DE865556C

DE865556C - Thermal power plant with waste heat recovery

Info

Publication number: DE865556C
Application number: DEL8503A
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl-Ing Krone
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1951-03-10
Filing date: 1951-03-10
Publication date: 1953-02-02

Description

Die Erfindung. betrifft eine Wärmekraftanlage mit AbWärmeverwertung, in welcher ein gasförmiges Arbeitsmittel, vorzugsweise Luft, Bauerndeinen geschlossenen Kreislaufunter überdruck beschreibt. Die Anlage arbeitet mit Kühlung, wobei ein Teil bzw. die ganze Abwärme, die in den Kühlern anfällt, nutzbar verwendet wird.The invention. concerns a thermal power plant with waste heat recovery, in which a gaseous working medium, preferably air, closed your peasants Describes circulatory overpressure. The system works with cooling, whereby a Part or all of the waste heat that accumulates in the coolers is usable.

.Zweck der Erfindung ist, einen Betrieb der Anlage bei Wahrung eines bestimmten, jedoch jeweils wählbaren (hauptsächlich optimalen) spezifischen Wärmeverbrauches, bezogen auf die erzeugte Kilowattstunde, bei verschiedenem Wärmebedarf, z. B. für Heizzwecke, und zwar von o bis zur vollen Abwärmeausnutzung der Anlage zu ermöglichen.. The purpose of the invention is an operation of the system while maintaining a certain but selectable (mainly optimal) specific heat consumption, based on the generated kilowatt hour, with different heat requirements, z. B. for To enable heating purposes, namely from o to the full utilization of waste heat from the system.

Zur Erreichung des angestrebten Ziels ist gemäß der Erfindung ein parallel zum Nutzwärmenetz geschalteter Wärmeaustauscher vorgesehen, durch dessen Einschalten die Anlage unabhängig vom Wärmebedarf auch ohne Nutzwärmeabgabe bei jeder gewünschten Leistung optimal ausgefahren werden kann.To achieve the intended aim, according to the invention, a parallel to the useful heat network connected heat exchanger is provided, through its Switch on the system regardless of the heat demand, even without any useful heat output every desired performance can be optimally deployed.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Schaltbild veranschaulicht.The invention is illustrated in the drawing in a circuit diagram.

Es bezeichnen i eine Luftturbine, 2 den Verdichter für deren rückgekühlte Abluft, 3 einen Regenerativaustauscher, 4 einen Lufterhitzer, 5 einen in das Nutzwä@rmenetz 6 eingeschalteten HeizungswäTmeaustauscher und 7 einen im Kühlwassernetz 8 vorgesehenen Austauscher. Ein Nutzleistungsgenerator 9 wird ebenso wie der Luftverdichter 2 von der Luftturbine z angetrieben. Ein zusätzlicher WäTmeaustauscher io ist parallel zum Nutzwärmenetz 6 geschaltet.I denote an air turbine, 2 the compressor for its recooled Exhaust air, 3 a regenerative exchanger, 4 an air heater, 5 one in the useful heat network 6 switched on HeizungswäTmeaustauscher and 7 provided in the cooling water network 8 Exchanger. A useful power generator 9 is just like the air compressor 2 of the air turbine z driven. An additional heat exchanger io is parallel switched to the useful heat network 6.

In dem Lufterhitzer 4 wird durch äußere Wärmezufuhr die hochgespannte Kreislaufluft auf eine gewünschte Temperatur gebracht. Die Luft strömt nach der mehrstufigen Luftturbine i, wo sie unter Arbeitsleistung entspannt wird. Die Abluft derTurbine i strömt durch den Regenerativaustauscher 3, wo sie bei praktisch konstantem Druck ihre Wärme an die verdichtete Kreislaufluft abgibt. Eine weitere Kühlung der Luft erfolgt in dem Heizungswärmeaustauscher 5, wobei Wärme füm Nutzzwecke abgegeben wird. Zur Herabsetzung der Verdichtungsarbeit wird die Kreislaufluft weiter durch Frischwasser im Austauscher 6 gekühlt. Im Verdichter 2 wird die rückgekühlte Luft verdichtet. Die verdichtete Luft strömt durch den Regenerativaustauscher 3 und nimmt Wärme von der Turbinenabluft auf. Eine weitere Erhitzung der Luft erfolgt im Lufterhitzer 4.In the air heater 4 is the high voltage by external heat supply Circulating air brought to a desired temperature. The air flows to the multi-stage air turbine i, where it is relaxed under work performance. The exhaust air the turbine i flows through the regenerative exchanger 3, where it is practically constant Pressure gives off its heat to the compressed circulating air. Another cooling of the Air takes place in the heating heat exchanger 5, with heat being given off for useful purposes will. To reduce the compression work, the circulating air is further through Fresh water cooled in exchanger 6. The recooled air is in the compressor 2 condensed. The compressed air flows through the regenerative exchanger 3 and takes Heat from the turbine exhaust air. The air is heated further in the air heater 4th

