DE949061C - Steam power plant - Google Patents

Steam power plant

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DE949061C
DE949061C DESCH15797A DESC015797A DE949061C DE 949061 C DE949061 C DE 949061C DE SCH15797 A DESCH15797 A DE SCH15797A DE SC015797 A DESC015797 A DE SC015797A DE 949061 C DE949061 C DE 949061C
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Dipl-Ing Richard Schiel
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K19/00Regenerating or otherwise treating steam exhausted from steam engine plant
    • F01K19/02Regenerating by compression

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

Dampfkraftanlage Dia Erfindung bezweckt die Schaffung einer Dampfkraftanlage, die den, bisher bekannten dadurch überlegen ist, daß sie die Voraussetzungen für eine Kraftmaschine mit bestmöglichem Wirkungsgrad auf Grund der thermodynamischen Forderungen weitgehender erfüllt, als es bei den zur Zeit benutzten oder vorgeschlagenen Dampfkraftanlagen, der Fall ist.Steam power plant Dia invention aims to create a steam power plant, which is superior to the previously known in that it meets the requirements for a power machine with the best possible efficiency due to the thermodynamic Requirements met to a greater extent than those currently used or proposed Steam power plants that is the case.

Unter Dampf wird hierbei vorzugsweise: Wasserdampf verstanden., doch kann die Anlage nach der Erfindung auch mit anderen Dämpfen, z. B. mit C 02 oder N H3 oder S 02 oder einem Freon oder irgendeinem anderen geeigneten Stoff betrieben werden..In this context, steam is preferably understood to mean: water vapor., But the system according to the invention can also be used with other vapors, e.g. B. with C 02 or N H3 or S 02 or a freon or any other suitable substance will..

Ein bekannter Idtalprozeß für die Dampfkraftanlage ist der Clausius-Rankine-ProzeB. In ihm folgt auf die Vorwärmung des Wassers unter Druck die Verdampfung in einem Kessel bei konstanter Temperatur, darauf die Überhitzung, darauf die adiabatische Expansion bis auf Kondensatordruck und Kondensatortemperatur, darauf die Kondensation, worauf sich der Vorgang wiederholt. Dieser obwohl manchmal als ideal bezeichnete ProzeB kann den Carnotwirkungsgrad, der ja angestrebt werden muß, jedoch nicht erreichen. Der ist nämlich nur dann: zu verwirklichen, wenn Wärme nur bei konstanter höchster Temperatur zugeführt und nur bei konstanter tiefster Temperatur abgeführt wird. Beim Clausius-Rankine-Prozeß .erfolgt aber nur die Wärmeabfuhr bei tiefster Temperatur, die Wärmezufuhr hingegen vorwiegend im Dampfkessel, also bei einer viel tieferen Temperatur als bei der Endtemperatur des Überhitzers.A well-known Idtal process for steam power plants is the Clausius-Rankine process. In it, the preheating of the water under pressure is followed by evaporation in one Boiler at constant temperature, then overheating, then adiabatic Expansion up to the condenser pressure and condenser temperature, then the condensation, whereupon the process repeats itself. This although sometimes referred to as ideal Process can achieve the Carnot efficiency, which is the aim must become, however not achieve. It can only be realized if only warmth supplied at a constant highest temperature and only at a constant lowest temperature is discharged. In the Clausius-Rankine process, however, only heat dissipation takes place lowest temperature, the heat supply, however, predominantly in the steam boiler, i.e. at a much lower temperature than the final temperature of the superheater.

Der Clausius-Rankine-Prozeß ist dadurch verbessert worden, daß man zur Vorwärmung des Wassers Anzapfdampf verwendet hat. Dadurch wird die an sich gegenüber der Arbeitsleistung zu große Wärmeabfuhr im Kondensator zwar etwas vermindert, jedoch die fehlerhafte Wärmezufuhr bei viel zu tiefer Temperatur nicht behoben.The Rankine process has been improved by has used tap steam to preheat the water. This becomes the opposite in itself Heat dissipation in the condenser that is too great for the work done is somewhat reduced, however the incorrect supply of heat at a temperature that is much too low was not corrected.

