DE102013008070A1

DE102013008070A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Gewinnung von elektrischer Energie aus Hochtemperaturwärme

Info

Publication number: DE102013008070A1
Application number: DE102013008070.3A
Authority: DE
Inventors: Rainer Schlitt; Fritz Richarts; Reinhold Altensen
Original assignee: Individual
Current assignee: Richarts Fritz Dr De; Schlitt Rainer De; Technische Hochschule Mittelhessen De; Technische Hochschule Mittelhessen Koerperscha De
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2014-11-13

Abstract

In den meisten thermischen Kraftanlagen wird die thermische Energie bei hohen Drücken in den Prozess eingekoppelt oder durch interne Verbrennung erzeugt. Für viele zukünftige Anwendungen bedeutet dies eine erhebliche Erschwernis, insbesondere im Hinblick auf die Gewinnung von elektrischer Energie aus heißen Abgasen, aus Solarenergie oder auch für die Rückverstromung von als Hochtemperaturwärme gespeicherter Überschussenergie aus regenerativer Stromerzeugung. Das neue Verfahren soll die Möglichkeit schaffen, Wärme auf Umgebungsdruckniveau oder im Unterdruckgebiet in den Prozess einzukoppeln. Eine weitere Einschränkung in thermischen Kraftanlagen ist die niedrige Effizienz im Bereich kleiner elektrischer Leistungen, bedingt durch die geringen Abmessungen der Umwandlungsmaschinen bei hohen Arbeitsdrücken, verursacht von den überproportional höheren Verlusten. Bei Verwendung von Turbomaschinen für den Antrieb von Generatoren besteht mit geringer werdender Leistung ein Zwang zu immer höheren Drehzahlen. Die Geometrie kleiner Maschinen verursacht höhere strömungstechnische, mechanische und elektrische Verluste. Zur Lösung der Probleme wird ein Heißluftturbinenprozess eingesetzt, in dem der größte Teil des Systems mit Umgebungsdruck und mit Unterdruck betrieben wird. Dadurch ist es möglich, die Wärme bei Umgebungsdruckniveau oder Unterdruck zuzuführen. Die Entspannung in den Unterdruck bewirkt eine signifikante Verbesserung der Maschinenwirkungsgrade und eine wirksame Absenkung der Drehzahlen bei den Antriebsmaschinen. Dadurch lassen sich auch bei kleinen Leistungen größere Maschinenabmessungen verbunden mit einer wesentlichen Effizienzsteigerung realisieren. Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich von der Rückverstromung von als Hochtemperaturwärme gespeicherter elektrischer Überschussenergie über die Nutzung von Abwärme zur Gewinnung von elektrischer Energie bis zur Steigerung der Gesamteffizienz von Verbrennungsmotoren durch zusätzlich Nutzung der in den Abgasen enthaltenen thermischen Restenergie.

