WO2011124506A2 - Power plant and method for generating electrical power using steam - Google Patents

Power plant and method for generating electrical power using steam Download PDF

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WO2011124506A2
WO2011124506A2 PCT/EP2011/054820 EP2011054820W WO2011124506A2 WO 2011124506 A2 WO2011124506 A2 WO 2011124506A2 EP 2011054820 W EP2011054820 W EP 2011054820W WO 2011124506 A2 WO2011124506 A2 WO 2011124506A2
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Huseyin Atala
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Huseyin Atala
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B15/00Water-tube boilers of horizontal type, i.e. the water-tube sets being arranged horizontally

Definitions

  • the invention relates to a power plant and a method for generating electrical energy with steam.
  • Conventional steam power plants generate steam in a boiler made of water, which is further heated in a downstream superheater to temperatures of about 600 ° C and is fed via piping to a turbine.
  • Pipelines pressurized steam will set the turbine in motion. This movement (mechanical energy) is converted by a generator into electrical energy, which can be fed, for example, into power grids and thus fed to a consumer. After the turbine, the partially cooled steam flows into a condenser in which the steam condenses and thus becomes water again. The water is collected in a water tank and can be returned from there to the steam boiler.
  • the object is achieved by a power plant for generating electrical energy with steam according to claim 1.
  • the power plant has a liquid container for receiving a liquid from which to generate steam, a pipe system, which with the
  • Liquid container is connected so that it can be fed with liquid from the liquid container, and a plurality of separate combustion chambers, each with a predetermined distance from each other are arranged on the pipe system, for heating the liquid from the liquid container in the pipe system to steam.
  • the pipe system may comprise a plurality of juxtaposed tubes which are arranged side by side so as to form a substantially hollow cylindrical body in cross-section. It is advantageous if the pipe system comprises a plurality of juxtaposed tubes, each two in the
  • Substantially rectilinear shaped and juxtaposed pipe sections which are interconnected by a bent portion.
  • the two rectilinear pipe sections of a pipe may have different sized pipe diameter.
  • Pipe diameters are arranged side by side so that they form a first ring in cross-section, wherein the other rectilinear pipe sections of a tube having a second pipe diameter which is smaller than the first pipe diameter can be arranged side by side so that they Seen cross-section form a second ring, and wherein the first ring may have a larger ring diameter than the second ring and may be arranged around the first ring around.
  • the power plant can also have at least one heating device for heating the tube section of the two substantially rectilinearly shaped and arranged side by side
  • Pipe sections of a pipe of the pipe system which has the smaller pipe diameter.
  • the at least one heating device may be fixedly mounted on the inner wall of the rectilinear pipe section with a smaller pipe diameter and achieves a heating heat of approximately 850 ° C.
  • Viewed cross-section has a hollow cylindrical body which is externally surrounded by at least one brick layer and a concrete layer disposed thereon. It is also possible that the power plant has pipes for heating, which of the cavity of the
  • the object is also achieved by a method according to claim 10.
  • the method is for generating electrical energy with steam, and comprises the steps of: receiving a liquid from which steam is to be generated in a liquid container; Feeding the liquid from the liquid container into a pipe system; and heating the liquid from the liquid container in the pipe system to steam by means of a plurality of separate combustion chambers, each at a predetermined distance from each other at the
  • Pipe system are arranged. With the power plant and method described above, a new type of steam generation is provided in a power plant, in which a pollution of the environment with toxins during operation of the power plant is avoided and still a very high efficiency of
  • the fuel demand so primary energy is comparatively low, since with a combustion chamber steam in several tubes can be heated simultaneously. This results in a good efficiency.
  • the power plant is designed structurally simpler than previously known power plants, so that both the construction and maintenance of the power plant is simplified, which in each case contributes to cost reduction.
  • Fig. 1 is a schematic three-dimensional view of a power plant according to the first
  • Fig. 2 is a three-dimensional enlarged view of a part of the power plant according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a further three-dimensional enlarged view of a part of the power plant according to the first embodiment of the present invention.
  • 4A-B are each a schematic three-dimensional exterior view of
  • Fig. 5 is a three-dimensional plan view of a pipe system in a vault of
  • Fig. 6 is a schematic three-dimensional sectional view of a part of
  • Fig. 7 is a further schematic three-dimensional sectional view of a part of
  • Fig. 8 is yet another schematic three-dimensional sectional view of a part of
  • FIG. 9 is a schematic cross section of the steam generating device of FIG. 1; FIG.
  • FIG. 1 1 is a schematic representation of the arrangement of heating pipes in the steam generating device of Fig. 1;
  • Fig. 12 is a schematic three-dimensional view of a part of a power plant according to the second embodiment of the present invention.
  • Fig. 13 is another schematic three-dimensional view of a part of the power plant of Fig. 12;
  • FIG. 14 is another schematic three-dimensional view of a part of the power plant of FIG. 12.
  • Fig. 1 shows a view of a power plant 1 with a liquid container 10, a
  • Pipe system 20 a steam generating device 30, in which a part of the pipe system 20 is guided with steel channels 22, a turbine 40, a collecting container 50, and
  • Fuel containers 60 Into the collecting container 50 hot air is optionally introduced mixed with water from the steam generating device 30 via pipelines. The air can be cleaned in the collection container 50 of any toxins contained therein and then released to the environment. In the collecting container 50, liquid such as water may be included.
  • the fuel tank 60 serve to receive fuel, which is usable in the power plant 1 for generating steam.
  • Fig. 2 shows a simplified representation of the part of the power plant 1 of Fig. 1 between the liquid container 10 and the steam generating means 30.
  • the collecting container 50 is not shown and the steel channels 22 are illustrated only as tubes.
  • the turbine 40 is partially shown in section.
  • the liquid container 10 is disposed at one end of the power plant 1.
  • the liquid container 10 is filled with groundwater, for example, which can be introduced into the liquid container 10 via unillustrated pipelines.
  • groundwater for example, which can be introduced into the liquid container 10 via unillustrated pipelines.
  • five pipes, not shown, are provided in a wall of the liquid container 10 and to pumps, in particular motor pumps,
  • the amount of liquid present in the liquid container 10 can be regulated.
  • Liquid container 10 in connected to the openings liquid container drain pipes 21st can be directed. More specifically, a liquid container drain pipe 21 is preferably connected to each of the openings. As shown in Fig. 2, the
  • Liquid container drain pipes 21 arranged in a row next to each other. Each of the liquid container drainage pipes 21 leads into one below the liquid container 10
  • arranged steel channel 22 which, as mentioned, is shown in Fig. 2 for the sake of simplicity as a tube and also part of the pipe system 20. That is, under the
  • Liquid container 10 ten steel channels 22 are arranged side by side in Fig. 2 in a direction which is directed from the liquid container 10 to the steam generating means 30.
  • pumps not shown may be mounted, which may increase the water pressure.
  • liquid container 10 which is for example 20 m wide, 50 m long and 3 m deep and over the last 50 m of the steam generating ducts (corresponding to the inner tubes 26 described later) with its narrow, 20 m wide side, facing the overall system, is arranged 10 pipes, which are also to be opened and closed by means of shut-off valves, preferably lead to the 10 steam-generating ducts.
  • These 10 tubes can be filled by means of pumps which are mounted under the liquid container 10 at the beginning of the tubes. They are used, if necessary, to provide a constant and even supply of liquid into the tubes. Each 1 tube leads liquid in one of these channels, divides there into 3 tubes and runs through the total length of this
  • the liquid container drain pipes 21 are each made in three tubes side by side, as shown in FIG. 3.
  • the 3 juxtaposed liquid container drain pipes 21 are continued in each one of the steel channels 22.
  • the 3 liquid container drain pipes 21 in a steel channel 22 in this case have from the beginning of the steel channel 22 to the end of each unillustrated holes through which the liquid from the 3 liquid container drain pipes 21 can escape into the steel channel 22.
  • the holes are preferably arranged uniformly.
  • liquid container drain pipe 21 of the three directly
  • the holes in the liquid tank drainage pipes 21 are not disposed directly opposite to each other but offset from one another, that is, on one side of the liquid container drain pipes 21, the rows of holes formed from holes are arranged higher than on the other side, as in a sprinkler.
  • the liquid container drain pipes 21 are respectively
  • Heated fan arranged.
  • heating tubes 23 (see also FIG. 3), which are arranged lengthwise next to each other or one above the other, and at their other end in a tube distributor 24, also run in each steel channel 22 from below in FIG (see Figures 12 to 14).
  • the manifold 24 may have a transverse to the heating tubes 23 pipe section which is closed at its ends and at the tube walls, the heating tubes 23 are connected (see Fig .. 12 to 14).
  • Four heating pipes 25 lead from the pipe distributor 24 to the steam generating device 30. As shown in FIGS. 12 to 14, the four heating pipes 25 are guided in a bend from the pipe distributors 24 upwards to the steam generating device 30.
  • the heating tubes 23 may pass through the steel channel 22 in a spiral, so that the heating tubes 23 in the steel channel 22 preferably cover a total of three times the length of the steel channel 22. That the
  • Liquid container 10 facing the end of the steel channels 22 is shown in Fig. 3, in which the diesstechniks induceerabhnerohre 21 as a bundle of three in a row
  • Heating pipes 23, pipe manifold 24 and heating pipes 25 with an insulating layer 22a (Fig. 3) made of concrete, bricks and tiles, which is guided under the steel channels 22, wherein the tubes 23, 25 run outside the steel channels 22 through the tiling layer of the insulating layer 22a.
  • Heating pipes 23 open after they have passed through the steel channels 22 seen from the steam generating device 30, in the collecting container 50, as well as from Fig. 1 can be seen.
  • a so-called inner tube 26 is connected to each of the steel channels 22 at its end remote from the liquid container 10, which from the steel channel 22 upwards to the plane of
  • Steam generating device 30 can be performed. More specifically, the inner tubes 26 are arranged with their tube lengths side by side so as to be separated from their
  • the outer tubes 27 are also connected to the turbine 40 and lead them to the steam generated in the power plant 1, so that the turbine 40 can convert the energy of the steam into motion and thus mechanical energy.
  • the mechanical energy is in turn converted into electricity and thus electrical energy.
  • the steam is purified by means of a condenser, in which the vapor is partially condensed and becomes liquid and, in addition, can be cleaned of toxins optionally present in it Liquid container 10 passed.
  • the capacitor is shown in Fig. 1 and 2 for the sake of simplicity as a condensation tube 28.
  • FIGS. 4A and 4B each show an external view of the steam generator 30, from which it can be seen that the steam generator 30 is largely channel-shaped. At its one end, which faces the turbine 40 and the liquid container 10, the aforementioned inner and outer tubes 26, 27 exit. At its other end, the steam generating device 30 has an approximately pear-shaped thickening, which is referred to below vault 31. In the vault 31, the inner tubes 26 are transferred into the outer tubes 27, as shown in Fig. 5. That is, each of the inner tubes 26 forms a substantially rectilinear pipe section of a pipe, which serves as another in the
  • Substantially rectilinear pipe section of one of the outer tubes 27 has, and which also has a bent pipe section, which connects the two rectilinear pipe sections, or an inner tube 26 and an outer tube 27, as shown in Fig. 5 and also shown in FIG. 4A.
  • the bent pipe section has a bending line which is fitted into the shape of the arch 31 or corresponds to it. Since the inner tubes 26 have a smaller outer tube diameter than the outer tubes 27, the tube outer diameter of the inner tubes 26 in the vault 31 is adapted to the tube outer diameter of the outer tubes 27. Preferably, this adjustment of the tube outer diameter over the length of the bent pipe section can be made gradually and start where the respective inner tube 26 enters the vault 31.
  • FIG. 6 shows a sectional view of the steam generating device 30, in which, for better illustration, the inner tubes 26 and outer tubes 27 are shown in the direction of the vault 31 without steam generating device 30.
  • Outer tube 27 is at predetermined intervals another tube, which is also referred to later as a U-shaped tube 29, laid, which will be described in more detail later with reference to FIG. 10 and FIG.
  • a U-shaped tube 29 laid, which will be described in more detail later with reference to FIG. 10 and FIG.
  • FIG. 6 it can be seen from FIG. 6 that the
  • Steam generating device 30 is constructed of several layers, which are arranged around the tube bundle of inner and outer tubes 26, 27. This structure of
  • Steam generating device 30 is shown in more detail in FIGS. 7 to 10.
  • the steam generating device 30 has a cylindrical shape except for its vault 31.
  • the steam generating device 30 has a cylindrical shape except for its vault 31.
  • Steam generating device 30 as the outermost layer a concrete layer 32 with a ring thickness of for example about 1 meter.
  • two brick layers 33a, 33b are arranged on top of each other in the steam generating device 30, wherein in the brick layer 33a the bricks are arranged transversely to the bricks of the brick layer 33b.
  • the tile layers 33a, 33b are adjoined by a tile layer 34 in which the outer tubes 27 are arranged in a ring with a larger ring diameter than the ring in which the inner tubes 26 are arranged. That is, between the inner tubes 26 and outer tubes 27 and the U-shaped tubes 29, which, as shown in Fig. 6 to Fig. 8 and previously described, in the
  • Steam generating means 30 are arranged, are a plurality of individual tiles layered such that in the steam generating device 30 results in an overall annular tile layer 34, as illustrated in Fig. 7 to Fig. 10. That is, the tile layer 34 forms in the interior of the ring formed by it a gas-filled, for example air, cavity 35, which is preferably lined with a steel layer 36. In the cavity 35, both ends of each of the tubes 29 open, so that the tubes 29 are placed in a substantially U-shape around each an inner and outer tube 26, 27. At the bottom of the U-shaped tube 29, a pipe piece 29 a is attached, which up to the
  • Steam generating means 30 media are introduced into the cavity 35 of the steam generating means 30 lined on its inner wall with the steel layer 36, as described in more detail later.
  • the U-shaped tubes 29 are each provided between combustion chambers 37 which are spaced a predetermined distance along the length of the
  • Steam generating device 30 are arranged.
  • the U-shaped tubes 29 are mounted in such a way that they can absorb the pressure which comes from the direction of the arch 31 with their collecting opening and, after the U-shaped arch or the bottom of the US, has the outlet opening of the U-shaped tubes 29 in
  • the combustion chambers 37 are outwardly around the tile layer 34, through which the inner tubes 26 lead, as a ring with a width (in the direction of the length of the
  • Steam generating device 30 may be. More precisely, the width of the
  • Combustion chambers 37 by more than a factor of 100 smaller than the length of
  • Steam generating device 30 a plurality of combustion chambers 37 arranged. Into each of the combustion chambers 37, an unillustrated fuel supply pipe for supplying
  • Each fuel supply pipe 38 is connected to a not shown
  • Supply line system connected to the fuel tanks 60.
  • the supply of fuel to each individual fuel supply pipe 38 is, for example, by means of a valve
  • cavity heating tubes 39 lead from the combustion chambers 37 into the cavity 35 in order to also conduct heat from the combustion chamber 37 into the cavity 35.
  • ventilation ducts 39a can also be provided, which lead from the cavity 35 through all the layers to the outside on the concrete layer 32 of the steam generator 30 and with which the steam generator 30 can be cooled, if that
  • the ventilation ducts 39a from the outside as needed completely or only partially opened or closed. Just before the ventilation ducts 39 a lead into the cavity 35, the ventilation ducts 39 a, which are preferably also formed as a steel pipe, a bend, so that the cold air, which they
  • the U-shaped tubes 29 between the combustion chambers 37 can be arranged at a smaller distance from each other than the individual combustion chambers 37.
  • the U-shaped tubes 29, the combustion chambers 37, the fuel supply pipes 38, the cavity heating pipes 39 and the ventilation ducts 39a are both in the elongated Channel-shaped section of the
  • heaters 29b are mounted in the U-shaped tubes 29 at the location at which the arc of a U-shaped tube 29 reaches its highest point.
  • the heaters 29b are in both directions of the arc.
  • the power generated by the power plant 1 can be used.
  • the heaters 29 b can also in all U-shaped tubes 29 of the
  • Steam generating device 30 may be provided.
  • the cavity 35 is at the turbine 40 end facing the
  • Steam generator 30 is closed by a plate, not shown, through which the heating tubes 25 lead into the cavity.
  • the plate is preferably a steel plate on which the heating tubes 25 are welded, for example.
  • the steel channels 22 are also surrounded by an insulating layer, not shown, which is preferably a brick layer 22a, as shown in Fig. 3.
  • the steel channels 22 preferably have a rectangular, in particular square cross-section.
  • the transition between angular steel channel 22 and round inner tube is to be formed as a correspondingly shaped funnel 22b (see also Fig. 14).
  • the spaces between the steel channels 22 are preferably completely filled with bricks, so that the
  • Heat loss can be kept as low as possible.
  • the steel channels 22 are filled with liquid only up to half their height.
  • Liquid level in the steel channels 22 can be regulated with the completely or partially closable drain from the liquid container 10 into the liquid container drain pipes 21.
  • the liquid container 10 preferably also has insulation to store as much as possible the heat of the liquid received therein.
  • the bottom of the liquid container 10 may consist of a
  • the liquid container 10 may be lined with a sufficiently thick layer of durable steel.
  • the execution of this steel layer as a pan on the entire bottom of the liquid container 10, which also covers the lower portion of the inner walls of the liquid container 10, is advantageous.
  • the liquid container 10 is preferably covered with a roof, in which openings are provided for a walkability of the liquid container 10 for maintenance and control purposes and for releasing steam. For releasing steam can also be arranged on or in the openings also suction devices, which cover steam from the
  • From the cavity 35 of the steam generating device 30 are preferably 10 tubes, for example, about 5 cm in diameter, which to the steam generating channels
  • Holding container 50 continued. To prevent too high a temperature in the liquid container 10, before coming out of the heat exchangers tubes in the
  • Liquid container 10 occur, a derivative, preferably in the form of a tube present to possibly too hot or too much liquid through pipes outside the liquid container 10 to the receiving container 50 can be derived.
  • this derivative is openable and closable by means of a valve.
  • Steam generating device 30 is guided, can be increased. At the same time, the temperature of the liquid in the liquid container 10 can be raised. Thus, energy, so fuel, such as oil or natural gas, etc., can be saved, since now the steam, when it comes into the inner tubes 26 of the steam generator 30, already has a higher heat.
  • the cavity 35 of the steam generating device 30 is closed by a steel plate, through which a tube of, for example, 20 cm in diameter passes through, into which air can be blown by means of a compressor. In the distance of
  • a second steel plate for example, has 10 openings, for example, about 5 cm in diameter.
  • 10 tubes for example, about 5 cm diameter air through the entire cavity 35 to its end in the vault 31, make a turn around there and then run back the entire length until, as described above, in the inner tubes 26 open.
  • the liquid container 10 with the particular for the steam cycle of the power plant 1 liquid, such as groundwater or water of a river or lake filled.
  • the steel channels 22 are filled up to half their height with the liquid by passing over the
  • Liquid container drain pipes 21 fluid is drained from the liquid container 10. Alternatively, when heating the power plant 1 liquid from a the
  • Steam generating system 30 annularly circulating tube (not shown) are introduced into the inner tubes 26, which then runs in the steel channels 22.
  • the liquid is introduced into the inner tubes 26 in the inner tubes 26 counter to the direction of flow of steam in the inner tubes 26, so that the discharge point is not unnecessarily loaded by vapor pressure in the inner tubes 26.
  • heaters not shown also on the inner wall of the inner tubes 26 and the outer tubes 27 may be mounted such that they along the entire length of the inner tubes 26 and outer tubes 27 are movable back and forth. These heaters are to be designed so that they can generate heat of up to about 850 ° C. In this way, heat can be uniformly generated at all positions of the inner tubes 26 and the outer tubes 27, so that the inner tubes 26 and the outer tubes 27 are uniformly heated to a temperature of 900 ° C to 1300 ° C. Once the outer tubes 27 and the inner tubes 26 and the surrounding tiles or the tile layer 34 have reached this temperature, the heaters used for their heating can be dismantled, since the inner tubes 26 and the outer tubes 27 only at startup of the power plant 1 means these heaters are heated.
  • the outer tubes 27 can be heated in front of the inner tubes 26.
  • the inner tubes 26 In an area near the liquid container 10 facing the end of the inner tubes 26 may be provided in the inner tubes 26 constantly also not shown heaters to supply heat at the beginning of the passage of the steam through the inner tubes and thereby put him under pressure and thus increasing its speed.
  • the temperature of the steam is in this area about 300 ° C, wherein the already prevailing in the inner tubes temperature is about 800 ° C. Subsequently, all opening and closing options of the indoor and
  • combustion chambers 37 surrounding the inner tubes 26 in the initial region of the steam generating device 30, for example up to 200 m from the steel ducts, are filled via the fuel supply tubes with fuel such as natural gas or oil, etc., which is in communication with the fuel supply tubes Air mixed.
  • fuel such as natural gas or oil, etc.
  • Heating phase heated combustors 37 (temperature is about 600 ° C. to 800 ° C., ignites and burns.)
  • the resulting combustion heat is conducted via the cavity heating pipes 39 and the U-shaped tubes 29 into the cavity 36 and heats the steel layer 36
  • the inner tubes 26 are also heated since the cavity heating tubes 39 and the U-shaped tubes 29 always pass between the inner tubes 26.
  • Heat generated by the described processes does not only become due to the tiled layers of the tile layer 34 between the inner tubes 26 and outer tubes 27 in the cavity 35 but also to the inner tubes 26 and outer tubes 27 are discharged and that 70% of it to the I nnenrohre 26 and 30% thereof to the outer tubes 27th
  • black smoke is generated in the cavity 35, which contains toxins, but which can then be led through the heating tubes 25, 23 to the collecting container 50, since the gas in the cavity 36 is heated and expands.
  • gas for example air
  • the tube connectors 24 and the heating tubes 23 with the gas, for example air, in the cavity 36 is in communication, also heated gas flows from the cavity 36 in the heating tubes 25, the tube connector 24 and As a result, the still cold gas in the heating tubes 25, the tube connector 24 and the heating tubes 23 is pressurized, so that it gradually mixed with the incoming warm gas from the cavity and also heats up.
  • Pipe connector 24 and the heating tubes 23 are connected to Pipe connector 24 and the heating tubes 23.
  • the steel channels 22 on. As a result, the walls of the steel channel 22 are gradually heated to about 200 to 300 ° C. In addition, without a different supply of energy gradually in the steel ducts 22 steam at a temperature of about 300 ° C, which escapes from the steel channel 22 in the inner tubes 26. Thus, the steel channels 22 has the function of a
  • the steam is controlled by the temperature of the inner tubes 26 and further heating by means of the combustion chambers 37, preferably in the region of
  • Heaters 29b the heat in the cavity 36 in the vault 31, the heated
  • Tile layer 34 and by the enlarged in the outer tubes 27 tube cross-section of the steam is further heated and gets even further under pressure. As a result, the steam gets an ever greater flow velocity and flows faster through the outer tubes 27 in the direction of the turbine 40. Overall, the steam in the steam generator 30 is heated to 800 ° C to 1200 ° C.