Bei modernen. Dampfkraftanlagen wird ferner der Dampfdruck im Kessel erhöht. Das bringt zwar eine Verbesserung, weil ja damit auch die Hauptwärmezufuhr bei einem höheren Temperaturniveau stattfindet, doch liegt auch dann noch diese Temperatur immer wesentlich unter der Höchsttemperatur.With modern. Steam power plants also determine the steam pressure in the boiler elevated. That brings an improvement, because it is also the main heat input takes place at a higher temperature level, but even then this is still Temperature always significantly below the maximum temperature.

Eine weitere Annäherung an den Carnotwirkungsgrad bringt in gewissem Sinne auch eine vielstufige Zwischenerhitzung des Dampfes mit der jeweilig dazwischenliegenden adiabatischen Expansion. Selbst bei Erzielung einer vollen isothermen Expansion - und eine sehr vielstufige Zwischenerhitzung ist ja nichts anderes - bis auf den Kondensatordruck und Verwendung eines angeschlossenen Wärmetauschers zwischen dem heißen, aber entspanntem, Abdampf und dem zu erhitzenden Frischdampf wird der Carnotwirkungsgrad noch nicht erreicht, weil die wesentliche Wärmezufuhr bei der Temperatur des Dampfkessels stattfindet, die gegenüber der Höchsttemperatur doch. relativ tief liegt. Die Kombination einer solchen Anlage ist noch nicht aufgezeigt worden., doch finden sich in der Literatur Hinweise auf ihre Einzelelemente.A further approximation to the Carnot efficiency brings to a certain extent Also meaning a multi-stage intermediate heating of the steam with the one in between adiabatic expansion. Even with full isothermal expansion achieved - and a very multi-stage reheating is nothing else - except for Condenser pressure and use of a connected heat exchanger between the hot, but relaxed, exhaust steam and the live steam to be heated becomes the Carnot efficiency not yet achieved because the essential heat input is at the temperature of the steam boiler takes place that compared to the maximum temperature. is relatively low. The combination such a system has not yet been shown, but can be found in the References to their individual elements.

Man hat auch versucht, den Dampfkessel dadurch sozusagen auszuschalten, da.ß man. mit Dampfdruck und Dampftemperatur auf überkritische Größen geht. Auch diese Maßnahme führt, selbst in Kombination mit den vorerwähnten, noch nicht zur idealen Maschine, abgesehen von den Unannehmlichkeiten durch den extrem hohen Druck, denn die überkritischen Isobaren: weisen, im TS-Diagramm in der Höhe der kritischen Temperatur Einbiegungen zur Horizontalen auf, was bedeutet, daß immer noch viel Wärme bei dieser noch viel zu tiefen Temperatur zugeführt werden. muß.Attempts have also been made to switch off the steam boiler, so to speak, that he. with steam pressure and steam temperature goes to supercritical values. Even this measure, even in combination with the aforementioned, does not yet lead to ideal machine, apart from the inconvenience of the extremely high pressure, because the supercritical isobars: point in the TS diagram at the level of the critical Temperature inflections to the horizontal, which means that still a lot Heat can be supplied at this temperature, which is still far too low. got to.

Man hat darum auch vorgeschlagen, Dampfkreisprozesse mit Gaskreisprozessen oder Heißdampfkompressionskreisprozessen zu kombinieren. Der dabei verwendeteKompressordes Gaskreisprozesses schafft dann Wärme, die zur Wasservorwärmung oder zur Verdampfung oder zur Überhitzung herangezogen werden kann. Alle diese Vorschläge konnten bisher den erwünschten Erfolg nicht bringen, weil die Kompressionswärme nach den bisherigen Vorschlägen nicht in der Menge und nicht bei der Temperatur anfällt, bei der sie benötigt wird, und Wärmestürze von, einem Temperaturniveau. auf das andere ohne volle Arbeitsleistung schließen den Carnotwirkungsgrad aus.It has therefore also been proposed to use steam cycle processes with gas cycle processes or to combine superheated steam compression cycle processes. The compressor used for this The gas cycle process then creates heat that is used for preheating the water or for evaporation or can be used for overheating. All of these suggestions have so far been possible do not bring the desired success, because the compression heat after the previous Proposals are not produced in the quantity and not at the temperature at which they are is needed, and heat drops from, a temperature level. on the other without full work excludes the Carnot efficiency.

