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DE193184T1 - Verfahren und vorrichtung fuer die durchfuehrung eines thermodynamischen zyklus mit interner kuehlung. - Google Patents

Verfahren und vorrichtung fuer die durchfuehrung eines thermodynamischen zyklus mit interner kuehlung.

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DE193184T1
DE193184T1 DE198686102489T DE86102489T DE193184T1 DE 193184 T1 DE193184 T1 DE 193184T1 DE 198686102489 T DE198686102489 T DE 198686102489T DE 86102489 T DE86102489 T DE 86102489T DE 193184 T1 DE193184 T1 DE 193184T1
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DE
Germany
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fluid
working fluid
expanded
turbine
cooled
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DE198686102489T
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Alexander I. Houston Tex. Kalina
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Individual
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    • F01K7/22—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being only of turbine type the turbines having inter-stage steam heating

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Claims (30)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erzeugung eines thermodynamise hen Kreislaufs,
gekennzeichnet
durch die folgenden Schritte: es wird eine gasförmige Arbeitsflüssigkeit expandiert,um ihre Energie in eine verwendbare Form zu überführen; die expandierte gasförmige ArbeitsfIüssigkeit wird abgekühlt;
die abgekühlte Arbeitsflüssigkeit wird auf einen niederen Verbrauchs I uftdruckwert expandiert, um so ihre Energie in eine verwendbare Form zu überführen; die verbrauchte Arbeitsflüssigkeit wird kondensiert und die kondensierte Arbeitsflüssigkeit wird verdampft, wobei Wärme verwendet wird, die während der Abkühlung der expandierten gasförmigen Arbeitsflüssigkeit übertragen
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verdampfung die kondensierte Arbeitsflüssigkeit in zwei unterschiedliche F I üs s i g k e i t s st r örne unterteilt wird, daß der erste Flüssigkeitsstrom in einem Verdampfer verdampft wi rd und daß der zweite. Flüssigkeitsstrom in Gegenwart.der expandierten gasförmigen Arbeitsflüssigkeit verdampft wird, wobei der zweite Flüssigkeitsstrom unter Abkühlung der expandierten gasförmigen Arbeitsflüssigkeit expandiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichn et, daß die kondensierte Arbeitsflüssigkeit vor der Aufteilung
der kondensierten Arbeitsflüssigkeit in zwei getrennte Strahlen'aufgeheizt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsflüssigkeit auf einen niederen Verbrauchsdruckwert expandiert wird/ bei dem das Fluid eine gesättigte Flüssigkeit ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k en nzeichnet, daß das Arbeitsfluid aus einem Einzelbestandteil Arbeitsfluid besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t, daß das Arbeitsfluid mindestens zwei Bestandteile umfaßt, , die· 'unterschiedliche Siedepunkte haben.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e &eegr; &eegr; &zgr; ei c h &eegr; et, daß nach der Expansion des gasförmigen Arbei t'sf l'uids das Arbeitsfluid wieder erwärmt wird und daß nach der Wiedererwärmung, aber vor der Abkühlung, das Arbeitsfluid wieder expandiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmefluidstrom geschaffen wird, der die Wärme zum Vorheizen des ArbeitsfIu ids und zum Aufheizen des ersten Fluidstroms liefert, wobei ein Teil des Auf hei zf.luids zum überhitzen des verdampften, kondensierten Arbeitsfluids verwendet wird und wobei ein anderer Teil des Auf heizfIu ids zum Wiedererwärmen des gasförmigen Arbeitsfluids verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Auf heizfluids, welches zum Wiedererwärmen verwendet wird, mit dem restlichen Aufheizfluid wieder zusammengeführt wird, bevor das Aufheizfluid zum Verdampfen des kondensierten Arbeitsfluids herangezogen wi rd.
10. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß bei der Abkühlung im wesentlichen das gesamte gasförmige Arbeitsfluid abgekühlt wird und daß danach im wesentlichen das gesamte abgekühlte Arbeitsfluid expandiert wird.
