FI102405B - Menetelmä lämpövoimakoneen kokonaishyötyenergiatuotannon parantamiseks i ja voimalaitos, jossa on nestejäähdytteinen lämpövoimakone - Google Patents

Menetelmä lämpövoimakoneen kokonaishyötyenergiatuotannon parantamiseks i ja voimalaitos, jossa on nestejäähdytteinen lämpövoimakone Download PDF

Info

Publication number
FI102405B
FI102405B FI933126A FI933126A FI102405B FI 102405 B FI102405 B FI 102405B FI 933126 A FI933126 A FI 933126A FI 933126 A FI933126 A FI 933126A FI 102405 B FI102405 B FI 102405B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
energy
coolant
meadow
cooling
power machine
Prior art date
Application number
FI933126A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI102405B1 (fi
FI933126A0 (fi
FI933126A (fi
Inventor
Anders Ahnger
Stefan Storholm
Kaj Baeckman
Original Assignee
Waertsilae Nsd Oy Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Waertsilae Nsd Oy Ab filed Critical Waertsilae Nsd Oy Ab
Publication of FI933126A0 publication Critical patent/FI933126A0/fi
Priority to FI933126A priority Critical patent/FI102405B/fi
Priority to EP94304913A priority patent/EP0636779B1/en
Priority to DE69415233T priority patent/DE69415233T2/de
Priority to AT94304913T priority patent/ATE174663T1/de
Priority to BR9402239A priority patent/BR9402239A/pt
Priority to JP6155569A priority patent/JPH07174003A/ja
Priority to CN94108368A priority patent/CN1078302C/zh
Publication of FI933126A publication Critical patent/FI933126A/fi
Priority to US08/566,128 priority patent/US5609029A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI102405B1 publication Critical patent/FI102405B1/fi
Publication of FI102405B publication Critical patent/FI102405B/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/065—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion taking place in an internal combustion piston engine, e.g. a diesel engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • F02G5/04—Profiting from waste heat of exhaust gases in combination with other waste heat from combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • 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)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Stringed Musical Instruments (AREA)
  • Electrically Operated Instructional Devices (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Description

