EP3404244A1 - Vorrichtung und verfahren zur standardisierung und zum aufbau eines orc-containers - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur standardisierung und zum aufbau eines orc-containers Download PDF

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EP3404244A1
EP3404244A1 EP17170986.8A EP17170986A EP3404244A1 EP 3404244 A1 EP3404244 A1 EP 3404244A1 EP 17170986 A EP17170986 A EP 17170986A EP 3404244 A1 EP3404244 A1 EP 3404244A1
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EP
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container
orc
heat
aggregate
exhaust gas
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Richard Aumann
Fabian Kricke
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Orcan Energy AG
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    • F02G2260/00—Recuperating heat from exhaust gases of combustion engines and heat from cooling circuits

Definitions

  • the invention relates to an ORC container, a system of an ORC container and an aggregate container, and a method for setting up such a system.
  • One of the few remaining economic solutions for increasing the efficiency of high potential combustion engines is to utilize waste heat by means of a thermal cycling process (e.g., an Organic Rankine Cycle System, ORC system) and generate electrical power, for example, with a generator of the ORC system.
  • a thermal cycling process e.g., an Organic Rankine Cycle System, ORC system
  • ORC system Organic Rankine Cycle System
  • the invention provides a solution to the stated problem.
  • the invention thus discloses an ORC container comprising: a container, in particular an ISO container, having an ORC device therein for converting thermal energy into electrical or mechanical energy, the ORC device having a working medium; a heat input device provided on the ISO container for supplying heat energy from an aggregate container; and a spacer device disposed on the container, wherein the spacer device is adapted to provide a clearance between the ORC container and the aggregate container.
  • the working medium may comprise a mixture of several components and / or may contain an additive, e.g. a lubricant.
  • the inventive ORC container has the advantage that the gap can be used for elements that are necessary for the heat coupling.
  • the ORC container according to the invention can be further developed in that the spacer device comprises a stand device for placing the ORC container on the aggregate container, whereby the gap between a bottom of the ORC container and a top of the aggregate container is provided, said Stand device in particular standardized fasteners, preferably standardized corner joints includes (so-called corner castings).
  • the ORC container according to the invention with the stand device has the advantages that the ORC container can be placed with the stand device on the aggregate container, resulting in a reduced space requirement, and further that the gap can be used for elements that are suitable for the heat coupling is necessary. In this way, in particular a standardized structure of the ORC container for various aggregate containers can be used.
  • the heat coupling device may be provided on the underside, on a side surface or the top of the ORC container.
  • the ORC container according to the invention can be further developed such that the heat coupling device has a connection device for feeding and discharging a heat-conducting liquid may have, wherein the heat-conducting liquid in the ORC container by means of a line arrangement a preheater and / or evaporator of the ORC device for transmitting heat energy from the liquid to the working medium can be fed.
  • This connection device may for example comprise connecting pieces for a pipe or hose connection.
  • the heat coupling device an exhaust gas inlet for supplying a heat-conducting exhaust gas to an exhaust gas heat exchanger of the ORC device for transferring heat from the exhaust gas to another heat transfer medium and then from this to the working medium or directly to the working medium, in particular for preheating and / or evaporation of the working medium
  • the ORC container further comprises an exhaust gas outlet, in particular on an upper side of the ISO container.
  • the exhaust gas inlet can also comprise, for example, a connecting piece for a pipe connection or for fastening guide plates.
  • the stand device comprises one or more feet that are extended and retractable and / or extendable and retractable and / or releasably secured.
  • each extendable and retractable base can have an outer element and a retractable and retractable inner element, and a fixing device can be provided for fixing an extension of the inner element from the outer element.
  • a bypass line for discharging excess exhaust gas can be arranged.
  • the system according to the invention comprises: an ORC container according to the invention or an ORC container according to one of the said developments; and an aggregate container having an aggregate that generates heat during operation, the aggregate container having one preferably at a top of the aggregate container arranged heat extraction device for removing heat from the aggregate container comprises.
  • the system according to the invention can be further developed in that the aggregate container comprises a further ISO container in which the unit is arranged, the further ISO container having the same dimensions as the ISO container of the ORC container. This ensures that the containers can be placed safely and stably on top of each other.
