NL8005638A

NL8005638A - Systeem voor het opwekken van electriciteit.

Info

Publication number: NL8005638A
Application number: NL8005638A
Authority: NL
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1979-10-11
Filing date: 1980-10-13
Publication date: 1981-04-14
Also published as: GB2062111B; DE3038245C2; US4320303A; FR2467287A1; DE3038245A1; BE885608A; JPS5930887B2; FR2467287B1; GB2062111A; JPS5654908A

Description

rw *-r 5 B Br/JS/Osaka-1

Systeem voor het opwekken van electriciteit.

De uitvinding betreft een systeem voor het opwekken van electriciteit door gebruikmaking van warmte-uitwisseling tussen vloeibaar aardgas (LNG) en een warmtemedium. In het bijzonder heeft zij betrekking op een systeem (dat wil zeggen 5 een werkwijze of inrichting} voor het opwekken van elecrrici-téit door doeltreffend gebruik te maken van een warmte-medium dat voor het opwarmen van vloeibaar aardgas wordt gebruikt .

Vloeibaar aardgas (LNG) wordt voor opslaan en transport ge-10 woonlijk op een temperatuur van circa -160°C gehouden, 'vil men het als brandstof voor elektriciteitsopwekking, als stadsgas of dergelijke gebruiken, dan dient het te 'worden opge-W3.jTirici / IT130S u!3.2. ΓΓ-β u. Wo.'tfSZr θί Z35W3.tl3!ir Cf 33C.3J_-3C. Ϊ0-Γ verkrijging van een doelmatige verdamping van LNG met behulp 15 van water of zeewater zijn reeds vele methoden voorgasteld, waaronder de methoden van de Japanse octrooiaanvragen 136413/1979 en 135414/1979. Volgens deze octrooiaanvragen wordt het LNG eerst met een tussangeschakeid warmtemedium (zoals propaan, ammoniak, dichlooraiflucmathaan) tot een

O

20 temperatuur van circa -20 tot -50 "C ter verdamping opgewarmd en dan verder met water of zeewater tot een temperatuur boven 0°C opgewarmd, waarna het naar een gebruiksbron wordt gevoerd. Het water of zeewater wordt ook gebruikt voor het opwarmen van het tussengeschakelde warmtemedium. Bij een dergelijk 25 systeem wordt het genoemde warmtemedium door warmtewisseiing met LNG gekoeld en gecondenseerd en wordt het gecondenseerde medium met water of zeewater verwarmd en verdampt, welke omzettingen cyclisch worden herhaald. Een doelmatig gebruik van de warmte-energie tijdens een dergelijke cyclus is van groot 30 belang uit het oogpunt van. energiebesparing.

Bij nader onderzoek is nu een nieuw systeem voor het opwekken van electriciteit ontwikkeld, welk systeem een hoog rendement heeft en gebruik maakt van een warmtemedium

9 Π Pi K £ X P

Ό i_» vJ h·; -2- dat voor het opwarmen van LNG is gebruikt.

Bij het electriciteitsopwekkingssysteem volgens de uitvinding wordt een warmtemedium, dat. gebruikt is voor het opwarmen en verdampen van vloeibaar aardgas en daardoor zelf ge-5 koeld en gecondenseerd is, met behulp van water of zeewater opgewarmd en verdampt, waarna het verdampte warmtemedium wordt gebruikt voor het drijven van een turbine met elektrische generator, en het van de turbine komende warmtemedium opnieuw wordt gebruikt voor het opwarmen en ver-10 dampen van vloeibaar aardgas. Deze stappen worden herhaaldelijk en cyclisch uitgevoerd. Bij een dergelijk systeem is het bijzonder gunstig om het reeds gecondenseerde deel van dit warmtemedium met het van de turbine komende warmtemedium een in contact te brengen met behulp van/vul- of pakkingmateriaal; 15 een onderkoeling van het warmtemedium door het LNG wordt dan vermeden.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: FIG. 1 een stromingsschema is, dat een uitvoerings-20 vorm van het elektriciteitsopwekkingssysteem volgens de uitvinding weergeeft, FIG. 2 een vereenvoudigde doorsnede van de LNG-verdamper in dit systeem is, en FIG. 3 een vereenvoudigde doorsnede door de LPG-ver-25 damper in dit systeem is.

In FIG, 1 wordt met 1 een LNG-verdaraper aangeduid, met andere woorden een warmtewisselaar tussen LNG en een warmtemedium (by. propaan). Volgens FIG. 2 kan deze warmtewisselaar de vorm hebben van een U-buis-warmtewisselaar, waarbij de 30 buizenbundel.12, waardoor LNG stroomt, zich in het bovengedeelte binnen de omhulling 11 bevindt. Het benedengedeelte van de omhulling 11 vormt een reservoir voor LPG. In het middendeel is een vul- of pakkingmateriaal 13 (b.v. een hoeveelheid draadgaas) opgesteld. Nabij dit middendeel be~ 35 vindt zich in de omhulling 11 een opening 14 voor het invoeren van propaangas (PG).

