DE908932C - Process for the operation of thermal power plants - Google Patents

Description

Verfahren zum Betrieb von Wärmekraftanlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von `'Wärmekraftanlagen, in denen mindestens der größere Teil eines gasförmigen Arbeitsmittels einen Kreislauf beschreibt und dabei in mindestens einem Verdichter auf höheren Druck gebracht, dann durch äußere Wärmezufuhr in einem Erhitzer erhitzt und hierauf in mindestens einer Turbine, die Leistung sowohl an den Verdichter als auch an einen Nutzleistungsempfänger abgibt, entspannt wird, um hierauf vom Verdichter wieder auf höheren Druck gebracht zu «erden, wobei der entspannte Teil des Arbeitsmittels an den verdichteten, noch nicht von außen erhitzten Teil des Arbeitsmittels in einem Wärmeaustauscher Wärme abgibt.Method for operating thermal power plants The invention relates to a method of operating '' thermal power plants in which at least the larger Part of a gaseous working medium describes a cycle and thereby at least a compressor brought to higher pressure, then by external heat supply in one Heater heated and then in at least one turbine, the power both on releases the compressor as well as to a useful power receiver, is relaxed, in order to be brought back to a higher pressure by the compressor, whereby the relaxed part of the work equipment to the compressed, not yet externally heated Part of the working fluid gives off heat in a heat exchanger.

Bei solchen Anlagen fällt die aus dem Kreislauf abzuführende Abwärme als fühlbare «'arme des Arbeitsmittels teilweise bei verhältnismäßig hoher Temperatur an, da das aus der Turbine austretende Arbeitsmittel im Wärmeaustauscher durch das verdichtete Arbeitsmittel bestenfalls nur bis auf die Verdichtungsendtemperatur abgekühlt werden kann.In such systems, the waste heat to be removed from the circuit falls as a palpable poor of the work equipment, sometimes at a relatively high temperature because the working fluid escaping from the turbine in the heat exchanger through the compressed working medium at best only up to the compression end temperature can be cooled.

Zweck der Erfindung ist, die Wirtschaftlichkeit solcher Anlagen zu verbessern. Zu diesem Behufe wird gemäß vorliegender Erfindung aus dem Kreislauf anfallende fühlbareAbwärme mindesten zum Teil zum Trocknen von im Erhitzer zu verfeuerndem Bremsstoff verwendet.The purpose of the invention is to increase the profitability of such systems to enhance. For this purpose, according to the present invention, it is out of the cycle Any sensible waste heat that arises is at least partly used to dry what is to be burned in the heater Brake fluid used.

Es wird damit Wärme nutzbringend verwertet, die sonst vom Arbeitsmittel unnütz an einen Kühler abgegeben weiden müßte.It utilizes heat in a beneficial way that would otherwise be from the work equipment would have to be wasted on a cooler.

Gegenüber der Verwendung der niedertemperierten latenten Kondensationswärme einer Dampfkraftanlage zur Brennstofftrocknung, wie sie auch schon vorgeschlagen worden ist, ergibt sich in Verbindung mit Wärmekraftanlagen der eingangs erwähnten Gattung der Vorteil, daß durch die bei wesentlich höherer Temperatur anfallende fühlbare Abwärme des gasförmigen Kreislaufarbeitsmittels eine bessere Brennstofftrocknung erreicht wird.Compared to the use of the low-temperature latent heat of condensation a steam power plant for fuel drying, as they did before has been proposed, results in connection with thermal power plants of the introduction mentioned genus the advantage that due to the accumulating at a much higher temperature sensible waste heat of the gaseous circulating agent improves fuel drying is achieved.

Die Zeichnungen veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen von Wärmekraftanlagen zum Ausführen des neuen Verfahrens in vereinfachter Darstellungsweise, und zwar zeigt Fig. i eine Anlage, in welcher zum Nachtrocknen von durch die Abgase des Erhitzers vorgetrocknetem Brennstoff dienende, durch aus dem Kreislauf anfallende Abfallwärme erhitzte Luft zum größeren Teil in einem besonderen Kreislauf umgewälzt wird, aus dem zwecks Entfernens der beim Nachtrocknen anfallenden Feuchtigkeit ständig ein Teil der Luft abgelassen und durch Frischluft ersetzt wird. und Fig. 2 eine Anlage, in welcher durch Abwärme des Kreislaufes erhitzte, als Zwischenwärmeträger dienende Luft gleichzeitig zum Trocknen und Sichten von Brennstoff benutzt wird.The drawings illustrate various embodiments of FIG Thermal power plants for carrying out the new method in a simplified representation, namely Fig. i shows a system in which for post-drying by the exhaust gases The heater is used for pre-dried fuel, by accumulating from the circuit Waste heat circulated heated air for the most part in a special circuit is, from which in order to remove the moisture that accumulates during post-drying some of the air is released and replaced with fresh air. and FIG. 2 a System, in which heated by waste heat from the circuit, as an intermediate heat transfer medium serving air is used at the same time for drying and sifting fuel.