  • the steam conducted by the outer tubes 27 from the steam generating device 30 strikes the turbine 40 at a temperature of approximately 600 to 800 ° C., which is thereby set in motion.
  • 40 or electrical energy can be generated by means of the turbine.
  • the turbine 40 is arranged such that its central axis is at the same height as the central axis of the cavity of the steam generator 30.
  • the centers of the turbine 40 and the cavity 36 are at the same height, so that a straight line is formed when connecting both centers with a line in the shortest path.
  • the turbine 40 is surrounded by walls and a roof made of reinforced concrete, which connect directly to the steam generating device 30, and begin after her, and also end behind the turbine.
  • the turbine 40 is supported and mounted to withstand the forces which the steam coming from the steam generator 30 develops without
  • the inner tubes 26 have after leaving the steam generator 30 an outflow to the liquid container 10 and the collecting container 50.
  • the drain can be opened and closed as needed.
  • the heating tubes 23 and 25 and the heating manifold 24 are not mandatory and may also be omitted.
  • the power plant 1 has, as shown in FIGS. 12 to 14, in addition to the turbine 40, a further turbine 41, which is driven by hot air from two heating tubes 25 and in this way can generate electricity or electrical energy ,
  • a condensation tube 42 leads from the turbine 41 into the liquid container 10 and has the same function as the condensation tube 28 of the first embodiment. If necessary, the turbine 41 can also be used as a pump, which liquid from the
  • Embodiment may be in the steel channels 22 of this embodiment
  • Hot air system for even more heating of the liquid or the steam in the steel channels 22 provide.
  • hot air devices at the beginning of the steel channel 22, that is, at its end remote from the steam generating device 30 may be provided so that they blow in a region above the liquid surface hot air into the respective steel channel 22 and thus not only the heat in the steel channel 22nd but also increase the vapor pressure in the direction of the steam generating device 30.
  • Heating devices are mounted, which together can reach a heat of about 850 ° C in the steel channels 22. In this way, the liquid in the
  • Liquid container 10 are heated to up to 100 to 120 ° C.
  • the power plant is constructed in a modular manner.
  • modules which may include, for example, the turbine, the liquid feed, the liquid storage, condensation equipment and / or the vault, it is particularly advantageous to perform the area in which the heating of the liquid, the steam generation and / or the further steam heating is carried out in a modular manner.
  • modules can be joined together and used to heat the liquid, the steam generation and / or the further steam heating.
  • each of these modules has a substantially tubular structure, the wall consisting of several layers. Inside is a cavity, which can be used, for example, for the removal of combustion gases.
  • this cavity is tube-like and has a diameter ⁇ 100, preferably ⁇ 50, more preferably less than 25 cm.
  • a cavity diameter of about 20 cm is provided.
  • a compensation layer which can be, for example, a (metal) wire mesh or another suitable material, is initially arranged around this cavity.
  • This layer is preferably comparatively thin and serves for the stabilization and the additional maintenance of the further layers.
  • this compensation layer serves to (local) fluctuations in the extent of the individual layers, which can be determined, for example, by (local)
  • the compensation layer is dimensioned such that the fluctuations in the expansion of the individual layers can be compensated.
  • This layer is preferably ⁇ 10 cm, preferably ⁇ 5 cm, particularly preferably ⁇ 2.5 cm.
  • the compensation layer has a thickness of about 1, 5 cm.
  • a layer of a heat storage medium is arranged.
  • This medium may be, for example, tiles, bricks, bricks, ceramics and other - especially inorganic - materials.
  • Radially outside this layer again follows a leveling layer, which preferably again has the properties of the already mentioned compensation layers.
  • This layer is preferably 2.5 to 50 cm, preferably 5 to 30 cm, particularly preferably 10 to 20 cm thick.
  • the heat storage layer has a thickness of about 15 cm.
  • This layer simultaneously forms the radially inner boundary the inner combustion chamber.
  • this combustion chamber run a plurality of pipes through which the medium to be heated can be passed. Between the individual pipelines interspaces are arranged such that the pipelines are well accessible to a heat transfer medium, heat radiation and / or combustion gases. This makes it possible to provide a large surface, at which a heat transfer can take place in the interior of the pipes.
  • the pipes are spaced from each other and from the boundaries of the combustion chamber, so that combustion exhaust gases or other heat transport medium can be transported between them and the
  • the pipelines run in such a way that they provide a large surface area for heat transport.
  • the cross-section of the respective piping may be designed so that the surface area is increased compared to the surface of a pipe having a circular cross-section.
  • the pipes may be flattened e.g. be oval.
  • they run in a loop or meander shape through the combustion chamber. On the radially outer side of the combustion chamber, this is through a further layer of a thermally highly conductive material such
  • each of the layers surrounding the combustion chamber made of thermally conductive material ⁇ 5 cm, preferably ⁇ 2.5 cm, particularly preferably ⁇ 1 cm thick.
  • these layers have a thickness of about 0.5 cm.
  • the expansion of the combustion chamber can be designed according to the requirements and the required nickeltramsport through the walls of the pipes. Depending on the number of pipes, their course and / or their dimensions, different strengths are advantageous. Thicknesses between 1 and 100 cm, preferably between 2.5 and 50 cm, particularly preferably between 5 and 25 cm are preferred for the combustion chamber. In the fourth embodiment, the combustion chamber has a thickness of about 6 cm.
  • this inner combustion chamber is followed by another layer of heat storage medium.
  • the already mentioned layer of heat storage medium may be, for example, tiles, bricks, tiles, ceramics and other - especially inorganic - materials.
  • This layer is also surrounded radially inwardly and outwardly by a respective compensating layer, which preferably again has the properties of the already mentioned compensating layers.
  • this layer as well as the radially inner heat storage layer 2.5 - 50 cm, preferably 5 - 30 cm, particularly preferably 10 - 20 cm strong.
  • the heat storage layer has a thickness of about 15 cm.
  • this heat storage layer is followed by another combustion chamber.
  • This is similar to the inner combustion chamber is formed and is also of
  • this combustion chamber Due to the fact that this combustion chamber is arranged radially further out, the circumference is larger. With the same radial extent, therefore, the volume is greater. Accordingly, with the same radial expansion, it is possible to provide a larger heat transfer surface in this combustion chamber.
  • the waste heat or the exhaust gas and / or the heat transfer medium used in the inner combustion chamber from the inner combustion chamber is transferred to this outer combustion chamber to increase the energy yield. Additionally with additional separately supplied energy So a particularly advantageous energy balance can be achieved.
  • the medium to be heated in the pipelines disposed in the outer combustion chamber moves substantially opposite to the medium in the inner combustion chamber.
  • the medium in the piping system of the outer combustion chamber it is also possible for the medium in the piping system of the outer combustion chamber to be looped or meander-shaped. Essentially opposite means in this
  • thicknesses between 1 and 100 cm, preferably between 2.5 and 50 cm, more preferably between 5 and 25 cm are preferred.
  • the outer combustion chamber has a thickness of about 6 cm.
  • Combustion chamber used heat transfer medium is passed for further energy recovery in the inner cavity. There it serves for the surrounding of this cavity
  • Heat storage medium in addition to heat and thus give about this heat storage medium energy to the inner combustion chamber. This can further increase energy efficiency.
  • the exhaust gases are thus used in addition to the preheating.
  • the insulating layer is preferably a space in which there is a reduced gas pressure.
  • the gas pressure is preferably ⁇ 100 mbar, preferably ⁇ 50 mbar, more preferably ⁇ 20 mbar, particularly preferably ⁇ 10 mbar. Except vacuum (different thicknesses), other insulating layers can be used. Depending on the thermal conditions
  • Resistance can also be used various materials, which are e.g. have good insulating properties by gas inclusions. Examples of this may e.g. Glass or rock wool, heat-resistant foams, airgel and / or others and / or
  • the material used is selected so that the insulating layer can be kept as thin as possible, so that the material requirements and thus the costs can be kept relatively low.
  • insulation layers which are ⁇ 100 cm, preferably ⁇ 50 cm, more preferably ⁇ 25 cm, particularly preferably ⁇ 10 cm are strong.
  • the insulation layers has a thickness of about 10 cm.
  • a device is arranged in each case at the beginning and at the end of a module, by means of which the combustion chambers energy can be supplied.
  • the combustion chambers energy may be, for example, burners for natural gas, crude oil, other gaseous energy sources (eg biogas, synthesis gas, hydrogen), other liquid fuels (eg biofuels, ethanol, petroleum fractions, oils, fatty acid esters and others) and for solids (such as coal, biomass ) act. It is possible that the energy is generated in these devices and is transmitted by means of a heat carrier in the combustion chambers or provide the facilities only required for combustion materials and their combustion takes place in the above-described combustion chambers.
  • gaseous energy sources eg biogas, synthesis gas, hydrogen
  • other liquid fuels eg biofuels, ethanol, petroleum fractions, oils, fatty acid esters and others
  • solids such as coal, biomass
  • these devices are arranged so that each module in the longitudinal direction at the beginning of the module at least one, preferably at least two, more preferably at least 3 means for supplying energy into the interior Having combustion chamber and in the longitudinal direction at the end of the module at least one, preferably at least two, more preferably at least 3 means for supplying energy into the outer combustion chamber.
  • further devices for supplying energy are arranged on the respective opposite side of a combustion chamber.
  • each combustion chamber possible. This allows the operation of the power plant under optimal conditions, so that a maximum energy yield can be achieved.
  • the oxygen necessary for combustion sourcing the means for supplying energy to the environment or oxygen is supplied to these facilities from the outside.
  • at least one temperature sensor is arranged in the interior of each combustion chamber.
  • each combustion chamber comprises at least as many
  • Temperature sensors such as means for supplying energy in order to ensure the most homogeneous temperature distribution in the circumferential direction can.
  • the pipelines of the respective modules have coupling mechanisms, by means of which they are connected to the corresponding pipes of adjacent modules or other
  • a power plant comprises at least 2 such modules, preferably at least three modules.
  • each with at least one device for supplying energy such a power plant thus comprises at least 4 combustion chambers or
  • FIG. 1 Facilities for supplying energy.
  • a significantly larger number of combustion chambers or devices for supplying energy is preferred.
  • 3 modules are connected in series with each other within the power plant. The length of a single module can be adapted to the respective needs.
  • the modules are preferably comparatively short in order to be able to ensure the most homogeneous possible energy distribution within the respective combustion chambers.
  • each module has an extent of ⁇ 20 m, preferably ⁇ 10 m, particularly preferably ⁇ 5 m in the longitudinal direction.
  • each of the modules is 3 m long.
  • the entire power plant thus has a longitudinal extent of 5 - 50 m, preferably 7.5 - 40 m, more preferably 10 - 30 m.
  • a module for producing a steam generating device in a power plant for generating electrical energy with steam is preferably designed such that the module can be connected to other modules, the module has a predetermined cross-section and has at least two combustion chambers, wherein an inner combustion chamber closer to a central Ache of the module is arranged as another outer combustion chamber, run through each combustion chamber piping.
  • a further second liquid container is arranged, in which is a smaller amount of liquid stored as in the first liquid container can be adjusted to a predetermined temperature. Due to the comparatively small amount of liquid, a more accurate adjustment of the temperature is possible, with which the liquid leaves this second liquid container and with which it can be supplied to further downstream devices.
  • the tempering of the liquid can be done by any suitable means. So are
  • the liquid in this container is already adjusted to a temperature slightly below its boiling point, more preferably to a temperature which is less than 20 ° C, more preferably less than 10 ° C below the boiling point of the liquid used.
  • temperatures> 80 ° C, more preferably> 90 ° C are preferred.
  • Also upstream of the first combustion chamber may optionally be arranged a device in which the liquid is already transferred to the gaseous state.
  • Steam generating device is preferably used, the waste heat of the combustion gases.
  • the combustion exhaust gases which are discharged through the central cavity of the individual combustion chambers used.
  • the hot combustion exhaust gases are passed in a conduit system made of a thermally conductive material through this additional steam generator.
  • the already set to a predetermined temperature liquid is brought directly into contact or via a heat exchanger with the hot line system, whereby it is supplied to the necessary energy for evaporation and steam is formed.
  • Steam generation preferably takes place by spraying the tempered liquid onto a pipeline in which the hot combustion exhaust gases are conducted. For example, this can be done such that liquid is sprayed from a plurality of openings or nozzles on an example, spirally extending exhaust pipe.
  • the liquid Upon contact with the via exhaust pipe made of a thermally conductive material whose outside temperature is above the boiling point of the liquid, the liquid evaporates and can be supplied through an outlet opening as a vapor of the first combustion chamber.
  • Unevaporated liquid is collected at the bottom of this steam generator and returned to one of the liquid containers.
  • the return takes place in the second liquid container, in which the liquid already has a temperature near the boiling point.
  • the power plant 1 has a turbine 40
  • the power plant can also have more than one turbine 40, to which the steam is led out of the steam generating device 30.
  • the steam from the outer tubes 27 must be divided only suitable for the number of turbines 40 used in each case.
  • the roof of the liquid container 10 is a saddle roof. This is preferably placed on the liquid container 10 that the walls of the
  • Liquid container 10 for inspection and maintenance purposes are accessible above.
  • corresponding doors or access hatches are to be provided in the area of the saddle roof.
  • Power plant 1 generated electricity supplied.
  • All the above-mentioned pipes may be made of steel, which can withstand temperatures above 600 ° C and, for example, with the inner and outer tubes 26, 27 up to 1200 ° C permanently.
  • this is austenitic steel.
  • the outer tubes 27 can each have a valve
  • oil has a higher calorific value. If oil is used as fuel in the power plant 1, a heat of about 1200 ° C can be generated. If natural gas is introduced into the pipes, through which water can be introduced in the direction of the steam, the heat can be increased to 1500 ° C.
  • the parts of the power plant 1 previously described in connection with the figures may have the following dimensions:
  • Liquid container 10 length 50 m, width 20 m, depth 3 m; Wall thickness: 1 m, of which 0.8 m brick layer, 0.2 m concrete layer; Steel layer at the bottom about 1 cm thick and at the
  • Heating pipes 23 pipe diameter 50 cm;
  • Heating pipes 25 pipe diameter 10 cm;
  • Inner tubes 26 tube diameter 50 cm
  • Steam generating device 30 length about 650 m to about 2000 m, of which the channel-like elongated section about 500 m to about 1850 m and the vault 31 each about 150 m long; Diameter about 12.80 m; widest diameter of the vault 31: approx. 20 to 24 m.
  • Tile layer 34 thickness about 2.00 to about 5.00 m, preferably about 3.30 m or 2.80 m;
  • Cavity 35 Diameter in the channel-like elongated section about 2 m, in the vault 31 correspondingly wider.
  • Combustion chamber 37 width approx. 5 cm; Distance between the individual combustion chambers 37: 10 m, so that in the steam generating device 30 including the vault 31 about 200
  • Combustion chambers 37 are present.
  • the combustion chambers are lined with a steel layer or made of steel, which withstands the resulting temperatures permanently.
  • Distance of the combustion chambers 37 of both the inner tubes 26 and the outer tubes about 25 cm.
  • Combustion chamber feed pipe Material: steel, inner pipe diameter about 5 cm, pipe wall thickness at least 1 cm, length at least from a combustion chamber 37 to the outside of the steam generating device 30th
  • Cavity heating tube 39 tube diameter 10 cm; Distance between individual
  • Ventilation ducts 39a diameter 10 cm; Distance between individual ventilation shafts 10 m.
  • an annular pipe may be provided around the steam generating plant 30 for introducing water into the outer pipes 27.
  • an annular tube may be provided around the steam generating plant 30 for introducing water into the inner tubes 26.
  • water can be shot in under high pressure into the tubes which lead the steam to the outer tubes 27.
  • the pipes through which this water is introduced mounted in an inclined position so that the water is guided in the direction that also has the steam. This place where the
  • water-bearing pipes hit the steam-carrying pipes, they must be additionally reinforced. This applies to all pipes that transport steam from the vault 31 to the outer pipes. 300 m after the vault, this process is repeated again. In addition, it is repeated again after another 500 m and then again after 600 m. At this last point of the water supply, the temperature of the steam should be brought down to at least 600 ° C.
  • Pipelines of 0.80 m diameter from the liquid container 10 passed through pumps to the plant. These pipes are protected by brick layers of approx. 0.80 m thickness.
  • the water from the liquid container 10 has a temperature of 100 to 120 ° C and is supplied in an amount of 50 liters per second.
  • the groundwater which may for example also be located at the point where the steam in the outer tubes 27 has to be brought down to a temperature of 600 ° C, water can be supplied.
  • This groundwater is replaced by other pipes again by pumping to the places of Outer tubes 27 outlined above, including the connection points in the vault. All of these junctions, where water is routed into the outer tubes, can be opened and closed. In case of danger, the groundwater may also be used to immediately reduce the heat and pressure in the steam generator 30.
  • the steam is continued in the direction of the turbines.
  • the steam Upon exiting the steam generator 30, the steam has a temperature of 600 ° C.
  • Per outer tube 27 300 liters of steam per second come to the turbine 40th

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Abstract

The invention relates to a power plant (1) and method for generating electrical power using steam. The power plant (1) comprises a liquid tank (10) for receiving a liquid from which steam is to be generated, a pipe system (20) connected to the liquid tank (10) such that said pipe system can be fed with liquid from the liquid tank (10), and a plurality of separate combustion chambers (37) each disposed at the pipe system (20) at a predetermined distance from each other for heating the liquid from the liquid tank (10) into steam in the pipe system (20).

Description

Kraftwerk und Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie mit Dampf  Power plant and method for generating electrical energy with steam
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Kraftwerk und ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie mit Dampf. Herkömmliche Dampfkraftwerke erzeugen in einem Dampfkessel aus Wasser Dampf, der in einem nachgeschalteten Überhitzer weiter auf Temperaturen um ca. 600 °C erhitzt wird und über Rohrleitungen einer Turbine zugeführt wird. Durch den in den The invention relates to a power plant and a method for generating electrical energy with steam. Conventional steam power plants generate steam in a boiler made of water, which is further heated in a downstream superheater to temperatures of about 600 ° C and is fed via piping to a turbine. By in the
Rohrleitungen unter Druck stehenden Dampf wird die Turbine in Bewegung versetzt. Diese Bewegung (mechanische Energie) wird mittels eines Generators in elektrische Energie umgesetzt, welche beispielsweise in Stromversorgungsnetze eingespeist und somit einem Verbraucher zugeführt werden kann. Nach der Turbine strömt der teilweise abgekühlte Dampf in einen Kondensator, in welchem der Dampf kondensiert und somit wieder zu Wasser wird. Das Wasser wird in einem Wasserbehälter gesammelt und kann von dort wieder dem Dampfkessel zugeführt werden. Pipelines pressurized steam will set the turbine in motion. This movement (mechanical energy) is converted by a generator into electrical energy, which can be fed, for example, into power grids and thus fed to a consumer. After the turbine, the partially cooled steam flows into a condenser in which the steam condenses and thus becomes water again. The water is collected in a water tank and can be returned from there to the steam boiler.
Durch das Strömen über die Turbine und den Kondensator wird der Dampf beispielsweise durch Öl an der Turbine verunreinigt, weshalb der Dampf vor seiner Zuleitung in den Wasserbehälter mittels aufwändiger Verfahren, wie beispielsweise dem Taprogge-Verfahren, gereinigt werden muss. Zudem haben heute bekannte Dampfkraftwerke einen Wirkungsgrad von ungefähr nur 45%. By flowing over the turbine and the condenser, the steam is contaminated by, for example, oil on the turbine, which is why the steam must be purified by means of complex processes, such as the Taprogge process, before it is fed into the water tank. In addition, today known steam power plants have an efficiency of approximately only 45%.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kraftwerk und ein Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie mit Dampf zur Verfügung zu stellen, bei welchen eine Belastung der Umwelt mit Giftstoffen vermieden wird und trotzdem ein höherer Wirkungsgrad des Kraftwerks und des Verfahrens erzielt werden kann, als bisher üblich. Therefore, it is an object of the invention to provide a power plant and a method for generating electrical energy with steam available, in which a pollution of the environment is avoided with toxins and yet a higher efficiency of the power plant and the method can be achieved, than before common.
Die Aufgabe wird durch ein Kraftwerk zur Erzeugung von elektrischer Energie mit Dampf nach Patentanspruch 1 gelöst. Das Kraftwerk hat einen Flüssigkeitsbehälter zur Aufnahme einer Flüssigkeit, aus welcher Dampf zu erzeugen ist, ein Rohrsystem, welches mit dem The object is achieved by a power plant for generating electrical energy with steam according to claim 1. The power plant has a liquid container for receiving a liquid from which to generate steam, a pipe system, which with the
Flüssigkeitsbehälter derart verbunden ist, dass es mit Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter gespeist werden kann, und eine Vielzahl von separaten Brennkammern, welche jeweils mit einem vorbestimmten Abstand voneinander an dem Rohrsystem angeordnet sind, zur Erwärmung der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter in dem Rohrsystem zu Dampf. Liquid container is connected so that it can be fed with liquid from the liquid container, and a plurality of separate combustion chambers, each with a predetermined distance from each other are arranged on the pipe system, for heating the liquid from the liquid container in the pipe system to steam.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Kraftwerks sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Advantageous further embodiments of the power plant are specified in the dependent claims.
Das Rohrsystem kann eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Rohren umfassen, welche derart nebeneinander angeordnet sind, dass sie im Querschnitt gesehen einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Körper bilden. Es ist vorteilhaft, wenn das Rohrsystem eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Rohren umfasst, welche jeweils zwei im The pipe system may comprise a plurality of juxtaposed tubes which are arranged side by side so as to form a substantially hollow cylindrical body in cross-section. It is advantageous if the pipe system comprises a plurality of juxtaposed tubes, each two in the
Wesentlichen geradlinig geformte und nebeneinander angeordnete Rohrabschnitte aufweisen, die durch einen gebogenen Abschnitt miteinander verbunden sind. Hierbei können die zwei geradlinig geformten Rohrabschnitte eines Rohrs unterschiedlich große Rohrdurchmesser haben. Substantially rectilinear shaped and juxtaposed pipe sections, which are interconnected by a bent portion. Here, the two rectilinear pipe sections of a pipe may have different sized pipe diameter.
Zudem können die geradlinig geformten Rohrabschnitte eines Rohrs, die einen ersten In addition, the rectilinear pipe sections of a pipe, the first
Rohrdurchmesser haben, derart nebeneinander angeordnet sein, dass sie im Querschnitt gesehen einen ersten Ring bilden, wobei die anderen geradlinig geformten Rohrabschnitte eines Rohrs, die einen zweiten Rohrdurchmesser haben, der kleiner als der erste Rohrdurchmesser ist, derart nebeneinander angeordnet sein können, dass sie im Querschnitt gesehen einen zweiten Ring bilden, und wobei der erste Ring einen größeren Ringdurchmesser als der zweite Ring haben kann und um den ersten Ring herum angeordnet sein kann. Pipe diameters are arranged side by side so that they form a first ring in cross-section, wherein the other rectilinear pipe sections of a tube having a second pipe diameter which is smaller than the first pipe diameter can be arranged side by side so that they Seen cross-section form a second ring, and wherein the first ring may have a larger ring diameter than the second ring and may be arranged around the first ring around.
