DE3118101A1 - Power/heat feedback - Google Patents

Abstract

The invention relates to the field of energy conversion from primary energy (fossil-derived (atomic, solar) energy) into secondary energy (mechanical or electrical energy). The effect of the power/heat feedback is that in the case of the conversion of energy using turbines, internal-combustion engines or other expansion machines, the cooling energy is fed back with the aid of refrigerating machines or heat pumps (HP) into the primary circuit with the aim of improving efficiency. Exemplary embodiment 1 shows a HP (24) which extracts energy at the output of a turbine (22) (drives generator 23) and transforms it into the thermally operated boiler (21) (Figure 3). Exemplary embodiment 2 shows the indirect use of solar energy accompanied by the utilisation of temperature differences (Figure 5). Water from warm layers is led into cold layers after cooling by the turbine (22) and HP (24). In the case of too low a temperature at the turbine input, the turbine circuit is driven not by water but by a medium having a lower boiling point in the separate circuit. The exemplary embodiment 3 (similar to Figure 5) shows (32) a fossil-driven turbine which is supplied by means of a fuel pump (31). <IMAGE>

Description

1. Bezeichnung der Erfindung1. Title of the invention

K r a f t - W ä r m e r ü c k k o p p 1 u n g Patentbeseareibung Die Erfindung betrifft eine Kraft-Wär lerückkopplung bei Energiesystemen auf thermischer Basis. Solche Energiesysteme können z.B. Kraftwerke sein, die Primärenergien ( Fossile-oder Atomenergie) in eine andere Energieform (Elektro-Wärme-oder Mechanische-Energie) umwandeln. Bei solchen Energieumwandlungen mit Turbinen oder Verbrennungsmotoren oder sonst. K r a f t - W a r m e r u c k k o p p 1 u n g Patent description The invention relates to a Kraft-Wär lerückkopplung in energy systems on thermal Base. Such energy systems can, for example, be power plants that generate primary energies (fossil or Atomic energy) into another form of energy (electrical heat or mechanical energy) convert. With such energy conversions with turbines or internal combustion engines or else.

Entspannungsmaschinen liegt das Anwendungsgebiet.The area of application is relaxation machines.

Eine derartige Kraft-Wä@merückkopplung soll zu einer Wir'-ungsgradverbesserung bei Energieumwandlungen führen. Hierbei soll die Kühlenergie, z.B. bei Kraftwerken in den Primärkreislauf zurückgeführt werden.Such a force-heat feedback should lead to an improvement in efficiency lead to energy conversions. Here, the cooling energy, e.g. in power plants be returned to the primary circuit.

Heutiger Stand der Technik bei Kraftwerken die hauptsächlich zur Umwandlung von Primärenergie in Elektro-Energie dienen, ist eine Purbine mit nachgeschalteten Kondensator. Bekanntlich wird die für den Kondensator notwendige Kühlenergie der Umwelt entzogen. Dabei gibt es die Fluß-oder Kühlturm-Kühlung. (siehe Fig.1) Bei der heutigen Technik führt diese Kühlenergie zu einer ungenutzten Wärmebelastung der Umwelt. Damit kommt es bei einem Anteil von ca. 44 % Kühlenergie auf der eincn Seite zu einem geringen Wirkungsgrad von 42 % bei der Umsetzung von Primarin Elektroenergie. Zum Anderen kommt es zu sogenannten Wärmemüll d.h. Überbelastung der Luft. Vor allem führt die Temperaturerhöhung in den Flüssen zu Absenkung des 02- Gehaltes und das wiederum hat negativen Einfluß auf@das biologische Gleichgewicht.(siehe Fig.2) Der Erfindung liest die Aufgabe zugrunde, die Kiih.7,un,; von Turbinen oder Verbrennungsmotoren oder sonst. Entspannungsmaschinen mittels Kratfwärmekopplung durchzuführen.Current state of the art in power plants mainly used for conversion Serving from primary energy into electrical energy is a Purbine with downstream Capacitor. As is known, the cooling energy required for the condenser is the Deprived of the environment. There is river or cooling tower cooling. (see Fig. 1) With today's technology, this cooling energy leads to an unused heat load the environment. With a share of approx. 44%, there is cooling energy on the one Page to a low efficiency of 42% in the implementation of primary electrical energy. On the other hand, there is so-called heat waste, i.e. overloading of the air. Above all the increase in temperature in the rivers leads to a lowering of the O2 content and that again has a negative influence on the biological equilibrium. (see Fig.2) The Invention reads the object, the Kiih.7, un ,; of turbines or internal combustion engines or otherwise. To carry out relaxation machines by means of Kratfwärmekopplung.

Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß die Kraft-Wärmerückkopplung mit mindestens einer Kälte-Wärmepumpen maschinen realisiert wird, An Stelle des sonst üblichen Kondensators mit Kühlkreislauf (z.B. Flußkühlung) wird mindestens eine Kälte-Wärmepumpe (WP) Maschinen eingesetzt. (siehe Fig.3) Hierbei kann z.B. eine Transformation von Wärmesnergie vom Ausgang der Turbine zurück in den Primärkreislauf erfolgen.According to the invention, this object is achieved in that the force-heat feedback with at least one cold and heat pump machines is realized, Instead of the usual condenser with a cooling circuit (e.g. river cooling), at least one cold and heat pump (HP) machines are used. (see Fig. 3) Here For example, a transformation of thermal energy from the output of the turbine back into the primary circuit.

Zum Betrieb dieser Wärmepumpe ist zusätzliche Energie erforderlich die ca. 25% von der transformierten Energie beträgt. Die restlichen 75% der transformierten Energie! wird vom Kühlwasser geliefert.Additional energy is required to operate this heat pump which is about 25% of the transformed energy. The remaining 75% of the transformed Energy! is supplied by the cooling water.

(siehe Fig.4) Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonders darin, daß mit dem Einsatz Der Wärmerückkopplung wirtschaftlicher Energie umgewandelt Werden kaan. Der Gesamtwirkungsgrad der Anlage wird merklich besser, wobei tetire Primärenergie gespart wird. Die Umwelt wird nicht mit Wärmemüll belastet. Weiterer Vorteil wäre freie Standortwahl von Kraftwerken, die unabhängig von Plussen und Kühltürmen sein würden.(See Fig. 4) The advantages achieved with the invention exist in particular in the fact that with the use of the heat feedback economic energy is converted Will kaan. The overall efficiency of the system is noticeably better, with tetire Primary energy is saved. The environment is not polluted with heat waste. Another The advantage would be free choice of location for power plants that are independent of pluses and Cooling towers would be.

Ein Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung ist in der Zeichnung Sig. 5 dargestellt; und wird in folgenden näher beschrieben.An embodiment 1 of the invention is shown in the drawing Sig. 5 shown; and is described in more detail below.

Die Primärenergie kommt von mindestens einem Kessel 21 der fossil oder mit Kernkraft beheizt ist oder auch mit Sonnenenergie.4 In mindestens einer Entspannungsturbine 22 (auch Kolben-oder sonstige Entspannungsmaschine) erfolgt die Umsetzung von Wärmein mechanische Energie. ittels WP 24 erfolgt die Wärme-Rückkopplung. Mit Hilfe der Wärmetauscher 26,28 wird die WP 24 an den Kesselkreislauf angekoppelt. Die Kesselspeisepumpenanlage wird mit 25 symbolisch dargestellt. Weitere Hauptbestandteile der WP 22!- sind symbolisch dem Drosselv.entil 27, Kompressor 29 und Antriebsmotor 30 bezeichnet.The primary energy comes from at least one boiler 21 of the fossil or is heated with nuclear power or with solar energy.4 In at least one Expansion turbine 22 (also piston or other expansion machine) takes place the conversion of heat into mechanical energy. Heat feedback takes place by means of WP 24. The WP 24 is coupled to the boiler circuit with the aid of the heat exchangers 26, 28. The boiler feed pump system is represented symbolically with 25. Other main ingredients the WP 22! - are symbolic of the throttle valve 27, compressor 29 and drive motor 30 designated.

Das Ausfiihrungsbeispiel 2 zeigt Big. 5 zur indirekten Nutzung der Sonnenenergie unter Ausnutzung von Temp.-Unterschieden in Gewässern.The embodiment 2 shows Big. 5 for the indirect use of the Solar energy using temperature differences in water.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel 3 wäre denkbar bei fossil betriebenen Turbinen. Hierbei würde zwischen Ein- und Ausgang der Turbine eine WP angeordnet ähnlich wie in Fig. 5 gezeigtAnother embodiment 3 would be conceivable in the case of fossil fuel Turbines. A HP would be arranged between the inlet and outlet of the turbine similar to that shown in FIG

Claims (1)

Patentansprüche: Die Kraft-Wärmerückkopplung kann zusätzlich eingesetzt werden bei der Umwandlung von einer Energieform in eine andere Energieform, die dadurch gekennzeichnet ist daß eine Transformation von Energie mittels einer Kältemaschine oder auch Wärmepumpe genannt erfolgt, wie oben beschrieben.Claims: The power-heat feedback can also be used are involved in converting from one form of energy to another form of energy that characterized in that a transformation of energy by means of a refrigeration machine or also called heat pump takes place as described above.