102405
MENETELMÄ LÄMPÖVOIMAKONEEN KOKONAISHYÖTYENERGIATUOTANNON
PARANTAMISEKSI JA VOIMALAITOS, JOSSA ON NESTEJÄÄHDYTTEINEN LÄMPÖVOIMAKONE - FÖRFARANDE FÖR ATT FÖRBÄTTRA EN
VÄRMEKRAFTMASKINS TOTALA NYTTOENERGIPRODUKTION OCH KRAFTVERK MED 5 EN VÄTSKEKYLD VÄRMEKRAFTMASKIN
Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen menetelmään lämpö- ja mekaanista energiaa tuottavan 10 lämpövoimakoneen kokonaishyötyenergiatuotannon parantamiseksi ja tämän menetelmän soveltamiseksi tarkoitettuun koneeseen.
Eräitä lämpövoimakoneita, kuten esim. dieselmoottoreita käytettäessä merkittävä osa käytetyn polttoaineen energiasisällöstä 15 jää käyttämättä hyötytarkoitukseen, koska se koneen jäähdytysjärjestelmässä nostaa jäähdytysnesteen lämpötilan tasolle 80°C ... 85°C ja näin alhaiselle hukkalämmölle on vaikea löytää hyötykäyttöä. Joissakin suurehkoissa sovelluksissa tätä energiamäärää on kuitenkin käytetty lämmönvaihtimien avulla 20 esim. lämpimän käyttö- tai prosessiveden tai kaukolämmön aikaansaamiseen.
: Julkaisu JP-A-5853608 esittää erästä moottorin lämmön tal- ·;··· teenottojärjestelyä. Siinä jäähdytysneste johdetaan erilliseen j' '25 säiliöön, jossa muodostuu höyryä. Julkaisussa ei kuitenkaan esitetä, kuinka paine olisi nimenomaan korkeampi moottorissa
I I
kuin mainitussa säiliössä, jotta järjestely ylipäätään voisi • · · toimia. Ei myöskään ole esitetty minkäänlaisia järjestelyjä, . , joitten avulla toiminta voisi pysyä tasapainossa ja siten • · · *^«130 jatkuvaa.
• · · • · ·
Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada lämpövoimakone, esim.
«·» ♦ .1·1. dieselmoottori, jonka tuottamaa lämpöenergiaa pystytään käyttä-««· mään hyötytarkoitukseen entistä tehokkaammalla tavalla. ’;· :35 Keksinnön tarkoitus saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella tavalla. Höyrystämällä esim. dieselmoottorin jäähdytys-väliainetta osa sen sisältämästä lämpöenergiasta muuttuu höyrystymislämmöksi. Höyry on väliaine, jonka sisältämää energiaa voidaan tunnetuin menetelmin varsin tehokkaasti 2 102405 hyödyntää. Höyrystyminen saadaan aikaan joko alentamalla painetta tai tuomalla höyrystyrniskohtaan lisää lämpöenergiaa. Tämä tapahtuu edullisimmin eri tilassa lämpövoimakoneen ulkopuolella, mutta höyrystäminen voi teoreettisesti tapahtua 5 myös lämpövoimakoneen tuottamaa lämpöä hyväksikäyttäen koneen jäähdytysjärjestelmässä, mikä kuitenkin edellyttää, että höyrystysprosessi tapahtuu sellaisessa kohdassa ja siten valvottuna, että se ei haittaa tai vaaranna koneen toimintaa.
10 Keksinnön mukaisia lämpövoimakoneita on edullista rakentaa suurehkoina yksikköinä, tehot yleensä megawattiluokkaa, jopa kymmeniä megawatteja. Mitä suuritehoisempi lämpövoimakone tai -laitos on, sitä tärkeämpi on energiasäästön kannalta sen hukkalämmön käyttö hyötytarkoituksiin ja sitä paremmat ovat 15 edellytykset sille, että hukkalämmön käytön vaatimat investoinnit kannattavat. Lämpövoimalaitos voi käsittää useita lämpövoimakoneita, jolloin kokonaisteho voi olla suuruusluokkaa 100 MW.
20 Tunnetuissa polttomoottorisovellutuksissa moottorin jäähdytys-väliaineen lämpötilaa pidetään selvästi alle 100°C, tavalli-simmin alueella 80°C . . . 85°C. Keksinnön mukaisessa lämpövoima-koneessa on lämpöteknisistä syistä edullista nostaa jäähdytysvä-liaineen lämpötilaa normaalia selvästi korkeammalle tasolle.
: ' :25 Tämä edellyttää kuitenkin, että lämpövoimakone sietää normaalia korkeampaa lämpötilaa jäähdytysjärjestelmässä ja että jäähdytys-väliaineen lämpötilaa valvotaan ja säädetään.
>Vi Tulistamalla höyryä lämpövoimakoneen eri hukkalämpölähteitä 30 hyväksikäyttäen, esim. pakokaasujen avulla, höyryn käyttökel-·. poisuus hyötykäyttöön parantuu. Höyryä, etenkin tulistettua m * : höyryä voidaan käyttää moniin tarkoituksiin, esim. prosessi- höyrynä erilaisissa koneissa ja laitteissa tai sähköenergiaan . ]. edullisesti muunnettavissa olevan mekaanisen energian tuottami- • · · !35 seen höyryturbiinissa.