Das Kraftwerk kann auch mindestens eine Heizeinrichtung zur Erwärmung des Rohrabschnitts der zwei im Wesentlichen geradlinig geformten und nebeneinander angeordneten The power plant can also have at least one heating device for heating the tube section of the two substantially rectilinearly shaped and arranged side by side
Rohrabschnitte eines Rohrs des Rohrsystems haben, welcher den kleineren Rohrdurchmesser hat. Hierbei kann die mindestens eine Heizeinrichtung an der Innenwand des geradlinigen Rohrabschnitts mit kleinerem Rohrdurchmesser fest montiert sein und eine Heizwärme von ca. 850 °C erzielt. Pipe sections of a pipe of the pipe system, which has the smaller pipe diameter. In this case, the at least one heating device may be fixedly mounted on the inner wall of the rectilinear pipe section with a smaller pipe diameter and achieves a heating heat of approximately 850 ° C.
Es ist von Vorteil, wenn das Rohrsystem in eine Kachelschicht eingebettet ist, welche im It is advantageous if the pipe system is embedded in a tile layer, which is in the
Querschnitt gesehen einen hohlzylindrischen Körper hat, der außen von mindestens einer Ziegelschicht und einer darauf angeordneten Betonschicht umgeben ist. Es ist auch möglich, dass das Kraftwerk Rohre zum Heizen aufweist, welche von dem Hohlraum des Viewed cross-section has a hollow cylindrical body which is externally surrounded by at least one brick layer and a concrete layer disposed thereon. It is also possible that the power plant has pipes for heating, which of the cavity of the
hohlzylindrischen Körpers um die geradlinigen Rohrabschnitte mit verschiedenen hollow cylindrical body around the rectilinear pipe sections with different
Rohrdurchmessern gebogen sind und wieder in den Hohlraum führen. Pipe diameters are bent and lead back into the cavity.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren nach Patentanspruch 10 gelöst. Das Verfahren dient zur Erzeugung von elektrischer Energie mit Dampf, und umfasst die Schritte: Aufnehmen einer Flüssigkeit, aus welcher Dampf zu erzeugen ist, in einem Flüssigkeitsbehälter; Speisen der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter in ein Rohrsystem; und Erwärmen der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter in dem Rohrsystem zu Dampf mittels einer Vielzahl von separaten Brennkammern, welche jeweils mit einem vorbestimmten Abstand voneinander an dem The object is also achieved by a method according to claim 10. The method is for generating electrical energy with steam, and comprises the steps of: receiving a liquid from which steam is to be generated in a liquid container; Feeding the liquid from the liquid container into a pipe system; and heating the liquid from the liquid container in the pipe system to steam by means of a plurality of separate combustion chambers, each at a predetermined distance from each other at the
Rohrsystem angeordnet sind. Mit dem zuvor beschriebenen Kraftwerk und Verfahren wird eine neue Art der Dampferzeugung in einem Kraftwerk bereitgestellt, bei welchem eine Belastung der Umwelt mit Giftstoffen beim Betrieb des Kraftwerks vermieden wird und trotzdem ein sehr hoher Wirkungsgrad des Pipe system are arranged. With the power plant and method described above, a new type of steam generation is provided in a power plant, in which a pollution of the environment with toxins during operation of the power plant is avoided and still a very high efficiency of
Kraftwerks und des Verfahrens erzielt werden kann. Power plant and the process can be achieved.
Zudem ist der Brennstoffbedarf, also Primärenergie vergleichsweise gering, da mit einer Brennkammer Dampf in mehreren Rohren gleichzeitig erhitzt werden kann. Dadurch ergibt sich ein guter Wirkungsgrad. Darüber hinaus ist das Kraftwerk konstruktiv einfacher gestaltet, als bisher bekannte Kraftwerke, so dass sowohl der Bau als auch die Wartung des Kraftwerks vereinfacht ist, was jeweils zur Kostensenkung beiträgt. In addition, the fuel demand, so primary energy is comparatively low, since with a combustion chamber steam in several tubes can be heated simultaneously. This results in a good efficiency. In addition, the power plant is designed structurally simpler than previously known power plants, so that both the construction and maintenance of the power plant is simplified, which in each case contributes to cost reduction.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen: The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings and exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1 eine schematische dreidimensionale Ansicht eines Kraftwerks gemäß dem ersten Fig. 1 is a schematic three-dimensional view of a power plant according to the first
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;  Embodiment of the present invention;
Fig. 2 eine dreidimensionale vergrößerte Ansicht eines Teils des Kraftwerks gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 is a three-dimensional enlarged view of a part of the power plant according to the first embodiment of the present invention;
Fig. 3 eine weitere dreidimensionale vergrößerte Ansicht eines Teils des Kraftwerks gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 is a further three-dimensional enlarged view of a part of the power plant according to the first embodiment of the present invention;
Fig. 4A-B jeweils eine schematische dreidimensionale Außenansicht der 4A-B are each a schematic three-dimensional exterior view of
Dampferzeugungseinrichtung von Fig. 1 , wobei in Fig. 4A ein Teil einer  Steam generating device of Fig. 1, wherein in Fig. 4A is a part of a
Dampferzeugungseinrichtung des Kraftwerks im Schnitt dargestellt ist;  Steam generating device of the power plant is shown in section;
Fig. 5 eine dreidimensionale Draufsicht auf ein Rohrsystem in einem Gewölbe der Fig. 5 is a three-dimensional plan view of a pipe system in a vault of
Dampferzeugungseinrichtung von Fig. 1 ;  Steam generating device of Fig. 1;
Fig. 6 eine schematische dreidimensionale Schnittansicht eines Teils der Fig. 6 is a schematic three-dimensional sectional view of a part of
Dampferzeugungseinrichtung von Fig. 1 ;  Steam generating device of Fig. 1;
Fig. 7 eine weitere schematische dreidimensionale Schnittansicht eines Teils der Fig. 7 is a further schematic three-dimensional sectional view of a part of
Dampferzeugungseinrichtung von Fig. 1 ;  Steam generating device of Fig. 1;
Fig. 8 noch eine weitere schematische dreidimensionale Schnittansicht eines Teils der Fig. 8 is yet another schematic three-dimensional sectional view of a part of
Dampferzeugungseinrichtung von Fig. 1 ;  Steam generating device of Fig. 1;
Fig. 9 einen schematischen Querschnitt der Dampferzeugungseinrichtung von Fig. 1 ; FIG. 9 is a schematic cross section of the steam generating device of FIG. 1; FIG.
Fig. 10 eine dreidimensionale Schnittansicht eine Teilstücks der 10 is a three-dimensional sectional view of a portion of
Dampferzeugungseinrichtung von Fig. 1 ; Fig. 1 1 eine schematische Darstellung der Anordnung von Heizrohren in der Dampferzeugungseinrichtung von Fig. 1 ; Steam generating device of Fig. 1; Fig. 1 1 is a schematic representation of the arrangement of heating pipes in the steam generating device of Fig. 1;
Fig. 12 eine schematische dreidimensionale Ansicht eines Teils eines Kraftwerks gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 12 is a schematic three-dimensional view of a part of a power plant according to the second embodiment of the present invention;
Fig. 13 eine weitere schematische dreidimensionale Ansicht eines Teils des Kraftwerks von Fig. 12; und Fig. 13 is another schematic three-dimensional view of a part of the power plant of Fig. 12; and
Fig. 14 eine weitere schematische dreidimensionale Ansicht eines Teils des Kraftwerks von Fig. 12. 14 is another schematic three-dimensional view of a part of the power plant of FIG. 12.
In der nachfolgenden Beschreibung sind gleiche und gleichbedeutende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In the following description, the same and equivalent parts are given the same reference numerals.
(Erstes Ausführungsbeispiel) (First embodiment)
Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Kraftwerks 1 mit einem Flüssigkeitsbehälter 10, einem Fig. 1 shows a view of a power plant 1 with a liquid container 10, a
Rohrsystem 20, einer Dampferzeugungseinrichtung 30, in welcher ein Teil des Rohrsystems 20 mit Stahlkanälen 22 geführt ist, einer Turbine 40, einem Auffangbehälter 50, und Pipe system 20, a steam generating device 30, in which a part of the pipe system 20 is guided with steel channels 22, a turbine 40, a collecting container 50, and
Brennstoffbehältern 60. In den Auffangbehälter 50 wird heiße Luft gegebenenfalls vermischt mit Wasser aus der Dampferzeugungseinrichtung 30 über Rohrleitungen eingeleitet. Die Luft kann in dem Auffangbehälter 50 von gegebenenfalls darin enthaltenen Giftstoffen gereinigt werden und anschließend an die Umgebung abgegeben werden. In dem Auffangbehälter 50 kann Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser enthalten sein. Die Kraftstoffbehälter 60 dienen zur Aufnahme von Brennstoff, welcher in dem Kraftwerk 1 zur Dampferzeugung verwendbar ist. Fuel containers 60. Into the collecting container 50 hot air is optionally introduced mixed with water from the steam generating device 30 via pipelines. The air can be cleaned in the collection container 50 of any toxins contained therein and then released to the environment. In the collecting container 50, liquid such as water may be included. The fuel tank 60 serve to receive fuel, which is usable in the power plant 1 for generating steam.
Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Darstellung des Teils des Kraftwerks 1 von Fig. 1 zwischen dem Flüssigkeitsbehälter 10 und der Dampferzeugungseinrichtung 30. Hierbei ist in Fig. 2 der Auffangbehälter 50 nicht dargestellt und die Stahlkanäle 22 sind nur als Rohre veranschaulicht. Zudem ist die Turbine 40 teilweise im Schnitt dargestellt. Fig. 2 shows a simplified representation of the part of the power plant 1 of Fig. 1 between the liquid container 10 and the steam generating means 30. Here, in Fig. 2, the collecting container 50 is not shown and the steel channels 22 are illustrated only as tubes. In addition, the turbine 40 is partially shown in section.
Wie in Fig. 1 und Fig. 2 veranschaulicht, ist der Flüssigkeitsbehälter 10 an einem Ende des Kraftwerks 1 angeordnet. Der Flüssigkeitsbehälter 10 wird beispielsweise mit Grundwasser gefüllt, welches über nicht dargestellte Rohrleitungen in den Flüssigkeitsbehälter 10 eingeleitet werden kann. Hierzu sind vorzugsweise fünf nicht dargestellte Rohrleitungen in einer Wand des Flüssigkeitsbehälters 10 vorgesehen und an Pumpen, insbesondere Motorpumpen, As illustrated in FIGS. 1 and 2, the liquid container 10 is disposed at one end of the power plant 1. The liquid container 10 is filled with groundwater, for example, which can be introduced into the liquid container 10 via unillustrated pipelines. For this purpose, preferably five pipes, not shown, are provided in a wall of the liquid container 10 and to pumps, in particular motor pumps,
angeschlossen, welche die Flüssigkeit in den Flüssigkeitsbehälter 10 pumpen. Durch eine Regelung der Förderleistung der Pumpen und/oder Absperrventile an dem Flüssigkeitsbehälter 10 kann die in dem Flüssigkeitsbehälter 10 vorhandene Flüssigkeitsmenge geregelt werden. connected, which pump the liquid into the liquid container 10. By controlling the delivery rate of the pumps and / or shut-off valves on the liquid container 10, the amount of liquid present in the liquid container 10 can be regulated.
Im Boden des Flüssigkeitsbehälters 10 befinden sich eine Vielzahl von Öffnungen, In the bottom of the liquid container 10 are a plurality of openings,
beispielsweise 30 Öffnungen, durch welche Flüssigkeit bzw. Wasser aus dem For example, 30 openings through which liquid or water from the
Flüssigkeitsbehälter 10 in an die Öffnungen angeschlossene Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 geleitet werden kann. Genauer gesagt, an jede der Öffnungen ist vorzugsweise ein Flüssigkeitsbehälterabflussrohr 21 angeschlossen. Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Liquid container 10 in connected to the openings liquid container drain pipes 21st can be directed. More specifically, a liquid container drain pipe 21 is preferably connected to each of the openings. As shown in Fig. 2, the
Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 in einer Reihe nebeneinander angeordnet. Jedes der Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 führt in einen unter dem Flüssigkeitsbehälter 10 Liquid container drain pipes 21 arranged in a row next to each other. Each of the liquid container drainage pipes 21 leads into one below the liquid container 10
angeordneten Stahlkanal 22, der, wie erwähnt, in Fig. 2 der Einfachheit halber als Rohr dargestellt ist und ebenfalls Teil des Rohrsystems 20 ist. Das heißt, unter dem arranged steel channel 22, which, as mentioned, is shown in Fig. 2 for the sake of simplicity as a tube and also part of the pipe system 20. That is, under the
Flüssigkeitsbehälter 10 sind in Fig. 2 zehn Stahlkanäle 22 nebeneinander in einer Richtung angeordnet, die von dem Flüssigkeitsbehälter 10 zu der Dampferzeugungseinrichtung 30 gerichtet ist. Bei den Flüssigkeitsbehälterabflussrohren 21 können nicht dargestellte Pumpen montiert sein, welche den Wasserdruck erhöhen können. Liquid container 10, ten steel channels 22 are arranged side by side in Fig. 2 in a direction which is directed from the liquid container 10 to the steam generating means 30. In the liquid container drain pipes 21, pumps not shown may be mounted, which may increase the water pressure.
Aus dem Flüssigkeitsbehälter 10, der beispielsweise 20 m breit, 50 m lang und 3 m tief ist und über den letzten 50 m der Dampferzeugungskanäle (entsprechen den später beschriebenen Innenrohren 26) mit seiner schmalen, 20 m breiten Seite, zur Gesamtanlage zeigend, angeordnet ist, führen vorzugsweise 10 Rohre, die ebenfalls mittels Absperrventilen zu öffnen und zu schließen sind, zu den 10 Dampferzeugungskanälen. Diese 10 Rohre können mit Hilfe von Pumpen gefüllt werden, die unter dem Flüssigkeitsbehälter 10 am Beginn der Rohre montiert sind. Sie kommen, wenn nötig zum Einsatz, um für eine ständige und gleichmäßige Zufuhr von Flüssigkeit in die Rohre zu sorgen. Jeweils 1 Rohr führt Flüssigkeit in einen dieser Kanäle, teilt sich dort in 3 Rohre auf und läuft durch die Gesamtlänge dieses From the liquid container 10, which is for example 20 m wide, 50 m long and 3 m deep and over the last 50 m of the steam generating ducts (corresponding to the inner tubes 26 described later) with its narrow, 20 m wide side, facing the overall system, is arranged 10 pipes, which are also to be opened and closed by means of shut-off valves, preferably lead to the 10 steam-generating ducts. These 10 tubes can be filled by means of pumps which are mounted under the liquid container 10 at the beginning of the tubes. They are used, if necessary, to provide a constant and even supply of liquid into the tubes. Each 1 tube leads liquid in one of these channels, divides there into 3 tubes and runs through the total length of this
Dampferzeugungskanals. Steam generation channel.
Es ist auch vorteilhaft, wenn die Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 jeweils in drei Rohren nebeneinander ausgeführt sind, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Hierbei sind die 3 nebeneinander angeordneten Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 in jeweils einem der Stahlkanäle 22 weitergeführt. Die 3 Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 in einem Stahlkanal 22 besitzen hierbei ab dem Beginn des Stahlkanals 22 bis zu dessen Ende jeweils nicht dargestellte Löcher, durch welche die Flüssigkeit aus den 3 Flüssigkeitsbehälterabflussrohren 21 in den Stahlkanal 22 austreten kann. Hierbei sind die Löcher vorzugsweise gleichmäßig angeordnet. Zudem sind bei dem in Fig. 3 links angeordneten Flüssigkeitsbehälterabflussrohr 21 der drei direkt It is also advantageous if the liquid container drain pipes 21 are each made in three tubes side by side, as shown in FIG. 3. Here, the 3 juxtaposed liquid container drain pipes 21 are continued in each one of the steel channels 22. The 3 liquid container drain pipes 21 in a steel channel 22 in this case have from the beginning of the steel channel 22 to the end of each unillustrated holes through which the liquid from the 3 liquid container drain pipes 21 can escape into the steel channel 22. In this case, the holes are preferably arranged uniformly. In addition, in the left in Fig. 3 arranged liquid container drain pipe 21 of the three directly
nebeneinander angeordneten Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 die Löcher rechts angeordnet, und bei dem in Fig. 3 rechts angeordneten Flüssigkeitsbehälterabflussrohr 21 der drei direkt nebeneinander angeordneten Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 sind die Löcher links angeordnet. Bei dem mittleren Flüssigkeitsbehälterabflussrohr 21 der drei direkt nebeneinander angeordneten Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 in Fig. 3 sind die Löcher sowohl rechts als auch links angeordnet. Das heißt, die Löcher in den Flüssigkeitsbehälterabflussrohren 21 sind jeweils den anderen Flüssigkeitsbehälterabflussrohren 21 zugeordnet, die in der Gruppe aus drei direkt nebeneinander angeordneten Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 direkt neben dem jeweiligen Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 angeordnet sind Hierbei sind die Löcher in den Flüssigkeitsbehälterabflussrohren 21 jedoch jeweils nicht direkt gegenüber angeordnet sondern versetzt zueinander, das heißt auf der einen Seite der Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 sind die aus Löchern gebildeten Lochreihen weiter oben als auf der anderen Seite angeordnet, wie bei einer Beregnungsanlage. In den Flüssigkeitsbehälterabflussrohren 21 sind jeweils juxtaposed liquid container drain pipes 21, the holes arranged right, and in the right in Fig. 3 arranged liquid container drain pipe 21 of the three juxtaposed liquid container drain pipes 21, the holes are arranged on the left. In the middle liquid container drain pipe 21 of the three directly juxtaposed liquid container drain pipes 21 in Fig. 3, the holes are arranged both on the right and on the left. That is, the holes in the liquid tank drainage pipes 21 are respectively associated with the other liquid tank drainage pipes 21 arranged in the group of three directly juxtaposed liquid tank drainage pipes 21 adjacent to the respective liquid tank drainage pipes 21. However, the holes in the liquid tank drainage pipes 21 are not disposed directly opposite to each other but offset from one another, that is, on one side of the liquid container drain pipes 21, the rows of holes formed from holes are arranged higher than on the other side, as in a sprinkler. In the liquid container drain pipes 21 are respectively
Absperrventile 21 a angeordnet, mit welchen die Flüssigkeitszufuhr von dem Flüssigkeitsbehälter 10 in die Stahlkanäle 22 regelbar ist. An dem dem Flüssigkeitsbehälter 10 zugewandten Ende des Stahlkanals 22, das in Fig. 3 gezeigt ist, ist vorzugsweise ein nicht dargestelltes Shut-off valves 21 a arranged, with which the liquid supply from the liquid container 10 in the steel channels 22 is adjustable. At the liquid container 10 facing the end of the steel channel 22, which is shown in Fig. 3, is preferably not shown
Heizgebläse angeordnet. Heated fan arranged.
Von dem Flüssigkeitsbehälter 10 aus gesehen führen in jeden Stahlkanal 22 von unten in Fig. 2 auch jeweils vier Heizrohre 23 (vgl. auch Fig. 3), welche ihrer Länge nach nebeneinander bzw. übereinander angeordnet sind und an ihrem anderen Ende in einem Rohrverteiler 24 (vgl. Fig. 12 bis 14) münden. Hierbei kann der Rohrverteiler 24 ein zu den Heizrohren 23 quer liegendes Rohrstück aufweisen, das an seinen Enden verschlossen ist und an dessen Rohrwänden die Heizrohre 23 angeschlossen sind (vgl. Fig. 12 bis 14). Von dem Rohrverteiler 24 führen wiederum vier Heizrohre 25 zu der Dampferzeugungseinrichtung 30. Gemäß der Darstellung in Fig. 12 bis 14 sind die vier Heizrohre 25 in einer Biegung von den Rohrverteilern 24 nach oben zu der Dampferzeugungseinrichtung 30 geführt. 2, four heating tubes 23 (see also FIG. 3), which are arranged lengthwise next to each other or one above the other, and at their other end in a tube distributor 24, also run in each steel channel 22 from below in FIG (see Figures 12 to 14). Here, the manifold 24 may have a transverse to the heating tubes 23 pipe section which is closed at its ends and at the tube walls, the heating tubes 23 are connected (see Fig .. 12 to 14). Four heating pipes 25 lead from the pipe distributor 24 to the steam generating device 30. As shown in FIGS. 12 to 14, the four heating pipes 25 are guided in a bend from the pipe distributors 24 upwards to the steam generating device 30.
Auch wenn dies nicht dargestellt ist, können die Heizrohre 23 den Stahlkanal 22 spiralförmig durchlaufen, so dass die Heizrohre 23 in dem Stahlkanal 22 vorzugsweise insgesamt einen Weg zurücklegen, welcher der dreifachen Länge des Stahlkanals 22 entspricht. Das dem Although not shown, the heating tubes 23 may pass through the steel channel 22 in a spiral, so that the heating tubes 23 in the steel channel 22 preferably cover a total of three times the length of the steel channel 22. That the
Flüssigkeitsbehälter 10 zugewandte Ende der Stahlkanäle 22 ist in Fig. 3 gezeigt, in welcher die Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 als ein Bündel aus jeweils drei in einer Reihe Liquid container 10 facing the end of the steel channels 22 is shown in Fig. 3, in which the Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 as a bundle of three in a row
nebeneinander angeordneten Rohren dargestellt sind. Geschützt wird das System aus juxtaposed tubes are shown. The system is protected
Heizrohren 23, Rohrverteiler 24 und Heizrohren 25 mit einer Isolierschicht 22a (Fig. 3) aus Beton, Ziegeln und Kacheln, die unter die Stahlkanäle 22 geführt ist, wobei die Rohre 23, 25 außerhalb der Stahlkanäle 22 durch die Kachelschicht der Isolierschicht 22a laufen. Die Heating pipes 23, pipe manifold 24 and heating pipes 25 with an insulating layer 22a (Fig. 3) made of concrete, bricks and tiles, which is guided under the steel channels 22, wherein the tubes 23, 25 run outside the steel channels 22 through the tiling layer of the insulating layer 22a. The
Heizrohre 23 münden, nachdem sie von der Dampferzeugungseinrichtung 30 aus gesehen die Stahlkanäle 22 durchlaufen haben, in den Auffangbehälter 50, wie auch aus Fig. 1 ersichtlich. Heating pipes 23 open after they have passed through the steel channels 22 seen from the steam generating device 30, in the collecting container 50, as well as from Fig. 1 can be seen.
