DE102009040301A1 - Device for generating electrical energy, and method for operating the same - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie, insbesondere aus Biomasse, bei welchem die Verbrennungswärme von Biomasse oder Biogas einem Verdampfer für ein Arbeitsmedium, und dieses einer Turbine oder einer Kolbenkraftmaschine zuführbar ist, sowie Verfahren zum Betrieb derselben, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 11. Um hierbei zu erreichen, dass der Wirkungsgrad beim Wärmeübergang weiter optimiert wird, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass ein Wärmetauscher zur Aufnahme der Verbrennungswärme vorgesehen ist, welcher mit dem Verdampfer des Arbeitsmediums eine Baueinheit bildet bzw. ist, derart, dass im Wärmetauscher bereits die Verdampfung des (ersten) Arbeitsmediums stattfindet.The invention relates to a device for generating electrical energy, in particular from biomass, in which the heat of combustion from biomass or biogas can be fed to an evaporator for a working medium and this can be fed to a turbine or a piston engine, as well as a method for operating the same, according to the preamble of claims 1 and 2 11. In order to achieve that the efficiency during heat transfer is further optimized, it is proposed according to the invention that a heat exchanger is provided for absorbing the heat of combustion, which forms or is a structural unit with the evaporator of the working medium such that the heat exchanger already has the Evaporation of the (first) working medium takes place.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie, insbesondere aus Biomasse, bei welchem die Verbrennungswärme von Biomasse oder Biogas einem Verdampfer für ein Arbeitsmedium, und dieses einer Turbine oder einer Kolbenkraftmaschine zuführbar ist, sowie Verfahren zum Betrieb derselben, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 11.The invention relates to a device for generating electrical energy, in particular from biomass, in which the heat of combustion of biomass or biogas an evaporator for a working fluid, and this a turbine or a reciprocating internal combustion can be fed, and method for operating the same, according to the preamble of
Bei der Umwandlung von Wärme in elektrische Energie steht grundsätzlich der Aspekt der Optimierung des Wirkungsgrades im Vordergrund. Bei großen Energieerzeugungs- oder besser Energieumwandlungsanlagen bspw um 500 bis 800 MW ist der Wirkungsgrad tendenziell besser als bei kleineren Anlagen im Bereich von 100 KW bis 20 MW.In the conversion of heat into electrical energy is basically the aspect of optimizing the efficiency in the foreground. In the case of large energy generation plants or better energy conversion plants, for example, around 500 to 800 MW, the efficiency tends to be better than for smaller plants in the range of 100 kW to 20 MW.
Aufgrund der zunehmenden Bedeutung von Biomasse als Energieträger gewinnen aber auch kleinere und vor allem dezentrale Energieerzeugungsanlagen wieder an Bedeutung. Mittlerweile steht Biomasse und entsprechende Verbrennungstechnologie zur Verfügung, mit welcher erreicht wird, dass auch bei der Verbrennnung von Biomasseprodukten und/oder Biogas hohe Temperaturen erreicht werden.Due to the increasing importance of biomass as an energy source, however, smaller and, above all, decentralized power generation plants are becoming more important again. Meanwhile, biomass and corresponding combustion technology is available, with which it is achieved that also in the combustion of biomass products and / or biogas high temperatures are reached.
Ein weiterer Aspekt ist die Abwärmenutzung, d. h. die Nachverstromung solcher nutzbarer Abwärme.Another aspect is the use of waste heat, d. H. the power conversion of such usable waste heat.
Ein Beispiel hierfür ist aus der
Zur Optimierung des Wirkungsgrades muss aber der Übertragung der primären Wärme auf das Verdampfersystem besondere Beachtung geschenkt werden.To optimize the efficiency but the transfer of primary heat to the evaporator system must be paid special attention.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung, sowie ein Verfahren der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter zu entwickeln, dass der Wirkungsgrad beim Wärmeübergang weiter optimiert wird.The invention is therefore based on the object to further develop a device, and a method of the generic type such that the efficiency in the heat transfer is further optimized.
Die gestellte Aufgabe ist bei einer Einrichtung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.The stated object is achieved according to the invention in a device of the generic type by the characterizing features of
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 10 angegeben.Further advantageous embodiments of the method are specified in the
Im Hinblick auf ein Verfahren der gattungsgemäßen Art ist die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 11 gelöst.With regard to a method of the generic type, the object is achieved by the features of
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den übrigen abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the method are specified in the remaining dependent claims.
Kern der Erfindung ist, dass ein Wärmetauscher zur Aufnahme der Verbrennungswärme vorgesehen ist, welcher mit dem Verdampfer des Arbeitsmediums eine Baueinheit bildet bzw ist, derart, dass im Wärmetauscher bereits die Verdampfung des Arbeitsmediums stattfindet. Eine Anordnung wie diese ist bspw wesentlich unterschiedlich zu einer Dampfmaschine in den altbekannten Dampflokomotiven. Dort wird ein Feuerraum beheizt und der heisse Gasstrom wird durch ein mehrfach gewundenes Rohrleitungssystem geleitet um außerhalb des Rohres angeordnetes Wasser zu heizen und Dampf zu erzeugen.The core of the invention is that a heat exchanger is provided for receiving the heat of combustion, which forms a structural unit with the evaporator of the working medium or is such that the evaporation of the working medium already takes place in the heat exchanger. An arrangement like this is, for example, significantly different from a steam engine in the well-known steam locomotives. There, a furnace is heated and the hot gas stream is passed through a multi-threaded piping system to heat outside the pipe arranged water and to generate steam.
