampfkreis aus dem Wärmeaustauscher, der Maschinenanlage, dem mit dem Kältemittel gekühlten Kondensator oder dem mit dem Kältemittel gekühlten Kondensator und dem mit Wasser gekühlten Kondensator und schließlich der Speisepumpe und z im Kältemittelkreis aus dem unter i genannten Kondensator, der im Kältemittelkreis als Erhitzer anzusehen ist, dem Kompressor, dem Kessel, in dem von außen Wärme zugeführt wird, dem Wärm@eaustauscher, in dem die im Kältemittel befindliche Wärmemenge dem Mischdampf zugeführt wird, und der Entspannungsdüse.
• Der Arbeitsmittelkreislauf spielt sich in an sich zum Teil bekannter Weise folgendermaßen ab: Nach Arbeitsleistung in der Kraftmaschine wird der Dampf in einem Wärmeaustauscher (Kondensator) ganz oder teilweise, der Rest in einem wass;rgekühlten Kondensator niedergeschlagen, wobei als Kühlmittel für den Wärmeaustauscher (Kondensator) beispielsweise NH3 verwendet wird. Durch eine Speisepumpe wird das Arbeitsmittelkondensat mit erforderlichem Druck in einen zweiten Wärmeaustauscher gedrückt, in welchem ihm entweder nur Flüssigkeitswärme oder auch Verdampfungswärme durch das auf hohe Temperatur gebrachte Kältemittel zugeführt wird. Die zur völligen Verdampfung und evtl. Elberhitzung erforderliche Wärmemenge wird aus Feuerungs-oder anderen Wärmequellen durch mittel- oder unmittelbare übertragung gedeckt.
• Der Regenerationsmittelkreislauf verläuft wie folgt: Nach Aufnahme der ganzen oder teilweisen Arbeitsmittelabwärme durch das Kältemittel in einem Wärmeaustauscher (Kondensator) wird dieses durch einen Kompressor auf erforderlichen Druck verdichtet. Nach eventueller Zufuhr von Wärme in einem Erhitzer gelangt das Kältemittel, das nunmehr zum Wärmemittel geworden ist, in einen Wärmeaustauscher, indem es durch Wärmeaustausch mit dem Arbeitsmittel dieses in der Temperatur erhöht und gegebenenfalls auch verdampft. Nach der Wärmeabgabe wird es in flüssigem Zu= stand über ein Drosselventil wieder in den erstgenannten Wärmeaustauscher (Kondensator) geleitet und geht durch die Aufnahme neuer Wärme aus dem Arbeitsmittel in den dampfförmigen Zustand über. Beide Kreisläufe sind damit in sich geschlossen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Wiedergewinnung der Abwärme bei Mischdampfkraftanlagen, die möglichst trocken gesättigte Mischdämpfe, und zwar vorzugsweise Wasser-Benzol-Mischdämpfe, als Arbeitsmedium verwenden, gekennzeichnet dadurch, daß durch zwei nur durch Wärmeaustauscher miteinander im Zusammenhang stehende Kreisläufe, nämlich den Arbeitsmittelkreislauf und den Regenerationsmittelkreislauf, die Abwärme des Arbeitskreislaufs ganz oder zum Teil durch ein Kältemittel im Regenerationsmittelkreislauf gehoben und anschließend mit oder ohne zusätzliche Beheizung in einen solchen Zustand gebracht wird, daß sie dem Arbeitsmittel zum Zweck der Temperaturerhöhung bzw. Verdampfung wieder zugeführt werden kann.