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Dokumentenidentifikation DE19949017A1 12.04.2001
Titel Kombinationswärme-/Dampf-Kraftanlage
Anmelder Obieglo, Helmut, 40591 Düsseldorf, DE
Erfinder Obieglo, Helmut, 40591 Düsseldorf, DE
DE-Anmeldedatum 11.10.1999
DE-Aktenzeichen 19949017
Offenlegungstag 12.04.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2001
IPC-Hauptklasse F02G 5/02
IPC-Nebenklasse F01K 23/10   
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf ein Schema für eine Wärmekraftanlage. Erfindungsgemäß gelangt eine Wärmekraftanlage zur Anwendung, welche in Verbindung mit einem Wärmetauscher und einer nachgeschalteten Dampfkraftanlage eine Wirkungsgradverbesserung erzielen läßt.

Beschreibung[de]

Die der Erfindung bezieht sich auf ein Schema für eine Wärmekraftanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

1. Stand der Technik

Bekannt sind in diesem Zusammenhang beispielsweise kombinierte Gas-Dampf-Kraftwerke in denen die relativ hohe Temperatur, die nach der Verbrennung von Brennstoffen zur Verfügung steht, zunächst in einer nach dem sogenannten Joule-Prozess arbeitenden offenen Gasturbinenanlage genutzt und im weiteren Verlauf das heiße Turbinenabgas für eine Dampfkraftanlage nach dem sogenannten Clausius-Rankine-Prozess weiterverwendet wird um mehr Nutzarbeit - bezogen auf einen Primärenergieträger - zu erhalten.

Die Gasturbinenabgase enthalten hierbei eine bestimmte und anlagenspezifisch bedingte, begrenzte Enthalpie bzw. potentielle Arbeitsfähigkeit.

2. Aufgabenstellung der Erfindung

Demgemäß wird die Erfindung in der Lösung der Aufgabe gesehen, den Prozeßablauf örtlich und zeitlich derart zu optimieren, daß bei gegebener und insbesondere hoher Anzahl der Arbeitszyklen je Zeiteinheit, besonders für den Abgasenthalpiestrom eine hohe potentielle Arbeitsfähigkeit bereitzustellen.

Dies soll erfindungsgemäß durch eine geeignet ausgewählte Verbrennungskraftmaschine passieren, welche dem Dampfkraftkreislauf vorgeschaltet wird.

Hierdurch wird bei sicherer, zügiger und mit angepasstem Volumenstrom betriebener erfindungsgemäßer Anlage eine weitere deutliche Wirkungsgradsteigerung - bezogen auf einen Primärenergieträger - erreicht.

Ein einwandfreier und dabei weicherer Betrieb wird bei erzielter Verbesserung gewährleistet. Die Anwendbarkeit soll dadurch gesteigert werden, daß die Erfindung demgemäß konstruierbar und auch praktisch herzustellen ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Wesentliche Merkmale und weitere Vorteile gehen aus der Beschreibung hervor.

3. Die Erfindung

Im Vergleich zu dem zuvor erwähnten Stand der Technik werden wichtige Einflußgrößen dadurch verbessert, daß erfindungsgemäße Anlagenkomponenten speziell über ausgewählte Werkstoffmaterialien verfügen, insbesondere über hochtemperaturfeste Stoffe wie beispielsweise Keramiken, die das angestrebte Prozessziel, insbesondere eine Wirkungsgradverbesserung, ermöglichen.

Die Neuerung erreicht dies insbesondere durch eine passende Art der Kombination von bereits verfügbaren Komponenten, die in erfindungsgemäßer Weise miteinander prozesstechnisch verknüpft werden.

Die gemeinsame Einstellung für die hier entscheidenden Gestaltungen führen zu dem gewünschten Fortschritt und bilden die Grundlage für das Leistungsbild der Erfindung, nach welcher nicht nur eine einzelne Verbesserung erzielt wird, sondern auch und insbesondere in Verbindung mit konventionellen und ausgewählten Maschinentypen ein breiteres Spektrum des erfindungsgemäßen Ergebnisses beansprucht werden kann.

Die funktionelle Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung wird beschrieben, ohne zu weit auf konstruktive Details einzugehen.

4. Figurenbeschreibung (Fig. 1 bis Fig. 7)

Fig. 1 Schematische Wirkanordnung erfindungsgemäßer Anlage,

Fig. 2 Anlagenschema.

Zunächst wird die Erfindung einem speziellen Grundgedanken nach in ihrer allgemeinen,

Fig. 1 und in einem ursprünglichen Gedanken folgend als Anlagenschema, Fig. 2, beschrieben.

Fig. 1

Eine mit 1 bezeichnete Wärmekraftmaschine, insbesondere Wankelmotor, ist mit seinem Abgaskanal an einem nicht näher spezifizierten Wärmetauscher 2 angeschlossen. Dieser steht über einen Kanal mit einer (Dampf-) Turbine in Verbindung. Über hier nicht gezeichnete zusätzliche konventionelle Anlagenkomponenten - siehe Fig. 2 - wird insgesamt ein Kombinationskreislauf aus Wärme- und Dampfkraftanlage erzielt. Erfindungsgemäß lassen sich Wirkungsgrade - bezogen auf einen Primärenergieträger - von mehr als 50% ermöglichen.

Insbesondere der Abgasstrom des mit speziellen hochtemperaturfesten Werkstoffen ausgestatteten Wankelmotors ("wärmedichter Motor") ermöglicht mit Temperaturen von weit über 500°C die vorteilhafte Nutzung der Abgasenthalpie zur Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades. Diese Eigenheit dieses speziellen Wankelmotors bietet gegenüber anderen (Hubkolben-) Aggregaten den gewünschten Vorteil.

Fig. 2

Bei dem hier skizzierten Schema handelt es sich um allgemein bekannte Komponenten in denen die spezielle Wirkanordung erfindungsgemäßer Anlagenbauteile integriert ist. Die Beschreibung erfolgt hier mit ausreichender Genauigkeit in aufzählhafter Schreibweise:

Mit 1.1 ist der Verdichterteil bezeichnet, mit 1.2 die brennstoffverarbeitende Betriebseinheit, mit 1.3 der Expansionsteil. Die Pfeile bezeichnen hierbei vereinfachte Stoff- und Energieströme.

Mit 2 ist der erfindungsgemäß erforderliche Wärmetauscher gekennzeichnet. 3.1 kennzeichnet die (Dampf-) Turbine, 3.2 einen notwendigen Kondensator und mit 3.3 ist eine erforderliche Pumpe gekennzeichnet. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Wärmekraftmaschine, insbesondere Wankelmotor

1.1 Verdichterkomponente

1.2 Brennstoff verarbeitende Einrichtung

1.3 Expansionsteil

2 Wärmetauscher

3 Turbine einer Dampfkraftanlage

3.1 (Dampf-) Turbine

3.2 Kondensator

3.3 Pumpe


Anspruch[de]
  1. 1. Kombinationswärme-/Dampfkraftanlage, gekennzeichnet durch eine Wärmekraftmaschine mit volumenvariablen Kammern, insbesondere Wankelmotor, mit Bauteilen aus hochtemperaturfesten Werkstoffen, insbesondere Keramiken, mit einem Wärmetauscher am Abgasstrom der Wärmekraftmaschine, in Verbindung mit einer Dampfkraftanlage.






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