Höyryn hyötykäyttöä voidaan tunnetusti parantaa siten, että höyry nesteytetään hyvin alhaisessa paineessa lauhduttimessa ja palautetaan nesteenä höyrystymiskiertoon eli tässä tapauksessa 3 102405 lämpövoimakoneen jäähdytysjärjestelmään. Esilämmittämänä lämpövoimakoneen hukkalämmöllä palautettavaa lauhdenestettä luodaan joko edellytys sen uudelleen höyrystämiseksi ennen sen palauttamista jäähdytysjärjestelmään tai hyödynnetään 5 hukkalämpöä tuomalla sitä jäähdytysnesteen kiertoon, josta se on hyödynnettävissä jo selostetulla tavalla.
Osa nestefaasiin palautetusta jäähdytysvällaineesta voidaan ennen sen palauttamista jäähdytysjärjestelmään johtaa toiseen 10 kiertoon, jossa lämpövoimakoneen jonkin kuuman väliainevirran avulla suoritetaan uusi höyrystyminen. Tällöin kehitetystä höyrystä ainakin osa voidaan johtaa ensimmäisen höyrystymis-vaiheen tuottamaan höyryvirtaan ennen höyryn mahdollista tulistamisvaihetta. Osa toisen kierron höyrystä voi myös 15 muodostaa erillisen turbiinin ja lauhduttimen kautta kulkevan kierron. Tämäntyyppiset kierrätykset antavat mahdollisuuden hyödyntää vielä käyttämättä jäänyttä lämpövoimakoneen hukkalämpöä keksinnön mukaisessa jäähdytysväliaineen kierrossa.
20 Pitämällä lämpövoimakoneen jäähdytysjärjestelmän paine tasolla, joka on yli 2 bar, mieluimmin yli 5 bar, voidaan käytettäessä : : ‘: puhdasta vettä jäähdytysväliaineena nostaa sen lämpötila
4 < I
huomattavasti yli 100°C ilman kiehumista. Keksintöä ·;·; sovellettaessa on puhdas vesi paras jäähdytysväliaine. Mikäli ' 25 sen paine pidetään niin korkeana, että lämpötila jäähdytysjär- I « :/ jestelmässä voi nousta yli 140°C, luodaan paremmat edellytykset
4 I
jäähdytysväl iaineen lämpöenergian hyödyntämiseksi keksinnön mukaisella tavalla.
• · 4 • · 4 30 Keksintöä voidaan edullisesti soveltaa suureen ahdettuun 4 4 4 * dieselmoottoriin, jonka ahtausjärjestelmän jotakin korkealäm-: : : pöistä väliainevirtaa voidaan käyttää moottorin jäähdytysväli- aineesta saadun höyryn tulistamiseksi ja/tai lauhdenesteen • · · . ‘. höyrystämiseksi. Tällöin oleellinen osa ahtausjärjestelmän ,35 hukkalämmöstä saadaan hyötykäyttöön. Ahtausjärjestelmän kor-"· '· kealämpöistä ahtoilmaa voidaan käyttää höyryn tulistamiseen ja/tai lauhdenesteen höyrystämiseksi, jolloin samalla aikaansaadaan ahtoilman jäähtymistä, mikä on edullista moottorin hyötysuhteen kannalta.
102405
Mikäli keksinnön mukaisessa järjestelmässä jäähdytysväliaineen höyrystämiseen tarvittava energia pääasiallisesti vastaa lämpövoimakoneesta jäähdytysnesteeseen siirtynyttä energiamää-5 rää, saadaan aikaan lämpöteknisesti tasapainotettu järjestelmä ja samalla jäähdytysjärjestelmän hukkalämpö otetaan tehokkaasti talteen.
Keksintö koskee myös voimalaitosta, jossa on yksi tai useampia 10 keksinnön mukaista menetelmää hyödyntäviä lämpövoimakoneita.
Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen järjestelmän 15 virtauskaaviota, kuvio 2 esittää keksinnön erään toisen sovellutusmuodon virtauskaaviota, kuvio 3 esittää lämpövoimakoneen hukkalämpöä hyödyntävän höyryturbiinin akselitehokäyrät höyryturbiinin absoluutti-20 sen höyrynpaineen funktiona eri sovelluksissa.
: ;': Kuviossa 1 tarkoittaa 1 lämpövoimakonetta, esim. suurta : vesijäähdytteistä ahdettua dieselmoottoria. Moottorin 1 jäähdytysjärjestelmästä johtaa putki 2, jossa on painetta ja 25 lämpötilaa valvovat säätölaitteet 3, jotka ohjaavat jäähdytys-! veden painetta säätelevää venttiiliä 4. Jäähdytysvesi johdetaan säiliöön 5, jossa paine on sen verran alhaisempi kuin moottorin • · · ’·* * jäähdytysjärjestelmässä, että osa jäähdytysvedestä (alle 5 %) muuttuu höyryksi. Se osa jäähdytysvedestä (yli 95 %) , joka ei • · V.: 30 höyrysty, pumpataan pumpun 7 avulla putken 8 kautta takaisin • · · V ; moottorin 1 jäähdytysjärjestelmään. Säiliön 5 pinnankorkeutta : .·. tarkkailee säätölaitteisto 9, joka säätelee veden paluuvirtaamaa .···. putkessa 21 kuristusventtiilin 6 avulla.
• · • · · • · i 35 Paine moottorin 1 jäähdytysjärjestelmässä ja säiliössä 5 valitaan mieluimmin siten, että muodostuneen höyryn paine on 4-8 bar, esitetyssä sovellutusmuodossa noin 6 bar ja lämpötila vastaavasti noin 159°C. Höyry johdetaan putken 10 kautta tulistimeen 11, jossa sen lämpötila nousee noin 300 asteeseen.
5 102405