Description

Stand der Technik und Aufgabenstellung
Der weitaus überwiegende Anteil der elektrischen Energie wird in thermischen Kraftwerksprozessen erzeugt. Dabei findet in den meisten Fällen eine Umwandlung von chemischer Energie in Wärme durch Verbrennung und anschließend eine Umwandlung der thermischen Energie in elektrische Energie statt. Die Umwandlung von thermischer in elektrische Energie ist mit z. T. erheblichen Verlusten verbunden. Ein großer Teil der auf hohem Temperaturniveau in den Prozess eingekoppelten thermischen Energie wird als niedertemperierte Wärme ausgekoppelt. Je nach Temperaturniveau wird diese Wärme als Wärmeverluste an die Umgebung abgegeben oder bei Heizkraftwerken an Wärmeverbraucher zur Bedarfsdeckung für Heiz- oder Prozesswärme eingesetzt.
Zur Wärmeerzeugung werden zwei grundlegend unterschiedliche Varianten eingesetzt: Die äußere Verbrennung und die innere Verbrennung.
Die äußere Verbrennung findet in Dampfkraftanlagen statt. Die Umwandlung der thermischen in elektrische Energie basiert auf dem physikalischen Prinzip des Clausius-Rankine-Prozesses. Die äußere Verbrennung ermöglicht den Einsatz von Festbrennstoffen, vor allem Kohle, aber inzwischen auch in zunehmendem Maße Biomasse, z. B. in Form von Holzhackschnitzeln. Die Prozesskette ist technisch aufwendig. Sie wird vorzugsweise in größeren Anlagen angewendet, da die spezifischen Kosten von Kleinanlagen in den meisten Fällen das wirtschaftlich vertretbare Maß bei weitem überschreiten würden. Ein besonderes Merkmal der Dampfkraftanlagen ist auch, dass ihre Wirkungsgrade niedriger sind als bei den Prozessen mit innerer Verbrennung oder diese Werte nur mit sehr großem zusätzlichen technischen Aufwand erreichen können. Eine spezielle Ausführungsart des Dampfkraftprozesses ist der Organic Rankine Cycle, der in ORC-Anlagen verwendet wird. Diese werden vorzugsweise in kleineren Leistungseinheiten ausgeführt, weisen jedoch gegenüber den mit Wasserdampf betriebenen Großanlagen wesentlich niedrigere Wirkungsgrade und weitaus höhere spezifische Anlagenkosten auf.
Die innere Verbrennung findet in Verbrennungskraftmaschinen statt. Für die Stromerzeugung werden hierfür in kleineren Anlagen überwiegend als Kolbenmaschinen ausgeführte Verbrennungsmotoren eingesetzt. Dabei läuft die Verbrennung in den Zylindern der Motoren intermittierend ab. Sie wird durch einen Zündvorgang eingeleitet und endet unmittelbar danach, wenn der im Zylinder befindliche Kraftstoff verbrannt ist. Bei größeren Anlagen sind Gasturbinen im Einsatz. Deren physikalisches Wirkungsprinzip ist der Joule-Prozess. Gasturbinen haben innere Brennkammern, in den die Verbrennung kontinuierlich abläuft.
Die Verbrennung in Verbrennungskraftmaschinen findet bei hohen Drücken statt. Sie ist ausschließlich mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen bzw. Kraftstoffen möglich. Der Einsatz von Festbrennstoffen scheitert daran, dass der Brennstoff, z. B. Kohlenstaub, aus der Umgebung in den unter hohem Druck befindlichen Brennraum gefördert werden muss. Des Weiteren befinden sich in den Verbrennungsprodukten winzige Feststoffpartikel, bestehend aus Asche, Ruß oder teilverbranntem Brennstoff, die innerhalb kurzer Zeit die inneren Bauteile der Verbrennungskraftmaschinen mechanisch zerstören würden. Wegen der hohen Temperaturen und der hohen Drücke ist eine Filterung der Verbrennungsgase praktisch nicht möglich. Die Anwendung der inneren Verbrennung ist zusätzlich eingeschränkt durch höhere Anforderungen an die Brennstoffreinheit und bei Gasmotoren an die Begrenzung der Brenngastemperaturen. Letztere Einschränkung wirkt sich besonders stark auf die Verstromung von gasförmigen Energieträgern aus, die mittels Vergasung aus Biomasse gewonnen werden. Diese haben bei Austritt aus der Vergasungsanlage eine hohe Temperatur. Zur Reinigung und Konditionierung muss das Gas abgekühlt werden. Zusätzlich erfordert auch der motorische Prozess eine Begrenzung der Temperatur des in den Prozess eingeleiteten Brenngases. Bei dessen Abkühlung werden gasförmige Anteile kondensiert, die sich als Belag, insbesondere Teer, in den inneren Bauteilen der Maschine niederschlagen und diese nach kurzer Betriebszeit unbrauchbar machen.