  • the unit may comprise an internal combustion engine, wherein the heat-conducting liquid is a cooling liquid of the internal combustion engine and the aggregate container has a arranged at the top of the unit-container connection device for discharging and supplying the cooling liquid, and wherein the heat-conducting exhaust gas Exhaust gas of the internal combustion engine is and the aggregate container has a arranged at the top of the unit-container exhaust outlet for discharging the exhaust gas.
  • Another development consists in that a bypass line for discharging excess exhaust gas is provided in the intermediate space.
  • the heat extraction device of the aggregate container and the heat coupling device of the ORC container can be detachably connected to one or more connecting elements, wherein the connecting elements are arranged in the intermediate space.
  • Another development consists in that one or more detachably arranged deflection elements can be provided in the intermediate space in order to guide a cooling air of the unit away from a region of the ORC container in which a cooler of the ORC device is arranged. This ensures the efficiency of ORC cooling (recooling).
  • the method according to the invention for setting up a system comprises the following steps: attaching and / or extending and / or unfolding the stand device to the ORC container; Putting the ORC container on the aggregate container; and connecting the heat extraction device of the aggregate container with the heat input device of the ORC container.
  • the method according to the invention can be further developed such that a fastening of the above-mentioned deflecting elements can be provided in the intermediate space between the ORC container and the aggregate container.
  • FIG. 1 shows a system with an ORC container 10 and an aggregate container 50.
  • the ORC container 10 includes an ISO container 11 having an ORC device 20 disposed therein for converting thermal energy to electrical energy; a heat input device 31, 32 provided on an underside of the ISO container for supplying heat energy from the aggregate container 50; and a stand device 12 disposed on the ISO container 11, the stand device 12 for placing the ORC container 10 on the aggregate container 50 and providing a gap 60 between the bottom of the ORC container 10 and a top of the aggregate container 50 is suitable.
  • the aggregate container 50 in this example is an engine container 50 having an internal combustion engine 52. The internal combustion engine 52 generates heat during operation. The heat of the cooling liquid of the engine 52 and the exhaust gas of the engine 52 is used in the ORC system 20 for power generation.
  • the heat coupling device 31, 32 has for this purpose a connecting device 31 for supplying and removing the cooling liquid, wherein the cooling liquid in the ORC container 10 by means of a line arrangement to a preheater and / or an evaporator of the ORC device 20 for transferring heat energy from the cooling liquid the working medium is supplied.
  • the heat input device 31, 32 further includes an exhaust gas inlet 32 for supplying the exhaust gas to an exhaust gas heat exchanger 35 of the ORC device 20. In this case, heat is transferred from the exhaust gas to the working medium and used for preheating the working medium (before the evaporator).
  • the ORC container 10 further comprises an exhaust outlet 33 at the top of the ISO container 11.
  • the transfer of heat to the working medium can each be done directly, ie direct evaporation or preheating via a heat exchanger, or via a DC link with another heat transfer medium.
  • the aggregate container preferably also comprises an ISO container 51.
  • the aggregate container 50 comprises a heat extraction device 71, 72 arranged on an upper side of the aggregate container 50 for removing heat from the aggregate container 50.
  • the heat-conducting liquid is the cooling liquid ("Cooling water") of the internal combustion engine 52, and the aggregate container 50 has at its top a connecting device 71 for discharging and supplying the cooling liquid.
  • the heat-conducting exhaust gas is the exhaust gas of the internal combustion engine 52, and the aggregate container 50 has an exhaust gas outlet 72 arranged at the top of the aggregate container for discharging the exhaust gas.
  • the ORC container 10 on the aggregate container 50 in order to reduce the space required (floor space) and at the same time to position the ORC system as close as possible to the heat source.
  • a connection can take place via standardized connecting elements, e.g. corner castings.
  • cooler associated with the internal combustion engine 53 generates heated air and often has an upwardly directed exhaust duct, which must not be covered.
  • connection position varies with engines and a diversion is necessary for not directly superimposed ports from / into the container. This would then have to be realized within the ORC container which in turn reduces the area available within the container for the ORC system, thereby reducing flexibility.