In den zwei Figuren sind die sich entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen belegt.In the two figures, the corresponding parts are with the same Reference symbol occupied.

In Fig. i bezeichnet r den Lufterhitzer einer mit Luft betriebenen Wärmekraftanlage. In diesem Erhitzer sind von der zu erhitzenden Luft durchströmte Heizsysteme 2. 3, 4. eingebaut, und die darin erwärmte Luft gelangt dann in eine Turbine 7. wo sie entspannt wird. Die entspannte Luft strömt durch eine Leitung 6 in einen Wärmeaustauscher 7 und aus diesem durch eine Leitung 8 in einen nachgeschalteten Wärmeaustauscher g, wo sie infolge Wärmeabgabe eine weitere Abkühlung erfährt, um hierauf in einen Vorkühler io zu gelangen. Die Turbine .5 treibt Verdichter ii, i2 und 13 sowie einen Generator 14 an. Der Verdichter ii saugt durch eine Leitung i5, welche die Fortsetzung der Leitung 8 bildet, die im Vorkühler io stark abgekühlte Luft an und bringt isie zusammen mit den übrigen Verdichtern 12, und 13 unter Zwischenkühlung wieder auf höheren Druck. Die auf diese Weise verdichtete Luft gelangt vorerst wieder in den Wärmeaustauscher 7, wo ihr der von der Turbine 5 kommende entspannte Teil der Luft Wärme abgibt, und alsdann in den Lufterhitzer i, wo sie durch äußere Wärmezufuhr auf die geforderte Temperatur erhitzt wird. Die Abgase des Lufterhitzers i durchströmen eine Trocknungstrommel 151, die mit zu trocknendem Brennstoff beschickt wird. Der in dieser Trommel 151 vorgetrocknete Brennstoff fällt durch eine Leitung 1d in eine zweite Trocknungstrommel 17, wo er nachgetrocknet wird. Die Nachtrocknung erfolgt durch Luft, die als Zwischenwärmeträger einen Teil der im Wärmeaustauscher 9 aus dem Kreislauf anfallenden Abwärme aufnimmt, hierauf durch eine Leitung 18 in den Nachtrockner 17 und aus diesem zum größten Teil durch eine Leitung ig wieder in den Wärmeaustauscher g strömt. Zur Umwälzung des größeren Teils dieser zum Nachtrocknen von Brennstoff dienenden Luft im beschriebenen, besonderen Kreislauf ist ein Gebläse 2o vorgesehen. Um die Feuchtigkeit entfernen zu können, welche die vom Gebläse 2o geförderte Luft im Nachtrockner 17 aufnimmt, kann ein Teil derselben durch eine Leitung 2,1, welche hinter der Trocknungstrommel 151 in den Abzugskanal 22 der Abgase des Erhitzers i mündet, abströmen. Der durch die Leitung 21 abströmende Luftteil wird durch Frischluft ersetzt, welche aus der Umgebung durch eine Leitung 23 in dem nachgeschalteten Wärmeaustauscher g strömt.In Fig. I, r denotes the air heater of an air-operated thermal power plant. Heating systems 2, 3, 4, through which the air to be heated flows, are installed in this heater, and the air heated therein then passes into a turbine 7. Where it is expanded. The relaxed air flows through a line 6 into a heat exchanger 7 and from there through a line 8 into a downstream heat exchanger g, where it undergoes further cooling as a result of the release of heat, in order to then pass into a pre-cooler io. The turbine .5 drives compressors ii, i2 and 13 as well as a generator 14. The compressor ii sucks in the air, which has been greatly cooled in the pre-cooler io, through a line i5, which forms the continuation of the line 8, and brings it together with the other compressors 12 and 13 back to a higher pressure with intermediate cooling. The air compressed in this way first enters the heat exchanger 7, where the relaxed part of the air coming from the turbine 5 gives off heat, and then into the air heater i, where it is heated to the required temperature by external heat input. The exhaust gases from the air heater i flow through a drying drum 151, which is charged with fuel to be dried. The fuel predried in this drum 151 falls through a line 1d into a second drying drum 17, where it is post-dried. Post-drying takes place using air, which as an intermediate heat carrier absorbs part of the waste heat from the circuit in the heat exchanger 9, then flows through a line 18 into the post-dryer 17 and from there, for the most part, through a line ig back into the heat exchanger g. A fan 2o is provided for circulating the greater part of this air, which is used for post-drying fuel, in the special circuit described. In order to be able to remove the moisture which the air conveyed by the fan 2o absorbs in the after-dryer 17, part of it can flow off through a line 2, 1, which opens behind the drying drum 151 into the exhaust duct 22 of the exhaust gases from the heater i. The part of the air flowing out through the line 21 is replaced by fresh air which flows from the surroundings through a line 23 in the downstream heat exchanger g.