Wie in Fig. 2 (vgl. auch Fig. 12 bis 14) veranschaulicht, ist an jeden der Stahlkanäle 22 an seinem von dem Flüssigkeitsbehälter 10 abgewandten Ende jeweils ein sogenanntes Innenrohr 26 angeschlossen, welches vom Stahlkanal 22 aus nach oben auf die Ebene der As illustrated in Fig. 2 (see also Fig. 12 to 14), a so-called inner tube 26 is connected to each of the steel channels 22 at its end remote from the liquid container 10, which from the steel channel 22 upwards to the plane of
Dampferzeugungseinrichtung 30 geführt wird. Hierbei sind die Innenrohre 26 auf die in Fig. 2 dargestellte Weise gebündelt, so dass sie der Länge nach nebeneinander in der Steam generating device 30 is guided. Here, the inner tubes 26 are bundled in the manner shown in Fig. 2, so that they are arranged side by side in the lengthwise in the
Dampferzeugungseinrichtung 30 geführt werden können. Genauer gesagt, die Innenrohre 26 sind mit ihren Rohrlängen nebeneinander derart angeordnet, dass sie von ihrem Steam generating device 30 can be performed. More specifically, the inner tubes 26 are arranged with their tube lengths side by side so as to be separated from their
Rohrquerschnitt aus gesehen auf einem Ring liegen, der wiederum innerhalb eines Rings liegt, der aus dementsprechend gebündelten Außenrohren 27 gebildet wird. Diese Anordnung der Innen- und Außenrohre 26, 27 ist in Fig. 4 bis Fig. 9 besser dargestellt und wird unter Seen tube cross-section from lying on a ring, which in turn lies within a ring which is formed from correspondingly bundled outer tubes 27. This arrangement of the inner and outer tubes 26, 27 is better shown in Fig. 4 to Fig. 9 and is under
Bezugnahme auf diese Figuren später genauer beschrieben. Reference to these figures will be described in more detail later.
Die Außenrohre 27 sind zudem an die Turbine 40 angeschlossen und führen dieser den im Kraftwerk 1 erzeugten Dampf zu, so dass die Turbine 40 die Energie des Dampfes in Bewegung und damit mechanische Energie umsetzen kann. Die mechanische Energie wird wiederum in Strom und damit elektrische Energie umgewandelt. Nach Durchlaufen der Turbine 40 wird der Dampf mittels eines Kondensators, in welchem der Dampf teilweise kondensiert und flüssig wird sowie zudem von in ihm gegebenenfalls enthaltenen Giftstoffen gereinigt werden kann, in den Flüssigkeitsbehälter 10 geleitet. Der Kondensator ist in Fig. 1 und 2 der Einfachheit halber als Kondensationsrohr 28 dargestellt. The outer tubes 27 are also connected to the turbine 40 and lead them to the steam generated in the power plant 1, so that the turbine 40 can convert the energy of the steam into motion and thus mechanical energy. The mechanical energy is in turn converted into electricity and thus electrical energy. After passing through the turbine 40, the steam is purified by means of a condenser, in which the vapor is partially condensed and becomes liquid and, in addition, can be cleaned of toxins optionally present in it Liquid container 10 passed. The capacitor is shown in Fig. 1 and 2 for the sake of simplicity as a condensation tube 28.
In Fig. 4A und Fig. 4B ist jeweils eine Außenansicht der Dampferzeugungseinrichtung 30 dargestellt, aus welcher ersichtlich ist, dass die Dampferzeugungseinrichtung 30 größtenteils kanalförmig ist. An ihrem einen Ende, welches der Turbine 40 und dem Flüssigkeitsbehälter 10 zugewandt ist, treten die zuvor genannten Innen- und Außenrohre 26, 27 aus. An ihrem anderen Ende hat die Dampferzeugungseinrichtung 30 eine in etwa birnenförmige Verdickung, welche nachfolgend Gewölbe 31 genannt ist. In dem Gewölbe 31 werden die Innenrohre 26 in die Außenrohre 27 überführt, wie in Fig. 5 gezeigt. Das heißt, jedes der Innenrohre 26 bildet einen im Wesentlichen geradlinigen Rohrabschnitt eines Rohrs, welches als einen weiteren im FIGS. 4A and 4B each show an external view of the steam generator 30, from which it can be seen that the steam generator 30 is largely channel-shaped. At its one end, which faces the turbine 40 and the liquid container 10, the aforementioned inner and outer tubes 26, 27 exit. At its other end, the steam generating device 30 has an approximately pear-shaped thickening, which is referred to below vault 31. In the vault 31, the inner tubes 26 are transferred into the outer tubes 27, as shown in Fig. 5. That is, each of the inner tubes 26 forms a substantially rectilinear pipe section of a pipe, which serves as another in the
Wesentlichen geradlinigen Rohrabschnitt eines der Außenrohre 27 hat, und welches zudem einen gebogenen Rohrabschnitt hat, welcher die beiden geradlinigen Rohrabschnitte, bzw. ein Innenrohr 26 und ein Außenrohr 27 verbindet, wie in Fig. 5 gezeigt und auch aus Fig. 4A ersichtlich. Der gebogene Rohrabschnitt hat eine Biegelinie bzw. Biegung, welche in die Form des Gewölbes 31 eingepasst ist bzw. ihr entspricht. Da die Innenrohre 26 einen kleineren Rohraußendurchmesser als die Außenrohre 27 haben, wird der Rohraußendurchmesser der Innenrohre 26 in dem Gewölbe 31 auf den Rohraußendurchmesser der Außenrohre 27 angepasst. Vorzugsweise kann diese Anpassung des Rohraußendurchmessers über die Länge des gebogenen Rohrabschnitts allmählich erfolgen und bereits beginnen, wo das jeweilige Innenrohr 26 in das Gewölbe 31 eintritt. Substantially rectilinear pipe section of one of the outer tubes 27 has, and which also has a bent pipe section, which connects the two rectilinear pipe sections, or an inner tube 26 and an outer tube 27, as shown in Fig. 5 and also shown in FIG. 4A. The bent pipe section has a bending line which is fitted into the shape of the arch 31 or corresponds to it. Since the inner tubes 26 have a smaller outer tube diameter than the outer tubes 27, the tube outer diameter of the inner tubes 26 in the vault 31 is adapted to the tube outer diameter of the outer tubes 27. Preferably, this adjustment of the tube outer diameter over the length of the bent pipe section can be made gradually and start where the respective inner tube 26 enters the vault 31.
Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht der Dampferzeugungseinrichtung 30, bei der zur besseren Veranschaulichung die Innenrohre 26 und Außenrohre 27 in Richtung des Gewölbes 31 ohne Dampferzeugungseinrichtung 30 dargestellt sind. Um jeweils ein Innenrohr 26 und ein 6 shows a sectional view of the steam generating device 30, in which, for better illustration, the inner tubes 26 and outer tubes 27 are shown in the direction of the vault 31 without steam generating device 30. To each an inner tube 26 and a
Außenrohr 27 ist in vorbestimmten Abständen ein weiteres Rohr, welches später auch als U- förmiges Rohr 29 bezeichnet ist, gelegt, welches unter Bezugnahme auf Fig. 10 und Fig.1 1 später noch genauer beschrieben wird. Zudem ist aus Fig. 6 ersichtlich, dass die Outer tube 27 is at predetermined intervals another tube, which is also referred to later as a U-shaped tube 29, laid, which will be described in more detail later with reference to FIG. 10 and FIG. In addition, it can be seen from FIG. 6 that the
Dampferzeugungseinrichtung 30 aus mehreren Schichten aufgebaut ist, die um das Rohrbündel aus Innen- und Außenrohren 26, 27 angeordnet sind. Dieser Aufbau der Steam generating device 30 is constructed of several layers, which are arranged around the tube bundle of inner and outer tubes 26, 27. This structure of
Dampferzeugungseinrichtung 30 ist in Fig. 7 bis Fig. 10 noch genauer dargestellt. Steam generating device 30 is shown in more detail in FIGS. 7 to 10.
Das heißt, wie aus Fig. 7 bis Fig. 10 entnehmbar, hat die Dampferzeugungseinrichtung 30 mit Ausnahme ihres Gewölbes 31 eine zylindrische Form. Hierbei hat die That is, as shown in FIGS. 7 to 10, the steam generating device 30 has a cylindrical shape except for its vault 31. Here, the
Dampferzeugungseinrichtung 30 als äußerste Schicht eine Betonschicht 32 mit einer Ringstärke von beispielsweise ca. 1 Meter. Auf der Betonschicht sind in der Dampferzeugungseinrichtung 30 zwei Ziegelschichten 33a, 33b aufeinander bzw. nebeneinander angeordnet, wobei bei der Ziegelschicht 33a die Ziegel quer zu den Ziegeln der Ziegelschicht 33b angeordnet sind. In Richtung des Inneren der Dampferzeugungseinrichtung 30 schließt sich an die Ziegelschichten 33a, 33b eine Kachelschicht 34 an, in welcher die Außenrohre 27 in einem Ring mit einem größeren Ringdurchmesser als der Ring angeordnet sind, in welchem die Innenrohre 26 angeordnet sind. Das heißt, zwischen die Innenrohre 26 und Außenrohre 27 und die U-förmigen Rohre 29, die, wie in Fig. 6 bis Fig. 8 dargestellt und zuvor beschrieben, in der  Steam generating device 30 as the outermost layer a concrete layer 32 with a ring thickness of for example about 1 meter. On the concrete layer 30, two brick layers 33a, 33b are arranged on top of each other in the steam generating device 30, wherein in the brick layer 33a the bricks are arranged transversely to the bricks of the brick layer 33b. Towards the interior of the steam generating device 30, the tile layers 33a, 33b are adjoined by a tile layer 34 in which the outer tubes 27 are arranged in a ring with a larger ring diameter than the ring in which the inner tubes 26 are arranged. That is, between the inner tubes 26 and outer tubes 27 and the U-shaped tubes 29, which, as shown in Fig. 6 to Fig. 8 and previously described, in the
Dampferzeugungseinrichtung 30 angeordnet sind, sind eine Vielzahl von einzelnen Kacheln derart geschichtet, dass sich in der Dampferzeugungseinrichtung 30 insgesamt eine ringförmige Kachelschicht 34 ergibt, wie in Fig. 7 bis Fig. 10 veranschaulicht. Das heißt, die Kachelschicht 34 bildet in dem Inneren des von ihr gebildeten Rings einen mit Gas, beispielsweise Luft, gefüllten Hohlraum 35, der vorzugsweise mit einer Stahlschicht 36 ausgekleidet ist. In den Hohlraum 35 münden jeweils beide Enden von jedem der Rohre 29, so dass die Rohre 29 im Wesentlichen in einer U-Form um jeweils ein Innen- und Außenrohr 26, 27 gelegt sind. An dem Boden des U-förmigen Rohrs 29 ist ein Rohrstück 29a angesetzt, welches bis aus der Steam generating means 30 are arranged, are a plurality of individual tiles layered such that in the steam generating device 30 results in an overall annular tile layer 34, as illustrated in Fig. 7 to Fig. 10. That is, the tile layer 34 forms in the interior of the ring formed by it a gas-filled, for example air, cavity 35, which is preferably lined with a steel layer 36. In the cavity 35, both ends of each of the tubes 29 open, so that the tubes 29 are placed in a substantially U-shape around each an inner and outer tube 26, 27. At the bottom of the U-shaped tube 29, a pipe piece 29 a is attached, which up to the
Betonschicht der Dampferzeugungseinrichtung 30 herausgeführt ist. In das Rohrstück 29a und somit das U-förmige Rohr 29 können demzufolge von außerhalb der Concrete layer of the steam generating device 30 is led out. In the pipe section 29 a and thus the U-shaped tube 29 can therefore from outside the
Dampferzeugungseinrichtung 30 Medien in den an seiner Innenwand mit der Stahlschicht 36 ausgekleideten Hohlraum 35 der Dampferzeugungseinrichtung 30 eingeführt werden, wie später noch genauer beschrieben. Die U-förmigen Rohre 29 sind jeweils zwischen Brennkammern 37 vorgesehen, die mit einem vorbestimmten Abstand entlang der Länge der  Steam generating means 30 media are introduced into the cavity 35 of the steam generating means 30 lined on its inner wall with the steel layer 36, as described in more detail later. The U-shaped tubes 29 are each provided between combustion chambers 37 which are spaced a predetermined distance along the length of the
Dampferzeugungseinrichtung 30 angeordnet sind. Steam generating device 30 are arranged.
Die U-förmigen Rohre 29 sind derart montiert, dass sie mit ihrer Auffangöffnung den Druck, der aus der Richtung des Gewölbes 31 kommt, aufnehmen können und nach dem U-förmigen Bogen bzw. dem Boden des Us weist die Ausgangsöffnung der U-förmigen Rohre 29 in The U-shaped tubes 29 are mounted in such a way that they can absorb the pressure which comes from the direction of the arch 31 with their collecting opening and, after the U-shaped arch or the bottom of the US, has the outlet opening of the U-shaped tubes 29 in
Richtung des der Turbine 40 bzw. dem Flüssigkeitsbehälter 10 zugewandten Ende der Direction of the turbine 40 and the liquid container 10 facing the end of the
Dampferzeugungseinrichtung 30. Steam generating device 30.
Die Brennkammern 37 (vgl. Fig. 9) sind außen um die Kachelschicht 34, durch welche die Innenrohre 26 führen, als Ring mit einer Breite (in Richtung der Länge der The combustion chambers 37 (see Fig. 9) are outwardly around the tile layer 34, through which the inner tubes 26 lead, as a ring with a width (in the direction of the length of the
Dampferzeugungseinrichtung 30) angeordnet, die wesentlich kleiner als die Länge der Steam generating device 30) arranged substantially smaller than the length of
Dampferzeugungseinrichtung 30 sein kann. Genauer gesagt, kann die Breite der Steam generating device 30 may be. More precisely, the width of the
Brennkammern 37 um mehr als den Faktor 100 kleiner als die Länge der Combustion chambers 37 by more than a factor of 100 smaller than the length of
Dampferzeugungseinrichtung 30 sein. Daher sind entlang der Länge der Steam generating device 30 be. Therefore, along the length of the
Dampferzeugungseinrichtung 30 eine Vielzahl von Brennkammern 37 angeordnet. In jede der Brennkammern 37 führt ein nicht dargestelltes Brennstoffzufuhrrohr zum Zuführen von Steam generating device 30 a plurality of combustion chambers 37 arranged. Into each of the combustion chambers 37, an unillustrated fuel supply pipe for supplying
Brennstoff aus den Brennstoffbehältern 60 in die ringförmigen Brennkammern 37. Über die Brennstoffzufuhrrohre kann auch mittels Heizluftgeräten erhitzte Luft in die Brennkammer 37 eingeführt werden, um eine vorher durch ein Verbrennen von Brennstoff erzeugte Wärme konstant zu halten. Jedes Brennstoffzufuhrrohr 38 ist mit einem nicht dargestellten Fuel from the fuel tanks 60 into the annular combustors 37. Via the fuel supply pipes, heated air can also be introduced into the combustion chamber 37 by means of hot air devices to keep a heat previously generated by burning fuel constant. Each fuel supply pipe 38 is connected to a not shown
Zufuhrleitungssystem mit den Brennstoffbehältern 60 verbunden. Die Zufuhr von Brennstoff zu jedem einzelnen Brennstoffzufuhrrohr 38 ist beispielsweise mittels eines Ventils Supply line system connected to the fuel tanks 60. The supply of fuel to each individual fuel supply pipe 38 is, for example, by means of a valve
offenbar/schließbar. Zufuhrleitungen des Zufuhrleistungssystems bzw. das Zufuhrleitungssystem sind isoliert. apparently / closable. Supply lines of the supply power system and the supply line system are isolated.
Zudem führen von den Brennkammern 37 Hohlraumheizrohre 39 (vgl. Fig. 8 bis Fig. 10) in den Hohlraum 35, um Wärme aus der Brennkammer 37 auch in den Hohlraum 35 zu führen. Bei Bedarf können auch Lüftungsschächte 39a vorgesehen sein, die von dem Hohlraum 35 durch alle Schichten bis außen auf die Betonschicht 32 der Dampferzeugungseinrichtung 30 führen und mit welchen die Dampferzeugungseinrichtung 30 gekühlt werden kann, falls dies In addition, cavity heating tubes 39 (see Fig. 8 to Fig. 10) lead from the combustion chambers 37 into the cavity 35 in order to also conduct heat from the combustion chamber 37 into the cavity 35. If required, ventilation ducts 39a can also be provided, which lead from the cavity 35 through all the layers to the outside on the concrete layer 32 of the steam generator 30 and with which the steam generator 30 can be cooled, if that
erforderlich sein sollte. Hierfür können die Lüftungsschächte 39a von außen her je nach Bedarf ganz oder nur teilweise geöffnet oder geschlossen werden. Kurz bevor die Lüftungsschächte 39a in den Hohlraum 35 führen, haben die Lüftungsschächte 39a, welche vorzugsweise ebenfalls als Stahlrohr ausgebildet sind, eine Biegung, damit die Kaltluft, welche sie should be required. For this purpose, the ventilation ducts 39a from the outside as needed completely or only partially opened or closed. Just before the ventilation ducts 39 a lead into the cavity 35, the ventilation ducts 39 a, which are preferably also formed as a steel pipe, a bend, so that the cold air, which they
transportieren, in Richtung des Gewölbes 31 der Dampferzeugungseinrichtung 30 geführt werden kann. transport, in the direction of the vault 31 of the steam generating device 30 can be performed.
Die U-förmigen Rohre 29 zwischen den Brennkammern 37 können mit einem kleineren Abstand untereinander angeordnet sein als die einzelnen Brennkammern 37. Die U-förmigen Rohre 29, die Brennkammern 37, die Brennstoffzufuhrrohre 38, die Hohlraumheizrohre 39 und die Lüftungsschächte 39a sind sowohl im langgestreckten kanalförmigen Abschnitt der The U-shaped tubes 29 between the combustion chambers 37 can be arranged at a smaller distance from each other than the individual combustion chambers 37. The U-shaped tubes 29, the combustion chambers 37, the fuel supply pipes 38, the cavity heating pipes 39 and the ventilation ducts 39a are both in the elongated Channel-shaped section of the
Dampferzeugungseinrichtung 30 als auch ihrem Gewölbe 31 vorhanden. Im Bereich der Ausdehnung des Gewölbes 31 wird auch der Umfang der Brennkammern 37 entsprechend größer. Zudem ist der zuvor beschriebene Schichtaufbau aus Betonschicht 32, Ziegelschichten 33a, 33b usw. auch im Gewölbe 31 genauso wie im langgestreckten kanalförmigen Abschnitt der Dampferzeugungseinrichtung 30. Steam generating device 30 and her vault 31 available. In the area of the expansion of the arch 31, the circumference of the combustion chambers 37 also increases accordingly. In addition, the above-described layer construction of concrete layer 32, brick layers 33a, 33b, etc. is also in the vault 31 as well as in the elongated channel-shaped portion of the steam generating device 30th
Im Bereich des Gewölbes 31 sind in den U-förmigen Rohren 29 an dem Ort Heizeinrichtungen 29b montiert, an welchem der Bogen eines U-förmigen Rohres 29 seinen höchsten Punkt erreicht. Hierbei weisen die Heizeinrichtungen 29b in beide Richtungen des Bogens. Zum Beheizen der Heizeinrichtungen 29b kann der von dem Kraftwerk 1 erzeugte Strom Verwendung finden. Hierfür ist ein nicht dargestelltes Stromkabel in einem dafür vorgesehenen Schacht, der ebenfalls nicht dargestellt ist, von außen an die jeweilige Heizeinrichtung 29b geführt. Die Heizeinrichtungen 29b können auch in allen U-förmigen Rohren 29 der In the region of the arch 31, heaters 29b are mounted in the U-shaped tubes 29 at the location at which the arc of a U-shaped tube 29 reaches its highest point. Herein, the heaters 29b are in both directions of the arc. For heating the heaters 29b, the power generated by the power plant 1 can be used. For this purpose, an unillustrated power cable in a designated slot, which is also not shown, led from the outside to the respective heater 29b. The heaters 29 b can also in all U-shaped tubes 29 of the
Dampferzeugungseinrichtung 30 vorgesehen sein. Steam generating device 30 may be provided.
Der Hohlraum 35 ist an dem der Turbine 40 zugewandten Ende der The cavity 35 is at the turbine 40 end facing the
Dampferzeugungseinrichtung 30 mit einer nicht dargestellten Platte verschlossen, durch welche die Heizrohre 25 in den Hohlraum führen. Die Platte ist vorzugsweise eine Stahlplatte an welcher die Heizrohre 25 beispielsweise angeschweißt sind.  Steam generator 30 is closed by a plate, not shown, through which the heating tubes 25 lead into the cavity. The plate is preferably a steel plate on which the heating tubes 25 are welded, for example.
Die Stahlkanäle 22 sind ebenfalls von einer nicht dargestellten Isolierschicht umgeben, die vorzugsweise eine Ziegelschicht 22a ist, wie in Fig. 3 gezeigt. Hierbei haben die Stahlkanäle 22 vorzugsweise einen rechteckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt. In diesem Fall ist der Übergang zwischen eckigem Stahlkanal 22 und rundem Innenrohr als ein entsprechend geformter Trichter 22b auszubilden (vgl. auch Fig. 14). Zudem sind die Zwischenräume zwischen den Stahlkanälen 22 vorzugsweise vollständig mit Ziegeln gefüllt, damit der The steel channels 22 are also surrounded by an insulating layer, not shown, which is preferably a brick layer 22a, as shown in Fig. 3. Here, the steel channels 22 preferably have a rectangular, in particular square cross-section. In this case, the transition between angular steel channel 22 and round inner tube is to be formed as a correspondingly shaped funnel 22b (see also Fig. 14). In addition, the spaces between the steel channels 22 are preferably completely filled with bricks, so that the
Wärmeverlust so gering wie möglich gehalten werden kann. Bei Betrieb des Kraftwerks 1 werden die Stahlkanäle 22 nur bis zur Hälfte ihrer Höhe mit Flüssigkeit gefüllt. Der Heat loss can be kept as low as possible. During operation of the power plant 1, the steel channels 22 are filled with liquid only up to half their height. Of the
Flüssigkeitsstand in den Stahlkanälen 22 kann mit dem ganz oder teilweise verschließbaren Abfluss aus dem Flüssigkeitsbehälter 10 in die Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 geregelt werden. Liquid level in the steel channels 22 can be regulated with the completely or partially closable drain from the liquid container 10 into the liquid container drain pipes 21.