  • a reduction of the container space supply also results in a reduction of the radiator surface and / or exhaust heat exchanger surface. If these are below the specific design point, this has performance-reducing effects and thus damages the economy of the system.
  • the ISO container with additional feet is a standard product with no changes in design and manufacturing. During installation (connecting the ORC container to the aggregate container) only minor adjustments are necessary. In addition, there is flexibility in installation and piping rather than a commitment to a particular combination in advance.
  • the ORC container can already contain external installation components in the available volume - no additional logistics are required. Maximized space can be used in the ORC container. An exhaust air duct is possible on a side facing away from the coolers of the ORC container.

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Abstract

Die Erfindung offenbart einen ORC-Container, der Folgendes umfasst: einen Container, insbesondere einen ISO-Container, mit einer darin angeordneten ORC-Vorrichtung zum Umwandeln von Wärmeenergie in elektrische oder mechanische Energie, wobei die ORC-Vorrichtung ein Arbeitsmedium aufweist; eine an dem ISO-Container vorgesehene Wärmeeinkopplungsvorrichtung zum Zuführen von Wärmeenergie von einem Aggregat-Container; und eine an dem Container angeordnete Abstandsvorrichtung, wobei die Abstandsvorrichtung zum Bereitstellen eines Zwischenraums zwischen dem ORC-Container und dem Aggregat-Container geeignet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein System aus einem ORC-Container und einem Aggregat-Container sowie ein Verfahren zum Aufstellen eines solchen Systems.

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen ORC-Container, ein System aus einem ORC-Container und einem Aggregat-Container, sowie ein Verfahren zum Aufstellen eines solchen Systems.
    • Stand der Technik
  • Eine der wenigen verbleibenden wirtschaftlichen Lösungen zur Effizienzsteigerung von Verbrennungsmotoren mit großem Potenzial ist die Abwärmenutzung mittels eines thermischen Kreisprozesses (z.B. einem Organic-Rankine-Cycle-System, ORC-System) und beispielsweise mit einem Generator des ORC-Systems elektrische Energie zu erzeugen.
  • Dabei ist die Integration eines Komplettmoduls, z.B. bestehend aus ORC-System, Abgaswärmeübertrager (AGWÜ), Rückkühlung und Schaltschrank in einen ISO-Container sinnvoll, um eine maximale Standardisierung bei einem Transport (z.B. bei Versand per Schiff oder LKW) zu erreichen. Da auch Verbrennungsmotoren häufig in standardisierten Containern verbaut werden, stellt sich dem Fachmann daher die Aufgabe, diese Container möglichst optimal zueinander zu positionieren.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung stellt eine Lösung der genannten Aufgabe bereit.
  • Die erfindungsgemäße Lösung wird definiert durch einen ORC-Container mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1.
  • Die Erfindung offenbart somit einen ORC-Container, der Folgendes umfasst: einen Container, insbesondere einen ISO-Container, mit einer darin angeordneten ORC-Vorrichtung zum Umwandeln von Wärmeenergie in elektrische oder mechanische Energie, wobei die ORC-Vorrichtung ein Arbeitsmedium aufweist; eine an dem ISO-Container vorgesehene Wärmeeinkopplungsvorrichtung zum Zuführen von Wärmeenergie von einem Aggregat-Container; und eine an dem Container angeordnete Abstandsvorrichtung, wobei die Abstandsvorrichtung zum Bereitstellen eines Zwischenraums zwischen dem ORC-Container und dem Aggregat-Container geeignet ist. Das Arbeitsmedium kann eine Mischung aus mehreren Komponenten umfassen und/oder kann ein Additiv enthalten, wie z.B. ein Schmiermittel.
  • Der erfindungsgemäße ORC-Container hat den Vorteil, dass der Zwischenraum für Elemente genutzt werden kann, die für die Wärmeankopplung notwendig sind.
  • Der erfindungsgemäße ORC-Container kann dahingehend weitergebildet werden, dass die Abstandsvorrichtung eine Standvorrichtung zum Aufstellen des ORC-Containers auf den Aggregat-Container umfasst, wodurch der Zwischenraum zwischen einer Unterseite des ORC-Containers und einer Oberseite des Aggregat-Containers bereitgestellt wird, wobei die Standvorrichtung insbesondere standardisierte Verbindungselemente, vorzugsweise standardisierte Eckverbindungen umfasst (sogenannte corner castings).