So ist z. B. vorgeschlagen worden, an eine Dampfkraftanlage mit annähernd Carnotwirkungsgrad bei tiefer Temperatur einen. Heißgaskreisprozeß unmittelbar anzuschließen. Da diese Kombination jedoch im TS-Diagramm eine Nebeneinanderanordnung statt einer Übereinanderanordnung ergibt, bleibt dieser vorgeschlagene Prozeß vom idealen Carnotprozeß recht weit entfernt.So is z. B. has been proposed to a steam power plant with approximately Carnot efficiency at low temperatures. To be connected directly to the hot gas cycle. However, since this combination is a side-by-side arrangement in the TS diagram instead of a This proposed process remains from the ideal Carnot process quite far away.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, den Trockendampf bei einem anderen Arbeitsmittel als Wasserdampf teilweise etwa im Temperaturgebiet des kritischen Druckes nochmals zu verdichten, und zwar nach einer Adiabaten. Auch diese Rückverdichtung führt keineswegs zum Carn.otwirkungsgrad, da bei ihr die Wärme durchaus nicht in der erforderlichen Temperaturhöhe anfällt.It has also been suggested to use dry steam for another Working medium as water vapor partly in the temperature range of the critical To condense the pressure again, namely after an adiabatic. This recompression, too in no way leads to Carn.ot efficiency, since with it the heat by no means in the required temperature level occurs.

Weiterhin ist vorgeschlagen worden, einem primären. Dampfprozeß einen sekundären mit mehrstufiger Expansion zu überlagern. Da hierbei jedoch die Expansion teilweise bei tiefer Temperatur vorgenommen wird und auch die Vorwärmung und Überhitzung durch direkte Feuerung erfolgt, bleibt auch dieser PrOZeß vom Carnotwirkungsgrad sehr weit entfernt.It has also been suggested a primary. A steam process overlay secondary with multi-stage expansion. However, since this is the expansion is partly done at low temperature and also preheating and overheating takes place through direct firing, this PrOZeß also remains of the Carnot efficiency very far away.

Ferner ist vorgeschlagen worden, durch Zerstäuberdüsen Verdampfung und Kompressorkühlung zu kombinieren. Auch hierbei kommen so beträchtliche Wärmestürze vor, daß der Carnotwirkungsgrad bei weitem nicht erreicht werden kann:; außerdem bewirkt die Verwendung einer kalten Niederdruckturbine die Notwendigkeit einer beträchtlichen adiabatischen Rückkompression, und infolge der dabei unvermeidlichen Verluste wird der Gewinn, mehr als aufgewogen.Evaporation has also been proposed by atomizing nozzles and compressor cooling. Here, too, there are considerable drops in heat suggest that the Carnot efficiency cannot be achieved by far :; aside from that the use of a cold, low pressure turbine causes the need for a substantial adiabatic recompression, and as a result of the inevitable losses the gain, more than outweighed.

Die Erfindung hingegen, hat das Ziel, einem reinen Dampfkreisprozeß einen oder mehrere Heißdampfkreisprozesse mit Rückkompression so zu überlagern, daß der Carnotwirkungsgrad für die verlustlose Maschine erreicht wird. Die tatsächlich ausgeführte Maschine wird natürlich unter diesem bleiben., sich ihm aber mehr annähern als alle bisher bekannten Dampfkraftanlagen..The invention, however, has the goal of a pure steam cycle superimpose one or more superheated steam cycle processes with recompression in such a way that that the Carnot efficiency is achieved for the lossless machine. Actually executed machine will of course stay below this, but will come closer to it than all previously known steam power plants.