Der Flüssigkeitsbehälter 10 hat vorzugsweise ebenfalls eine Isolierung, um die Wärme der darin aufgenommenen Flüssigkeit so gut wie möglich zu speichern. Hierzu können die Wände des Flüssigkeitsbehälters 10 beispielsweise aus einer Ziegelschicht bestehen, die von einer The liquid container 10 preferably also has insulation to store as much as possible the heat of the liquid received therein. For this, the walls of the Liquid container 10, for example, consist of a brick layer of a
Betonschicht umgeben ist. Der Boden des Flüssigkeitsbehälters 10 kann aus einer Concrete layer is surrounded. The bottom of the liquid container 10 may consist of a
Kachelschicht bestehen, welche zwischen den unter dem Flüssigkeitsbehälter 10 Tile layer exist, which between the under the liquid container 10th
durchlaufenden Stahlkanälen 22 und dem Flüssigkeitsbehälter 10 liegt und beide miteinander verbindet. Im Inneren kann der Flüssigkeitsbehälter 10 mit einer ausreichend dicken Schicht aus widerstandsfähigem Stahl ausgekleidet sein. Hierbei ist die Ausführung dieser Stahlschicht als Wanne auf dem gesamten Boden des Flüssigkeitsbehälters 10, die auch den unteren Bereich der Innenwände des Flüssigkeitsbehälters 10 bedeckt, von Vorteil. Darüber hinaus ist der Flüssigkeitsbehälter 10 vorzugsweise mit einem Dach abgedeckt, in welchem Öffnungen für eine Begehbarkeit des Flüssigkeitsbehälters 10 für Wartungs- und Kontrollzwecke sowie zum Dampfablassen vorgesehen sind. Zum Dampfablassen können an oder in den Öffnungen auch zusätzlich Saugvorrichtungen angeordnet sein, welche Dampf von dem abgedeckten passing through steel channels 22 and the liquid container 10 and connects both together. Inside, the liquid container 10 may be lined with a sufficiently thick layer of durable steel. Here, the execution of this steel layer as a pan on the entire bottom of the liquid container 10, which also covers the lower portion of the inner walls of the liquid container 10, is advantageous. In addition, the liquid container 10 is preferably covered with a roof, in which openings are provided for a walkability of the liquid container 10 for maintenance and control purposes and for releasing steam. For releasing steam can also be arranged on or in the openings also suction devices, which cover steam from the
Flüssigkeitsbehälter 10 absaugen. Aspirate liquid container 10.
Aus dem Hohlraum 35 der Dampferzeugungseinrichtung 30 kommen vorzugsweise 10 Rohre von beispielsweise ca. 5 cm Durchmesser, welche zu den Dampferzeugungskanälen From the cavity 35 of the steam generating device 30 are preferably 10 tubes, for example, about 5 cm in diameter, which to the steam generating channels
(Wärmetauscher) geführt und dort am Beginn dieser Kanäle in jeweils zwei Rohre von beispielsweise ca. 2 cm Durchmesser aufgeteilt werden. In den ersten beispielsweise ca. 50 m dieser Kanäle laufen diese Rohre in Zickzackform oben und unten im Kanal weiter. Die nächsten beispielsweise ca. 100 m laufen sie in gerader Form weiter und werden im Anschluss, wenn sie die Kanäle verlassen haben, in gebogener Form über die zu den Wärmeaustauschern weisende Wand des Flüssigkeitsbehälters 10 in dieses hinein weitergeleitet (vgl. auch Fig. 1 bis Fig. 3). Dann laufen sie am Boden des Flüssigkeitsbehälters 10 weiter über die gegenüberliegende Wand des Flüssigkeitsbehälters 10 hinweg und im Anschluss daran werden sie zum (Heat exchanger) and split there at the beginning of these channels in each case two tubes, for example, about 2 cm in diameter. In the first example, about 50 m of these channels, these tubes continue in zigzag shape at the top and bottom of the channel. The next, for example, about 100 m, they continue to run in a straight shape and are in the connection, when they have left the channels, in curved form on the pointing to the heat exchanger wall of the liquid container 10 in this (see also Fig. 1 to Fig. 3). Then they run on the bottom of the liquid container 10 on the opposite wall of the liquid container 10 away and then they are for
Aufnahmebehälter 50 weitergeführt. Um eine zu hohe Temperatur im Flüssigkeitsbehälter 10 zu verhindern, ist, bevor die aus den Wärmetauschern kommenden Rohre in den Holding container 50 continued. To prevent too high a temperature in the liquid container 10, before coming out of the heat exchangers tubes in the
Flüssigkeitsbehälter 10 eintreten, eine Ableitung vorzugsweise in Form eines Rohres vorhanden, um evtl. zu heißes oder zu viel Flüssigkeit durch Rohre außerhalb des Flüssigkeitsbehälters 10 zum Aufnahmebehälter 50 ableiten zu können. Vorzugsweise ist diese Ableitung mittels eines Ventils offen- und verschließbar. Liquid container 10 occur, a derivative, preferably in the form of a tube present to possibly too hot or too much liquid through pipes outside the liquid container 10 to the receiving container 50 can be derived. Preferably, this derivative is openable and closable by means of a valve.
Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass durch Nutzung der in der Dampferzeugungseinrichtung 30 herrschenden Hitze von ca. 1200 °C bis 1400°C die Temperatur des Dampfes in den This results in the advantage that by using the prevailing in the steam generating device 30 heat of about 1200 ° C to 1400 ° C, the temperature of the steam in the
Wärmetauschern und damit auch der Druck, mit dem dieser zu den Innenrohren 26 der Heat exchangers and thus the pressure with which this to the inner tubes 26 of the
Dampferzeugungseinrichtung 30 geführt wird, erhöht werden kann. Gleichzeitig kann auch die Temperatur der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter 10 angehoben werden. Somit kann Energie, also Brennstoff, wie beispielsweise Öl oder Erdgas usw., eingespart werden, da nun der Dampf, wenn er in die Innenrohre 26 der Dampferzeugungseinrichtung 30 kommt, schon eine höhere Hitze hat. Steam generating device 30 is guided, can be increased. At the same time, the temperature of the liquid in the liquid container 10 can be raised. Thus, energy, so fuel, such as oil or natural gas, etc., can be saved, since now the steam, when it comes into the inner tubes 26 of the steam generator 30, already has a higher heat.
Die vorzugsweise 10 Rohre, die, wie zuvor beschrieben, später zu den Wärmeaustauschern führen, sind im Hohlraum 35 der Dampferzeugungseinrichtung 30, der beispielsweise einen Durchmesser von ca. 2 m hat, an dessen Wand, die beispielsweise eine Stahlwand ist, kreisförmig angeordnet und auch dort befestigt. Beispielsweise ca. 10 Meter vor dem Ausgang führen diese Rohre durch die Kachelwand zu den Innenrohren 26 und münden in diese hinein. Sie laufen dann innerhalb der Innenrohre 26 bis zum Beginn der Wärmeaustauscherkanäle und verzweigen sich dort, wie zuvor beschrieben. The preferably 10 tubes, which, as described above, later lead to the heat exchangers, are arranged in the cavity 35 of the steam generator 30, which for example has a diameter of about 2 m, on the wall, which is for example a steel wall, circular and also fixed there. For example, about 10 meters before the exit lead these tubes through the tile wall to the inner tubes 26 and open into it. They then run inside the inner tubes 26 to the beginning of the heat exchanger channels and branch there as previously described.
Der Hohlraum 35 der Dampferzeugungseinrichtung 30 ist mit einer Stahlplatte verschlossen, durch welche hindurch von außen ein Rohr von beispielsweise 20 cm Durchmesser führt, in welches mit Hilfe eines Kompressors Luft geblasen werden kann. Im Abstand von The cavity 35 of the steam generating device 30 is closed by a steel plate, through which a tube of, for example, 20 cm in diameter passes through, into which air can be blown by means of a compressor. In the distance of
beispielsweise ca. 5 m befindet sich im Hohlraum 35 eine zweite Stahlplatte, die beispielsweise 10 Öffnungen von beispielsweise ca. 5 cm Durchmesser hat. Von hier ab führen beispielsweise 10 Rohre von beispielsweise ca. 5 cm Durchmesser Luft durch den gesamten Hohlraum 35 bis zu dessen Ende im Gewölbe 31 , machen dort eine Kehrtwendung und laufen dann die gesamte Länge noch einmal zurück, bis sie, wie zuvor beschrieben, in die Innenrohre 26 münden. For example, about 5 m is located in the cavity 35, a second steel plate, for example, has 10 openings, for example, about 5 cm in diameter. From here lead, for example, 10 tubes, for example, about 5 cm diameter air through the entire cavity 35 to its end in the vault 31, make a turn around there and then run back the entire length until, as described above, in the inner tubes 26 open.
Nun wird der Betrieb und die Funktion des Kraftwerks 1 näher beschrieben. Now, the operation and the function of the power plant 1 will be described in more detail.
Beim bzw. vor dem Anfahren des Kraftwerks 1 wird der Flüssigkeitsbehälter 10 mit der für den Dampfkreislauf des Kraftwerks 1 bestimmten Flüssigkeit, wie beispielsweise Grundwasser oder auch Wasser eines Flusses oder Sees, gefüllt. Bei Verwendung von Fluss- und/oder Seewasser ist dieses gegebenenfalls noch zu reinigen, so dass die damit in Berührung kommenden Teile des Kraftwerks 1 nicht durch Schadstoffe im Wasser beschädigt werden. Zudem werden die Stahlkanäle 22 bis zur Hälfte ihrer Höhe mit der Flüssigkeit gefüllt, indem über die When or before starting the power plant 1, the liquid container 10 with the particular for the steam cycle of the power plant 1 liquid, such as groundwater or water of a river or lake filled. When using river and / or seawater, this may still need to be cleaned, so that the parts of the power plant 1 coming into contact therewith are not damaged by pollutants in the water. In addition, the steel channels 22 are filled up to half their height with the liquid by passing over the
Flüssigkeitsbehälterabflussrohre 21 Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter 10 abgelassen wird. Alternativ kann beim Anheizen des Kraftwerks 1 Flüssigkeit von einem die Liquid container drain pipes 21 fluid is drained from the liquid container 10. Alternatively, when heating the power plant 1 liquid from a the
Dampferzeugungsanlage 30 ringförmig umlaufenden Rohr (nicht dargestellt) in die Innenrohre 26 eingeleitet werden, welches dann in die Stahlkanäle 22 läuft. Hierzu wird die Flüssigkeit in die Innenrohre 26 entgegen der Strömungsrichtung von Dampf in den Innenrohren 26 in die Innenrohre 26 eingeleitet, so dass die Einleitstelle nicht unnötig durch Dampfdruck in den Innenrohren 26 belastet wird. Steam generating system 30 annularly circulating tube (not shown) are introduced into the inner tubes 26, which then runs in the steel channels 22. For this purpose, the liquid is introduced into the inner tubes 26 in the inner tubes 26 counter to the direction of flow of steam in the inner tubes 26, so that the discharge point is not unnecessarily loaded by vapor pressure in the inner tubes 26.
Zudem können an der Innenwand der Innenrohre 26 und der Außenrohre 27 ebenfalls nicht dargestellte Heizeinrichtungen derart montiert sein, dass sie entlang der gesamten Länge der Innenrohre 26 bzw. Außenrohre 27 hin und her bewegbar sind. Diese Heizeinrichtungen sind derart auszulegen, dass sie eine Hitze von bis zu ca. 850 °C erzeugen können. Auf diese Weise kann an allen Stellen der Innenrohre 26 und der Außenrohre 27 gleichmäßig Wärme erzeugt werden, so dass die Innenrohre 26 und die Außenrohre 27 gleichmäßig auf eine Temperatur von 900 °C bis 1300 °C aufgeheizt werden. Sobald die Außenrohre 27 bzw. die Innenrohre 26 und die sie umgebenden Kacheln bzw. die Kachelschicht 34 diese Temperatur erreicht haben, können die für ihre Aufheizung verwendeten Heizeinrichtungen demontiert werden, da die Innenrohre 26 und die Außenrohre 27 nur bei der Inbetriebnahme des Kraftwerks 1 mittels dieser Heizeinrichtungen aufgeheizt werden. Beispielsweise können die Außenrohre 27 vor den Innenrohren 26 erwärmt werden. In einem Bereich nahe dem dem Flüssigkeitsbehälter 10 zugewandten Ende der Innenrohre 26 können in den Innenrohren 26 ständig ebenfalls nicht dargestellte Heizeinrichtungen vorgesehen sein, um am Beginn des Durchlaufs des Dampfes durch die Innenrohre diesem Hitze zuzuführen und ihn dadurch unter Druck zu versetzen und somit seine Geschwindigkeit zu erhöhen. Die Temperatur des Dampfes beträgt in diesem Bereich ca. 300 °C, wobei die in den Innenrohren bereits herrschende Temperatur ca. 800 °C beträgt. Anschließend werden alle Öffnungs- und Schließmöglichkeiten der Innen- und In addition, heaters not shown also on the inner wall of the inner tubes 26 and the outer tubes 27 may be mounted such that they along the entire length of the inner tubes 26 and outer tubes 27 are movable back and forth. These heaters are to be designed so that they can generate heat of up to about 850 ° C. In this way, heat can be uniformly generated at all positions of the inner tubes 26 and the outer tubes 27, so that the inner tubes 26 and the outer tubes 27 are uniformly heated to a temperature of 900 ° C to 1300 ° C. Once the outer tubes 27 and the inner tubes 26 and the surrounding tiles or the tile layer 34 have reached this temperature, the heaters used for their heating can be dismantled, since the inner tubes 26 and the outer tubes 27 only at startup of the power plant 1 means these heaters are heated. For example, the outer tubes 27 can be heated in front of the inner tubes 26. In an area near the liquid container 10 facing the end of the inner tubes 26 may be provided in the inner tubes 26 constantly also not shown heaters to supply heat at the beginning of the passage of the steam through the inner tubes and thereby put him under pressure and thus increasing its speed. The temperature of the steam is in this area about 300 ° C, wherein the already prevailing in the inner tubes temperature is about 800 ° C. Subsequently, all opening and closing options of the indoor and
Außenrohre 26, 27 in der gesamten Dampferzeugungseinrichtung 30 verschlossen. Outer tubes 26, 27 closed in the entire steam generating device 30.
Daraufhin werden die die Innenrohre 26 umgebenden Brennkammern 37 im Anfangsbereich der Dampferzeugungseinrichtung 30, beispielsweise bis zu 200 m von den Stahlkanälen aus gesehen, über die Brennstoffzufuhrrohre mit Brennstoff, wie beispielsweise Erdgas oder Öl usw., befüllt, der sich mit der in den Brennstoffzufuhrrohren vorhandenen Luft vermischt. Sobald das Brennstoff/Luft-Gemisch in die durch nicht dargestellte Schweißbrenner (in der Thereafter, the combustion chambers 37 surrounding the inner tubes 26 in the initial region of the steam generating device 30, for example up to 200 m from the steel ducts, are filled via the fuel supply tubes with fuel such as natural gas or oil, etc., which is in communication with the fuel supply tubes Air mixed. As soon as the fuel / air mixture into the welding torch (not shown in FIG
Anheizphase) beheizten Brennkammern 37 (Temperatur ca. 600 °C bis 800 °C kommt, entzündet es sich und brennt. Die dadurch entstehende Verbrennungswärme wird über die Hohlraumheizrohre 39 und die U-förmigen Rohre 29 in den Hohlraum 36 geführt und erwärmt die Stahlschicht 36, mit welcher der Hohlraum 35 ausgekleidet ist. Gleichzeitig werden aber auch die Innenrohre 26 erhitzt, da die Hohlraumheizrohre 39 und die U-förmigen Rohre 29 immer zwischen den Innenrohren 26 hindurchführen. Zudem wird die Kachelschicht 34 um den Hohlraum 35 und die Innenrohre 26 herum erhitzt. Dadurch werden die Innenrohre 26 aber auch die Außenrohre 27 noch zusätzlich erhitzt und die Temperatur in ihnen steigt auf 1200 °C an. Durch die beschriebenen Vorgänge erzeugte Hitze wird durch die zwischen den Innenrohren 26 und Außenrohren 27 liegenden Kachelschichten der Kachelschicht 34 nicht nur in den Hohlraum 35 sondern auch an die Innenrohre 26 und Außenrohre 27 abgegeben und zwar 70 % davon an die Innenrohre 26 und 30 % davon an die Außenrohre 27. Heating phase) heated combustors 37 (temperature is about 600 ° C. to 800 ° C., ignites and burns.) The resulting combustion heat is conducted via the cavity heating pipes 39 and the U-shaped tubes 29 into the cavity 36 and heats the steel layer 36 However, at the same time, the inner tubes 26 are also heated since the cavity heating tubes 39 and the U-shaped tubes 29 always pass between the inner tubes 26. In addition, the tile layer 34 around the cavity 35 and the inner tubes 26 around As a result, the inner tubes 26 as well as the outer tubes 27 are additionally heated and the temperature in them rises to 1200 ° C. Heat generated by the described processes does not only become due to the tiled layers of the tile layer 34 between the inner tubes 26 and outer tubes 27 in the cavity 35 but also to the inner tubes 26 and outer tubes 27 are discharged and that 70% of it to the I nnenrohre 26 and 30% thereof to the outer tubes 27th
In dieser ersten Phase entsteht im Hohlraum 35 schwarzer Rauch, der Giftstoffe enthält, der aber dann durch die Heizrohre 25, 23 zum Auffangbehälter 50 geführt werden kann, da das Gas in dem Hohlraum 36 erwärmt wird und sich ausdehnt. Da Gas, beispielsweise Luft, in den Heizrohren 25, den Rohrverbindern 24 und den Heizrohren 23 mit dem Gas, beispielsweise Luft, in dem Hohlraum 36 in Verbindung steht, strömt auch erwärmtes Gas aus dem Hohlraum 36 in die Heizrohre 25, den Rohrverbinder 24 und die Heizrohre 23. Dadurch wird das noch kalte Gas in den Heizrohren 25, dem Rohrverbinder 24 und den Heizrohren 23 unter Druck gesetzt, so dass es sich nach und nach mit dem ankommenden warmen Gas aus dem Hohlraum vermischt und ebenfalls aufheizt. Als Folge davon erwärmen sich auch die Heizrohre 25, der In this first phase, black smoke is generated in the cavity 35, which contains toxins, but which can then be led through the heating tubes 25, 23 to the collecting container 50, since the gas in the cavity 36 is heated and expands. Since gas, for example air, in the heating tubes 25, the tube connectors 24 and the heating tubes 23 with the gas, for example air, in the cavity 36 is in communication, also heated gas flows from the cavity 36 in the heating tubes 25, the tube connector 24 and As a result, the still cold gas in the heating tubes 25, the tube connector 24 and the heating tubes 23 is pressurized, so that it gradually mixed with the incoming warm gas from the cavity and also heats up. As a result, the heating pipes 25, which heat
Rohrverbinder 24 und die Heizrohre 23. Die aufgeheizten Heizrohre 23, welche spiralförmig in den Stahlkanälen 22 verlegt sein können, wie zuvor beschrieben, heizen durch ihre Verlegung unter der Flüssigkeitsoberfläche in den Stahlkanälen 22 wiederum die Flüssigkeit in den Pipe connector 24 and the heating tubes 23. The heated heating tubes 23, which may be laid helically in the steel channels 22, as described above, heat by their installation under the liquid surface in the steel channels 22 turn the liquid in the
Stahlkanälen 22 auf. Dadurch werden die Wände des Stahlkanals 22 nach und nach auf ca. 200 bis 300 °C erwärmt. Zudem entsteht ohne eine andere Energiezufuhr nach und nach in den Stahlkanälen 22 Dampf mit einer Temperatur von ca. 300 °C, welcher von dem Stahlkanal 22 in die Innenrohre 26 entweicht. Somit kommt auch den Stahlkanälen 22 die Funktion einer Steel channels 22 on. As a result, the walls of the steel channel 22 are gradually heated to about 200 to 300 ° C. In addition, without a different supply of energy gradually in the steel ducts 22 steam at a temperature of about 300 ° C, which escapes from the steel channel 22 in the inner tubes 26. Thus, the steel channels 22 has the function of a
Dampferzeugung zu, so dass sie auch als Vordampferzeugungseinrichtung bezeichnet werden können, während die Dampferzeugungseinrichtung 30 auch die Funktion der Steam generation, so that they can also be referred to as pre-steam generator, while the steam generator 30 and the function of
Zwischenüberhitzung hat. In den Innenrohren 26 wird der Dampf durch die Temperatur der Innenrohre 26 und weiteres Anheizen mittels der Brennkammern 37, vorzugsweise im Bereich der Overheating has. In the inner tubes 26, the steam is controlled by the temperature of the inner tubes 26 and further heating by means of the combustion chambers 37, preferably in the region of
Dampferzeugungseinrichtung 30 vor dem Gewölbe 31 , beispielsweise bei 1650 m bis 1850 m nach den Stahlkanälen 22, und der U-förmigen Rohre 29 weiter erwärmt. Auch hier entsteht im Hohlraum 35 wieder mit Giftstoffen belasteter Rauch, der aber bei seinem Weg durch den 1200 °C heißen Hohlraum 35 verbrennt, so dass er bei seinem Austritt aus der Steam generating device 30 before the vault 31, for example, at 1650 m to 1850 m after the steel channels 22, and the U-shaped tubes 29 further heated. Again, arises in the cavity 35 again contaminated with toxic smoke, but burns on his way through the 1200 ° C hot cavity 35, so that it at its exit from the
Dampferzeugungsanlage 30 bzw. dem Stahlkanal 22 kaum noch Giftstoffe enthält. Trotzdem wird auch er zum Auffangbehälter 50 und der darin vorhandenen Reinigungsanlage geführt. Von diesem ca. 200 m (bezogen auf eine Dampferzeugungseinrichtung 30 mit einer Länge von etwa 2000 m) langen Abschnitt, der wie soeben beschrieben angeheizt wurde, strahlt ca. 40 % der Hitze auf den noch nicht angeheizten Hohlraum 35 aus. Der gleiche Prozess findet in allen Brennkammern 37 im Gewölbe 31 (beispielsweise 15 Brennkammern 37) statt, so dass weitere Hitze auf den noch nicht angeheizten Abschnitt des Hohlraums 35 in der Steam generation plant 30 and the steel channel 22 barely contains toxins. Nevertheless, he is also led to the collection container 50 and the existing cleaning system. Of this approximately 200 m long (based on a steam generating device 30 with a length of about 2000 m) long section, which was heated as just described, radiates about 40% of the heat on the not yet heated cavity 35 from. The same process takes place in all the combustion chambers 37 in the vault 31 (for example, 15 combustion chambers 37), so that further heat on the not yet heated portion of the cavity 35 in the
Dampferzeugungseinrichtung 30 ausstrahlt. Somit wird die zuvor genannte Prozentzahl auf ca. 50 % erhöht. Steam generator 30 emits. Thus, the aforementioned percentage is increased to about 50%.
Nachdem diese beschriebenen ersten Anheizprozesse abgeschlossen sind, werden die After these described first heating processes are completed, the
Brennkammern 37 in dem Abschnitt der Dampferzeugungseinrichtung 30 beheizt, der, bezogen auf eine 2000 m lange Dampferzeugungseinrichtung 30, zwischen 200 m und 1650 m ihrer Länge liegt. Combustion chambers 37 heated in the portion of the steam generating device 30, which, based on a 2000 m long steam generating device 30, between 200 m and 1650 m of their length.