Tulistimesta 11 höyry johdetaan putken 12 kautta höyryturbiiniin 13, jossa höyry kehittää mekaanista energiaa, jota käytetään sähkön tuottamiseksi generaattorissa 14.
5 Turbiinista 13 matalapaineinen höyry (< 0,1 bar) virtaa putken 15 kautta lauhduttimeen 16, josta lauhdevesi johdetaan putken 17 kautta pumppuun 18, joka korottaa veden painetta niin paljon, että vesi kuljettuaan esilämmittimen 22, putken 21 ja kuristus-venttiilin 6 kautta voi yhtyä putken 8 vesivirtaan pumpun 7 10 imupuolella.
Mahdolliset vuotohäviöt korvataan putken 19 kautta saatavalla täyttövedellä. Tulistimessa 11, esilämmittimessä 22 ja pako-kaasuhöyrystimessä 31 saadaan lämpöenergiaa moottorin 1 kuumista 15 pakokaasuista, jotka johdetaan pois moottorista 1 pako-kaasuputken 23 kautta.
Lämmönvaihtimen 22 jälkeen veden lämpötila on n. 159°C. Osa esilämmitetystä vedestä johdetaan kuvion 1 mukaisessa sovel-20 lutusmuodossa putken 25 kautta höyrynerottimena toimivaan säiliöön 26, josta vesi johdetaan putken 27 kautta kahteen haaraan. Niistä toinen kulkee putken 28 ja pumpun 29 kautta ·.'·: pakokaasuhöyrystimeen 31 ja toinen putken 34 ja pumpun 35 kautta ahtoilmahöyrystimeen 37. Haarat yhtyvät taas säiliöön 26, josta : ' 25 muodostunut höyry johdetaan putkeen 10.
Moottorin 1 ahtausjärjestelmä käsittää pakokaasuturbiinin 38 ja sen käyttämän ahtoilmakompressorin 40. Ahdetun ilman lämpötila voi nousta lähelle 250°C. Moottorin hyötysuhteen kannalta • · · 30 ahtoilman jäähdyttäminen on tärkeää. Tarvittava jäähdyttäminen • « t *· voi ainakin osaksi tapahtua kuvion 1 esittämällä tavalla.
• · « : Lisäksi tarvitaan yleensä jäähdytin 42, joka laskee ahtoilman • · · lämpötilan haluttuun arvoon.
4 · 4 I
.·.; 35 Kuvio 2 vastaa osittain kuviota 1. Samoilla viitenumeroilla on sama merkitys molemmissa kuvioissa. Kuvion 2 mukaisessa sovellu-tusmuodossa on tulistimen 11 kohdalla kaksoistulistin 11a, jossa on kaksi erillisiä höyryn läpivirtauskanavaa. Kaksoistuiistimen 11a, putken 12, höyryturbiiniin 13, lauhduttimen 16 ja 6 102405 esilämmittimen 22 kautta kulkeva kierto vastaa kuviossa 1 esitettyä.
Esilammittimen 22 jälkeen osa esilämmitetystä vedestä johdetaan 5 putken 25 kautta kahteen erilliseen höyrynerottimena toimivaan säiliöön 26a ja 26b. Säiliöstä 26a vesi johdetaan putken 34 ja pumpun 35 kautta ahtoilmahöyrystimeen 37, josta muodostunut höyry-vesi-sekoitus johdetaan takaisin säiliöön 26a ja siitä edelleen putkeen 10 aivan kuten kuvion 1 mukaisessa sovellus-10 muodossa. Säiliöstä 26b vesi johdetaan putken 27 ja pumpun 29 kautta pakokaasuhöyrystimeen 31, josta siinä muodostunut höyry-vesi -sekoitus, kuten kuvion 1 mukaisessa sovellutusmuodossa, johdetaan takaisin säiliöön 26b, josta höyry virtaa kaksoistu-listimen 11a toisen läpivirtauskanavan ja putken 12a kautta 15 toiseen höyryturbiiniin 13a ja kehittää siinä mekaanista energiaa. Höyryturbiinista 13a saatu matalapaineinen höyry (< 0,1 bar) virtaa putken 15a kautta lauhduttimeen 16, jossa se yhtyy höyryturbiinista 13 tulevaan höyryvirtaan.
20 Kahden erillisen höyryturbiinin käyttö on perusteltua, koska pakokaasuhöyrystimestä 31 saadun höyryn lämpötila ja paine ovat selvästi korkeammat kuin sekä ahtoilmahöyrystimestä 37 että säiliöstä 5 saadun höyryn lämpötila ja paine.
25 Kuviossa 3 käyrä A esittää dieselmoottorin hukkalämpöä hyödyntä-van höyryturbiinin akselitehoa höyrynpaineen funktiona silloin, I 1 kun höyryturbiini saa energiaa ainoastaan pakokaasuista.
• · * Käyrä B esittää turbiinin akselitehoa höyrynpaineen funktiona • · · *·’-* 30 silloin, kun osa moottorin jäähdytysnesteestä höyrystetään ja • · · V * keksinnön mukaisella tavalla käytetään hyötykäyttöön kuviossa 1 « : esitetyllä tavalla, mutta ilman kuviossa 1 esitettyä ahtoilma- • · · ♦ .*·*. höyrystintä 37 ja sen kiertojärjestelmää. Käyrä B osoittaa, että • · · höyryturbiinin akseliteho nousee noin 30 ... 40 % verrattuna ··· : 35 käyrän A mukaiseen sovellutukseen. Höyryturbiinin teho on kuitenkin epäedullisella tavalla riippuvainen höyrynpaineesta. Koska korkeita höyrynpaineita on vaikeaa saavuttaa keksinnön mukaisella ratkaisulla, käyrän B edullisimmat alueet jäävät käytännössä saavuttamatta.