Der. primäre Dampfkreisprozeß, von dem die Erfindung ausgeht, besteht aus isothermer Kondensation mit nachfolgender Druckerhöhung des Kondensates durch eine Pumpe, Vorwärmung des Wassers mit nachfolgender Verdampfung, Überhitzung, annähernd isothermer Expansion, und nachfolgender Abkühlung des entspannten; aber noch heißen Dampfes in, einem Wärmetauscher. Die annähernd isoth,erme Expansion kann; darin erreicht werden z. B. durch vielstufige Zwischenüberhitzung in bekannter Art oder durch Expansion in Gegenwart einer Flüssigkeit in bekannter Art oder durch Heizung der Turbinenschaufeln. oder auf eine andere Weise.Of the. primary steam cycle on which the invention is based exists from isothermal condensation with a subsequent pressure increase in the condensate a pump, preheating of the water with subsequent evaporation, overheating, approximate isothermal expansion, and subsequent cooling of the relaxed; but still hot Steam in, a heat exchanger. The approximately isoth, erme expansion can; in this can be achieved e.g. B. by multi-stage reheating in a known manner or by expansion in the presence of a liquid in a known manner or by heating of the turbine blades. or in some other way.

Bei diesem primären Prozeß erfolgt zwar die Wärmezufuhr teilweise entlang der isothermen Expansion, also bei höchster Temperatur, was richtig ist, dann aber für die Verdampfung bei tieferer Temperatur und für die Wasservorwärmung bei noch tieferer Temperatur, was an sich unerwünscht ist. Die überlagernden, Kreisprozessen werden nun so gewählt und geführt, daß die anfallenden Kompressionswärmen die volle Wasserwärme und die volle Verdampfungswärme liefern, und zwar unter Vermeidung von Temperatursprüngen, genau bei der Temperatur und in dem Maße, wie sie benötigt werden.In this primary process, some of the heat is supplied along the isothermal expansion, i.e. at the highest temperature, which is correct, but then for evaporation at a lower temperature and for water preheating at still lower temperature, which is undesirable in itself. The overlying, Cycle processes are now chosen and carried out in such a way that the resulting compression heat deliver the full water heat and the full heat of evaporation, with avoidance of temperature jumps, exactly at the temperature and to the extent required will.

Zur Erzeugung der Verdampfungswärme wird darum nach der Erfindung ein Teil des Dampfes genau. bei der Verdampfungstemperatur und möglichst genau isotherm verdichtet, sei es durch vielstufige Kompression oder durch Kompression bei Kühlung durch eine Flüssigkeit oder mit Schaufelkühlung oder nach einer anderen bekannten. Art. Die komprimierte Dampfmenge wird. dann. so groß gewählt, daß die Abwärme des isothermischen Kompressors die Verdampfungswärme auf der gleichen Isotherme genau deckt.To generate the heat of vaporization is therefore according to the invention part of the steam exactly. at the evaporation temperature and as precisely as possible isothermally compressed, be it through multi-stage compression or through compression when cooling by a liquid or with paddle cooling or according to some other known. Art. The amount of compressed steam is. then. chosen so large that the waste heat of the isothermal compressor the heat of vaporization on the same isotherm exactly covers.

Zur Erzeugung der Wasservorwärmung hingegen wird nach der Erfindung dem Grundprozeß ein anderer Heißdampfkreisprozeß so überlagert, daß die Verdichtung im TS-Diagramm entlang der rechten Grenzkurve verläuft. Sie ist also dabei weder adiabatisch noch isotherm; sondern liegt podytrop dazwischen, beginnt steil und läuft dann, immer flacher. Diese geschieht aus der Erkenntnis heraus, daß die rechte Grenzkurve im TS-Diagramm in dem in Betracht kommenden Temperaturbereich recht gerau ein-Spiegelbild der linken Grenzkurve ist und Kompression längs dieser Kurve darum den Wärmebedarf längs der anderen Kurve genau deckt.To generate the water preheating, however, according to the invention Another superheated steam cycle is superimposed on the basic process in such a way that compression runs along the right limit curve in the TS diagram. So she's not there either adiabatically still isothermal; but lies podytropically in between, begins steeply and then runs, always flatter. This happens from the knowledge that the right Limit curve in the TS diagram in the relevant temperature range is quite rough is a mirror image of the left limit curve and compression along that curve around it exactly covers the heat demand along the other curve.