  • Der erfindungsgemäße ORC-Container mit der Standvorrichtung hat die Vorteile, dass der ORC-Container mit der Standvorrichtung auf den Aggregat-Container gestellt werden kann, wodurch sich ein reduzierter Platzbedarf ergibt, und weiterhin, dass der Zwischenraum für Elemente genutzt werden kann, die für die Wärmeankopplung nötig sind. Auf diese Weise kann insbesondere ein standardisierter Aufbau des ORC-Containers für verschiedene Aggregat-Container eingesetzt werden.
  • Die Wärmeeinkopplungsvorrichtung kann an der Unterseite, an einer Seitenfläche oder der Oberseite des ORC-Containers vorgesehen sein.
  • Der erfindungsgemäße ORC-Container kann dahingehend weitergebildet werden, dass die Wärmeeinkopplungsvorrichtung eine Anschlussvorrichtung zum Zu- und Abführen einer wärmeführende Flüssigkeit aufweisen kann, wobei die wärmeführende Flüssigkeit im ORC-Container mittels einer Leitungsanordnung einem Vorwärmer und/oder Verdampfer der ORC-Vorrichtung zum Übertragen von Wärmeenergie von der Flüssigkeit auf das Arbeitsmedium zuführbar ist. Diese Anschlussvorrichtung kann beispielsweise Anschlussstutzen für eine Rohr- oder Schlauchverbindung umfassen.
  • Eine andere Weiterbildung besteht darin, dass die Wärmeeinkopplungsvorrichtung einen Abgaseinlass zum Zuführen eines wärmeführenden Abgases an einen Abgaswärmeübertrager der ORC-Vorrichtung zum Übertragen von Wärme von dem Abgas auf ein weiteres Wärmeträgermedium und anschließend von diesem auf das Arbeitsmedium oder direkt auf das Arbeitsmedium, insbesondere zum Vorwärmen und/oder Verdampfen des Arbeitsmediums, umfasst, und der ORC-Container weiterhin einen Abgasauslass umfasst, insbesondere an einer Oberseite des ISO-Containers. Auch der Abgaseinlass kann beispielsweise einen Anschlussstutzen für eine Rohrverbindung oder für das Befestigen von Leitblechen umfassen.
  • Gemäß einer anderen Weiterbildung umfasst die Standvorrichtung ein oder mehrere Standfüße, die aus- und einfahrbar und/oder aus- und einklappbar und/oder lösbar befestigt sind.
  • Dabei kann jeder aus- und einfahrbare Standfuß ein Außenelement und ein aus- und einfahrbares Innenelement aufweisen und es kann eine Fixierungsvorrichtung zum Fixieren eines Auszugs des Innenelements aus dem Außenelement vorgesehen sein.
  • In dem Zwischenraum kann eine Bypass-Leitung zum Abführen von überschüssigem Abgas angeordnet werden.
  • Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein System gemäß Anspruch 9.
  • Das erfindungsgemäße System umfasst: einen erfindungsgemäßen ORC-Container oder einen ORC-Container gemäß einer der genannten Weiterbildungen; und einen Aggregat-Container mit einem Aggregat das im Betrieb Wärme erzeugt, wobei der Aggregat-Container eine vorzugsweise an einer Oberseite des Aggregat-Containers angeordnete Wärmeauskopplungsvorrichtung zum Abführen von Wärme aus dem Aggregat-Container umfasst.
  • Das erfindungsgemäße System kann dahingehend weitergebildet werden, dass der Aggregat-Container einen weiteren ISO-Container umfasst, in dem das Aggregat angeordnet ist, wobei der weitere ISO-Container die gleichen Maße hat wie der ISO-Container des ORC-Containers. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Container sicher und stabil aufeinander gesetzt werden können.