Durch die weitere Erwärmung des Dampfs nimmt sein Volumen und der auf die Innenrohre 26 ausgeübte Druck weiter zu. Somit strömt der Dampf über die gebogenen Rohrabschnitte in dem Gewölbe 31 der Dampferzeugungseinrichtung 30 in die Außenrohre 27. Durch weiteres As a result of the further heating of the steam, its volume and the pressure exerted on the inner tubes 26 continue to increase. Thus, the steam flows over the bent pipe sections in the vault 31 of the steam generating device 30 in the outer tubes 27. By further
Anheizen des Dampfes mit Hilfe der Brennkammern 37, der U-förmigen Rohre 29, den Heating the steam by means of the combustion chambers 37, the U-shaped tubes 29, the
Heizeinrichtungen 29b, der Hitze in dem Hohlraum 36 in dem Gewölbe 31 , der erhitzten Heaters 29b, the heat in the cavity 36 in the vault 31, the heated
Kachelschicht 34 sowie durch den in den Außenrohren 27 vergrößerten Rohrquerschnitt wird der Dampf weiter erwärmt und gerät noch weiter unter Druck. Dadurch bekommt der Dampf eine immer größere Strömungsgeschwindigkeit und strömt immer schneller durch die Außenrohre 27 in Richtung der Turbine 40. Insgesamt wird der Dampf in der Dampferzeugungseinrichtung 30 auf 800 °C bis 1200 °C erwärmt. Tile layer 34 and by the enlarged in the outer tubes 27 tube cross-section of the steam is further heated and gets even further under pressure. As a result, the steam gets an ever greater flow velocity and flows faster through the outer tubes 27 in the direction of the turbine 40. Overall, the steam in the steam generator 30 is heated to 800 ° C to 1200 ° C.
Der von den Außenrohren 27 aus der Dampferzeugungseinrichtung 30 geleitete Dampf trifft mit einer Temperatur von ca. 600 bis 800 °C auf die Turbine 40, welche dadurch in Bewegung versetzt wird. Als Folge davon kann mit Hilfe der Turbine 40 Strom bzw. die elektrische Energie erzeugt werden. Vorzugsweise ist die Turbine 40 derart angeordnet, dass ihre Mittelachse auf der gleichen Höhe wie die Mittelachse des Hohlraums der Dampferzeugungseinrichtung 30 liegt. Anders gesagt, die Mittelpunkte der Turbine 40 und des Hohlraums 36 liegen auf der gleichen Höhe, so dass eine Gerade entsteht, wenn man beide Mittelpunkte auf dem kürzesten Weg mit einer Linie verbindet. The steam conducted by the outer tubes 27 from the steam generating device 30 strikes the turbine 40 at a temperature of approximately 600 to 800 ° C., which is thereby set in motion. As a result, 40 or electrical energy can be generated by means of the turbine. Preferably, the turbine 40 is arranged such that its central axis is at the same height as the central axis of the cavity of the steam generator 30. In other words, the centers of the turbine 40 and the cavity 36 are at the same height, so that a straight line is formed when connecting both centers with a line in the shortest path.
Die Turbine 40 ist umgeben von Wänden und einer Überdachung aus Stahlbeton, welche direkt an die Dampferzeugungseinrichtung 30 anschließen, bzw. nach ihr beginnen, und zudem hinter der Turbine enden. Die Turbine 40 ist derart gelagert und montiert, dass sie die Kräfte, welcher der aus der Dampferzeugungseinrichtung 30 kommende Dampf entwickelt ohne The turbine 40 is surrounded by walls and a roof made of reinforced concrete, which connect directly to the steam generating device 30, and begin after her, and also end behind the turbine. The turbine 40 is supported and mounted to withstand the forces which the steam coming from the steam generator 30 develops without
Beschädigungen übersteht. Der von der Turbine 40 kommende und nun abgekühlte Dampf wird durch das Kondensationsrohr 28 in den Flüssigkeitsbehälter 10 geleitet. Hierbei wird der Dampf in dem Kondensationsrohr 28 weiter abgekühlt, wie zuvor erwähnt. Die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter 10 ist durch die Wärme der Stahlkanäle 22 unter dem Flüssigkeitsbehälter 10 mittlerweile ebenfalls aufgewärmt, und zwar auf eine Temperatur von ca. 60 bis 80 °C. Die Flüssigkeit kann nun erneut den zuvor beschriebenen Kreislauf beginnen. Damage survives. The now coming from the turbine 40 and now cooled steam is passed through the condensation tube 28 into the liquid container 10. At this time, the steam in the condensing pipe 28 is further cooled, as mentioned above. Meanwhile, the liquid in the liquid container 10 is likewise warmed up by the heat of the steel channels 22 under the liquid container 10, to a temperature of approximately 60 to 80 ° C. The liquid can now start again the cycle described above.
Die Innenrohre 26 haben nach ihrem Austritt aus der Dampferzeugungseinrichtung 30 einen Abfluss zum Flüssigkeitsbehälter 10 und zum Auffangbehälter 50. Der Abfluss kann je nach Bedarf geöffnet und geschlossen werden. Zusätzlich kann ein Anschluss vorhanden sein, durch den man Luft mit Hilfe eines Kompressors in die Innenrohre 26 blasen kann, um den The inner tubes 26 have after leaving the steam generator 30 an outflow to the liquid container 10 and the collecting container 50. The drain can be opened and closed as needed. In addition, there may be a port through which air can be blown into the inner tubes 26 with the aid of a compressor
Wärmewiderstand anzutreiben. To drive thermal resistance.
Die Heizrohre 23 und 25 sowie der Heizverteiler 24 sind nicht zwingend erforderlich und können auch weggelassen sein. The heating tubes 23 and 25 and the heating manifold 24 are not mandatory and may also be omitted.
(Zweites Ausführungsbeispiel) Second Embodiment
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat das Kraftwerk 1 , wie in Fig. 12 bis Fig. 14 gezeigt, zusätzlich zu der Turbine 40 eine weitere Turbine 41 , welche mit Heißluft aus zwei Heizrohren 25 angetrieben wird und auf diese Weise Strom bzw. die elektrische Energie erzeugen kann. Ein Kondensationsrohr 42 führt von der Turbine 41 in den Flüssigkeitsbehälter 10 und hat die gleiche Funktion wie das Kondensationsrohr 28 des ersten Ausführungsbeispiels. Bei Bedarf kann die Turbine 41 auch als Pumpe verwendet werden, welche Flüssigkeit aus dem According to this embodiment, the power plant 1 has, as shown in FIGS. 12 to 14, in addition to the turbine 40, a further turbine 41, which is driven by hot air from two heating tubes 25 and in this way can generate electricity or electrical energy , A condensation tube 42 leads from the turbine 41 into the liquid container 10 and has the same function as the condensation tube 28 of the first embodiment. If necessary, the turbine 41 can also be used as a pump, which liquid from the
Flüssigkeitsbehälter 10 in die Heizrohre 23, 25, den Rohrverteiler 24 und den Hohlraum 35 pumpt. Liquid container 10 in the heating tubes 23, 25, the manifold 24 and the cavity 35 pumps.
Alle anderen Teile des Kraftwerks 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die gleichen bzw. vergleichbar, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, und sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Daher wird eine weitere Beschreibung in dieser Hinsicht hier weggelassen. All other parts of the power plant 1 according to this embodiment are the same as those described in the first embodiment and are given the same reference numerals. Therefore, further description in this regard is omitted here.
(Drittes Ausführungsbeispiel) (Third Embodiment)
Zusätzlich zu der Ausführung des Kraftwerks 1 gemäß dem ersten oder zweiten In addition to the execution of the power plant 1 according to the first or second
Ausführungsbeispiel kann in den Stahlkanälen 22 dieses Ausführungsbeispiels ein Embodiment may be in the steel channels 22 of this embodiment
Heißluftsystem für noch mehr Erwärmung der Flüssigkeit bzw. des Dampfs in den Stahlkanälen 22 sorgen. Hierzu können Heißluftgeräte am Anfang des Stahlkanals 22, das heißt an seinem von der Dampferzeugungseinrichtung 30 abgewandten Ende, vorgesehen sein, so dass sie in einem Bereich über der Flüssigkeitsoberfläche heiße Luft in den jeweiligen Stahlkanal 22 einblasen und somit nicht nur die Hitze in dem Stahlkanal 22 sondern auch den Dampfdruck in Richtung der Dampferzeugungseinrichtung 30 erhöhen. Als weitere Modifikation können in den Stahlkanälen 22 unter der Flüssigkeitsoberfläche Hot air system for even more heating of the liquid or the steam in the steel channels 22 provide. For this purpose, hot air devices at the beginning of the steel channel 22, that is, at its end remote from the steam generating device 30 may be provided so that they blow in a region above the liquid surface hot air into the respective steel channel 22 and thus not only the heat in the steel channel 22nd but also increase the vapor pressure in the direction of the steam generating device 30. As further modification, in the steel channels 22 below the liquid surface
Heizeinrichtungen montiert werden, welche zusammen eine Wärme von ca. 850 °C in den Stahlkanälen 22 erreichen können. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit in dem Heating devices are mounted, which together can reach a heat of about 850 ° C in the steel channels 22. In this way, the liquid in the
Flüssigkeitsbehälter 10 auf bis zu 100 bis 120 °C erwärmt werden. Liquid container 10 are heated to up to 100 to 120 ° C.
(viertes Ausführungsbeispiel) (fourth embodiment)
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Kraftwerk modulartig aufgebauf. Neben Modulen, die beispielsweise die Turbine, die Flüssigkeitseinspeisung, die Flüssigkeitsspeicherung, Kondensationseinrichtungen und/oder das Gewölbe umfassen können, ist es insbesondere vorteilhaft den Bereich, in dem die Erwärmung der Flüssigkeit die Dampferzeugung und/oder die weitere Dampferwärmung erfolgt modulartig auszuführen. Mehrere derartiger Module können zusammengefügt werden und zusammen zur Erwärmung der Flüssigkeit die Dampferzeugung und/oder die weitere Dampferwärmung genutzt werden. Jedes dieser Module weist wie bereits für andere Ausführungsbeispiele beschrieben eine im Wesentlichen rohrartige Struktur auf, wobei die Wandung aus mehreren Lagen besteht. Im Inneren befindet sich ein Hohlraum, welcher beispielsweise zur Abfuhr der Verbrennungsgase genutzt werden kann. Bevorzugt ist dieser Hohlraum Rohrartig ausgebildet und weist einen Durchmesser < 100, bevorzugt < 50, besonders bevorzugt kleiner 25 cm auf. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist bei einer Gesamtlänge des Bereichs, in dem die Erwärmung der Flüssigkeit die Dampferzeugung und/oder die weitere Dampferwärmung erfolgt, von etwa 10 - 15 m ein Hohlraumdurchmesser von ca. 20 cm vorgesehen. In another embodiment, the power plant is constructed in a modular manner. In addition to modules, which may include, for example, the turbine, the liquid feed, the liquid storage, condensation equipment and / or the vault, it is particularly advantageous to perform the area in which the heating of the liquid, the steam generation and / or the further steam heating is carried out in a modular manner. Several such modules can be joined together and used to heat the liquid, the steam generation and / or the further steam heating. As already described for other exemplary embodiments, each of these modules has a substantially tubular structure, the wall consisting of several layers. Inside is a cavity, which can be used, for example, for the removal of combustion gases. Preferably, this cavity is tube-like and has a diameter <100, preferably <50, more preferably less than 25 cm. In the fourth embodiment, with a total length of the region in which the heating of the liquid, the steam generation and / or the further steam heating takes place, from about 10 to 15 m, a cavity diameter of about 20 cm is provided.
Um diesen Hohlraum ist zunächst eine Ausgleichsschicht angeordnet, welche beispielsweise ein (Metall-) Drahtgeflecht oder ein anderes geeignetes Material sein kann. Diese Schicht ist bevorzugt vergleichsweise dünn und dient der Stabilisierung und des zusätzlichen Halts der weiteren Schichten. Insbesondere dient diese Ausgleichsschicht dazu, (lokale) Schwankungen der Ausdehnung der einzelnen Schichten, welche beispielsweise durch (lokale) A compensation layer, which can be, for example, a (metal) wire mesh or another suitable material, is initially arranged around this cavity. This layer is preferably comparatively thin and serves for the stabilization and the additional maintenance of the further layers. In particular, this compensation layer serves to (local) fluctuations in the extent of the individual layers, which can be determined, for example, by (local)
Temperaturveränderungen hervorgerufen werden können, auszugleichen. Die Ausgleichsschicht ist derart dimensioniert, dass die Schwankungen der Ausdehnung der einzelnen Schichten ausgeglichen werden können. Bevorzugt ist diese Schicht < 10 cm, bevorzugt < 5 cm, besonders bevorzugt < 2,5 cm stark. Im vierten Ausführungsbeispiel weist die Ausgleichsschicht eine Stärke von ca. 1 ,5 cm auf. Temperature changes can be caused to compensate. The compensation layer is dimensioned such that the fluctuations in the expansion of the individual layers can be compensated. This layer is preferably <10 cm, preferably <5 cm, particularly preferably <2.5 cm. In the fourth embodiment, the compensation layer has a thickness of about 1, 5 cm.
Radial außerhalb dieser Ausgleichsschicht ist eine Schicht eines Wärmespeichermediums angeordnet. Bei diesem Medium kann es sich beispielsweise um Kacheln, Steine, Ziegel, Keramik und andere - insbesondere anorganische - Materialien handeln. Radial außerhalb dieser Schicht folgt erneut eine Ausgleichsschicht, welche bevorzugt wieder die Eigenschaften der bereits erwähnten Ausgleichsschichten aufweist. Bevorzugt ist diese Schicht 2,5 - 50 cm, bevorzugt 5 - 30 cm, besonders bevorzugt 10 - 20 cm stark. Im vierten Ausführungsbeispiel weist die Wärmespeicherschicht eine Stärke von ca. 15 cm auf. Radially outside this leveling layer, a layer of a heat storage medium is arranged. This medium may be, for example, tiles, bricks, bricks, ceramics and other - especially inorganic - materials. Radially outside this layer again follows a leveling layer, which preferably again has the properties of the already mentioned compensation layers. This layer is preferably 2.5 to 50 cm, preferably 5 to 30 cm, particularly preferably 10 to 20 cm thick. In the fourth embodiment, the heat storage layer has a thickness of about 15 cm.
Daran schließt sich radial außen eine Schicht eines thermisch gut leitenden Materials, beispielsweise Stahl an. Diese Schicht bildet gleichzeitig die radial innenliegende Begrenzung der inneren Brennkammer. In dieser Brennkammer verlaufen eine Vielzahl von Rohrleitungen, durch welche das zu erwärmende Medium geleitet werden kann. Zwischen den einzelnen Rohrleitungen sind Zwischenräume derart angeordnet, dass die Rohrleitungen gut für ein Wärmetransportmedium, Wärmestrahlung und/oder Verbrennungsabgase zugänglich sind. Dadurch ist es möglich, eine große Oberfläche bereitzustellen, an welcher ein Wärmeübergang in das Innere der Rohrleitungen erfolgen kann. Bevorzugt sind die Rohrleitungen voneinander und von den Begrenzungen der Brennkammer beabstandet, so dass Verbrennungsabgase oder ein anderes Wärmetransportmedium zwischen diesen transportiert werden kann und die This is followed by a radially outer layer of a thermally highly conductive material, such as steel. This layer simultaneously forms the radially inner boundary the inner combustion chamber. In this combustion chamber run a plurality of pipes through which the medium to be heated can be passed. Between the individual pipelines interspaces are arranged such that the pipelines are well accessible to a heat transfer medium, heat radiation and / or combustion gases. This makes it possible to provide a large surface, at which a heat transfer can take place in the interior of the pipes. Preferably, the pipes are spaced from each other and from the boundaries of the combustion chamber, so that combustion exhaust gases or other heat transport medium can be transported between them and the
Oberflächen umspült. Die Rohrleitungen verlaufen dabei möglichst so, dass sie eine große Oberfläche für den Wärmetransport bieten. Auch der Querschnitt der jeweiligen Rohrleitungen kann so gestaltet sein, dass die Oberfläche im Vergleich zu der Oberfläche eines Rohres mit einem kreisförmigen Querschnitt vergrößert ist. Beispielsweise können die Rohrleitungen abgeflacht z.B. oval sein. In einer weiteren Ausführungsform verlaufen sie schleifen- oder mäanderförmig durch die Brennkammer. Auf der radial außenliegenden Seite der Brennkammer wird diese durch eine Weitere Schicht eines thermisch gut leitfähigen Materials wie Surfaces washed around. Where possible, the pipelines run in such a way that they provide a large surface area for heat transport. Also, the cross-section of the respective piping may be designed so that the surface area is increased compared to the surface of a pipe having a circular cross-section. For example, the pipes may be flattened e.g. be oval. In a further embodiment, they run in a loop or meander shape through the combustion chamber. On the radially outer side of the combustion chamber, this is through a further layer of a thermally highly conductive material such
beispielsweise einem Stahlmantel, abgeschlossen. Bevorzugt ist jede der die Brennkammer umgebenden Schichten aus wärmeleitfähigen Material < 5 cm, bevorzugt < 2,5 cm, besonders bevorzugt < 1 cm stark. Im vierten Ausführungsbeispiel weist diese Schichten eine Stärke von ca. 0,5 cm auf. Die Ausdehnung der Brennkammer kann den jeweiligen Anforderungen und dem benötigten Wärmetramsport durch die Wandungen der Rohrleitungen entsprechend ausgelegt werden. Je nach Anzahl der Rohrleitungen, deren Verlauf und/oder deren Dimensionierung sind verschiedene Stärken vorteilhaft. Bevorzugt sind für die Brennkammer Stärken zwischen 1 und 100 cm, bevorzugt zwischen 2,5 und 50 cm, besonders bevorzugt zwischen 5 und 25 cm. Im vierten Ausführungsbeispiel weist die Brennkammer eine Stärke von ca. 6 cm auf. for example, a steel jacket, completed. Preferably, each of the layers surrounding the combustion chamber made of thermally conductive material <5 cm, preferably <2.5 cm, particularly preferably <1 cm thick. In the fourth embodiment, these layers have a thickness of about 0.5 cm. The expansion of the combustion chamber can be designed according to the requirements and the required Wärmetramsport through the walls of the pipes. Depending on the number of pipes, their course and / or their dimensions, different strengths are advantageous. Thicknesses between 1 and 100 cm, preferably between 2.5 and 50 cm, particularly preferably between 5 and 25 cm are preferred for the combustion chamber. In the fourth embodiment, the combustion chamber has a thickness of about 6 cm.
Radial außerhalb schließt sich an diese innenliegende Brennkammer eine weitere Schicht eines Wärmespeichermediums an. Wie auch die bereits erwähnte Schicht aus Wärmespeichermedium kann es sich beispielsweise um Kacheln, Steine, Ziegel, Keramik und andere - insbesondere anorganische - Materialien handeln. Umgeben wird auch diese Schicht radial innen als auch außen von jeweils einer Ausgleichsschicht, welche bevorzugt wieder die Eigenschaften der bereits erwähnten Ausgleichsschichten aufweist. Bevorzugt ist diese Schicht wie auch die radial innen befindliche Wärmespeicherschicht 2,5 - 50 cm, bevorzugt 5 - 30 cm, besonders bevorzugt 10 - 20 cm stark. Im vierten Ausführungsbeispiel weist die Wärmespeicherschicht eine Stärke von ca. 15 cm auf. Radially outside, this inner combustion chamber is followed by another layer of heat storage medium. As well as the already mentioned layer of heat storage medium may be, for example, tiles, bricks, tiles, ceramics and other - especially inorganic - materials. This layer is also surrounded radially inwardly and outwardly by a respective compensating layer, which preferably again has the properties of the already mentioned compensating layers. Preferably, this layer as well as the radially inner heat storage layer 2.5 - 50 cm, preferably 5 - 30 cm, particularly preferably 10 - 20 cm strong. In the fourth embodiment, the heat storage layer has a thickness of about 15 cm.
Weiter radial außen schließt sich an diese Wärmespeicherschicht eine weitere Brennkammer an. Diese ist ähnlich der inneren Brennkammer ausgebildet und wird ebenfalls von Further radially outside, this heat storage layer is followed by another combustion chamber. This is similar to the inner combustion chamber is formed and is also of
wärmeleitfähigen Schichten begrenzt. Aufgrund dessen, dass diese Brennkammer radial weiter außen angeordnet ist, ist deren Kreisumfang größer. Bei gleicher radialer Ausdehnung ist demnach das Volumen größer. Dementsprechend ist es bei gleicher radialer Ausdehnung möglich, in dieser Brennkammer eine größere Wärmeübergangsfläche bereit zu stellen. limited to thermally conductive layers. Due to the fact that this combustion chamber is arranged radially further out, the circumference is larger. With the same radial extent, therefore, the volume is greater. Accordingly, with the same radial expansion, it is possible to provide a larger heat transfer surface in this combustion chamber.
Bevorzugt wird zur Steigerung der Energieausbeute die Abwärme bzw. das Abgas und/oder das in der inneren Brennkammer verwendete Wärmetransfermedium aus der inneren Brennkammer in diese äußere Brennkammer überführt. Zusätzlich mit weiterer separat zugeführter Energie kann so eine besonders vorteilhafte Energiebilanz erreicht werden. Das in den in der äußeren Brennkammer angeordneten Rohrleitungen befindliche zu erwärmende Medium, bewegt sich im Wesentlichen entgegengesetzt dem Medium in der inneren Brennkammer. Dabei kann jedoch auch das Medium in dem Rohrleitungssystem der äußeren Brennkammer schleifen- oder mäanderförmig geführt werden. Im Wesentlichen entgegengesetzt bedeutet in diesem Preferably, the waste heat or the exhaust gas and / or the heat transfer medium used in the inner combustion chamber from the inner combustion chamber is transferred to this outer combustion chamber to increase the energy yield. Additionally with additional separately supplied energy So a particularly advantageous energy balance can be achieved. The medium to be heated in the pipelines disposed in the outer combustion chamber moves substantially opposite to the medium in the inner combustion chamber. However, it is also possible for the medium in the piping system of the outer combustion chamber to be looped or meander-shaped. Essentially opposite means in this
Zusammenhang, dass das zu erwärmende Medium die äußere Brennkammer auf der Seite verlässt, auf der das zu erwärmende Medium in die innere Brennkammer eingeleitet wird. Connection that the medium to be heated leaves the outer combustion chamber on the side on which the medium to be heated is introduced into the inner combustion chamber.