Um sich ein Bild von den Temperaturverhältnisisen im Wärmeaustauscher g machen zu können, sei erwähnt, daß darin der Wärme abgebende Teil der den Kreislauf de.r Wärmekraftanlage beschreibenden Luft z. B. von etwa 12o auf 70° abgekühlt und die zum Nachtrocknen des Brennstoffes dienende, in dem besonderen Kreislauf umgewälzte Luft von etwa 8o auf ioo° erwärmt wird, wobei die durch die Leitung 23 einströmende Frischluft im Wärmeaustauscher g ebenfalls auf ioo° erwärmt wird.To get an idea of the temperature ratios in the heat exchanger To be able to do, it should be mentioned that in it the heat-releasing part of the circuit de.r thermal power plant descriptive air z. B. cooled from about 12o to 70 ° and the one used to dry the fuel and circulated in the special circuit Air is heated from about 8o to 100 °, with the flowing in through line 23 Fresh air in the heat exchanger g is also heated to 100 °.

Der in der beschriebenen Weise in zier Trommel 151 vorgetrocknete und in der Trommel 17 nachgetrocknete Brennstoff kann unmittelbar im Lufterhitzer i verfeuert werden, so daß sich in diesem selbst bei Verwendung eines Brennstoffes von ursprünglich hohem Wassergehalt noch die benötigten Feuergastemperaturen erreichen lassen.The fuel pre-dried in the manner described in the ornamental drum 151 and post-dried in the drum 17 can be burned directly in the air heater i so that the required flue gas temperatures can still be achieved in this even when using a fuel with an originally high water content.

Unter Umständen kann es genügen, wenn nur mindestens ein Teil der aus der Anlage anfallenden Abwärme zum Trocknen des im Lufterhitzer i zu verfeuernden Brennstoffes verwendet wird.It may be sufficient if only at least some of the Waste heat from the system for drying the heat to be burned in the air heater i Fuel is used.

Auch kann es zweckmäßiger sein, anstatt in der beschriebenen Weise den Brennstoff durch die Abgase des Erhitzers vorzutrocknen und durch aus dem Kreiislauf anfallende Abwärme nachzutrocknen, denselben durch aus dem Kreislauf anfallende Abwärme vorzutrocknen und hierauf durch die Abgase der Erhitzers.der Anlage nachtrocknen zu lassen.It can also be more expedient instead of in the manner described to pre-dry the fuel through the exhaust gases of the heater and through out of the circulation to dry up any waste heat, the same with waste heat from the cycle Pre-drying waste heat and then drying it through the exhaust gases from the heater allow.

Die in Fig. 2 gezeigte Anlage unterscheidet sich von der beschriebenen im wesentlichen lediglich dadurch, daß die im Wärnieaustauscher g durch aus dem Kreislauf der Wärmekraftanlage anfallende Abwärme erhitzte, als Zwischenwärmeträger dienende Luft, welche durch eine Leitung 2-. einströmt, zwecks Nachtrocknens und Sichtens des Brennstoffes in eine gleichzeitig als Mühle und Nachtrockenvorrichtung ausgebildete Apparatur 25 geleitet wird. Die aus der Apparatur 25 strömende abgekühlte Luft gelangt über einen Abscheider 26 und eine Leitung 27, in die ein Gebläse 28 eingebaut ist, ins Freie. Ein Teil der Luft, die in den Abscheider 26 strömt, wird durch die Leitung 2g dem Lufterhitzer 30 zugeleitet.The system shown in Fig. 2 differs from the one described essentially only in that the heat in the heat exchanger g heated by waste heat from the circuit of the thermal power plant, serving as an intermediate heat transfer air, which through a line 2-. flows in, for the purpose of post-drying and sifting of the fuel into an apparatus 25 designed at the same time as a mill and post-drying device. The cooled air flowing out of the apparatus 25 reaches the outside via a separator 26 and a line 27 in which a fan 28 is installed. Part of the air which flows into the separator 26 is fed to the air heater 30 through the line 2g.