Sowohl Kolbenmotoren als auch Gasturbinen können nicht zur Verstromung von hochtemperierter Wärme eingesetzt werden. Der Transfer der Hochtemperaturwärme in den inneren Prozesskreislauf scheitert bisher sowohl an den hohen Temperaturen als auch an den hohen Innendrücken der Umwandlungsmaschinen. Daher werden zurzeit in solarthermischen Kraftwerksanlagen ausschließlich Dampfkraftprozesse eingesetzt, bei denen ein Wärmeträgermedium – in den meisten Fällen ein Thermoöl – die Solarwärme aufnimmt, die anschließend in Wärmeübertragern an den Dampfkraftprozess abgegeben wird. Dadurch ist das Temperaturniveau der Solarkraftwerke im internen Kreisprozess auf einen Höchstwert von ca. 400 bis 450°C begrenzt. Das wirkt sich in erheblichem Maße nachteilig auf den Wirkungsgrad des Solarkraftwerks aus. Die Effizienz dieser Solarkraftwerke ist daher auf etwas mehr als 3.0 % – bezogen auf die in den Prozess eingespeiste thermische Energie – begrenzt. Rein theoretisch lassen sich jedoch in Solarkraftwerken mit konzentrierenden Systemen Temperaturen von > 1.000°C erzielen. Selbst bei kleinen und einfach gestalteten Kraftprozessen wären mit diesen Temperaturen Wirkungsgrade von über 40% erreichbar.
In ähnlicher Weise wirkt sich die Begrenzung der Prozesstemperatur auf die Rückverstromung von als thermische Energie gespeichertem Überschussstrom aus regenerativen Quellen, z. B. aus Photovoltaik und aus Windkraft, aus. Hierzu wird in dem Patentantrag vom 16.02.2012 (Vorrichtung und Verfahren zur Speicherung von elektrischer Überschussenergie, DPMA Aktenzeichen 10 2012 003 267.2) der Vorschlag gemacht, die elektrische Energie mittels Ohm'schen Heizelementen in hochtemperierte Wärme umzuwandeln und diese in robusten Feststoff-Wärmespeichern zwischen zu speichern. Für die Rückverstromung der Hochtemperaturwärme ist u. a. ein Heißluft-Turbinenprozess vorgesehen, der bei entsprechend hoher Temperatur in der zugeführten Wärme einen hohen Wirkungsgrad erreichen kann.
Das hier beschriebene Verfahren basiert auf dem in Gasturbinen angewandten physikalischen Prinzips des Joule-Prozesses, ähnlich wie in dem Patentantrag gemäß DPMA Aktenzeichen 10 2012 003 267.2. Gegenüber dieser Anwendung wird jedoch eine Prozessmodifikation vorgenommen, die es ermöglicht, die Wärme bei Umgebungsdruck oder bei einem geringen Unterdruck in den inneren Prozesskreislauf einzukoppeln.
Beschreibung der Vorrichtung und des Verfahrens
Das Grundprinzip des Verfahrens basiert auf der Prozessführung des Joule-Prozesses mit atmosphärischen und unteratmosphärischen Drücken im Gesamtsystem. In der Literatur ist diese Prozessführung u. a. als inverser Gasturbinenprozess oder auch als atmosphärische Gasturbine bekannt. Gegenüber diesen Verfahrensvarianten zum herkömmlichen Gasturbinenprozess wird in dem hier vorgeschlagenen Verfahren jedoch zusätzlich ein Teil des Systems mit überatmosphärischem Druckniveau betrieben. Für diese spezielle Prozessführung wird hier die Bezeichnung „Teilatmosphärischer Prozess” verwendet. Der Prozess findet demnach zum Teil mit Umgebungsdruck, zum Teil mit Unterdruck und zum Teil auch mit Überdruck statt. Je nach Anwendung kann auch auf den überatmosphärischen Systemteil verzichtet werden.
Wesentliches Merkmal des Verfahrens ist zusätzlich die Aufteilung der Turbinenleistung auf mindestens zwei Einheiten, von denen eine zum Antrieb eines elektrischen Generators und mindestens eine zum Antrieb eines Verdichters oder mehrerer Verdichter eingesetzt werden.
Die Wirkungsweise beruht darauf, dass mindestens einer der in dem System vorhandenen Verdichter eingesetzt wird, um einen Unterdruck aufzubauen, in den mindestens eine der Turbinen hinein expandiert.
Ein weiteres wesentliches Merkmal des Verfahrens ist die Paarung von Turbinen und Verdichtern in einzelnen Maschinensätzen auf einer Welle. Dabei ist Voraussetzung, dass der gewünschte Betriebspunkt der einzelnen Turbomaschine, gekennzeichnet durch Druckverhältnis, Massenstrom und Temperaturen, in dem jeweiligen Maschinensatz mit einer gemeinsamen Drehzahl in optimaler Weise eingestellt wird. Dadurch ist es möglich, preiswerte Maschinensätze in Form von Turboladern aus der Serienproduktion für die Motorenindustrie ohne Änderung zu übernehmen, die Herstellungskosten für das Gesamtsystem im Vergleich zu herkömmlichen Turbinenanlagen drastisch zu senken und dennoch eine hohe Effizienz zu erreichen. Die Verwendung von leistungsfähigen Komponenten aus der Motorenindustrie ermöglicht zusätzlich die Realisierung von hocheffizienten und preiswerten Stromerzeugungsanlagen im kleinen Leistungsbereich, z. B. mit elektrischen Leistungen von unter 50 kW.
Vorteile des Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik
Im Vergleich zur herkömmlichen Ausführung von Gasturbinen- und Heißluft-Turbinen-Anlagen weist das hiervorgeschlagene System entscheidende Vorteile auf.
Die Einkopplung von Wärme in den drucklosen, d. h. in den unter Atmosphärendruck oder geringfügigem Unterdruck stehenden Prozessabschnitt, eröffnet eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten (für die eine herkömmliche, mit hohem Druck betrieben Heißluft- oder Gasturbine nicht in Betracht kommt):

