CH243689A - Wärme- und Leistungserzeugungsanlage. - Google Patents

Description

  Wärme- und     Leistungserzeugungsanlage.       Es ist     bekannt,    eine     Feuerungsanlage    mit  einer     Luftturbinenanlage    zu kombinieren. Die       Feuerungsanlage        kann    zur Erzeugung von  Dampf zu Heiz- und Kraftzwecken dienen  oder zur     Abgabe    der     Feuerungswärme    zu  beliebigen Heizzwecken. Es     ist    ferner be  kannt, die Abluft der     Luftturbine    als Ver  brennungsluft zu verwenden.

   Schliesslich ist  auch schon vorgeschlagen worden, durch die  Luftturbine mehr Luft zu schicken als für  die Verbrennung benötigt wird und die     über-          schüssige    Abluft zu Wärmezwecken     (Speise-          wasservorwärmung,        Nutzwärmeabgabe)    zu  verwenden.  



  Da die Leistung der Gesamtanlage um so  grösser wird, je mehr Luft man durch die       Luftturbine    schickt, kann bei grossen Lei  stungen zu viel     Abluftwärme    entstehen, die  weder für .die Verbrennung noch für andere  Zwecke brauchbar ist.

   Bei einer Wärme- und       Leistungserzeugungsanlage    nach der Erfin  dung, bei welcher eine     Feuerungsanlage    mit  einer     Luftturbinenanlage    derart kombiniert  ist, dass ein Teil der     Feuergaswärme    für die         Aufheizung    der     Druckluft    verwendet wird,  wird ein Teil der Abluft der Luftturbine als  Brennluft der Feuerung zugeführt, während  mindestens ein übriger     Teil@der        Abluftmenge     einen Teil ihrer Abwärme an die dem     Kom-          pressor    zugeführte Frischluft abgibt.

   Da  durch werden Wärmeverluste der überschüs  sigen Abluft verhindert und der Wirkungs  grad     wird    erhöht. Die Wärmeabgabe an die  Frischluft kann durch Austausch oder durch       Zumischung    erfolgen.  



  Die beiliegende     schematische    Zeichnung       betrifft    ein Ausführungsbeispiel des Erfin  dungsgegenstandes. Das     Speisewasser    wird in  den     Vorwärmern        B"        BZ    und     B3        erwärmt-          (I-I',    I' I",     I"-II).    Der Dampf wird im       Kessel    D     (II-III)    erzeugt, im     Überhitzer        E          (III-IV)    überhitzt und in der Gegendruck  turbine F     (V--VI)    entspannt.

   Der Dampf  gibt seine Nutzwärme im Teilverbraucher     Hl          (VI-VII)    an den Verbraucher H ab. Die  Verbrennungsgase geben einen Teil ihrer  Wärme bei hohen Temperaturen im Dampf  kessel D (65-69) und     Überhitzer    E (69-79)      an das Dampfsystem und hernach zwecks  Leistungserzeugung in den     Luftvorwärmern          L,    und     L2    an das Luftsystem ab. Der Kom  pressor     K    ist als gekühlt vorausgesetzt.

    Durch Kühler U, die an mehreren Stufen des       Kompressors        K    vorgesehen sind, wird als       Kühlmittel    beispielsweise Wasser oder das  Speisewasser der Dampfanlage oder auch  Luft     geführt    (Kühlstufen     a-b    und     b-c),     welches     Kühlmittel    die im Kühler aufgenom  mene Wärme     im    Teil     H4    des Verbrauchers H       (d-e)        ebenfalls    an den     Verbraucher    oder an  das Speisewasser abgeben kann.  



  Die im Kompressor     K    von 0, auf 9 kom  primierte Luft gelangt in die     Luftvorwärmer          L,    (30-39) und     L._    (40-49) und von da zur  Turbine M (50-59), die den Generator N  und den Kompressor     K    antreibt. Der Kom  pressor     K    kann aber auch separaten Antrieb  erhalten, z. B. durch eine Teilturbine der  Turbine M. Die Abluft (59) der Turbine H  ist in zwei Teilströme aufgeteilt. Der eine  Teilstrom wird in der     Feuerungsanlage,    der  er im Zustand 60 zugeführt wird, als Ver  brennungsluft gebraucht, nachdem er vorher  im     Vo.rwärmer        B3    Wärme an das Speisewas  ser abgegeben hat.