  • Gemäß einer anderen Weiterbildung kann das Aggregat einen Verbrennungsmotor umfassen, wobei die wärmeführende Flüssigkeit eine Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors ist und der Aggregat-Container eine an der Oberseite des Aggregat-Containers angeordnete Anschlussvorrichtung zum Ab- und Zuführen der Kühlflüssigkeit aufweist, und wobei das wärmeführende Abgas ein Abgas des Verbrennungsmotors ist und der Aggregat-Container einen an der Oberseite des Aggregat-Containers angeordneten Abgasauslass zum Abführen des Abgases aufweist.
  • Eine andere Weiterbildung besteht darin, dass in dem Zwischenraum eine Bypass-Leitung zum Abführen von überschüssigem Abgas vorgesehen ist.
  • Gemäß einer anderen Weiterbildung kann die Wärmeauskopplungsvorrichtung des Aggregat-Containers und die Wärmeeinkopplungsvorrichtung des ORC-Containers mit ein oder mehreren Verbindungselementen lösbar verbunden sein, wobei die Verbindungselemente in dem Zwischenraum angeordnet sind.
  • Eine andere Weiterbildung besteht darin, dass im Zwischenraum ein oder mehrere lösbar angeordnete Umlenkelemente vorgesehen sein können, um eine Kühlluft des Aggregats von einem Bereich des ORC-Containers weg zu leiten, in dem ein Kühler der ORC-Vorrichtung angeordnet ist. Dadurch kann die Effizienz der ORC-Kühlung (Rückkühlung) gewährleistet werden.
  • Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 14.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufstellen eines erfindungsgemäßen Systems umfasst die folgenden Schritte: Anbringen und/oder Ausfahren und/oder Ausklappen der Standvorrichtung an dem ORC-Container; Aufsetzen des ORC-Containers auf den Aggregat-Container; und Verbinden der Wärmeauskopplungsvorrichtung des Aggregat-Containers mit der Wärmeeinkopplungsvorrichtung des ORC-Containers.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann dahingehend weitergebildet werden, dass ein Befestigen der oben genannten Umlenkelemente im Zwischenraum zwischen dem ORC-Container und dem Aggregat-Container vorgesehen sein kann.
  • Die genannten Weiterbildungen können einzeln eingesetzt oder wie beansprucht geeignet miteinander kombiniert werden.
  • Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen. Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können.
    • Zeichnungen
    • Fig. 1
    zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
    Ausführungsformen
  • Figur 1 zeigt ein System mit einem ORC-Container 10 und einem Aggregat-Container 50.
  • Der ORC-Container 10 umfasst einen ISO-Container 11 mit einer darin angeordneten ORC-Vorrichtung 20 zum Umwandeln von Wärmeenergie in elektrische Energie; eine an einer Unterseite des ISO-Containers vorgesehene Wärmeeinkopplungsvorrichtung 31, 32 zum Zuführen von Wärmeenergie von dem Aggregat-Container 50; und eine an dem ISO-Container 11 angeordnete Standvorrichtung 12, wobei die Standvorrichtung 12 zum Aufstellen des ORC-Containers 10 auf den Aggregat-Container 50 und zum Bereitstellen eines Zwischenraums 60 zwischen der Unterseite des ORC-Containers 10 und einer Oberseite des Aggregat-Containers 50 geeignet ist. Der Aggregat-Container 50 ist in diesem Beispiel ein Motor-Container 50 mit einem Verbrennungsmotor 52. Der Verbrennungsmotor 52 erzeugt im Betrieb Wärme. Die Wärme der Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors 52 und des Abgases des Verbrennungsmotors 52 wird im ORC-System 20 zur Energieerzeugung eingesetzt.
  • Die Wärmeeinkopplungsvorrichtung 31, 32 weist dazu eine Anschlussvorrichtung 31 zum Zu- und Abführen der Kühlflüssigkeit auf, wobei die Kühlflüssigkeit im ORC-Container 10 mittels einer Leitungsanordnung einem Vorwärmer und/oder einem Verdampfer der ORC-Vorrichtung 20 zum Übertragen von Wärmeenergie von der Kühlflüssigkeit auf das Arbeitsmedium zugeführt wird.
  • Die Wärmeeinkopplungsvorrichtung 31, 32 weist weiterhin einen Abgaseinlass 32 zum Zuführen des Abgases an einen Abgaswärmeübertrager 35 der ORC-Vorrichtung 20 auf. Dabei wird Wärme von dem Abgas auf das Arbeitsmedium übertragen und zum Vorwärmen des Arbeitsmediums (vor dem Verdampfer) verwendet. Der ORC-Container 10 umfasst weiterhin einen Abgasauslass 33 an der Oberseite des ISO-Containers 11.