• Hocheffiziente Rückverstromung von in drucklosen, Hochtemperatur-Feststoff-Wärmespeichern zwischen gespeichertem Elektrizitätsüberschuss aus Photovoltaik- und Windenergie-Anlagen (Verfahren gern. DPMA Aktenzeichen 10 2012 003 267.2).
• Hocheffiziente Nutzung von in gasförmigen drucklosen Medien anfallender Abwärme für die Erzeugung von elektrischer Energie
• Ausführung und Betrieb von mit Feststoff befeuerten Gasturbinen-Anlagen, ausgestattet mit drucklosen Brennräumen mit nachgeschalteter Heißgas-Filterung
• Verstromung von ungekühltem und ungereinigtem Reaktionsgas aus der Biomassevergasung und der Pyrolysegasgewinnung
• Solarstromerzeugung in Solarturm-Kraftwerken mit Heliostaten und atmosphärischen Receivern

Bei Anordnung der Generatorantriebsturbinen in den drucklosen Systemabschnitt wird der Einsatz von größeren Laufrädern ermöglicht, verbunden mit geringeren Verlusten und demzufolge mit höheren Maschinenwirkungsgraden. Gleichfalls positiv wirkt sich das reduzierte Druckniveau in der Turbine auf die Drehzahl aus: Sie kann gegenüber einer mit Überdruck betriebenen Turbine drastisch reduziert werden, was mit erheblichen Vorteilen für die Herstellung und den Betrieb des angetriebenen Generators verbunden ist. So kann z. B. auf die Zwischenschaltung eines mechanischen Getriebes ohne Wirkungsgradeinbußen verzichtet werden.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Verfahrens ist das insgesamt geringere Druckniveau des Systems im Vergleich zu herkömmlichen Gasturbinen- und Heißluftturbinen-Anlagen. Die höchsten Drücke liegen bei maximal 4 bar (abs.). Dadurch sind die Anforderungen an die Bauteilfestigkeit weitaus geringer als bei herkömmlichen Anlagen, in denen Drücke bis zu 30 bar herrschen.
Von wesentlicher Bedeutung für die zukünftige Energietechnik sind hocheffiziente Stromerzeuger im kleinen Leistungsbereich. Bisher konnten Gasturbinen mit elektrischen Leistungen unter 50 kW nur mit sehr niedrigen Wirkungsgraden betrieben werden. Das hier vorgestellte Verfahren eröffnet durch den Betrieb von Turbinen im unteratmosphärischen Druckbereich die Möglichkeit, Gasturbinen oder Heißluftturbinen mit kleinen elektrischen Leistungen zu installieren, ohne dass auf eine hohe Effizienz verzichtet werden muss.
Weitere Ausgestaltung des Verfahrens
Die Verwendung von preiswerten Standard-Baugruppen aus der Motorenindustrie ermöglicht die Schaffung von hocheffizienten Gesamtsystemen durch Anwendung von thermodynamischen Prozessverbesserungsmaßnahmen, wie z. B. Zwischenkühlung und Zwischenüberhitzung, auf die in herkömmlichen, insbesondere kleineren Anlagen in den meisten Fällen aus Kostengründen verzichtet wird.
Bezugszeichenliste
zu Fig. 1

1: Außenluftaustritt
2: Verdichter 1
3: Rekuperator
4: Hochtempetaur-Wärmeübertrager
5: Turbine 1 = Verdichterantriebsturbine
6: Lufterhitzer, bzw. Hochtemperatur-Wärmespeicher, bzw. Brennkammer
7: Turbine 2 = Generatorantriebsturbine
8: Generator
9: Abhitzekessel 1
10: Nachkühler
11: Verdichter 2
12: Abhitzekessel 2
13: Fortluftaustritt