Durch diese beiden Heißdampfkreisprozessewird der Grundprozeß, wenn die Maschine als verlustlos angenommen, wird, genau zum Carnotwirkungsgrad ergänzt. je nach dem Abstand der Verdampfung vom kritischen, Punkt ist dabei der erste oder der zweite Heißdampfkreisprozeß wichtig. Wird nahe oder über dem kritischen. Punkt gearbeitet, so kann der Prozeß, der das Wasser verdampfen soll, fortfallet.; wird viel unter dem kritischen Punkt gearbeitet, so kann der Prozeß zur Wasservorwärmung fortfallen.These two superheated steam cycles become the basic process, if the machine is assumed to be lossless, is supplemented exactly to the Carnot efficiency. depending on the distance between the evaporation and the critical point, the first or the second superheated steam cycle is important. Will be near or above the critical. Point worked, the process that is supposed to evaporate the water can be omitted .; will worked much below the critical point, so the process for water preheating fall away.

Auf diese Art wird Wärme von außen her nur noch bei konstanter höchster Temperatur zugeführt, nämlich nur in, der Turbine, und Wärme nach außen nur bei konstant tiefster Temperatur abgeführt, nämlich nur im Kondensator. Damit sind aber die Bedingungen erfüllt, nach denen die verlustlose Maschine genau mit dem Carnotwirkungsgrad arbeiten muß. Ein weiterer Vorteil ist hierbei, daß man mit verhältnismäßig geringen Dampfdrücken, auskommen kann, was billigere Investitionen, und einfacheren Betrieb ergibt.In this way, heat from the outside is only available at a constant highest level Temperature supplied, namely only in, the turbine, and heat to the outside only at constant lowest temperature dissipated, namely only in the condenser. But with that meets the conditions according to which the lossless machine is exactly with the Carnot efficiency have to work. Another advantage here is that you can use relatively little Steam pressures, what can get by with cheaper investment, and simpler operation results.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen die schematischen Zeichnungen mit den Fig. i bis B.The schematic drawings serve to explain the invention with Figs. i to B.

Fig. i zeigt den. Kreisprozeß nach der Erfindung im TS-Diagramm; Fig. 2 zeigt ein. Schaltschema hierzu; Fig. 3 bis 8 zeigen, in TS-Diagrammen den. Aufbau des vorgeschlagenen Kreisprozesses aus seinen Elementen. D:e Linie der linken Grenzkurve (Wasser-Flüssigkeit) a trifft sich mit der Linie der rechten Grenzkurve Dampf-Gas) b im kritischen Punkt Kr.Fig. I shows the. Cycle process according to the invention in the TS diagram; Fig. 2 shows a. Circuit diagram for this; Fig. 3 to 8 show the in TS diagrams. Structure of the proposed cycle from its elements. D: e line of the left limit curve (water-liquid) a meets the line of the right limit curve steam-gas) b at the critical point Kr.