  • Die Übertragung der Wärme auf das Arbeitsmedium kann jeweils direkt erfolgen, also direktes Verdampfen oder Vorwärmen über einen Wärmeübertrager, oder über einen Zwischenkreis mit einem weiteren Wärmeträgermedium.
  • Der Aggregat-Container umfasst bevorzugt ebenfalls einen ISO-Container 51. Der Aggregat-Container 50 umfasst eine an einer Oberseite des Aggregat-Containers 50 angeordnete Wärmeauskopplungsvorrichtung 71, 72 zum Abführen von Wärme aus dem Aggregat-Container 50. Die wärmeführende Flüssigkeit ist die Kühlflüssigkeit ("Kühlwasser") des Verbrennungsmotors 52, und der Aggregat-Container 50 weist an dessen Oberseite eine Anschlussvorrichtung 71 zum Ab- und Zuführen der Kühlflüssigkeit auf. Weiterhin ist hier das wärmeführende Abgas das Abgas des Verbrennungsmotors 52 ist und der Aggregat-Container 50 hat einen an der Oberseite des Aggregat-Containers angeordneten Abgasauslass 72 zum Abführen des Abgases.
  • Die zu Grunde liegende Problemstellung und dessen Lösung werden nachfolgend nochmals erläutert.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, den ORC-Container 10 auf den Aggregat-Container 50 zu stellen, um den Platzbedarf (Stellfläche) zu verringern und gleichzeitig das ORC-System möglichst nahe an der Wärmequelle zu positionieren. Eine Verbindung kann dabei über standardisierte Verbindungselemente erfolgen, z.B. corner castings.
  • Hierbei muss allerdings beachtet werden, dass der zum Verbrennungsmotor zugehörige Kühler 53 erwärmte Luft erzeugt und oftmals einen nach oben gerichteten Abluftkanal besitzt, der nicht abgedeckt werden darf.
  • Wird diese Abluft durch den Kühler 40 des ORC-Systems 20 angesaugt, wirkt sich dies weiterhin negativ auf den ORC-Prozess aus (geringere Bruttoleistung und erhöhter Eigenbedarf, dadurch reduzierte Nettoleistung). Bei dem darüber liegenden Container müsste daher eine Öffnung zur Durchführung der Abluft vorgesehen werden, wodurch weniger Containerfläche für das ORC-System zur Verfügung steht. Zudem ist eine Standardisierung des ORC-Containers erschwert, da der motorseitige Abluftkanal aus dem Motor-Container nicht zwangsläufig immer an der gleichen Stelle angeordnet ist. Des Weiteren ergeben sich Probleme bei der Auslegung und Montage der (Rohr)-leitungen für die Zuführung des Motorabgases und Motorkühlwassers vom Motor hin zum ORC-System. Stehen die beiden Container direkt (ohne Zwischenraum 60) übereinander, gibt es keinen Platz bzw. die Montage, um die jeweiligen Anschlüsse zu verbinden, ist deutlich erschwert. Hinzu kommt, dass die Anschlusslage bei Motoren variiert und bei nicht direkt übereinanderliegenden Anschlüssen aus/in den Container eine Umleitung nötig wird. Diese müsste dann innerhalb des ORC-Containers realisiert werden, was wiederum die für das ORC System zur Verfügung stehende Fläche innerhalb des Containers vermindert und so die Flexibilität vermindert. Eine Reduzierung des Containerplatzangebotes hat auch ein Verkleinern von Kühlerfläche und/oder Abgaswärmeübertragerfläche zur Folge. Liegen diese jeweils unter dem bestimmten Designpunkt, hat dies leistungsmindernde Effekte und schadet somit der Wirtschaftlichkeit des Systems.
  • Erfindungsgemäß werden diese Nachteile durch den Zwischenraum 60 zwischen den beiden Containern 10, 50 überwunden.