Funktionsbeschreibung zu Fig. 1
Das Grundschema für die Anwendung des Verfahrens in einer Heißluftturbinen-Kraftwerksanlage ist in 1 dargestellt. Der Prozessablauf folgt den Bezugsziffern 1 bis 13. Die Außenluft (1) wird vom Hochdruckverdichter (2) bei Umgebungsdruck und Umgebungstemperatur angesaugt, auf einen gegenüber der Umgebung erhöhten Druck komprimiert. Dabei erwärmt sie sich. Vom Verdichter (2) wird die Luft in den Rekuperator (3) gefördert. Dort wird sie weiter aufgewärmt und anschließend auf der kalten Seite des Hochtemperatur-Wärmeübertragers (4) auf die gewünschte Eintrittstemperatur in Turbine 1 (5) nachgewärmt. In der Turbine (2) wird die Luft auf ein Druckniveau entspannt, das dem Umgebungsdruck entspricht oder niedriger ist. Dabei kühlt sich die Luft ab. In diesem Zustand tritt die Luft in den Lufterhitzer (6) ein. Dieser Lufterhitzer kann als Hochtemperaturwärmespeicher ausgeführt sein, in dem hochtemperaturbeständiger Feststoff in einem vorangegangenen Ladezyklus auf eine hohe Temperatur erwärmt wurde. Der Lufterhitzer kann aber auch als Brennkammer ausgeführt sein, bei dem durch innere Verbrennung die gewünschte Temperaturerhöhung erzielt wird. Die Austrittstemperatur aus dem Lufterhitzer ist wesentlich höher als die Temperaturen am Eintritt der Turbinen. Das aus dem Lufterhitzer (6) ausströmende Medium tritt in die heiße Seite des Hochtemperatur-Wärmeübertragers (4) ein. Sie gibt dort die Wärme an die kühlere, aus dem Rekuperator (3) kommende und auf der kalten Seite das Wärmeübertragers (4) strömenden Luft ab. Das Medium kühlt sich soweit ab, bis es die zulässige Eintrittstemperatur an Turbine 2 (7) erreicht hat. In der Turbine (7) wird die Luft weiter auf einen wesentlich niedrigeren Druck – unterhalb des Umgebungsdrucks – entspannt. Dabei kühlt sie sich ab. Ein Teil der in ihr enthaltenen Wärme wird im Rekuperator (3) an die Austrittsluft des Verdichters 1 (2) abgegeben. Von dort strömt die Luft zu dem Abhitzekessel 1 (9) und wird darin weiter abgekühlt. In dem Abhitzekessel 1 (9) wird ein Wärmeträgermedium erwärmt, das die ausgekoppelte Wärme zu Heizzwecken an externe Wärmeverbraucher abgibt. Im Nachkühler (10) wird die Luft soweit wie möglich abgekühlt. Damit ist die Eintrittstemperatur am Verdichter 2 (11) nur geringfügig höher als die Umgebungstemperatur. Der Verdichter 2 (11) fördert die auf niedrigem Druckniveau befindliche abgekühlte Luft auf Umgebungsdruck. Die Luft verlässt den Verdichter (11) mit erhöhter Temperatur, die in dem Abhitzekessel 2 (12) abgebaut wird und in Form von nutzbarer Wärme analog zu Abhitzekessel 1 (9) an externe Verbraucher abgegeben wird. Aus dem Abhitzekessel 2 (12) strömt die Abluft (13) zurück in die Umgebung.
Die Verdichter 1 (2) und 2 (11) sind mechanisch mit der Turbine 2 (5) verbunden. Diese Turbine liefert die für den Verdichterantrieb benötigte mechanische Leistung. Die Turbine 1 (7) ist mit dem Generator verbunden und treibt den Generator an, in dem die von der Turbine kommende mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird.
Bezugszeichenliste
zu Fig. 2

1: Außenluftaustritt
2: Turbine 1 = Verdichterantriebsturbine
3: Turbine 2 = Generatorantriebsturbine
4: Generator
5: Abhitzekessel 1
6: Nachkühler
7: Verdichter
8: Abhitzekessel 2
9: Fortluftaustritt