Claims (11)

  1. 7 102405 Käyrä C, joka vastaa kuvion 1 mukaista sovellutusta, on käyrää B huomattavasti edullisempi, koska sen huippu on painealueella 4 ... 6 bar, mikä on realistinen painealue keksintöä sovellet- 5 taessa. Keksintö ei rajoitu esitettyihin sovellusmuotoihin vaan useita muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa. 10
  2. 1. Menetelmä sellaisen nesteellä jäähdytetyn sekä lämpöenergiaa 15 että mekaanista energiaa tuottavan suuren lämpövoimakoneen (1) kokonaishyötyenergiatuotannon parantamiseksi, jossa lämpöenergiaa otetaan talteen lämpövoimakoneen (1) jäähdytysjärjestelmän nestemäisestä jäähdytysväliaineesta ja jossa ainakin osa lämpövoimakoneen (1) jäähdytysnesteestä johdetaan tilaan (5) , jossa 20 joko painetta alentamalla tai tuomalla lisää lämpöenergiaa osa mainittuun tilaan johdetusta jäähdytysnesteestä muutetaan höy-: ryksi ja jossa jäähdytysväliaineesta saatu höyry tulistetaan lämpövoimakoneen (1) kuuman väliainevirran avulla ja jossa höy-ryä käytetään energian siirtoon ja/tai energian muuntamisväliai-25 neena, tunnettu siitä, että moottorin (1) jäähdytysjärjestelmäs-sä vallitsevaa painetta pidetään korkeampana kuin siinä tilassa \···' (5) , jonne jäähdytysväliainetta johdetaan höyrystymistä varten, • · · ja että jäähdytysväliaineen höyrystämiseen tarvittavaa energiaa . . säädetään pääasiallisesti vastaamaan lämpövoimakoneesta (1) • t · *;*·’ 30 jäähdytysnesteeseen siirtynyttä energiamäärää lämpöteknisesti • · · V * tasapainotetun hukkalämmön talteenottojärjestelmän aikaansaami- • ;*; seksi. • · · · • · · • · • · • •m
  3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, et- • 4 · ; 35 tä höyryksi muuttunutta jäähdytysväliainetta käytetään höyrytur-biinissa (13) mekaanisen hyötyenergian tuottamiseksi.
  4. 3. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpövoimakoneen (1) jäähdytysjärjes- 8 102405 telmästä poisjohdettu höyrystynyt jäähdytysväliaine lauhdutti-messa (16) palautetaan nestefaasiin ja palautetaan nesteenä takaisin lämpövoimakoneen (1) jäähdytysjärjestelmään, mieluimmin siten, että nestettä ennen palauttamista esilämmitetään lämpö-5 voimakoneen (1) jonkin kuuman väliainevirran avulla.
  5. 4. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osa nestefaasiin palautetusta lämpövoimakoneen (1) jäähdytysjärjestelmään palautettavasta jäähdytysväliai- 10 neesta johdetaan toiseen kiertoon, jossa lämpövoimakoneen (1) jonkin kuuman väliainevirran avulla suoritetaan uusi höyrystyminen, jonka kehittämästä höyrystä ainakin osa johdetaan ensimmäisen höyrystymisvaiheen tuottamaan höyryvirtaan ennen höyryn tu-listamisvaihetta. 15
  6. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osa toisen kierron höyrystä johdetaan erillisen turbiinin (13a) ja lauhduttimen (16) kautta kulkevaan kiertoon.
  7. 6. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpövoimakoneen (1) jäähdytysjärjestelmän :.i.: paine pidetään tasolla, joka on yli 2 bar, mieluimmin yli 5 bar.
  8. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, et- • 25 ta jäähdytysjärjestelmän jäähdytysväliaineen paine pidetään niin korkeana, että jäähdytysväliaineen lämpötila voi ilman kiehumis-ta nousta huomattavasti yli 100°C, mieluimmin yli 140°C.
  9. 8. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä so-30 vellettuna ahdettuun dieselmoottoriin, tunnettu siitä, että ah- • · · . *. tausjärjestelmän jotakin korkealämpöistä väliainevirtaa käyte- • · · *"t* tään moottorin (1) jäähdytysväliaineesta saadun höyryn tulista- • · *···’ miseksi ja/tai lauhdenesteen uudelleenhöyrystämiseksi. • · * ;\j 35 9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että korkealämpöistä ahtoilmaa käytetään lauhdenesteen höyrystä-miseksi ja/tai höyryn tulistamiseen, jolloin samalla aikaansaadaan ahtoilman jäähtymistä. 9 102405
  10. 10. Jonkin yllä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että likimain kaikki jäähdytysväliaineen höyrys-tämiseen tarvittava energia otetaan lämpövoimakoneen (1) jäähdy-tysväliaineeseen siirtämästä lämpöenergiasta. 5
  11. 11. Voimalaitos, jossa on neste jäähdytteinen lämpövoimakone (1), jota käytetään sekä lämpöenergian että mekaanisen energian tuottamiseen, ja energian hyödyksikäyttöjärjestelmä, joka on kytketty ottamaan vastaan jäähdytysväliainetta 10 lämpövoimakoneelta (1), ja jossa on välineet höyrystymistilassa (5) jäähdytysväliaineen vastaanottamiseksi koneelta, välineet paineen alentamiseksi tai lämpöenergian lisäämiseksi, höyrys-tymistila (5) nesteen osittaista höyryksi muuttamista varten, tulistamisvälineet (11) jäähdytysväliainehöyryn tulistamiseksi 15 koneen jonkin kuuman väliainevirran avulla ja välineet höyrystymistilassa (5) syntyneen jäähdytysväliainehöyryn käyttämiseksi energian siirtoon ja/tai väliaineena jäähdytys-väliainehöyryssä olevan energian talteenottamiseksi, tunnettu siitä, että energian talteenottojärjestelmässä on lisäksi 20 välineet (3, 4) jäähdytysväliaineen paineen pitämiseksi korkeammalla koneessa (1) kuin höyrystymistilassa (5). • i * : ·i PATENTKRAV :v 25
FI933126A 1993-07-08 1993-07-08 Menetelmä lämpövoimakoneen kokonaishyötyenergiatuotannon parantamiseks i ja voimalaitos, jossa on nestejäähdytteinen lämpövoimakone FI102405B (fi)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI933126A FI102405B (fi) 1993-07-08 1993-07-08 Menetelmä lämpövoimakoneen kokonaishyötyenergiatuotannon parantamiseks i ja voimalaitos, jossa on nestejäähdytteinen lämpövoimakone
EP94304913A EP0636779B1 (en) 1993-07-08 1994-07-04 Thermal power engine and its operating method
DE69415233T DE69415233T2 (de) 1993-07-08 1994-07-04 Wärmekraftmaschine und Verfahren zum Betrieb
AT94304913T ATE174663T1 (de) 1993-07-08 1994-07-04 Wärmekraftmaschine und verfahren zum betrieb
BR9402239A BR9402239A (pt) 1993-07-08 1994-07-07 Método para melhorar a produção total de energia útil e motor termomecânico arrefecido a líquido
JP6155569A JPH07174003A (ja) 1993-07-08 1994-07-07 エネルギ利用装置における有用なエネルギの発生全体を改善する方法およびその方法を実施する液体冷却熱動力エンジン
CN94108368A CN1078302C (zh) 1993-07-08 1994-07-08 热动力发动机及其操作方法
US08/566,128 US5609029A (en) 1993-07-08 1995-12-01 Thermal power engine and its operating method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI933126 1993-07-08
FI933126A FI102405B (fi) 1993-07-08 1993-07-08 Menetelmä lämpövoimakoneen kokonaishyötyenergiatuotannon parantamiseks i ja voimalaitos, jossa on nestejäähdytteinen lämpövoimakone