  • Der ORC-Container 10 wird mit ausfahrbaren oder demontierbaren Füßen 12 ausgestattet, die den Zwischenraum 60 zum darunterliegenden Aggregat-Container 50 schaffen. Dadurch lassen sich die beschriebenen Probleme lösen:
    • Das volle Containervolumen steht für das ORC-System zur Verfügung.
    • Der Abluftkanal 61 für den Kühler des unteren Motor-Containers ist im Zwischenraum 60 flexibel (z.B. mittels Umlenkblechen 54 darstellbar und warme Luft ist beliebig ableitbar.
    • Ein standardisierter Transport mit eingefahrenen Füßen bleibt erhalten.
    • Die Stabilität für den Transport mit Stapelbarkeit gemäß einschlägiger Richtlinien (z.B. CSC) bleibt durch den Standardcontainer (ISO-Container) erhalten (Füße eingefahren)
    • Eine flexible Anbindung des Motorkühlwasser und des Abgases ist durch eine Rohrführung im Zwischenraum möglich (auch ein Bypass, Bypass-Leitung 73 zum Abführen von überschüssigem Abgas).
    • Der höchste Punkt der Motorkühlwasseranbindung liegt innerhalb des ORC-Containers. Dies ermöglicht das standardisierte Installieren von Entlüftungen bei der Produktion und verringert somit den Installationsaufwand im Feld.
    • Weitere Vereinfachungen für den Einsatz ergeben sich durch feste Anschlusspunkte im ORC-Container in Kombination mit Standardsteckkomponenten von Abgasrohr (Kniestücke, T-Stücke) oder Motorkühlwasser (z.B. Schläuche mit Schnellkupplungen), welche beim Transport ebenfalls im freien Containervolumen des ORC-Containers mitgeliefert werden können.
  • Die folgenden Vorteile sind besonders zu nennen. Der ISO-Container mit zusätzlichen Standfüßen ist ein Standardprodukt ohne Änderungen in Design und Fertigung. Bei der Installation (Verbinden des ORC-Containers mit dem Aggregat-Container) sind nur geringe Anpassungen notwendig. Zudem besteht eine Flexibilität bei der Installation und der Rohrführung anstatt einer Festlegung auf eine bestimmte Kombination vorab. Der ORC-Container kann externe Installationskomponenten bereits im verfügbaren Volumen enthalten - es ist keine weitere Logistik nötig. Es kann ein maximierter Bauraum im ORC-Container verwendet werden. Eine Abluftführung ist auf einer den Kühlern des ORC-Containers abgewandten Seite möglich.
  • Die dargestellten Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft und der vollständige Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche definiert.

Claims (15)

  1. ORC-Container, umfassend:
    einen Container, insbesondere einen ISO-Container, mit einer darin angeordneten ORC-Vorrichtung zum Umwandeln von Wärmeenergie in elektrische oder mechanische Energie, wobei die ORC-Vorrichtung ein Arbeitsmedium aufweist;
    eine an dem Container vorgesehene Wärmeeinkopplungsvorrichtung zum Zuführen von Wärmeenergie von einem Aggregat-Container; und
    eine an dem Container angeordnete Abstandsvorrichtung, wobei die Abstandsvorrichtung zum Bereitstellen eines Zwischenraums zwischen dem ORC-Container und dem Aggregat-Container geeignet ist.
  2. ORC-Container nach Anspruch 1, wobei die Abstandsvorrichtung eine Standvorrichtung zum Aufstellen des ORC-Containers auf den Aggregat-Container umfasst, wodurch der Zwischenraum zwischen einer Unterseite des ORC-Containers und einer Oberseite des Aggregat-Containers bereitgestellt wird, wobei die Standvorrichtung insbesondere standardisierte Verbindungselemente, vorzugsweise standardisierte Eckverbindungen umfasst.
  3. ORC-Container nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Wärmeeinkopplungsvorrichtung an der Unterseite oder an einer Seitenfläche des ORC-Containers vorgesehen ist.
  4. ORC-Container nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wärmeeinkopplungsvorrichtung eine Anschlussvorrichtung zum Zu- und Abführen einer wärmeführende Flüssigkeit aufweist, wobei die wärmeführende Flüssigkeit im ORC-Container mittels einer Leitungsanordnung einem Vorwärmer und/oder einem Verdampfer der ORC-Vorrichtung zum Übertragen von Wärmeenergie von der Flüssigkeit auf das Arbeitsmedium zuführbar ist.