Von i nach 2 erfolgt die Kondensation im Kondensator 15, von. 2 nach 3 die Druckerhöhung durch die Pumpe 17. Die Flüssigkeit, z. B. Wasser, wird von 3 nach 4 im Wärmetauscher 16 erwärmt und verdampft dann, von 4 nach 5 im Kessel 16. Von 5 nach 6 erfolgt die Überhitzung im Wärmetauscher 13. Von 6 nach 7 erfolgt die Wärmezufuhr Q1 in einer mehrstufigen Turbine i r oder sonstwie bei konstanter hoherTemperatur isotherm. Von. 7 nach 8 erfolgt die Abkühlung im Wärmetauscher-13. Hier teilt sich der Strom. Der eine Teil fließt über den Verdichter 12 entlang der Linie 8 nach 5, also isotherm, dem Wärmetauscher 13 wieder zu. Die Verdichtungswärme des vielstufigen oder des innengekühlten Verdichters 12, nämlich Q2, fließt dem Kessel 14 als Q3 zu. Der andere Teil strömt wieder über den Wärmetauscher 16 zum Kondensator 15 entlang der Linie 8 nach i. Die Teilströme werden so aufeinander abgestimmt, daß Q2 gleich Q3 ist. Es erfolgt. deswegen von außen her die Wärmezufuhr bloß als Q, und nach außen die Wärmeabfuhr bloß als Q4. Der Kondensatordruck beträgt z. B. 0,024 ata bei 20° C, der Kesseldruck 2o ata bei 21i° C, die Temperatur an der Turbine i i 5oo° C. Bei Reibung in der Turbine i i wird das Äquivalent an Wärmezufuhr gespart. Reibung im Verdichter 12 verschlechtert zwar den Prozeß, geht aber doch nicht verloren, sondern wird als Wärme zur Verdampfung des Wassers im Kessel wieder ausgenutzt. Die Leistung wird z. B. am Generator io abgenämmen, der mit der Turbine i i und dem Verdichter 12 auf gleicher Welle 9 liegt.From i to 2, the condensation takes place in the condenser 15, from. 2 to 3 the pressure increase by the pump 17. The liquid, e.g. B. water, is heated from 3 to 4 in the heat exchanger 16 and then evaporates, from 4 to 5 in the boiler 16. From 5 to 6 the overheating takes place in the heat exchanger 13. From 6 to 7 the heat supply Q1 takes place in a multi-stage turbine ir or otherwise isothermally at a constant high temperature. From. 7 to 8 the cooling takes place in the heat exchanger 13. This is where the current divides. One part flows via the compressor 12 along the line 8 according to FIG. 5, that is to say isothermally, to the heat exchanger 13 again. The compression heat of the multi-stage or the internally cooled compressor 12, namely Q2, flows to the boiler 14 as Q3. The other part flows again via the heat exchanger 16 to the condenser 15 along the line 8 to i. The partial currents are matched to one another in such a way that Q2 is equal to Q3. It takes place. therefore from the outside the heat supply is only as Q, and the heat dissipation to the outside is only as Q4. The condenser pressure is z. B. 0.024 ata at 20 ° C, the boiler pressure 2o ata at 21i ° C, the temperature at the turbine ii 500 ° C. If there is friction in the turbine ii, the equivalent of heat supply is saved. Although friction in the compressor 12 worsens the process, it is not lost, but is used again as heat to evaporate the water in the boiler. The performance is z. B. abgenämmen on the generator io, which is on the same shaft 9 with the turbine ii and the compressor 12.

Zur- Vermeidung von hohem Vakuum kann man statt Wasser in bekannter Art auch einen anderen Stoff vemvenden. Statt der Turbine kann in Sonderfällen auch eine Kolbenmaschine gewählt werden.To avoid high vacuum, you can use water instead of water Kind of also use another substance. Instead of the turbine, in special cases a piston engine can be chosen.

Will man unter überkritischen Bedingungen arbeiten,, so ist es vorteilhaft, die Kompression bis zum kritischen PunktKr entlang der rechten Grenzkurve b durchzuführen und dadurch die Flüssigkeit entlang der Grenzkurve a anzuwärmen, da die Abdampfwärme zur Wasservorwärmung nicht ausreicht.If you want to work under supercritical conditions, it is advantageous to perform the compression up to the critical point Kr along the right limit curve b and thereby to heat the liquid along the limit curve a, since the heat of the exhaust steam is not sufficient for preheating the water.

Beim Clausius-Rankine-Prozeß nach Fig. 3 ist die geleistete Arbeit, nämlich der Linienzug von, i nach 2 nach 4 nach 5 nach 6 nach i, bedeutend kleiner als beim Carnotprozeß mit gleicher Wärmeabfuhr.In the Clausius-Rankine process according to Fig. 3, the work done is namely the line from, i to 2 to 4 to 5 to 6 to i, significantly smaller than in the Carnot process with the same heat dissipation.