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI933126A0 FI933126A0 (fi) 1993-07-08
FI933126A FI933126A (fi) 1995-01-09
FI102405B1 FI102405B1 (fi) 1998-11-30
FI102405B true FI102405B (fi) 1998-11-30

Family

ID=8538296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI933126A FI102405B (fi) 1993-07-08 1993-07-08 Menetelmä lämpövoimakoneen kokonaishyötyenergiatuotannon parantamiseks i ja voimalaitos, jossa on nestejäähdytteinen lämpövoimakone

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5609029A (fi)
EP (1) EP0636779B1 (fi)
JP (1) JPH07174003A (fi)
CN (1) CN1078302C (fi)
AT (1) ATE174663T1 (fi)
BR (1) BR9402239A (fi)
DE (1) DE69415233T2 (fi)
FI (1) FI102405B (fi)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI102406B (fi) * 1997-09-15 1998-11-30 Waertsilae Nsd Oy Ab Menetelmä ja järjestely kombivoimalaitoksessa
DE19916676C1 (de) * 1999-04-14 2000-11-30 Daimler Chrysler Ag Kühlsystem für einen flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor
JP4647857B2 (ja) * 2000-10-10 2011-03-09 本田技研工業株式会社 内燃機関のランキンサイクル装置
FI114562B (fi) * 2001-10-09 2004-11-15 Waertsilae Finland Oy Järjestely ja menetelmä dieselmoottorin yhteydessä
US6694737B2 (en) * 2002-05-31 2004-02-24 Yeong-Shyeong Tsai Compensation system for an engine of a vehicle
AT414156B (de) * 2002-10-11 2006-09-15 Dirk Peter Dipl Ing Claassen Verfahren und einrichtung zur rückgewinnung von energie
DE10259488A1 (de) * 2002-12-19 2004-07-01 Bayerische Motoren Werke Ag Wärmekraftmaschine
EP1910650A2 (de) * 2005-08-03 2008-04-16 AMOVIS GmbH Antriebseinrichtung
US7454911B2 (en) * 2005-11-04 2008-11-25 Tafas Triantafyllos P Energy recovery system in an engine
DE102006011797A1 (de) * 2006-03-15 2007-09-20 Man Nutzfahrzeuge Ag Fahrzeug oder stationäre Kraftanlage mit einer aufgeladenen Brennkraftmaschine als Antriebsquelle
JP4738222B2 (ja) * 2006-03-24 2011-08-03 大阪瓦斯株式会社 動力システム
DE102006043139B4 (de) * 2006-09-14 2015-02-12 Man Truck & Bus Ag Vorrichtung zur Gewinnung von mechanischer oder elektrischer Energie aus der Abwärme eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs
ITMI20062046A1 (it) * 2006-10-24 2008-04-25 Iveco Motorenforschung Ag Impianto motore con sistema di recupero del calore e relativo metodo di recupero del calore
US7717123B2 (en) * 2007-01-10 2010-05-18 Egro-Crutch, Llc Biomechanically derived crutch
DE102007003801A1 (de) * 2007-01-25 2008-07-31 Compact Dynamics Gmbh Vorrichtung zur Gewinnung elektrischer Energie aus der Abgaswärme einer Verbrennungsmaschine eines Kraftfahrzeuges, und Verfahren zur Gewinnung elektrischer Energie aus der Abgaswärme einer Verbrennungsmaschine eines Kraftfahrzeuges
DE102007021526A1 (de) * 2007-05-04 2008-11-06 Volkswagen Ag Abgaswärmenutzung zur beschleunigten Warmlaufphase bei Turbomotoren
US8561405B2 (en) * 2007-06-29 2013-10-22 General Electric Company System and method for recovering waste heat
DE102008041874A1 (de) * 2008-09-08 2010-03-11 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Computerprogramm, Computerprogrammprodukt
DE102008057691B4 (de) * 2008-11-17 2011-03-10 Reinhard Kreis Verfahren und Vorrichtung zur Abwärmenutzung von Brennkraftmaschinen
DE102009038585A1 (de) * 2009-08-26 2011-09-15 Bodo M. Wolf Verfahren zur Nutzung der Abwärme von Verbrennungskraftmaschinen
DE102009056822B3 (de) 2009-12-04 2010-12-09 Voith Patent Gmbh Antriebsstrang, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
US8397504B2 (en) * 2010-02-08 2013-03-19 Global Alternative Fuels, Llc Method and apparatus to recover and convert waste heat to mechanical energy