Bei einer so geschalteten Anlage wird das zu erwärmende Heizungswasser dem Wä.rmeaustauscher 5 vom Netz 6 zugedrückt, und die Menge und Zulauftemperatur zu dem Wärmeaustauscher richtet sich nach der Außenlufttemperatur und dem Wärmebedarf. Die Anlage könnte nun zwar nach dem Wärmebedarf ausgefahren werden, hierbei würdejedoch bei einem gewünschten spezifischen Wärmeverbrauch je erzeugte Kilowattstunde eine ganz bestimmte Leistung erzeugt werden. Wird dagegen eine bestimmte Leistung verlangt, die nicht dem obengenannten Betriebspunkt entspricht, so würde dies nur bei einem anderen (im allgemeinen größeren) spezifischen Wärmeverbrauch je erzeugte Kilowattstunde möglich sein.With a system switched in this way, the heating water to be heated is the Wä.rmeaustauscher 5 pressed by the network 6, and the amount and inlet temperature to the heat exchanger depends on the outside air temperature and the heat demand. The system could now be extended according to the heat demand, but this would with a desired specific heat consumption, one per generated kilowatt hour very specific power can be generated. If, on the other hand, a certain service is required, which does not correspond to the above operating point, this would only be the case with one other (generally larger) specific heat consumption per generated kilowatt hour to be possible.

Grundsätzlich bestünde auch die Möglichkeit, den Frischwasserwärmeaustauscher 7 so groß zu bemessen, daß er die gesamte Abluftwärme verarbeiten kann, dies bedingt jedoch'nicht nur größere Anlagekosten, sondern auch einen größeren Druckverlust in dem Austauscher, dies wiederum einen schlechteren Wirkungsgrad der Anlage (gegenüber den Verhältnissen mit kleineren Druckverlusten), und zwar nicht nur bei Heizwärmeteillasten, sondern bei sämtlichen Lasten der Anlage.In principle, there would also be the option of using the fresh water heat exchanger 7 to be dimensioned so large that it can process the entire exhaust air heat, this requires however'not only greater system costs, but also a greater pressure loss in the exchanger, this in turn means a poorer efficiency of the system (compared to the conditions with smaller pressure losses), and not only with partial heating loads, but with all loads of the system.

Weiterhin wäre es möglich, den Heizungswärmeaustauscher 5 zeitweise bei Nutzwärmebedarf o mit Kühlwasser zu beaufschlagen; hierzu wäre es jedoch erforderlich, das Kühlwasser zumindest ebenso gut aufzubereiten wie das Heizungswasser, da sonst eine Verschmutzung des Austauschers kaum zu vermeiden wäre. Diese Möglichkeit hat außerdem den Nachteil, daß- die Heizwärmeabgabe nur sprungweise geregelt werden kann.It would also be possible to temporarily use the heating heat exchanger 5 if useful heat is required o to be charged with cooling water; for this, however, it would be necessary to treat the cooling water at least as well as the heating water, otherwise contamination of the exchanger could hardly be avoided. Has this possibility also the disadvantage that the heat output can only be regulated in leaps and bounds can.

Der erfindungsgemäß- parallel zum Heizungsnetz schaltbare Wärmeaustauscher io ist einerseits mit dem zu kühlenden Heizungswasser, andererseits mit Frischwasser beauschlagt. Der Wärmeaustauscher 5 wird immer mit Heizungswasser beaufschlagt und arbeitet stets unter denselben Bedingungen. Die Einrichtung gestattet, die Anlage bei jeder gewünschten elektrischen Leistung und jeder gewünschten HeizwäTmeabgabe optimal auszufahren.The heat exchanger that can be switched in parallel to the heating network according to the invention io is on the one hand with the heating water to be cooled, on the other hand with fresh water applied. The heat exchanger 5 is always supplied with heating water and always works under the same conditions. The facility allows the facility with any desired electrical output and any desired heating output to extend optimally.

Eine Parallelschaltung eines Wärmeaustauschers zum Heizungsnetz im Sinne der Erfindung kann naturgemäß auch bei Dampfturbinenanlagen mit Abwär meverwertung angewandt werden.A parallel connection of a heat exchanger to the heating network in For the purposes of the invention, of course, steam turbine systems with waste heat can also be used can be applied.

Claims

PATENT CLAIM: Thermal power plant with waste heat utilization, in which a gaseous working medium, preferably air, permanently a closed circuit describes under overpressure and in which the waste heat is used for useful purposes, characterized; that by switching on a heat exchanger (io) in parallel to the utility heating network (6) the system regardless of the heat demand (even without utility heat output) can be optimally extended for any desired electrical power.