11. Verfahren zur Erzeugung eines thermodynamise hen Krei slaufs,
gekennzeichnet
durch die folgenden Schritte:
es wird ein verdampftes Arbeitsfluid überhitzt; es wird das überhitzte Fluid expandiert, wobei seine
Energie in eine verwendbare Form überführt wird;
das expandierte Fluid wird wiedererwärmt; das wiedererwärmte Fluid wird expandiert, um seine Energie in eine verwendbare Form zu überführen; das expandierte wiedererwärmte Fluid wird abgekühlt; das abgekühlte Fluid wird auf einen niederen
Verbrauchsdruckwert expandiert, um seine Energie in eine
verwendbare Form zu überführen;
das verbrauchte Arbeitsfluid wird kondensiert; und das kondensierte Arbeitsfluid wird mit Wärme, die während des Abkühlens aus dem expandierten wiedererwärmten Fluid übertragen wird, verdampft.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein FLuidmittel zur Verfugung gestellt wird, welches als Wärmequelle für die überhitzung und Verdampfung des Arb.e'itsftuids dient.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der FluidwärmequelLe für die Wiedererwärmung des expandierten Fluids verwendet wird, daß ein anderer Teil der FluidwärmequelIe zur überhitzung des verdampften ArbeitsfLuids verwendet wird und daß die beiden Flüssigkeitsströme zusammengeführt werden.» um die kondensierte Flüssigkeit zu verdampfen.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzei c h &eegr; e t, daß die kondensierte Arbeitsflüssigkeit vorerwärmt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgewärmte Fluid in zwei Fluidströme aufgeteilt wird, wobei ein Fluidstrom in einem ersten Verdampfer verdampft wird und der andere Flüssigkeitsstrom durch die Wärmeübertragung während der Abkühlung des expandierten wiedererwärmten Fluids verdampft wird und daß die Fluidströme vor der überhitzung des Arbeitsf luids zusammengeführt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Abkühlung der größte Teil des expandierten wiedererwärmten Fluids abgekühlt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Abkühlung im wesentlichen das gesamte expandierte wiedererwärmte Fluid abgekühlt wird und daß dann im wesentlichen das gesamte abgekühlte Fluid expandi ert wi rd.
18. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des expandierten Fluids so gewählt wird, daß dieses auf eine Temperatur wiedererwärmt wird, die im.wesentlichen der Temperatur des expandierten, abzukühlenden Fluids entspricht.
19. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch g e k e &eegr; &eegr; &zgr; e i c h &eegr; e t, daß die F luidtemperatur vor dem Abkühlen im allgemeinen höher als die Temperatur des Sättigungsdampfes des Arbeitsfluids gewählt wird, welches verdampft wird.
20. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des abgekühlten Fluids größer als die Temperatur der Sättigungsflüssigkeit des Arbeitsfluids, welches verdampft, gewählt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme, die in das System durch die Abkühlung wieder zurückgeführt wird, im wesentlichen gleich der Wärme ist, die beim Wiederaufwärmen verbraucht wird.
22. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die-Arbeitsflüssigkeit ein Flüssigkeitsstrom aus
vielen Bestandteilen ist.