US8069666B1 (en) * 2010-02-25 2011-12-06 Maxim Silencers, Inc. System for generating shaft horsepower using waste heat
US8919328B2 (en) * 2011-01-20 2014-12-30 Cummins Intellectual Property, Inc. Rankine cycle waste heat recovery system and method with improved EGR temperature control
DE102011013115A1 (de) * 2011-03-04 2012-09-06 Voith Patent Gmbh Förderanlage für Öl und Gas
GB2501304B (en) * 2012-04-19 2019-01-16 Ford Global Tech Llc Apparatus and method for engine warm up
US9145823B2 (en) * 2012-10-19 2015-09-29 Ford Global Technologies, Llc Method for purging condensate from a charge air cooler
CH709404A1 (de) * 2014-03-25 2015-09-30 Liebherr Machines Bulle Sa Antriebssystem mit einem Verbrennungsmotor und einem Energierückgewinnungssystem.
JP6194273B2 (ja) * 2014-04-04 2017-09-06 株式会社神戸製鋼所 排熱回収装置及び排熱回収方法
KR101755838B1 (ko) 2015-09-09 2017-07-07 현대자동차주식회사 엔진 예열장치 및 그 예열방법
DE102015119531A1 (de) 2015-11-12 2017-05-18 Hochschule Düsseldorf Anordnung und Verfahren zur Rückgewinnung von Energie aus der Abwärme mindestens einer Brennkraftmaschine
US20170314422A1 (en) * 2016-04-27 2017-11-02 Tao Song Engine Exhaust and Cooling System for Power Production
EP3486440B1 (en) * 2017-11-21 2022-11-09 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Heat recovery steam generator, method for generating steam for a steam turbine and system comprising a steam turbine and a heat recovery steam generator
US10488117B1 (en) * 2018-02-08 2019-11-26 Hamilton Sundstrand Corporation Aircraft heat exchanger defrost system
CN109252939B (zh) * 2018-11-20 2021-08-13 黄涌芮 一种分体式柴油机集群冷却系统及其使用方法
CN110295988B (zh) * 2019-06-25 2020-05-22 江苏江淮动力有限公司 一种发动机冷却装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US982850A (en) * 1907-02-23 1911-01-31 C P Power Company Internal-combustion steam-motor.
DE329318C (de) * 1919-05-04 1920-11-20 Fried Krupp Akt Ges Einrichtung an Verbrennungskraftmaschinen zur Rueckkuehlung des Kuehlwassers und zurVerwertung der Abgaswaerme
FR699425A (fr) * 1929-10-18 1931-02-14 Dispositif permettant la récupération de la chaleur évacuée dans les moteurs à combustion interne
SU119039A1 (ru) * 1933-07-29 1958-11-30 И.В. Варшавский Установка дл охлаждени двигателей внутреннего сгорани , например авиационных
GB581680A (en) * 1940-05-16 1946-10-22 Richard William Bailey Improvements in and relating to power plant for the propulsion of ships
US3350876A (en) * 1966-01-19 1967-11-07 Roy W P Johnson Internal combustion engine plant
US3979913A (en) * 1975-01-20 1976-09-14 Yates Harold P Method and system for utilizing waste energy from internal combustion engines as ancillary power
US4300353A (en) * 1975-07-24 1981-11-17 Ridgway Stuart L Vehicle propulsion system
DE2618584A1 (de) * 1976-04-28 1977-11-10 Rudolf Hennecke Einrichtung zur rueckgewinnung der abwaerme von wassergekuehlten verbrennungsmotoren
US4182127A (en) * 1977-12-12 1980-01-08 Johnson Robert H Power recovery and feedback system
DE3009170A1 (de) * 1980-03-10 1981-09-17 Karl-Georg 4100 Duisburg Starker Verbrennungskraftmaschine fuer mobile bzw. stationaere antriebe
JPS5853608A (ja) * 1981-09-28 1983-03-30 Hitachi Zosen Corp ディ−ゼル機関の排熱利用システム
JPS58220945A (ja) * 1982-06-15 1983-12-22 Toyo Radiator Kk エンジンにおける熱エネルギ−回収装置
JPS6088806A (ja) * 1983-10-21 1985-05-18 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 内燃機関の廃熱回収装置
DE3630413A1 (de) * 1986-09-06 1988-03-17 Porsche Ag Antriebsaggregat
US4901531A (en) * 1988-01-29 1990-02-20 Cummins Engine Company, Inc. Rankine-diesel integrated system
US5176000A (en) * 1990-12-11 1993-01-05 Dauksis William P Hybrid internal combustion engine/electrical motor ground vehicle propulsion system