   Auf dem Rost C wird       beispielsweise    Kohle verbrannt. Die Ver  brennungsgase (61) gelangen zum Teil über  den Verdampfer D (65-69) und den Über  hitzer E (70-79) zum     Luftvorwärmer        L_.     Vor ihrem Eintritt in den     Luftvorwärmer    L,  werden     abgezweigte    Heissgase über<B>651,</B> der  Mischungsstelle 80     zugeführt    und mit den  abgekühlten Verbrennungsgasen (79) ge  mischt.

   Der     Luftvorwärmer        L@    wird dann  von den     Mischgasen    im Zustand 80     beauf-          schlagt.    Die Gase können nach Durchströmen  eines     Teils    des     Luftvorwärmers        L.    nochmals  mit restlichen, abgezweigten Heissgasen ge  mischt werden. Zu diesem Zweck ist der Gas  strom im     Vorwärmer        L,    bei 81 unterbrochen,  und es     werden    die Gase mit dem über 652  abgezweigten     Heissgasrest    gemischt.

   Die  Mischgase     beaufschlagen    sodann im Zustand  82 den Restteil von     Vorwärmer        L.    und ver  lassen letzteren im Zustand 85, um von da  in den Gasteil des     Luftvorwärmers        L,    zu    gelangen, den sie im Zustand 89 verlassen.  Die Abgase des     Vorwärmers        L,    durchströ  men noch den     Speisewasservorwärmer        B2    (90  bis 99), um alsdann ins Kamin zu ent  weichen.

   Sie könnten aber vorher auch noch  Wärme an den Verbraucher     abgeben.    Die bei  59 von der Brennluft abgezweigte, über  schüssige Luft strömt direkt zum     Luftvor-          wärmer        L,,    den sie von 850-890 durch  strömt. Vom     Luftvorwärmer        L,    gelangt die  Luft in den     Speisewasservorwärmer        B,    (900  bis 990), wo sie Wärme an das Speisewasser       abgibt.    Schliesslich wird noch     Abluftwärme     im Teilverbraucher     H..    (991-999) an den  Verbraucher<I>H</I> abgegeben.

   Im     Vorwärmer   <I>L,</I>  und im folgenden Strömungsweg werden die       Feuerungsgase    (85-89-99) getrennt von der  Abluft (850-890-990) geführt.  



  Ein Teil der nicht. als Brennluft der       Feuerungsanlage    zugeführten Abluft kann  auch nach dem     Vorwärmer        B3    den Feuer  gasen bei 80     zugeführt    werden.  



  Es wird nun die überschüssige Abluft  wärme oder ein Teil     derselben    von 999 aus  in den Kompressor     K    zurückgeführt. Da  durch wird verhindert,     da.ss    Abwärme der  überschüssigen Abluft     verlorengeht.    Diesem  Zweck dient der     Austauscher    X, in welchem  die Abluft zwischen 999 und<B>1000</B> abgeführt  und die Frischluft, zwischen 0, und 0, vor  gewärmt wird. Es könnte auch die Abluft  oder ein Teil derselben bei 999 unmittelbar  mit der Frischluft gemischt werden.

   Bei einer  Anlage, die Wärme und Leistung erzeugt,  kann die so erfolgende Verhinderung der       Luftabwärmeverluste    von grösserer Bedeu  tung sein als der erhöhte Leistungsbedarf des  Kompressors infolge höherer Ansaugtempe  ratur.  



  Beim gezeichneten Beispiel ist noch eine       VTärmepumpe    vorhanden, die Wärme aus  einem     tieftemperaturigen    Niveau mindestens  auf dasjenige des Verbrauchers hebt. P be  deutet einen Verdampfer, Q einen Dampf  kompressor.     R    einen Kondensator,     S    eine  Expansionsmaschine und T einen Druck  vernichtungsschieber.     Sofern    die Wärme  pumpe mit Verdampfung arbeitet, wird die      Expansionsmaschine weggelassen und der  Druck im Teil T allein vernichtet.