In FIG. 1 is met cijfer 2 een LPG-verdamper aangeduid, 9 0 0 5 6 3 8 ΐ » -3- dat wil zeggen een warmtewisselaar tussen vloeibaar propaan (LPG) en water of zeewater. Zoals blijkt uit FIG. 3 kan deze warmtewisselaar de vorm hebben van een warmtewisselaar met 'vaste buizen en platen. Binnen de omhulling 21 bevindt zich 5 onderin een buizenbundel 22 waardoor water of zeewater kan stromen. Hst propaangas dat door verdamping van LPG in het -benedengedeelte van de omhulling 21 wordt gevormd, wordt bovenin opgevangen en via een orgaan 23 voor het verwijderen van nevels uit de omhulling 21 afgevoerd.

10 In FIG. 1 is mat 3 een pomp aangeduid, waarmee LPG

onderuit de verdamper 1 naar het benedengedeelte van de verdamper 2 wordt gevoerd. Verder ziet men daar een turbine 4 met elektrische generator, zoals een gasturbine van het axiale stromingstype, die door propaangas uit de verdamper 2 15 kan worden aangedreven. Met 5 is een naverwarmer aangeduid voor het verder opwarmen van het uit de verdamper 1 afkomstige aardgas voordat dit naar de verbruiker wordt geleid. Eet in deze naverwarmer 5 gebruikte water of.zeewater kan vervolgens als warmtebron voor de verdamper 2 worden gebruikt.

20 Thans volgt een getallenvoorbeeld voor het systeem van FIG. 1. Aan de buizen van de verdamper 1 wordt vloeibaar aardgas van 33 kg/cm"en—15Q°Cin een hoeveelheid van 60 t/h toegevoard, dat door het in de verdamper aanwezige propaan-gas wordt verwarmd en verdampt (bij -50 C), waarna het uit het 25 -systeem wordt afgevoerd. Het in de verdamper 1 gekoelde en gecondenseerde propaangas wordt door de pomp 3 op een druk van 7,5 kg/cm gebracht en in een hoeveelheid van 82,5 t/h aan de verdamper 2 toegevoerd. Door de buizen van de verdamper 2 stroomt 3000 t/h aan water of zeewater van 26°C, 30 dat zorgt voor opwarming en verdamping van het LPG. Het ge- 2 o vormde propaangas van 7,2 kg/cm en 18 C wordt naar de turbine 4 gevoerd en levert daar via de elektrische generator een vermogen van 1450 kW. Uit de turbine komt propaangas van 0,02 kg/cm2 en -42°C dat via de opening 14 in de verdamper 1 35 wordt gevoerd, waar het ter plaatse van het vulmateriaal 13 in contact komt met gecondenseerde vloeistofdruppels van hetzelfde propaan. Da temperatuur van het LPG in de verdamper 1 wordt daardoor oo een waarde gehouden die vrijwel past bij

80 0 5 S3 S

-4- de druk binnen de omhulling (circa -44°C onder een werkdruk van 1 atmosfeer). Het LPG wordt dan opnieuw naar de ver- 'damper 2 gevoerd met behulp van de pomp 3.

Als de verdamper 1 niet van een vul-of pakkingmateriaal 5 13 is voorzien, wordt het gecondenseerde propaangas in de verdamper 1 onderkoeld tot een temperatuur van circa -50°C.

Als gevolg daarvan wordt de hoeveelheid LPG, die door de pomp 3 wordt afgeleverd, tot circa 80 t/h verlaagd en kan de 2 dampdruk in de verdamper 2 tot circa 7,0 kg/cm worden ver-10 laagd, waardoor de generator een vermogen van circa 1400 kW zal leveren.

Uit het bovenstaande blijkt dat men met het systeem volgens, de uitvinding elektriciteit kan opwekken met een hoog rendement, door doeltreffend gebruik te maken van een 15 condensatie-verdampingscyclus van het tussengeschakelde warmtemediurn.

80 05 63 S

Claims

1. Werkwijze en inrichting voor het opwekken van elektriciteit, met het kenmerk, dat een warmtemedium, dat gebruikt is voor het opwarmen en verdampen van vloeibaar aardgas en daardoor zelf gekoeld en gecondenseerd is, met behulp van water of zeewater wordt opgewarmd en verdampt, waarna het verdampte warmtemedium wordt gebruikt voor het drijven van een turbine met elektrische generator, en het van de turbine komende warmtemedium opnieuw wordt gebruikt voor het opwarmen en verdampen van vloeibaar aardgas.

2. Werkwijze en inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het van de turbine komende warmtemedium met het reeds gecondenseerde deel van dit warmtemedium in contact wordt gebracht met behulp van een vul- of pakking-materiaal.

3. Werkwijze en inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de warmtewisseling tussen het vloeibare aardgas en het warmtemedium geschiedt in een Ü-buis-warmtewisselaar, die bovenin een bundel buizen heeft waardoor het vloeibare aardgas stroomt en onderin een reservoir voor het gecondenseerde warmtemedium, met daartussen een hoeveelheid vul- of pakkingmateriaal en een inlaat, voor warmtemedium afkomstig van de turbine.

4. Werkwijze en inrichting volgens conclusies ' i - 2, niet het kenmerk, dat de warmtewisseling tussen het warmtemedium en het water of zeewater geschiedt in een warmtewisselaar met vaste buizen en platen, die onderin een buizenbundel heeft waardoor het water of zeewater stroomt. 8 0 0 5 6 5 8