Bevorzugt sind auch für die äußere Brennkammer Stärken zwischen 1 und 100 cm, bevorzugt zwischen 2,5 und 50 cm, besonders bevorzugt zwischen 5 und 25 cm. Im vierten For the outer combustion chamber, thicknesses between 1 and 100 cm, preferably between 2.5 and 50 cm, more preferably between 5 and 25 cm are preferred. In the fourth
Ausführungsbeispiel weist die äußere Brennkammer eine Stärke von ca. 6 cm auf. Das aus der äußeren Brennkammer austretende Verbrennungsabgas und/oder das in der äußeren Embodiment, the outer combustion chamber has a thickness of about 6 cm. The combustion exhaust gas leaving the outer combustion chamber and / or the outer one
Brennkammer verwendete Wärmetransfermedium wird zur weiteren Energierückgewinnung in den inneren Hohlraum geleitet. Dort dient es dafür, das diesen Hohlraum umgebende Combustion chamber used heat transfer medium is passed for further energy recovery in the inner cavity. There it serves for the surrounding of this cavity
Wärmespeichermedium zusätzlich aufzuheizen und somit über dieses Wärmespeichermedium Energie an die innere Brennkammer abzugeben. Dadurch kann die Energieeffizienz weiter gesteigert werden. Die Abgase werden somit zusätzlich zur Vorheizung verwendet. Heat storage medium in addition to heat and thus give about this heat storage medium energy to the inner combustion chamber. This can further increase energy efficiency. The exhaust gases are thus used in addition to the preheating.
Weiter radial außen befindet sich eine Isolierschicht, welche in Abhängigkeit von dem Next radially outside there is an insulating layer, which in dependence on the
Isoliermaterial, der gewünschten Temperaturdifferenz und der maximalen Temperatur ausgelegt sein kann. Bevorzugt handelt es sich bei der Isolierschicht um einen Raum, in welchem ein reduzierter Gasdruck vorliegt. Bevorzugt liegt der Gasdruck < 100 mbar, bevorzugt < 50 mbar, weiter bevorzugt < 20 mbar, besonders bevorzugt < 10 mbar. Außer Vakuum (unterschiedlicher Stärken) können auch andere Isolierschichten verwendet werden. Je nach thermischer Insulating material, the desired temperature difference and the maximum temperature can be designed. The insulating layer is preferably a space in which there is a reduced gas pressure. The gas pressure is preferably <100 mbar, preferably <50 mbar, more preferably <20 mbar, particularly preferably <10 mbar. Except vacuum (different thicknesses), other insulating layers can be used. Depending on the thermal
Beständigkeit können auch verschiedene Materialien verwendet werden, welche z.B. durch Gaseinschlüsse gute isolierende Eigenschaften aufweisen. Beispiele hierfür können z.B. Glasoder Steinwolle, hitzebeständige Schaumstoffe, Aerogel und/oder andere und/oder Resistance can also be used various materials, which are e.g. have good insulating properties by gas inclusions. Examples of this may e.g. Glass or rock wool, heat-resistant foams, airgel and / or others and / or
Kombinationen dieser sein. Bevorzugt wird das verwendete Material so ausgewählt, dass die Isolierschicht möglichst dünn gehalten werden kann, so dass der Materialbedarf und somit auch die Kosten vergleichsweise gering gehalten werden können. Bevorzugt sind Isolationsschichten, welche < 100 cm, bevorzugt < 50 cm, weiter bevorzugt < 25 cm, besonders bevorzugt < 10 cm stark sind. Im vierten Ausführungsbeispiel weist die Isolationsschichten eine Stärke von ca. 10 cm auf. Combinations of these be. Preferably, the material used is selected so that the insulating layer can be kept as thin as possible, so that the material requirements and thus the costs can be kept relatively low. Preference is given to insulation layers which are <100 cm, preferably <50 cm, more preferably <25 cm, particularly preferably <10 cm are strong. In the fourth embodiment, the insulation layers has a thickness of about 10 cm.
In Längsrichtung ist jeweils am Anfang und am Ende eines Moduls eine Einrichtung angeordnet, mittels welcher den Brennkammern Energie zugeführt werden kann. Dabei kann es sich beispielsweise um Brenner für Erdgas, Erdöl, sonstige gasförmigen Energieträger (z.B. Biogas, Synthesegas, Wasserstoff), sonstige flüssige Energieträger (z.B. Biokraftstoffe, Ethanol, Erdölfraktionen, Öle, Fettsäureester und andere) sowie für Feststoffe (wie z.B. Kohle, Biomasse) handeln. Dabei ist es möglich, dass die Energie in diesen Einrichtungen erzeugt wird und mittels eines Wärmeträgers in die Brennkammern übertragen wird oder die Einrichtungen lediglich die zur Verbrennung benötigten Materialien bereitstellen und deren Verbrennung in den oben beschriebenen Brennkammern erfolgt. Bevorzugt sind diese Einrichtungen so angeordnet, dass jedes Modul in Längsrichtung am Anfang des Moduls mindestens eine, bevorzugt mindestens zwei, besonders bevorzugt mindestens 3 Einrichtungen zur Zuführung von Energie in die innere Brennkammer aufweist und in Längsrichtung am Ende des Moduls mindestens eine, bevorzugt mindestens zwei, besonders bevorzugt mindestens 3 Einrichtungen zur Zuführung von Energie in die äußere Brennkammer aufweist. Weiterhin ist es zusätzlich auch möglich, dass auch auf der jeweils gegenüberliegenden Seite einer Brennkammer weitere Einrichtungen zur Zuführung von Energie angeordnet sind. Durch die somit sehr große Zahl von Einrichtungen zur Zuführung von Energie ist eine äußerst genaue Steuerung der jeweiligen Temperatur in jeder In the longitudinal direction, a device is arranged in each case at the beginning and at the end of a module, by means of which the combustion chambers energy can be supplied. These may be, for example, burners for natural gas, crude oil, other gaseous energy sources (eg biogas, synthesis gas, hydrogen), other liquid fuels (eg biofuels, ethanol, petroleum fractions, oils, fatty acid esters and others) and for solids (such as coal, biomass ) act. It is possible that the energy is generated in these devices and is transmitted by means of a heat carrier in the combustion chambers or provide the facilities only required for combustion materials and their combustion takes place in the above-described combustion chambers. Preferably, these devices are arranged so that each module in the longitudinal direction at the beginning of the module at least one, preferably at least two, more preferably at least 3 means for supplying energy into the interior Having combustion chamber and in the longitudinal direction at the end of the module at least one, preferably at least two, more preferably at least 3 means for supplying energy into the outer combustion chamber. Furthermore, it is also possible that further devices for supplying energy are arranged on the respective opposite side of a combustion chamber. Thus, by the very large number of means for supplying energy is a very precise control of the temperature in each
Brennkammer möglich. Dies erlaubt das Betreiben des Kraftwerks bei optimalen Bedingungen, so dass eine größtmögliche Energieausbeute erreicht werden kann. Den zur Verbrennung notwendigen Sauerstoff beziehen die Einrichtungen zur Zuführung von Energie der Umgebung bzw. wird Sauerstoff diesen Einrichtungen von außen zugeführt. Zur Überwachung der jeweiligen Temperatur ist im inneren jeder Brennkammer mindestens ein Temperatursensor angeordnet. Bevorzugt umfasst jede Brennkammer mindestens ebenso viele Combustion chamber possible. This allows the operation of the power plant under optimal conditions, so that a maximum energy yield can be achieved. The oxygen necessary for combustion sourcing the means for supplying energy to the environment or oxygen is supplied to these facilities from the outside. For monitoring the respective temperature, at least one temperature sensor is arranged in the interior of each combustion chamber. Preferably, each combustion chamber comprises at least as many
Temperatursensoren wie Einrichtungen zur Zuführung von Energie, um eine möglichst homogene Temperaturverteilung in Umfangsrichtung gewährleisten zu können. Temperature sensors such as means for supplying energy in order to ensure the most homogeneous temperature distribution in the circumferential direction can.
Die Rohrleitungen der jeweiligen Module weisen Kopplungsmechanismen auf, mittels welcher sie mit den entsprechenden Rohrleitungen benachbarter Module oder sonstiger The pipelines of the respective modules have coupling mechanisms, by means of which they are connected to the corresponding pipes of adjacent modules or other
Kraftwerkseinrichtungen verbunden werden können. Bevorzugt umfasst ein Kraftwerk mindestens 2 derartige Module, bevorzugt mindestens drei Module. Durch die jeweils mindestens 2 Brennkammern je Modul mit jeweils mindestens einer Einrichtung zur Zuführung von Energie umfasst ein derartiges Kraftwerk somit mindestens 4 Brennkammern bzw. Power plant facilities can be connected. Preferably, a power plant comprises at least 2 such modules, preferably at least three modules. By the respective at least 2 combustion chambers per module, each with at least one device for supplying energy such a power plant thus comprises at least 4 combustion chambers or
Einrichtungen zur Zuführung von Energie. Bevorzugt ist eine deutlich größere Anzahl von Brennkammern bzw. Einrichtungen zur Zuführung von Energie. Bevorzugt sind mindestens 5, besonders bevorzugt mindestens 7 Brennkammern und bevorzugt mindestens 5, besonders bevorzugt mindestens 6, mindestens 7, mindestens 8, besonders bevorzugt mindestens 9 Einrichtungen zur Zuführung von Energie. Im vierten Ausführungsbeispiel sind innerhalb des Kraftwerks 3 Module in Reihenschaltung miteinander verbunden. Die Länge eines einzelnen Moduls kann den jeweiligen Bedürfnissen angepasst werden. Bevorzugt sind die Module vergleichsweise kurz, um eine möglichst homogene Energieverteilung innerhalb der jeweiligen Brennkammern gewährleiten zu können. Bevorzugt weist jedes Modul in Längsrichtung eine Ausdehnung von < 20 m, bevorzugt < 10 m, besonders bevorzugt < 5 m auf. Im vierten Facilities for supplying energy. A significantly larger number of combustion chambers or devices for supplying energy is preferred. Preference is given to at least 5, particularly preferably at least 7 combustion chambers and preferably at least 5, more preferably at least 6, at least 7, at least 8, particularly preferably at least 9 means for supplying energy. In the fourth embodiment, 3 modules are connected in series with each other within the power plant. The length of a single module can be adapted to the respective needs. The modules are preferably comparatively short in order to be able to ensure the most homogeneous possible energy distribution within the respective combustion chambers. Preferably, each module has an extent of <20 m, preferably <10 m, particularly preferably <5 m in the longitudinal direction. In the fourth
Ausführungsbeispiel ist jedes der Module 3 m lang. Das gesamte Kraftwerk weist somit eine Längsausdehnung von 5 - 50 m, bevorzugt 7,5 - 40 m, besonders bevorzugt 10 - 30 m auf. Embodiment, each of the modules is 3 m long. The entire power plant thus has a longitudinal extent of 5 - 50 m, preferably 7.5 - 40 m, more preferably 10 - 30 m.
Ein Modul zur Herstellung einer Dampferzeugungseinrichtung in einem Kraftwerk zur Erzeugung von elektrischer Energie mit Dampf ist bevorzugt derart gestaltet, dass das Modul mit weiteren Modulen verbindbar ist, das Modul einen vorgegebenen Querschnitt aufweist und mindestens zwei Brennkammern aufweist, wobei eine innenliegenden Brennkammer näher an einer zentralen Ache des Moduls angeordnet ist als eine andere außenliegenden Brennkammer, wobei durch jede Brennkammer Rohrleitungen verlaufen. A module for producing a steam generating device in a power plant for generating electrical energy with steam is preferably designed such that the module can be connected to other modules, the module has a predetermined cross-section and has at least two combustion chambers, wherein an inner combustion chamber closer to a central Ache of the module is arranged as another outer combustion chamber, run through each combustion chamber piping.
Es ist in einer weiteren Ausführungsform auch möglich, dass zwischen dem bereits It is also possible in a further embodiment that between the already
beschriebenen ersten Flüssigkeitsbehälter und dem ersten Modul bzw. der ersten Brennkammer der Dampferzeugungseinrichtung ein weiterer zweiter Flüssigkeitsbehälter angeordnet ist, in welchem eine kleinere Flüssigkeitsmenge als im ersten Flüssigkeitsbehälter gespeichert ist, auf eine vorgegebene Temperatur eingestellt werden kann. Durch die vergleichsweise kleine Flüssigkeitsmenge ist eine genauere Einstellung der Temperatur möglich, mit welcher die Flüssigkeit diesen zweiten Flüssigkeitsbehälter verlässt und mit welcher sie weiteren, stromabwärts angeordneten Einrichtungen zugeführt werden kann. Das Temperieren der Flüssigkeit kann dabei mittels jeglicher geeigneter Einrichtungen erfolgen. So sind a first second liquid container and the first module or the first combustion chamber of the steam generating device, a further second liquid container is arranged, in which is a smaller amount of liquid stored as in the first liquid container can be adjusted to a predetermined temperature. Due to the comparatively small amount of liquid, a more accurate adjustment of the temperature is possible, with which the liquid leaves this second liquid container and with which it can be supplied to further downstream devices. The tempering of the liquid can be done by any suitable means. So are
beispielsweise elektrische Temperiereinrichtungen, Heizungen mit fossilen Brennstoffen, Solarenergie, oder Nutzung von Abwärme aus anderen Prozessen möglich. Beispielsweise kann dies mittels Wärmetauschern erfolgen. Bevorzugt wird die Flüssigkeit in diesem Behältnis bereits auf eine Temperatur etwas unterhalb ihres Siedepunktes eingestellt, besonders bevorzugt auf eine Temperatur, die weniger als 20°C, besonders bevorzugt weniger als 10°C unterhalb des Siedepunktes der verwendeten Flüssigkeit liegt. Bei der Verwendung von Wasser sind demnach Temperaturen > 80°C, besonders bevorzugt > 90°C bevorzugt. For example, electric temperature control, fossil fuel heating, solar energy, or use of waste heat from other processes possible. For example, this can be done by means of heat exchangers. Preferably, the liquid in this container is already adjusted to a temperature slightly below its boiling point, more preferably to a temperature which is less than 20 ° C, more preferably less than 10 ° C below the boiling point of the liquid used. When using water therefore temperatures> 80 ° C, more preferably> 90 ° C are preferred.
Ebenfalls der ersten Brennkammer vorgeschaltet kann optional auch eine Einrichtung angeordnet sein, in der die Flüssigkeit bereits in den Gasförmigen Zustand überführt wird. Also upstream of the first combustion chamber may optionally be arranged a device in which the liquid is already transferred to the gaseous state.
Demnach erfolgt in der ersten und den folgenden Brennkammern lediglich die Überhitzung des bereits erzeugten Dampfes. Zur Erzeugung des Dampfes in dieser zusätzlichen Accordingly, in the first and the following combustion chambers, only the overheating of the steam already generated takes place. To generate the steam in this additional
Dampferzeugungseinrichtung wird bevorzugt die Abwärme der Verbrennungsabgase verwendet. Bevorzugt werden daher die Verbrennungsabgase, welche durch den zentralen Hohlraum von den einzelnen Brennkammern abgeführt werden, verwendet. In einer bevorzugten Steam generating device is preferably used, the waste heat of the combustion gases. Preferably, therefore, the combustion exhaust gases which are discharged through the central cavity of the individual combustion chambers used. In a preferred
Ausführungsform werden die heißen Verbrennungsabgase in einem Leitungssystem aus einem wärmeleitfähigem Material durch diese zusätzliche Dampferzeugungseinrichtung geleitet. Die bereits auf eine vorgegebene Temperatur eingestellte Flüssigkeit wird direkt oder über einen Wärmetauscher mit dem heißen Leitungssystem in Kontakt gebracht, wodurch ihr die zur Verdampfung notwendige Energie zugeführt wird und sich Dampf ausbildet. Bevorzugt erfolgt die Dampferzeugung durch das Aussprühen der temperierten Flüssigkeit auf eine Rohrleitung in der die heißen Verbrennungsabgase geführt werden. Beispielsweise kann dies derart erfolgen, dass aus einer Vielzahl von Öffnungen oder Düsen Flüssigkeit auf eine beispielsweise spiralförmig verlaufende Abgasleitung gesprüht wird. Bei Kontakt mit der über Abgasleitung aus einem wärmeleitfähigen Material, deren Außentemperatur oberhalb des Siedepunkts der Flüssigkeit liegt, verdampft die Flüssigkeit und kann durch eine Austrittsöffnung als Dampf der ersten Brennkammer zugeführt werden. Nicht verdampfte Flüssigkeit wird am Boden dieser Dampferzeugungseinrichtung gesammelt und in einen der Flüssigkeitsbehälter zurückgeführt. Bevorzugt erfolgt die Rückführung in den zweiten Flüssigkeitsbehälter, in dem die Flüssigkeit bereits eine Temperatur nahe dem Siedepunkt aufweist. Embodiment, the hot combustion exhaust gases are passed in a conduit system made of a thermally conductive material through this additional steam generator. The already set to a predetermined temperature liquid is brought directly into contact or via a heat exchanger with the hot line system, whereby it is supplied to the necessary energy for evaporation and steam is formed. Steam generation preferably takes place by spraying the tempered liquid onto a pipeline in which the hot combustion exhaust gases are conducted. For example, this can be done such that liquid is sprayed from a plurality of openings or nozzles on an example, spirally extending exhaust pipe. Upon contact with the via exhaust pipe made of a thermally conductive material whose outside temperature is above the boiling point of the liquid, the liquid evaporates and can be supplied through an outlet opening as a vapor of the first combustion chamber. Unevaporated liquid is collected at the bottom of this steam generator and returned to one of the liquid containers. Preferably, the return takes place in the second liquid container, in which the liquid already has a temperature near the boiling point.
(Allgemeines) (General)
Alle zuvor beschriebenen Ausgestaltungen des Kraftwerks 1 und des Verfahrens können einzeln oder in allen möglichen Kombinationen Verwendung finden. Hierbei sind insbesondere folgende Modifikationen denkbar. Auch wenn zuvor beschrieben ist, dass das Kraftwerk 1 eine Turbine 40 aufweist, so kann das Kraftwerk bei Bedarf auch mehr als eine Turbine 40 aufweisen, auf welche der Dampf aus der Dampferzeugungseinrichtung 30 geleitet wird. Hierzu muss der Dampf aus den Außenrohren 27 nur geeignet auf die Anzahl der jeweils verwendeten Turbinen 40 aufgeteilt werden. Darüber hinaus ist es möglich, dass das Dach des Flüssigkeitsbehälters 10 ein Satteldach ist. Dieses ist vorzugsweise so auf dem Flüssigkeitsbehälter 10 aufgesetzt, dass die Wände des All of the above-described embodiments of the power plant 1 and of the method can be used individually or in all possible combinations. In particular, the following modifications are conceivable. Although it has previously been described that the power plant 1 has a turbine 40, if required the power plant can also have more than one turbine 40, to which the steam is led out of the steam generating device 30. For this purpose, the steam from the outer tubes 27 must be divided only suitable for the number of turbines 40 used in each case. Moreover, it is possible that the roof of the liquid container 10 is a saddle roof. This is preferably placed on the liquid container 10 that the walls of the
Flüssigkeitsbehälters 10 für Kontroll- und Wartungszwecke oben begehbar sind. Hierzu sind im Bereich des Satteldaches entsprechende Türen bzw. Einstiegsluken vorzusehen. Soweit wie möglich werden die zuvor genannten Heißluftgeräte und Heizeinrichtungen mit von dem Liquid container 10 for inspection and maintenance purposes are accessible above. For this purpose, corresponding doors or access hatches are to be provided in the area of the saddle roof. As far as possible, the aforementioned hot air devices and heaters with by the
Kraftwerk 1 erzeugtem Strom versorgt. Power plant 1 generated electricity supplied.
Alle zuvor erwähnten Rohre können aus Stahl hergestellt sein, welcher Temperaturen über 600 °C und beispielsweise bei den Innen- und Außenrohren 26, 27 bis zu 1200 °C dauerhaft standhalten kann. Vorzugsweise handelt es sich hier um austenitischem Stahl. Zudem sind auch alle Teile und Schichten, die in dieser Beschreibung als aus Stahl bestehend genannt sind, geeignet, den Temperaturen dauerhaft standzuhalten, die bei der Beschreibung für sie genannt sind. Bei Bedarf handelt es sich ebenfalls um austenitischen Stahl oder einen anderen geeigneten Stahl. All the above-mentioned pipes may be made of steel, which can withstand temperatures above 600 ° C and, for example, with the inner and outer tubes 26, 27 up to 1200 ° C permanently. Preferably, this is austenitic steel. In addition, all parts and layers, which are referred to in this description as consisting of steel, suitable to withstand the temperatures permanently, which are called in the description for them. If necessary, it is also austenitic steel or other suitable steel.
Alle zuvor beschriebenen Einführungen von Flüssigkeit, Luft, Brennstoff usw. in das Kraftwerk 1 sowie die Temperatur an verschiedenen Stellen im Kraftwerk 1 können mittels geeigneter Sensoren gemessen werden. Bei Bedarf können die von den Sensoren ermittelten Werte über eine Regeleinrichtung auf vorbestimmte Sollwerte geregelt werden. All previously described introductions of liquid, air, fuel, etc. into the power plant 1 as well as the temperature at various points in the power plant 1 can be measured by means of suitable sensors. If necessary, the values determined by the sensors can be regulated to predetermined desired values via a control device.
Im Bereich des Endes der Außenrohre 27 der Dampferzeugungseinrichtung 30, das heißt im Bereich vor der Turbine 40, können die Außenrohre 27 jeweils einen über ein Ventil In the region of the end of the outer tubes 27 of the steam generating device 30, that is in the region in front of the turbine 40, the outer tubes 27 can each have a valve
offenbaren/schließbaren Abzweig aufweisen, über welchen Dampf aus den Außenrohren 27 abgelassen werden kann, um beispielsweise den Dampfdruck auf die Turbine 40 zu vermindern, wenn dies gewünscht oder erforderlich sein sollte. have openable / closable branches over which steam can be vented from the outer tubes 27, for example, to reduce the vapor pressure on the turbine 40, if desired or required.
Je nach der mit dem Kraftwerk 1 zu erzeugenden Leistung kann beispielsweise zwischen Öl oder Erdgas als Brennstoff gewählt werden. Hierbei hat Öl eine höhere Brennkalorie. Wird in dem Kraftwerk 1 Öl als Brennstoff verwendet, kann eine Hitze von ca. 1200 °C erzeugt werden. Wird in die Rohre, durch die Wasser in die Richtung des Dampfes eingeleitet werden kann, Erdgas eingeführt, kann die Hitze auf 1500 °C erhöht werden. Depending on the power to be generated by the power plant 1, it is possible, for example, to choose between oil or natural gas as the fuel. Here, oil has a higher calorific value. If oil is used as fuel in the power plant 1, a heat of about 1200 ° C can be generated. If natural gas is introduced into the pipes, through which water can be introduced in the direction of the steam, the heat can be increased to 1500 ° C.