Zum Trocknen von im Erhitzer der Anlage zu verfeuerndem Brennstoff kann auch in Zwischenkühlern des Verdichters anfallende Abwärme als auch Abwärme, die im Arbeitsmittel der Anlage nach dessen Austritt aus dem Wärmeaustauscher in Richtung des Verdichters noch enthalten ist, verwendet werden.For drying fuel to be burned in the system's heater can also accumulate waste heat in the intercooler of the compressor as well as waste heat, those in the working fluid of the system after it leaves the heat exchanger in Direction of the compressor is still included, can be used.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Betrieb von Wärmekraftanlagen, in denen mindestens der größere Teil eines gasförmigen Arbeitsmittels einen Kreislauf beschreibt und dabei in mindestens einem Verdichter auf höheren Druck gebracht, dann durch äußere Wärmezufuhr in einem Erhitzer erhitzt und hierauf in mindestens einer Turbine, die Leistung sowohl an den Verdichter als auch an einen N utzleistungsempfänger abgibt, entspannt wird, um hierauf vom Verdichter wieder auf höheren Druck gebracht zu werden, wobei der expandierte Teil des Arbeitsmittels an den verdichteten, noch nicht von außen erhitzten Teil des Arbeitsmittels in einem Wärmeau;stauscher Wärme abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Kreislauf anfallende fühlbare Abwärme mindestens zum Teil zum Trocknen von im Erhitzer zu verfeuerndem Brennstoff verwendet wird. PATENT CLAIMS: i. Process for the operation of thermal power plants, in which at least the greater part of a gaseous working medium has a cycle describes and thereby brought to a higher pressure in at least one compressor, then heated by external heat supply in a heater and then in at least a turbine, the power to both the compressor and a utility power receiver releases, is relaxed, then brought back to higher pressure by the compressor to become, with the expanded part of the working fluid attached to the compressed, still Part of the working medium that is not externally heated in a heat exchanger heat releases, characterized in that sensible waste heat arising from the circuit used at least in part for drying fuel to be burned in the heater will. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu aus dem Kreislauf anfallender Abwärme noch Abgase des Erhitzers zum Trocknen von Brennstoff benutzt werden. 2. The method according to claim i, characterized in that in addition to from waste heat generated in the circuit or exhaust gases from the heater for drying fuel to be used. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Kreislauf anfallende Abwärme an Luft abgegeben wird, die als Zwischenwärmeträger dient und das Trocknen des Brennstoffes bewirkt. 3. The method according to claim i, characterized in that from the Waste heat generated in the circuit is released into the air, which acts as an intermediate heat transfer medium serves and causes the fuel to dry. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3. dadurch gekennzeichnet, daß die als Zwischenwärmeträger dienende Luft zum größten Teil in einem besonderen Kreislauf umgewälzt wird, aus dem zwecks Entfernens der anfallenden Feuchtigkeit ständig ein Teil der Luft abgelassen und durch Frischluft ersetzt wird. 5. Verfahren nach den Ansprüchen i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die als Zwischenwärmeträger dienende Luft gleichzeitig zum Trocknen und Sichten von Brennstoff dient. 6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der in Zwischenkühlern des Verdichters anfallenden Abwärme zum Trocknen von Brennstoff verwendet wird. 7. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der im Arbeitsmittel nach dessen Austritt aus dem Wärmeaustauscher in Richtung des Verdichters vorhandenen Abwärme zum Trocknen von Brennstoff verwendet wird. B. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl Abwärme, die in Zwischenkühlern des Verdichters anfällt, als auch Abwärme, die im Arbeitsmittel nach dessen Austritt aus dem Wärmeaustauscher in Richtung des Verdichters noch enthalten ist, zum Trocknen von Brennstoff verwendet werden. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 654461, 46o 5i6; österreichische Patentschrift Nr. 151 724; ITS A.-Patentschrift Nr. 1 576 335; Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, Bd. 83 (1939) Nr.47, S. 1239; Archiv für Wärmewirtschaft und Dampfkesselwesen, Bd. 12 (1931), Nr. 4. Process according to claims 1 and 3, characterized in that the air serving as an intermediate heat transfer medium is for the most part circulated in a special circuit, from which part of the air is continuously released and replaced by fresh air in order to remove the moisture that occurs. 5. The method according to claims i and 3, characterized in that the air serving as an intermediate heat transfer medium is used at the same time for drying and sifting fuel. 6. The method according to claim i, characterized in that at least part of the waste heat accumulating in the intercoolers of the compressor is used for drying fuel. 7. The method according to claim i, characterized in that at least part of the waste heat present in the working medium after it has emerged from the heat exchanger in the direction of the compressor is used for drying fuel. B. The method according to claim i, characterized in that both waste heat which occurs in the intercooler of the compressor, and waste heat which is still contained in the working medium after its exit from the heat exchanger in the direction of the compressor, are used for drying fuel. Cited publications: German Patent Specifications No. 654461, 46o 5i6; Austrian Patent No. 151 724; ITS A Patent No. 1,576,335; Journal of the Association of German Engineers, Vol. 83 (1939) No. 47, p. 123 9 ; Archives for heating and steam boilers, Vol. 12 (1931), No. 5, S. 147 und 148.5, pp. 147 and 148.