Beim Grundprozeß der Erfindung nach. Fig.4 erfolgt dagegen schon ein erheblicher Teil der Wärmezufuhr entlang der Linie von, 6 nach 7, was den Wirkungsgrad gegenüber dem Clausius-Rankine-Prozeß beträchtlich erhöht. Im Wärmetauscher werden die entspannten, aber noch heißen Abgase entlang der Linie 7 bis i erst den Dampf und dann das Wasser im Gegenstrom anwärmen.. Weil die Linie 7 nach i aber steiler ist ass die von 2 nach 4, genügt diese Abwärme allein zur Vorwärmung des Wassers nicht. Deswegen, wird mit einer kleinen Dampfmenge der überlagerungsprozeß nach Fig. 5 durchgeführt, also von Punkt i nach 5 nach 6 nach 7 nach i. Die Kompression wird also entlang der rechten. Grenzkurve von i nach 5 so gesteuert, daß die noch, benötigte Wärme für die Wasservorwärmung nachgeholt wird.In the basic process of the invention. 4, however, already takes place significant part of the heat input along the line from, 6 to 7, which increases the efficiency considerably increased compared to the Clausius-Rankine process. Be in the heat exchanger the relaxed, but still hot exhaust gases along line 7 to i first the steam and then warm the water in countercurrent .. Because line 7 to i is steeper if ace is from 2 to 4, this waste heat is sufficient to preheat the water not. Because of this, with a small amount of steam, the superimposing process becomes carried out according to Fig. 5, so from point i to 5 to 6 to 7 to i. The compression so will be along the right. Limit curve from i to 5 controlled so that the still, the heat required for preheating the water is made up.

Der weitere Überlagerungsprozeß nach Fig. 6 liegt zwischen den Punkten 8, 5, 6, 7, B. Hier wird die Kompression möglichst weitgehend isotherm von 8 nach 5 durchgeführt, und zwar mit einer so großen Dampfmenge, daß die volle Verdampfungswärme von Punkt 4 nach Punkt 5 der Fig. 4 damit gedeckt wird. Da Verdichtungen und Verdampfung hierbei auf gleichem Temperaturniveau und beide isotherm verlaufen, so entsteht dadurch kein Verlust durch Temperaturgefälle.The further superimposition process of FIG. 6 lies between the points 8, 5, 6, 7, B. Here the compression is as largely isothermal as possible from 8 to 5 carried out, with such a large amount of steam that the full heat of vaporization from point 4 to point 5 of FIG. 4 is thus covered. There compressions and evaporation here at the same temperature level and both run isothermally, this is how therefore no loss due to temperature gradients.

Fig. 7 zeigt die Prozesse in Kombination., den Grundprozeß nach Fig. 4 stellt die Fläche Ff, den, einen überlagerungsprozeß nach Fig. 5 F2 und den anderen Überlagerungsprozeß nach Fig. 6 die Fläche F3 dar. Alle drei Flächen zusammen ergeben die Fläche F. Da nun der Inhalt eines Rhomboids gleich dem eines Quadrats gleicher Grundlinie und gleicher Höhe ist, kann die Fläche F auch, wie in Fig.8 gezeigt, dargestellt werden. Das ist aber genau der Carnotprozeß.Fig. 7 shows the processes in combination., The basic process of Fig. Fig. 4 represents the area Ff, den, one superimposing process of Fig. 5, F2 and the other Overlay process according to FIG. 6 represents the area F3. All three areas together result the area F. Since the content of a rhomboid is now equal to that of a square Base line and the same height, the area F can also, as shown in Fig. 8, being represented. But that is exactly the Carnot process.

Die Überlagerungsprozesse nach Fig. 5 und 6 werden also nach der Erfindung genau so geführt, daß sie den Grnndprozeß von Fig. 4 zum Carnotprozeß der Fig.8 ergänzen.The superposition processes according to FIGS. 5 and 6 are thus according to the invention exactly so that it changes the basic process of Fig. 4 to the Carnot process of Fig. 8 add to.

In der Praxis wird man meist beide Überlage` rungsprozesse verwenden, arbeitet man jedoch in der Nähe des kritischen Punktes, so benötigt man nur den Prozeß nach Fig. 5 und bei großem Abstand nur den Überlagerungsprozeß nach Fig. 6.In practice, both superimposition processes will usually be used, However, if you work near the critical point, you only need that Process according to Fig. 5 and with a large distance only the superposition process according to Fig. 6th