Beispielsweise können die zuvor im Zusammenhang mit den Figuren beschriebenen Teile des Kraftwerks 1 folgende Abmessungen haben: For example, the parts of the power plant 1 previously described in connection with the figures may have the following dimensions:
Flüssigkeitsbehälter 10: Länge 50 m, Breite 20 m, Tiefe 3 m; Wandstärke: 1 m, davon 0,8 m Ziegelschicht, 0,2 m Betonschicht; Stahlschicht am Boden ca. 1 cm dick und an den Liquid container 10: length 50 m, width 20 m, depth 3 m; Wall thickness: 1 m, of which 0.8 m brick layer, 0.2 m concrete layer; Steel layer at the bottom about 1 cm thick and at the
Innenwänden bis zu 1 m hoch; Dachstärke: 0,2 cm; verbleibende Wandstärke zur Begehbarkeit: 0,8 m; 6 Dachöffnungen, davon 3 auf jeder Seite des Satteldaches, und 2 Türen, davon jeweils 1 auf jeder Seite des Satteldaches. Stahlkanäle 22: Länge ca. 150 m, Breite x Höhe ca. 1 m x 1 m; Weg der Heizrohre 23 im Interior walls up to 1 m high; Roof thickness: 0.2 cm; remaining wall thickness for accessibility: 0.8 m; 6 roof openings, 3 on each side of the saddle roof, and 2 doors, 1 each on each side of the gable roof. Steel channels 22: length approx. 150 m, width x height approx. 1 mx 1 m; Way of the heating pipes 23 in
Stahlkanal 22 ca. 450 m; Flüssigkeitshöhe im Stahlkanal 22 jeweils 0,5 m; Abstand der Steel channel 22 about 450 m; Liquid level in the steel channel 22 each 0.5 m; Distance of
Heizrohre 23 von der Flüssigkeitsoberfläche im Stahlkanal 22 ca. 0,065 m; Ziegelschicht über den Stahlkanälen 22: Dicke 0,4 m; Heating tubes 23 from the liquid surface in the steel channel 22 about 0.065 m; Brick layer over the steel channels 22: thickness 0.4 m;
Heizrohre 23: Rohrdurchmesser 50 cm; Heating pipes 23: pipe diameter 50 cm;
Heizrohre 25: Rohrdurchmesser 10 cm; Heating pipes 25: pipe diameter 10 cm;
Schutzschichten für System der Heizrohre 23, Rohrverteiler 24 und Heizrohre 25: Protective layers for system of the heating pipes 23, pipe manifold 24 and heating pipes 25:
Betonschichtdicke 0,15 m; Ziegelschichtdicke 0,3 m; Kachelschichtdicke 0,3 m. Concrete layer thickness 0.15 m; Brick thickness 0.3 m; Tile layer thickness 0.3 m.
Innenrohre 26: Rohrdurchmesser 50 cm Inner tubes 26: tube diameter 50 cm
Außenrohre 27: Rohrdurchmesser 80 cm Outer tubes 27: tube diameter 80 cm
Dampferzeugungseinrichtung 30: Länge ca. 650 m bis ca. 2000 m, wovon der kanalartige langgestreckte Abschnitt ca. 500 m bis ca. 1850 m und das Gewölbe 31 jeweils ca. 150 m lang ist; Durchmesser ca. 12,80 m; breitester Durchmesser des Gewölbes 31 : ca. 20 bis 24 m. Steam generating device 30: length about 650 m to about 2000 m, of which the channel-like elongated section about 500 m to about 1850 m and the vault 31 each about 150 m long; Diameter about 12.80 m; widest diameter of the vault 31: approx. 20 to 24 m.
Betonschicht 32: Dicke 1 m Concrete layer 32: thickness 1 m
Ziegelschicht 33a, 33b: Dicke jeweils 0,8 m  Brick layer 33a, 33b: each 0.8 m thick
Kachelschicht 34: Dicke ca. 2,00 bis ca. 5,00 m, bevorzugt ca. 3,30 m oder auch 2,80 m;  Tile layer 34: thickness about 2.00 to about 5.00 m, preferably about 3.30 m or 2.80 m;
Abstand der Innenrohre 26 in der Kachelschicht 34 zum Hohlraum 35: ca. 0,5 m; Abstand der Außenrohre 27 bis zum Rand der Kachelschicht 34: ca. 0,5 m. Distance of the inner tubes 26 in the tile layer 34 to the cavity 35: about 0.5 m; Distance of the outer tubes 27 to the edge of the tile layer 34: about 0.5 m.
Hohlraum 35: Durchmesser im kanalartigen langgestreckten Abschnitt ca. 2 m, im Gewölbe 31 entsprechend breiter.  Cavity 35: Diameter in the channel-like elongated section about 2 m, in the vault 31 correspondingly wider.
Brennkammer 37: Breite ca. 5 cm; Abstand zwischen den einzelnen Brennkammern 37: 10 m, so dass in der Dampferzeugungseinrichtung 30 einschließlich des Gewölbes 31 ca. 200  Combustion chamber 37: width approx. 5 cm; Distance between the individual combustion chambers 37: 10 m, so that in the steam generating device 30 including the vault 31 about 200
Brennkammern 37 vorhanden sind. Vorzugsweise sind die Brennkammern mit einer Stahlschicht ausgekleidet oder bestehen aus Stahl, der den entstehenden Temperaturen dauerhaft standhält. Abstand der Brennkammern 37 von sowohl den Innenrohren 26 als auch den Außenrohren: ca. 25 cm. Combustion chambers 37 are present. Preferably, the combustion chambers are lined with a steel layer or made of steel, which withstands the resulting temperatures permanently. Distance of the combustion chambers 37 of both the inner tubes 26 and the outer tubes: about 25 cm.
Brennkammerzufuhrrohr: Material: Stahl, Rohrinnendurchmesser ca. 5 cm, Rohrwandstärke mindestens 1 cm, Länge mindestens von einer Brennkammer 37 bis zu der Außenseite der Dampferzeugungseinrichtung 30. Combustion chamber feed pipe: Material: steel, inner pipe diameter about 5 cm, pipe wall thickness at least 1 cm, length at least from a combustion chamber 37 to the outside of the steam generating device 30th
Hohlraumheizrohr 39: Rohrdurchmesser 10 cm; Abstand zwischen einzelnen  Cavity heating tube 39: tube diameter 10 cm; Distance between individual
Hohlraumheizrohren 1 m. Cavity heating pipes 1 m.
Lüftungsschächte 39a: Durchmesser 10 cm; Abstand zwischen einzelnen Lüftungsschächten 10 m.  Ventilation ducts 39a: diameter 10 cm; Distance between individual ventilation shafts 10 m.
Abstand zwischen ringförmigen Rohren außen um die Dampferzeugungsanlage 30, durch welche Wasser in entweder die Innenrohre 26 oder in die Außenrohre 27 eingeleitet werden kann, um beim Anheizen des Kraftwerks 1 die Stahlkanäle 22 zu füllen oder beim Betrieb des Kraftwerks 1 den Dampf in den Innenrohren 26 und/oder den Außenrohren 27 mittels Wasser abzukühlen: ca. 200 m bis ca. 600 m. Bei einer Länge der Dampferzeugungseinrichtung 30 von 2000 m kann, von den Stahlkanälen aus gesehen, beispielsweise bei 600 m, 1200 m und/oder 1700 m ein ringförmiges Rohr um die Dampferzeugungsanlage 30 zur Einleitung von Wasser in die Außenrohre 27 vorgesehen sein. Bei ca., 1000 m kann ein ringförmiges Rohr um die Dampferzeugungsanlage 30 zur Einleitung von Wasser in die Innenrohre 26 vorgesehen sein. Bei kürzeren Dampferzeugungseinrichtungen als 2000 m ergibt sich die Anordnung und der Abstand zwischen den ringförmigen Rohren außen um die Dampferzeugungsanlage 30 entsprechend. Distance between annular pipes outside the steam generating plant 30, through which water in either the inner tubes 26 or in the outer tubes 27 can be introduced to fill when heating the power plant 1, the steel channels 22 or the operation of the power plant 1, the steam in the inner tubes 26th and / or the outer tubes 27 by means of water to cool: about 200 m to about 600 m. At a length of the steam generating device 30 of 2000 m, viewed from the steel ducts, for example at 600 m, 1200 m and / or 1700 m, an annular pipe may be provided around the steam generating plant 30 for introducing water into the outer pipes 27. At about 1000 m, an annular tube may be provided around the steam generating plant 30 for introducing water into the inner tubes 26. For shorter steam generating facilities than 2000 m, the arrangement and the distance between the annular tubes outside the steam generating plant 30 results accordingly.
Im Zusammenhang mit diesen ringförmigen Rohren außen um die Dampferzeugungsanlage 30 sei noch folgendes angemerkt. In connection with these annular tubes outside the steam generating plant 30, the following should be noted.
Aus den zuvor genannten Stahlkanälen 22 führen Rohre mit einem Durchmesser von 0,50 m zu den Innenrohren 26, die den in den Stahlkanälen 22 entstandenen Dampf in die Innenrohre 26 transportieren. Bevor sie in die Innenrohre 26 eintreten, ist es vorteilhaft, wenn es auch eine Möglichkeit gibt, sie zu öffnen und zu verschließen. Der Dampf hat beim Eintritt in die Innenrohre 26 eine Temperatur von ca. 150 bis 250 °C. Er trifft auf die Rohre, welche schon eine From the aforementioned steel channels 22 lead pipes with a diameter of 0.50 m to the inner tubes 26, which transport the resulting steam in the steel ducts 22 in the inner tubes 26. Before they enter the inner tubes 26, it is advantageous if there is also a way to open and close them. The steam has a temperature of about 150 to 250 ° C when entering the inner tubes 26. He meets the pipes, which already have one
Temperatur von 1000 °C haben. Er wird dann weitergeführt in Richtung Gewölbe 31 und erhält in etwa in der Mitte der Dampferzeugungsanlage 30 (bei einer Länge von 2000 m ist dies ca. 1000 m) eine Temperatur von 1000 °C bis 1200 °C. Zweck des langen Weges, den der Dampf von den Stahlkanälen 22 zu der Dampferzeugungseinrichtung 30 und durch sie hindurch zurücklegt, ist, einen möglichst hohen Druck und höchste Kraft zu erreichen, mit der der Dampf von den Außenrohren 27 in Richtung der Turbinen 40, 41 transportiert wird. Temperature of 1000 ° C have. It is then continued in the direction of vault 31 and receives in about the middle of the steam generating plant 30 (at a length of 2000 m, this is about 1000 m), a temperature of 1000 ° C to 1200 ° C. The purpose of the long path the steam travels from the steel channels 22 to and through the steam generator 30 is to achieve the highest possible pressure and force with which the steam is transported from the outer tubes 27 towards the turbines 40, 41 becomes.
10 m nach dem höchsten Punkt des Gewölbes 31 kann in die Rohre, die den Dampf zu den Außenrohren 27 führen, Wasser unter hohem Druck hineingeschossen werden. Hierzu sind die Rohre, durch welche dieses Wasser eingeleitet wird, in einer Schräglage so montiert, dass das Wasser in die Richtung geführt wird, die auch der Dampf hat. Diese Stelle, wo die 10 m after the highest point of the vault 31, water can be shot in under high pressure into the tubes which lead the steam to the outer tubes 27. For this purpose, the pipes through which this water is introduced, mounted in an inclined position so that the water is guided in the direction that also has the steam. This place where the
wasserführenden Rohre auf die dampfführenden Rohre treffen, muss zusätzlich verstärkt werden. Das gilt für alle Rohre, die Dampf aus dem Gewölbe 31 zu den Außenrohren transportieren. 300 m nach dem Gewölbe wird dieser Prozess noch einmal wiederholt. Zudem wird er nochmal nach weiteren 500 m und dann nochmal nach 600 m wiederholt. An dieser letzten Stelle der Wasserzufuhr sollte die Temperatur des Dampfes auf mindestens 600 °C heruntergeholt werden. If water-bearing pipes hit the steam-carrying pipes, they must be additionally reinforced. This applies to all pipes that transport steam from the vault 31 to the outer pipes. 300 m after the vault, this process is repeated again. In addition, it is repeated again after another 500 m and then again after 600 m. At this last point of the water supply, the temperature of the steam should be brought down to at least 600 ° C.
Dieses Wasser, das den Druck, unter dem der Dampf durch die Außenrohre 27 geführt wird, einerseits erhöht, an der letzten Stelle aber auch zur Kühlung dient, wird mit Hilfe von This water, which increases the pressure under which the steam is passed through the outer tubes 27, on the one hand, but also serves for cooling in the last place, is with the aid of
Rohrleitungen von 0,80 m Durchmesser vom Flüssigkeitsbehälter 10 durch Pumpen zur Anlage geleitet. Diese Rohrleitungen sind durch Ziegelschichten von ca. 0,80 m Stärke geschützt. Das Wasser aus dem Flüssigkeitsbehälter 10 hat eine Temperatur von 100 bis 120 °C und wird in einer Menge von 50 Litern pro Sekunde zugeführt. Durch einen Anschluss zum Grundwasser, der sich beispielsweise auch an der Stelle befinden kann, wo der Dampf in den Außenrohren 27 auf eine Temperatur von 600 °C heruntergeholt werden muss, kann Wasser zugeführt werden. Dieses Grundwasser wird durch weitere Rohre auch wieder durch Pumpen zu den Stellen der Außenrohre 27 geführt, die zuvor beschrieben wurden, einschließlich der Anschlussstellen im Gewölbe. Alle diese Anschlussstellen, wo Wasser in die Außenrohre geführt wird, können geöffnet und geschlossen werden. Im Falle einer Gefahr kann das Grundwasser auch verwendet werden, um sofort die Hitze und den Druck in der Dampferzeugungseinrichtung 30 zu senken. Pipelines of 0.80 m diameter from the liquid container 10 passed through pumps to the plant. These pipes are protected by brick layers of approx. 0.80 m thickness. The water from the liquid container 10 has a temperature of 100 to 120 ° C and is supplied in an amount of 50 liters per second. By a connection to the groundwater, which may for example also be located at the point where the steam in the outer tubes 27 has to be brought down to a temperature of 600 ° C, water can be supplied. This groundwater is replaced by other pipes again by pumping to the places of Outer tubes 27 outlined above, including the connection points in the vault. All of these junctions, where water is routed into the outer tubes, can be opened and closed. In case of danger, the groundwater may also be used to immediately reduce the heat and pressure in the steam generator 30.
Nach dem zuvor beschriebenen Prozess der Kühlung wird der Dampf in Richtung der Turbinen weitergeführt. Beim Austritt aus der Dampferzeugungseinrichtung 30 hat der Dampf eine Temperatur von 600 °C. Pro Außenrohr 27 kommen 300 Liter Dampf pro Sekunde zu der Turbine 40. After the process of cooling described above, the steam is continued in the direction of the turbines. Upon exiting the steam generator 30, the steam has a temperature of 600 ° C. Per outer tube 27 300 liters of steam per second come to the turbine 40th
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Kraftwerk 1 power plant
10 Flüssigkeitsbehälter  10 liquid containers
20 Rohrsystem  20 pipe system
21 Flüssigkeitsbehälterabflussrohr  21 liquid container drain pipe
21 a Absperrventil  21 a shut-off valve
22 Stahlkanal  22 steel channel
22a Isolierschicht  22a insulating layer
23 Heizrohr  23 heating pipe
24 Rohrverteiler  24 pipe distributor
25 Heizrohr  25 heating pipe
26 Innenrohr  26 inner tube
27 Außenrohr  27 outer tube
28 Kondensationsrohr  28 condensation tube
29 U-förmiges Rohr  29 U-shaped tube
29a Rohrstück  29a pipe section
29b Heizeinrichtung  29b heating device
30 Dampferzeugungseinrichtung  30 steam generating device
31 Gewölbe  31 vaults
32 Betonschicht  32 concrete layer
33a, 33b Ziegelschicht  33a, 33b brick layer
34 Kachelschicht  34 tile layer
35 Hohlraum  35 cavity
36 Stahlschicht  36 steel layer
37 Brennkammer  37 combustion chamber
39 Hohlraumheizrohr  39 cavity heating tube
39a Lüftungsschacht  39a ventilation shaft
40 Turbine  40 turbine
41 Turbine  41 turbine
42 Kondensationsrohr  42 condensation tube
50 Aufnahmebehälter  50 receptacles
60 Brennstoffbehälter  60 fuel tanks

Claims

Kraftwerk und Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie mit Dampf Patentansprüche Power plant and method for generating electrical energy with steam Claims
1 . Kraftwerk (1 ) zur Erzeugung von elektrischer Energie mit Dampf, mit 1 . Power plant (1) for generating electrical energy with steam, with
einem Flüssigkeitsbehälter (10) zur Aufnahme einer Flüssigkeit, aus welcher Dampf zu erzeugen ist,  a liquid container (10) for receiving a liquid from which steam is to be generated,
einem Rohrsystem (20), welches mit dem Flüssigkeitsbehälter (10) derart verbunden ist, dass es mit Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter (10) gespeist werden kann, und einer Vielzahl von separaten Brennkammer (37), welche jeweils mit einem  a pipe system (20) which is connected to the liquid container (10) such that it can be supplied with liquid from the liquid container (10), and a plurality of separate combustion chamber (37), each with a
vorbestimmten Abstand voneinander entlang der Länge einer  predetermined distance from each other along the length of a
Dampferzeugungseinrichtung angeordnet sind, zur Erwärmung der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter (10) in der Dampferzeugungseinrichtung zu Dampf.  Steam generating means are arranged for heating the liquid from the liquid container (10) in the steam generating means to steam.
2. Kraftwerk nach Anspruch 1 , wobei das Rohrsystem (20) eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Rohren (26, 27) umfasst, welche derart nebeneinander angeordnet sind, dass sie im Querschnitt gesehen einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Körper bilden. 2. Power plant according to claim 1, wherein the pipe system (20) comprises a plurality of juxtaposed tubes (26, 27) which are arranged side by side so that they form a substantially hollow cylindrical body in cross-section.
3. Kraftwerk nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Rohrsystem (20) eine Vielzahl von 3. Power plant according to claim 1 or 2, wherein the pipe system (20) a plurality of
nebeneinander angeordneten Rohren (26, 27) umfasst, welche jeweils zwei im  comprises juxtaposed tubes (26, 27), each having two in the
Wesentlichen geradlinig geformte und nebeneinander angeordnete Rohrabschnitte (26, 27) aufweisen, die durch einen gebogenen Abschnitt miteinander verbunden sind.  Substantially rectilinear shaped and juxtaposed pipe sections (26, 27) which are interconnected by a bent portion.
4. Kraftwerk nach Anspruch 3, wobei die zwei geradlinig geformten Rohrabschnitte (26, 27) eines Rohrs unterschiedlich große Rohrdurchmesser haben. 4. Power plant according to claim 3, wherein the two rectilinear pipe sections (26, 27) of a pipe have different sized pipe diameters.
5. Kraftwerk nach Anspruch 4, 5. Power plant according to claim 4,
wobei die geradlinig geformten Rohrabschnitte (27) eines Rohrs, die einen ersten Rohrdurchmesser haben, derart nebeneinander angeordnet sind, dass sie im Querschnitt gesehen einen ersten Ring bilden, wobei die anderen geradlinig geformten Rohrabschnitte (26) eines Rohrs, die einen zweiten Rohrdurchmesser haben, der kleiner als der erste Rohrdurchmesser ist, derart nebeneinander angeordnet sind, dass sie im Querschnitt gesehen einen zweiten Ring bilden, und wherein the rectilinear pipe sections (27) of a pipe having a first pipe diameter are arranged side by side so as to form a first ring when viewed in cross section, wherein the other rectilinear pipe sections (26) of a pipe having a second pipe diameter smaller than the first pipe diameter are arranged side by side so as to form a second ring when viewed in cross section, and
wobei der erste Ring einen größeren Ringdurchmesser als der zweite Ring hat und um den ersten Ring herum angeordnet ist.  wherein the first ring has a larger ring diameter than the second ring and is disposed around the first ring.
6. Kraftwerk nach Anspruch 4 oder 5, zudem mit mindestens einer Heizeinrichtung zur Erwärmung des Rohrabschnitts der zwei im Wesentlichen geradlinig geformten und nebeneinander angeordneten Rohrabschnitte (26) eines Rohrs des Rohrsystems (20), welcher den kleineren Rohrdurchmesser hat. 6. Power plant according to claim 4 or 5, further comprising at least one heating device for heating the pipe section of the two substantially rectilinear shaped and juxtaposed pipe sections (26) of a pipe of the pipe system (20), which has the smaller pipe diameter.
7. Kraftwerk nach Anspruch 6, wobei die mindestens eine Heizeinrichtung an der 7. Power plant according to claim 6, wherein the at least one heating device on the
Innenwand des Rohrabschnitts des geradlinigen Rohrabschnitts mit kleinerem  Inner wall of the pipe section of the rectilinear pipe section with smaller
Rohrdurchmesser fest montiert ist und eine Heizwärme von ca. 850 °C erzielt.  Pipe diameter is firmly mounted and achieved a heat of about 850 ° C.
8. Kraftwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Rohrsystem (20) in eine Kachelschicht (34) eingebettet ist, welche im Querschnitt gesehen einen hohlzylindrischen Körper hat, der außen von mindestens einer Ziegelschicht (33a, 33b) und einer darauf angeordneten Betonschicht (32) umgeben ist. 8. Power plant according to one of the preceding claims, wherein the pipe system (20) in a tile layer (34) is embedded, which has seen in cross section a hollow cylindrical body, the outside of at least one brick layer (33 a, 33 b) and a concrete layer thereon ( 32) is surrounded.
9. Kraftwerk nach Anspruch 8, zudem mit Rohren (29) zum Heizen, welche von dem 9. Power plant according to claim 8, further comprising pipes (29) for heating, which of the
Hohlraum (35) des hohlzylindrischen Körpers um die geradlinigen Rohrabschnitte (26, 27) mit verschiedenen Rohrdurchmessern gebogen sind und wieder in den Hohlraum (35) führen.  Cavity (35) of the hollow cylindrical body are bent around the rectilinear pipe sections (26, 27) with different pipe diameters and again in the cavity (35) lead.
10. Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie mit Dampf, mit den Schritten 10. A method of generating electrical energy with steam, comprising the steps
Aufnehmen einer Flüssigkeit, aus welcher Dampf zu erzeugen ist, in einem  Picking up a liquid from which steam is to be produced, in one
Flüssigkeitsbehälter (10),  Liquid container (10),
Speisen der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter (10) in ein Rohrsystem (20), und Erwärmen der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter (10) in dem Rohrsystem (20) zu Dampf mittels einer Vielzahl von separaten Brennkammern (37), welche jeweils mit einem vorbestimmten Abstand voneinander entlang der Länge einer  Feeding the liquid from the liquid container (10) into a pipe system (20), and heating the liquid from the liquid container (10) in the pipe system (20) to steam by means of a plurality of separate combustion chambers (37), each at a predetermined distance from each other along the length of a
Dampferzeugungseinrichtung angeordnet sind.  Steam generating device are arranged.
PCT/EP2011/054820 2010-03-29 2011-03-29 Power plant and method for generating electrical power using steam WO2011124506A2 (en)

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