Also Published As

Publication number Publication date
FI102405B1 (fi) 1998-11-30
EP0636779B1 (en) 1998-12-16
FI933126A0 (fi) 1993-07-08
US5609029A (en) 1997-03-11
ATE174663T1 (de) 1999-01-15
JPH07174003A (ja) 1995-07-11
CN1109137A (zh) 1995-09-27
CN1078302C (zh) 2002-01-23
FI933126A (fi) 1995-01-09
DE69415233D1 (de) 1999-01-28
EP0636779A1 (en) 1995-02-01
BR9402239A (pt) 1995-03-14
DE69415233T2 (de) 1999-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI102405B (fi) Menetelmä lämpövoimakoneen kokonaishyötyenergiatuotannon parantamiseks i ja voimalaitos, jossa on nestejäähdytteinen lämpövoimakone
EP1016775B1 (en) Waste heat recovery in an organic energy converter using an intermediate liquid cycle
DK178133B1 (da) Stor turboladet dieselmotor med energigenvindingsindretning
RU2121118C1 (ru) Устройство и способ для производства энергии из геотермальной текучей среды
US8286429B2 (en) Solar hybrid combined cycle gas and steam power plant
JP2010540837A (ja) 往復機関からの廃熱を利用するカスケード型有機ランキンサイクル（ｏｒｃ）システム
CN105003351A (zh) 对气体机余热能进行梯级回收的多能量形式输出的能源塔
US20030167769A1 (en) Mixed working fluid power system with incremental vapor generation
CN102834591A (zh) 废热回收发电装置及具备该装置的船舶
JP2012149541A (ja) 排熱回収発電装置および船舶
CA2551880A1 (en) Combined cycle power plant
MXPA02000764A (es) Un metodo y aparato para vaporizar gas liquido en una planta de energia de ciclo combinado.
GB2033017A (en) Internal combustion engine plant
US4961311A (en) Deaerator heat exchanger for combined cycle power plant
US20180187573A1 (en) Steam power plant
WO2002040916A2 (en) Gas pipeline compressor stations with kalina cycles®
KR102011859B1 (ko) 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감시스템
EP2895708B1 (en) System for recovering through an organic rankine cycle (orc) energy from a plurality of heat sources
US6397596B1 (en) Self contained generation system using waste heat as an energy source
KR20120111793A (ko) 유기 랭킨 사이클을 이용한 선박의 발전장치
KR20170138267A (ko) 선박의 폐열회수 시스템
JP2011074897A (ja) 流体機械駆動システム
KR20140042323A (ko) 선박의 폐열을 이용한 에너지 절감 시스템
EP4314507A1 (en) Bottoming cycle power system
JPH04318207A (ja) 蒸気タービン排気熱発電設備

Legal Events

Date Code Title Description
HC Name/ company changed in application

Owner name: WAERTSILAE NSD OY AB

MA Patent expired