. Die Dampfkraftanlage nach der Erfindung gestattet es somit, dem Carnotprozeß recht nahe zu kommen, und zwar ohne Verwendung von Hochdruck- oder Höchstdruckdampf. Besonders günstig wirkt sich dabei aus, daß wegen der Isothermen die Reibungsverluste, die in Wärme übergehen., nur wenig schädlich sind.. The steam power plant according to the invention thus allows the To get quite close to the Carnot process, without the use of high pressure or High pressure steam. The fact that because of the isotherms has a particularly favorable effect the frictional losses, which are transformed into heat, are only slightly harmful.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Dampfkraftanlage, bei der dem Primärkreislauf eines Dampfteiles, bestehend aus isothermer Kondensation im Kondensator, Druckerhöhung des Kondensates durch eine Pumpe, Wasservorwärmung in einem Wärmetauscher, Verdampfung bei konstanter Temperatur, Überhitzung in einem Wärmetauscher, annähernd isotherme Expansion bei höchster Temperatur in, einer Kraftrnaschine, Abkühlung im Gegenstrom mit den erwähnten Wärmetauschern., Sekundärkreisläufe mit Rückverdichtung des Dampfes überlagert sind, wobei der Dampf des Primärkreislaufes und der der Sekundärkreisläufe die Kraftmaschine und den dieser vorgeschalteten Wärmetauscher gemeinsam haben., dadurch gekennzeichnet, daß die Rückverdichtung so geführt ist, daß sie einesteils annähernd isotherm (8 bis 5) bei der Verdampfungstemperatur (zwischen 4 und 5), andernteils (r nach 5) entlang der rechten Grenzkurve (b) bis zur Verdampfungstemperatur (5) verläuft und hierbei die Dampfmengen, für die Sekundärkreisläufe. (Fig. 5 und 6) so groß gewählt sind, daß der Grundprozeß (Fig. 4) zum Carnotprozeß (Fig 7 und 8) ergänzt wird, und somit von außen keine Wärme außer während der annähernd isothermen. Expansion (6 bis 7) zugeführt und nach außen keine Wärme außer im Kondensator bei tiefster Temperatur (i bis z) abgeführt wird. z. Dampfkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für Arbeit mit Dämpfen bei überkritischen Verhältnissen. die isotherme Kompression (8 bis 5) mit dem dazugehörigen Kreisprozeß (Fig. 6) fortfällt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 903 818; belgische Patentschrift Nr. 493 624; Glasers Annalen, April 1954, S. 90 bis 94. PATENT CLAIMS: i. Steam power plant, in which the primary circuit of a steam part, consisting of isothermal condensation in the condenser, pressure increase of the condensate by a pump, water preheating in a heat exchanger, evaporation at a constant temperature, overheating in a heat exchanger, approximately isothermal expansion at the highest temperature in an engine, cooling in countercurrent with the heat exchangers mentioned., Secondary circuits are superimposed with recompression of the steam, the steam of the primary circuit and that of the secondary circuits having the engine and the heat exchanger upstream of it in common isothermal (8 to 5) at the evaporation temperature (between 4 and 5), on the other hand (r to 5) along the right limit curve (b) up to the evaporation temperature (5) and the steam quantities for the secondary circuits. (Fig. 5 and 6) are chosen so large that the basic process (Fig. 4) is supplemented to the Carnot process (Fig. 7 and 8), and thus no heat from the outside except during the approximately isothermal. Expansion (6 to 7) supplied and no heat is removed to the outside except in the condenser at the lowest temperature (i to z). z. Steam power plant according to claim i, characterized in that for working with vapors under supercritical conditions. the isothermal compression (8 to 5) with the associated cycle (Fig. 6) is omitted. Documents considered: German Patent No. 903 818; Belgian Patent No. 493,624; Glaser's Annalen, April 1954, pp. 90 to 94.
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DESCH15797A Expired DE949061C (en) 1954-07-09 1954-07-09 Steam power plant

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1035162B (en) * 1955-12-16 1958-07-31 Georg Sonnefeld Dr Ing Process for increasing the efficiency of cycle processes for steam engines, especially steam turbines

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE493624A (en) *
DE903818C (en) * 1944-12-08 1954-02-11 Helmuth Glaser Dr Ing Process for operating steam engines

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE493624A (en) *
DE903818C (en) * 1944-12-08 1954-02-11 Helmuth Glaser Dr Ing Process for operating steam engines

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1035162B (en) * 1955-12-16 1958-07-31 Georg Sonnefeld Dr Ing Process for increasing the efficiency of cycle processes for steam engines, especially steam turbines

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