DE941758C

DE941758C - Kombinierte Brenn- und Dampfkraftanlage

Info

Publication number: DE941758C
Application number: DEK13104A
Authority: DE
Inventors: Willibald Krasnitzky
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-02-07
Filing date: 1952-02-07
Publication date: 1956-04-19

Description

Kombinierte Brenn- und Dampfkraftanlage Die Erfindung geht von den bekannten kombinierten Brenn- und Kraftanlagen aus, bei denen in einem Dampfkessel eine primäre Teilverbrennung des Brennstoffes, hauptsächlich zu Kohlenoxyd, stattfindet. Dieses Brenngas wird in einer Brennkraftmaschine einer sekundären Restverbrennung unter Kraftgewinnung unterzogen. Die Abgase der Brennkraftmaschine werden zur Dampfüberhitzung benutzt. Bei diesen bekannten Anlagen werden die Abgase !der Brennkraftmaschine in einer Expansionsstufe auf Atmosphärendruck entspannt und bei diesem Druck zur Erzeugung oder Überhitzung des Dampfes verwendet. Hierbei wird infolge Atmosphärendruckes der Wärmeübergang auf den Dampf ungenügend oder der Dampfüberhitzer würde sehr große Abmessungen erhalten. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden und den thermischen Gesamtwirkungsgrad solcher Anlagen zu verbessern, soll erfindungsgemäß die primäre Teilverbrennung im Dampfkessel bei Atmosphärendruck und die sekundäre Restverbrennung in der Brennkraftmaschine nach stattgefundener Luftmischeng und Verdichtung des Brenngas-Luftgemisches im Verdichter erfolgen, wobei die Treibgasexpansion zweistufig erfolgt und die teilexpandierten Abgase der ersten Stufe vor der zweiten Expansionsstufe ihre Wärme bei einem noch über Atmosphärendruck liegenden Albgasdruck an den Dampf oder das Kesselwasser abgeben.
Bei einer bekannten Anlage erfolgt ebenfalls eine primäre .Teil- und eine sekundäre Restverbrennung. Hierbei werden jedoch die Abgase bis auf den atmosphärischen Druck entspannt, während bei der erfindungsgemäßen Anlage die Abgase nach der sekundären Restverbrennung unter einem Druck von mehreren. Atmosphären stehend im Heizrohrbündel Wärme an das Kesselwasser abgeben. Die Kraftgewinnung aus den Abgasen erfolgt bei der bekannten Anlage in einer Stufe, bei ,der erfindungsgemäßen Anlage in zwei Stufen, und zwar in der Brennkraftmaschine und in der Abgasturbine.
Bei einer anderen bekannten Anlage entspannen sich die Abgase in der Brennkraftturbine nur in einer Stufe direkt auf abrhosphärischen Druck und sind im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Artlage die Speisewasservorwärmer der Brennkraftturbine nachgeschaltet.
Diese bekannten Anlagen weichen also in ihren hauptsächlichsten Merkmalen von der erfindungsgemäßen Anlage ab.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin ist a der Dampfkessel, in welchem die primäre Teilverbrennung des Brennstoffes bei atmosphärischem Druck stattfindet. Die Brenngase werden über den Gasreiniger g unter Zumischung der nötigen Verbrennungsluft bei c im Verdichter k komprimiert und der Brennkraftmaschine b zugeleitet, welche den Stromerzeuger h antreibt. Nach der sekundären Restverbrennung, hauptsächlich zu Kohlensäure und Wasserdampf, werden die Abgase unter den Druck von mehreren Atmosphären durch das Heizrohrbündel d geleitet, welches im Kessel a eingebaut ist. Dort geben die Abgase einen Teil ihrer Wärme an das Kesselwasser oder an den Sattdampf ab, der dadurch überhitzt wird, durchströmen unter Energieabgabe und weiterer Abkühlung die Abgasturbine e und gelangen durch den Auspuff ins Freie. Der Verdichter k wird von der Abgasturbine e angetrieben und folgen beide in ihrer Drehzahl der jeweiligen Belastung. Der Anwurfmotor L hat nur die geringe Differenzleistung zwischen k und e aufzubringen. Das Kesselspeisewasser wird mit zur Kühlung der Brenn'kraftmaschine b verwendet. Außerdem kann das Kesselspeisewasser in einem zwischen dem primären Teilverbrennungsraum, nämlich der Dampfkesselfeuerung und dem Gasreiniger g angeordneten, nicht dargestellten Gaskühler und in einem von: den Abgasen hinter der Abgasturbine e beaufschlagten, ebenfalls nicht eingezeichneten Vorwärmer vorgewärmt werden. Zum Anlassen der Anlage werden die Gasschieber f umgestellt, so daß dann der Weg der Abgase vom Kessel a über den Gasreiniger g, den Verdichter k und die Umgehungsleitung m direkt ins Freie offen ist.
In der Umgehungsleitung m, die den Auslaß des Verdichters k mit der Auspuffleitung der Abgasturbine e verbindet, ist ein Absperrorgan f angeordnet. Ein weiteres Absperrorgan f ist in der Auspuffleitung zwischen der Abgasturbine e und der Einmündung der Umgehungsleitung angeordnet.
Der Kessel a liefert Dampf, welcher in bekannter Weise zur Krafterzeugung oder für andere Zwecke verwendet werden kann.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der Anlage bringt folgende Vorteile: Infolge der Beaufschlagung des Heizrohrbündels mit Heizgasen unter Überdruck kann die 'Heizfläche d verkleinert werden. Dadurch, daß das Treibgas zwischen den Expansionsstufen in den Heizrohren d gekühlt wird, sinkt die Expansionsendtemperatur hinter der Turbine e und damit auch dieAbgastemperatur. Hierdurch werden die Abgasverluste verringert und der- Wirkungsgrad erhöht. Die Verwendung billiger, fester, flüssiger und gasförmiger Brennstoffe, wie Kohle, Koks, Anthrazit, Heizöl oder Heizgas, ist möglich:

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Kombinierte Brenn- und Dampfkraftanlage mit primärer Teilverbrennung in einem Dampfkessel, sekundärer Restverbrennung in einer Brennkraftmaschine und Dampferzeugung, Speisewasservorwärmung oder Dampfüberhitzung mittels der Brennkraftmaschinenabwärme, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Teilverbrennung im Dampfkessel (m) bei Atmosphärendruck und die sekundäre Restverbrennung in der Brenn'kraftmaschine (b) nach stattgefundener Luftzumischung (c) und Verdichtung des B@renmgas-Luft-Gemisdhes im Verdichter (k) erfolgt und daß weiterhin die teilexpandierten Abgase zwischen den Expansionsstufen (b, e) ihre Wärme bei einem noch 'über Atmosphärendruck liegenden Abgasdruck (d) an den Dampf oder das Kesselwasser abgeben.
2. Kombinierte Brenn- und Dampfkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die zweite EXpansionsstufe (e) der Brennkraftmaschine als Abgasturbine ausgebildet ist und den zwischen dem primären Teilverbrennungsraum (a) und der Brenrikraftmaschine (b) angeordneten Gemischverdichter (k) antreibt.
3. Kombinierte Brenn- und Dampfkraftanlage nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kesselspeisewasser sowohl im Kühlmantel der. Brennkraftmaschine - (b) als auch in einem zwischen den primären Teilv erbrennungsraum und dem Gasreiniger (g) angeordneten Gaskühler und in einem von den Abgasen hinter der Abgasturbine (e) beaufschlagten Vorwärmer vorgewärmt wird.
4. Kombinierte Brenn- und Dampfkraftanlage nach Anspruch i bis 3, gekennzeichnet durch eine mit einem Absperrorgan (f) versehene Umgehungsleitung (m), die den AuslaB des Verdichters (k) mit der Auspuffleitung der Abgasturbine (e) verbindet, wobei in der Auspuffleitung zwischen der Abgasturbine und der Einmündungsstelle der Umgehungsleitung ein weiteres Absperrorgan (f) angeordnet ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 367 484 904 625.