   Die im  Verdampfer P dem tiefen Temperaturniveau  (Umgebungsluft, Wasser von Seen oder Flüs  sen usw.) entzogene Wärme sowie die Kom  pressionswärme des     Kompressors    Q werden  im Kondensator R an das     flüssige    oder gas  förmige     Mittel        (vorzugsweise    Wasser oder  Luft) abgegeben, welches im Kondensator     B     Wärme aufnimmt (Zustandsänderung f-9)  und dieselbe mindestens zum Teil in Teil  verbraucher     HZ    an den Verbraucher<I>H</I> abgibt       (g,        dz).    Die Turbine     S    treibt einen Generator       1F    an.

       Y    stellt den Antriebsmotor des       Wärmepumpenkompressors    dar.  



  An Stelle der     Dampfwärmepumpenanlage,     die in der Figur angenommen wurde, kann  auch     eine    Luft- oder     Ga3wärmepumpen-          anlage    treten, wobei alsdann der Kompressor  Q beispielsweise einen Rotationskompressor,       B    und P     Wärmeaustauscher    und     S    eine     Luft-          oder    Gasturbine     bedeuten.    Im Falle von Luft  kann der Verdampfer P wegfallen; an seine  Stelle tritt alsdann direkt die Atmosphäre.

    Die Kompressoren     K    und<I>Q</I> können im Falle  von gleichen Arbeitsmedien zusammengebaut  werden, ebenfalls die Turbinen     M    und     S    (in  dem beispielsweise der Kompressor Q als eine  Stufe oder Stufengruppe des     Kompressors        K     gebaut wird).  



       Die        Antriebs-    und     Kupplungsverhältnisse     von Turbinen und Kompressoren können  anders als im Beispiel sein. Ferner können       statt    Kohle andere Brennstoffe     (flüssige    oder  gasförmige) verwendet werden.  



  Die     Kombination    von Luftturbine und  Wärmepumpe kann auch derart erfolgen, dass  s       tatt    einer eigenen     Wärmepumpenanlage          mindestens    ein Teil der     Luftturbinenstufen     mit Luft so tiefer Temperatur beschickt  wird, dass die Austrittstemperatur dieser  Stufengruppe unterhalb der Umgebungs  temperatur zu liegen kommt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Wärme- und Leistungserzeugungsanlage, bei welcher eine Feuerungsanlage mit einer Luftturbinenanlage derart kombiniert ist, dass ein Teil der Feuergaswärme für die Auf heizung der Druckluft verwendet wird, da durch gekennzeichnet, dass ein Teil der Ab luft der Luftturbine als Brennluft der Feue rung zugeführt wird, während mindestens ein übriger Teil der Abluftmenge einen Teil ihrer Abwärme an die dem Kompressor zu geführte Frischluft abgibt.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. ,Wärme- und Leistungserzeugungs- anlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Wärmeabgabe an die Frischluft durch Austausch erfolgt. Wärme- und Leistungserzeugungs- anlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Wärmeabgabe an die Frischluft durch Zumischung erfolgt. 3.

   Wärme- und Leistungserzeugungs- anlage nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Teil der Abluftabwärme an das Speisewasser eines Dampfsystems ab gegeben wird. 4. Wärme- und Leistungserzeugungs- anlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die vom gekühlten Kom pressor abgeführte Wärme an das Speise wasser eines Dampfsystems abgegeben wird. 5.

   Wärme- und Leistungserzeugungs- anlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die vom gekühlten Kom pressor abgeführte Wärme an den Nutz wärmeverbraucher abgegeben wird. 6. Wärme- und Leistungserzeugungs- anlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Wärmepumpe vor handen ist. 7.

   Wärme- und Leistungserzeugungs- anlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zwecks Erreichung eines Wärmepumpeneffektes mindestens ein Teil der Turbinenstufen mit Luft so tiefer Tem peratur beschickt wird, dass die Austritts- temperatur der Luft unterhalb der Um gebungstemperatur liegt.