Funktionsbeschreibung zu Fig. 2
Eine vorteilhafte Anwendung des Verfahrens ist schematisch in 2 dargestellt. Hierbei geht es um die Gewinnung von elektrischer Energie aus einem Heißgasstrom, das aus einer thermischen Anlage oder einer Verbrennungskraftmaschine ausstritt. Der Heißgasstrom (1) befindet sich auf einem hohen Temperaturniveau und auf Umgebungsdruck oder einem gegenüber der Umgebung erhöhten Druck. In der Turbine 1 (2) wird der Heißgasstrom auf einen Druck unterhalb des Umgebungsdruckniveaus entspannt. In der Turbine 2 (3) findet eine weitere Druckabsenkung statt. Mit weit unterhalb des Umgebungsdrucks befindlichem Druckniveau wird die Luft durch einen Abhitzekessel (5) geleitet, um dort nutzbare Wärme an externe Verbraucher abzugeben. In dem Nachkühler (6) findet eine Restabkühlung auf ein möglichst niedriges Temperaturniveau statt. Diese liegt nur geringfügig über der Umgebungstemperatur. Der Verdichter (7) fördert die Abluft auf Umgebungsdruck. Die dabei entstehende Verdichtungswärme kann teilweise im Abhitzekessel 2 (8) durch Abgabe an externe Wärmeverbraucher genutzt werden. Die Abluft (9) strömt in die Umgebung aus.
Bezugszeichenliste
zu Fig. 3

1: Außenluftaustritt
2: Turbine 1 = Verdichterantriebsturbine
3: Turbine 2 = Generatorantriebsturbine
4: Generator
5: Abhitzekessel 1
6: Nachkühler
7: Verdichter 1
8: Zwischenkühler
9: Verdichter 2
10: Fortluftaustritt

Funktionsbeschreibung zu Fig. 3
3 enthält den gleichen Verfahrensablauf wie 2., jedoch erweitert um die Verdichtung mit Zwischenkühlung in der Verdichtergruppe mit einer Aufteilung der Verdichtung auf zwei Verdichterstufen (7 und 9) und einem Zwischenkühler (8). Diese Ausgestaltung des Prozesses führt zu einer deutlichen Verbesserung des Wirkungsgrades und damit zu einer signifikanten Erhöhung der Stromgewinnung aus dem Abwärmestrom.
Bezugszeichenliste
zu Fig. 4

1: Außenluftaustritt
2: Hochtemperatur-Wärmeübertrager
3: Turbine 1 = Verdichterantriebsturbine
4: Turbine 2 = Generatorantriebsturbine
5: Generator
6: Abhitzekessel
7: Nachkühler
8: Verdichter 1
9: Zwischenkühler
10: Verdichter 2
11: Fortluftaustritt

Funktionsbeschreibung zu Fig. 4
4 entspricht weitgehend dem Verfahrensablauf gemäß 3, jedoch erweitert um die Zwischenüberhitzung zwischen Turbine 1 (3) und Turbine 2 (4) mittels Hochtemperatur-Wärmeübertrager (2). Durch diese Erweiterung ergibt sich eine zusätzliche Erhöhung der Effizienz gegenüber der Ausführungsart gemäß 3. Sie bietet sich an, wenn das Temperaturniveau des Abwärmestromes besonders hoch ist und die Eintrittstemperatur an der Turbine 1 begrenzt werden muss.

Claims

Vorrichtung und Verfahren zur Gewinnung von elektrischer Energie aus Hochtemperaturwärme mittels nach dem physikalischen Prinzip des Joule-Prozesses wirkender Heißluftturbine-Anlage, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess abschnittsweise mit gegenüber der Atmosphäre abgesenktem Druck und zusätzlich in weiteren Prozessabschnitten mit Atmosphärendruck und mit gegenüber der Atmosphäre erhöhtem Druck betrieben wird.
Vorrichtung und Verfahren nach den Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Verdichterleistung auf mehrere Einheiten aufgeteilt wird.
Vorrichtung und Verfahren gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenleistung auf mindestens zwei Einheiten aufgeteilt ist, von denen mindestens eine für den Generatorantrieb und mindestens eine für den Antrieb von einem oder mehreren Verdichtern eingesetzt wird.
Vorrichtung und Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Prozessabschnitt, in dem die Wärme erzeugt oder von außen zugeführt, auf Atmosphärendruckniveau oder auf einem gegenüber der Atmosphäre abgesenktem Druckniveau befindet.
Vorrichtung und Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatorantriebsturbinen vorzugsweise in den Niederdruckabschnitten des Systems angeordnet werden.
Vorrichtung und Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gesamtsystem preiswerte Baugruppen aus Serienproduktion für die Motorenindustrie eingesetzt werden.