  5. ORC-Container nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wärmeeinkopplungsvorrichtung einen Abgaseinlass zum Zuführen eines wärmeführenden Abgases an einen Abgaswärmeübertrager der ORC-Vorrichtung zum Übertragen von Wärme von dem Abgas auf direkt auf das Arbeitsmedium oder auf ein weiteres Wärmeträgermedium und anschließend von diesem auf das Arbeitsmedium, insbesondere zum Vorwärmen und/oder Verdampfen des Arbeitsmediums, umfasst, und wobei der ORC-Container weiterhin einen Abgasauslass umfasst, insbesondere an einer Oberseite des ISO-Containers.
  6. ORC-Container nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 5 in Kombination mit Anspruch 2, wobei die Standvorrichtung Standfüße umfasst, die aus- und einfahrbar und/oder aus- und einklappbar und/oder lösbar befestigt sind.
  7. ORC-Container nach Anspruch 6, wobei jeder aus- und einfahrbare Standfuß ein Außenelement und ein aus- und einfahrbares Innenelement aufweist und wobei eine Fixierungsvorrichtung zum Fixieren eines Auszugs des Innenelements aus dem Außenelement vorgesehen ist.
  8. ORC-Container nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in dem Zwischenraum eine Bypass-Leitung zum Abführen von überschüssigem Abgas vorgesehen ist.
  9. System, umfassend:
    einen ORC-Container gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8; und
    einen Aggregat-Container mit einem Aggregat das im Betrieb Wärme erzeugt, wobei der Aggregat-Container eine vorzugsweise an einer Oberseite des Aggregat-Containers angeordnete Wärmeauskopplungsvorrichtung zum Abführen von Wärme aus dem Aggregat-Container umfasst.
  10. System nach Anspruch 9, wobei der Aggregat-Container einen weiteren Container umfasst, insbesondere einen ISO-Container, in dem das Aggregat angeordnet ist, wobei der weitere Container vorzugsweise die gleichen Maße hat wie der Container des ORC-Containers, und wobei der weitere Container vorzugsweise standardisierte Verbindungselemente, insbesondere standardisierte Eckverbindungen umfasst, die mit standardisierten Verbindungselementen des ORC-Containers verbindbar sind.
  11. System nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Aggregat einen Verbrennungsmotor umfasst, wobei die wärmeführende Flüssigkeit eine Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors ist und der Aggregat-Container eine an der Oberseite des Aggregat-Containers angeordnete Anschlussvorrichtung zum Ab- und Zuführen der Kühlflüssigkeit aufweist, und wobei das wärmeführende Abgas ein Abgas des Verbrennungsmotors ist und der Aggregat-Container einen an der Oberseite des Aggregat-Containers angeordneten Abgasauslass zum Abführen des Abgases aufweist.
  12. System nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Wärmeauskopplungsvorrichtung des Aggregat-Containers und die Wärmeeinkopplungsvorrichtung des ORC-Containers mit ein oder mehreren Verbindungselementen lösbar verbunden sind, die in dem Zwischenraum angeordnet sind.
  13. System nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei im Zwischenraum ein oder mehrere lösbar angeordnete Umlenkelemente vorgesehen sind, um eine Kühlluft des Aggregats von einem Bereich des ORC-Containers weg zu leiten, in dem ein Kühler der ORC-Vorrichtung angeordnet ist.
  14. Verfahren zum Aufstellen eines Systems nach einem der Ansprüche 9 bis 13, umfassend die Schritte:
    Anbringen und/oder Ausfahren und/oder Ausklappen der Standvorrichtung an dem ORC-Container;
    Aufsetzen des ORC-Containers auf den Aggregat-Container; und
    Verbinden der Wärmeauskopplungsvorrichtung des Aggregat-Containers mit der Wärmeeinkopplungsvorrichtung des ORC-Containers.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, weiterhin umfassend den Schritt:
    Befestigen der Umlenkelemente im Zwischenraum zwischen dem ORC-Container und dem Aggregat-Container.
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