23. Verfahren zur Erzeugung eines thermodynamisehen
Krei slaufs,
gekennzeichnet-
durch die folgenden Schritte:
ein Anfangsarbeitsfluid wird auf eine Temperatur in der
Nähe seiner Siedetemperatur aufgewärmt;
die vorgewärmte Anfangsarbeitsflüssigkeit wird in einen ersten und zweiten Flüidstrom aufgeteilt; der erste Flüssigkeitsstrom wird unter Verwendung einer erste ^Wärmequelle verdampft;
der zweite Flüssigkeitsstrom wird unter Verwendung einer zweiten Wärmequeile verdampft;
die beiden ersten und zweiten verdampften Ströme werden zusammengeführt;
das zusammengeführte Arbeitsfluid wird überhitzt, um ein beladenes gasförmiges Hauptarbeitsfluid zu bilden; das Hauptarbeitsfluid wird expandiert, um seine Energie in eine verwertbare Form zu überführen; das expandierte beladene Hauptarbeitsfluid wird wiedererwärmt;
das wiedererwärmte Hauptarbeitsf luid wird expandiert, um seine Energie in eine verwertbare Form zu überführen; es wird dann im wesentlichen das gesamte expandierte wiedererwärmte Hauptarbeitsfluid abgekühlt und bildet somit die Wärmequelle zum Verdampfen des zweiten
Flüssigkeitsstroms;
es wird das abgekühlte Hauptarbeitsf luid auf einen niederen Verbrauchsdruckwert expandiert/ um dabei seine
Energie in eine verwertbare Form zu überführen und
es wird das kondensierte, Verbrauchsarbeitsfluid abgekühlt, so daß es wieder das Anfangsarbeitsfluid bildet.
24. Vorrichtung zur Durchführung eines thermodynamisehen Kreislaufs,
gekennzeichnet durch:
eine Turbinenvorrichtung mit einem ersten und einem zweiten Turbinensatz, wobei jeder Satz wenigstens eine
Turbinenstation einschließt, und wobei jeder Satz einen
Gaseinlaß und einen Gasauslaß besitzt; und
durch einen TurbinengaskühLer, der zwischen dem Gasauslaß des ersten Satzes und dem Gaseinlaß des zweiten Satzes angeordnet ist, so daß der größte Anteil des Fluids, welches durch die Turbinenvorrichtung hindurchtritt, durch den Turbinengaskühler und zurück zu der
Turbinenenvorrichtung hindurchtritt.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Turbinensatz einen ersten und einen zweiten Turbinenabschnitt aufweist, und daß in jedem Abschnitt wenigstens eine Turbinenstation mit einem Gaseinlaß und einem Gasauslaß vorhanden ist, und daß die Vorrichtung weiterhin einen Turbinengaswiedererwärmer aufweist, der zwischen dem Gasauslaß des ersten Turbinenabschnitts und dem Gaseinlaß des zweiten Turbinenabschnitts angeschlossen ist.
26. Gerät nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensationsuntersystem am Auslaß des zweiten Turbinensatzes angeschlossen ist und daß ein Kocher zwischen dem Einlaß des ersten Turbinensatzes und dem Auslaß des Kondensat ionsunter syst ems angeschlossen ist, wobei der Kocher einen Vorerhitzerabschnitt, einen Verdampfungsabschnitt und einen über hitzungsabschni11 umfaßt.
27. Gerät - nach - Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet, daß der Vorerwärmungsbereich in Flüssigkeitsverbindung mit dem Verdampfer und dem TurbinengaskühLer steht, so daß Fluid, welches aus dem Vorerwärmbereich fließt, im Turbinengaskühler und dem Verdampfungsbereich verdampft werden kann.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kocher an eine FluidwärmequeI Ie anschließbar ist, daß der Wiedererwärmer eine Einrichtung umfaßt, mit der die Wärmequelle durch den Wiedererwärmer hindurchgeleitet werden kann, so daß der über hitzer umgangen werden kann und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit der ein Teil der Wärmequelle in den Fluidfluß vor dessen Eingang in den Verdampfungsbereich wieder eingeleitet werden kann.
29. Gerät nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensierungsuntersyst em eine Destillationsvorrichtung für die Kondensation eines aus mehreren Bestandteilen bestehenden ArbeitsfIuids ist.
30. Gerät nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet, daß der GaskühIer so angeordnet ist, daß er im wesentlichenden gesamten durch die Turbine fließenden Strom erfaßt und den Strom an die Turbinenvorrichtung zurückführt.
DE198686102489T 1985-02-26 1986-02-26 Verfahren und vorrichtung fuer die durchfuehrung eines thermodynamischen zyklus mit interner kuehlung. Pending DE193184T1 (de)

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