Beim anmeldegemäßen Gegenstand ist dies genau anders. Dort wird das Leitungssystem eines Wärmetauschers in den Verbrennungsraum gebracht, wobei bereits der Wärmetauscher integral ein Verdampfer ist und Wärmetauscher und Verdampfer so eine Bauheinheit bilden.This is exactly the same with the registration subject. There, the conduit system of a heat exchanger is brought into the combustion chamber, wherein already the heat exchanger is an evaporator integral and heat exchanger and evaporator so form a Bauheinheit.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Wärmetauscher zwischen Verbrennungsraum und Verdampfer des besagten ersten Arbeitsmediums ein geschlossenes Verdampfer-Kondensator-Aggregat der Art einer Heatpipe ist, mit einem darin vorliegenden zweiten Arbeitsmedium, derart, dass der Verdampferabschnitt der Heatpipe im Verbrennungsraum liegt, und die Heatpipe durch den Verdampfer des ersten Arbeitsmediums hindurch verläuft, und der Kondensatorabschnitt der Heatpipe zumindest teilweise außerhalb des Verdampfers des ersten Arbeitsmediums liegt. Dies ist im mittleren Temperaturbereich eine besonders effektive Lösung. Die Heatpipe als solche ist bekannt, und besteht im wesentlichen aus einem geschlossenen Rohrabschnitt welcher mit einem Verdampfermedium gefüllt ist. Die Heatpipe wird dabei an einem Ende mit der Prozesswärme gespeist, also bspw in den Verbrennungsraum eingebracht. Das andere Ende soll bei der Erfindung in den mit dem eigentlichen Arbeitsmedium, wie bspw Wasserdampf durchspülten Verdampferraum hineinragen. Dort gibt die Heatpipe sodann wieder wärme ab und das in der Heatpipe eingeschlossene Medium kondensiert entweder schon dort, oder an einer Kühlfläche und fließt so selbsttätig wieder zurück in den Abschnitt, in dem das Medium wieder flüssig ist. Bei Verwendung einer Heatpipe muss die Rückführung des Mediums nicht durch eine Pumpe erfolgen. Man hat auf diese Weise keinen zu bepumpenden Wärmetauscher mehr.In an advantageous embodiment it is provided that the heat exchanger between the combustion chamber and evaporator said first working medium is a closed evaporator-condenser unit of the type of heat pipe, with a second working medium present therein, such that the evaporator section of the heat pipe is located in the combustion chamber, and Heatpipe passes through the evaporator of the first working medium, and the condenser portion of the heat pipe is at least partially outside the evaporator of the first working medium. This is a particularly effective solution in the medium temperature range. The heat pipe as such is known, and consists essentially of a closed pipe section which is filled with an evaporator medium. The heat pipe is fed at one end with the process heat, so for example introduced into the combustion chamber. In the invention, the other end should protrude into the evaporation chamber flushed with the actual working medium, such as steam. There, the heat pipe then gives off heat again and the trapped medium in the heat pipe condenses either already there, or on a cooling surface and flows so automatically back into the section in which the medium is liquid again. When using a heat pipe, the return of the medium does not have to be done by a pump. One has in this way no more to be pumped heat exchanger.
Im vorliegenden Fall liegt der wärmeabgebende Bereich der Heatpipe im Verdampfer des eigentlichen Arbeitsmediums für die Turbine bzw für die Entspannungsmaschine. Der Verdampfer kann in diesem Falle der erfindungsgemäßen intergierten Lösung bei einem Druck bis 60 Bar betrieben werden. Dies wäre ansonsten kaum möglich. In the present case, the heat-emitting region of the heat pipe is located in the evaporator of the actual working medium for the turbine or for the expansion machine. In this case, the evaporator can be operated at a pressure of up to 60 bar of the intergranular solution according to the invention. Otherwise, this would hardly be possible.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass der kombinierte Wärmetauscher/Verdampfer direkt im heissen Abgasstrom oder dem Verbrennungsprozess einer
- – Mikrogasturbine, oder einer
- – Verbrennungsmaschine, oder direkt einem
- – Biomasse- oder Biogasbrenner angeordnet ist.
- - Micro gas turbine, or one
- - combustion engine, or directly one
- - Biomass or biogas burner is arranged.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass der kombinierte Wärmetauscher/Verdampfer druckfest ausgeführt ist für Arbeitsmedientemperaturen von bis 500°C.In an advantageous embodiment, it is stated that the combined heat exchanger / evaporator is pressure-resistant designed for working media temperatures of up to 500 ° C.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass der kombinierte Wärmetauscher/Verdampfer druckfest bis 60 Bar ausgelegt ist. So entfallen jegliche druckentkoppelnden weiteren Wärmeüberträger. Damit steigt effektiv der erzielbare Wirkungsgrad.In a further advantageous embodiment, it is stated that the combined heat exchanger / evaporator pressure-resistant to 60 bar is designed. This eliminates any pressure-decoupling further heat exchanger. This effectively increases the achievable efficiency.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ergibt sich mit Hilfe der Erfindung die konzeptionelle Auslegung einer Anlage für verschiedene Temperaturbereiche und Anwendungen. D. h. dass lediglich eine minimale Anzahl von physischen Parametern geändert werden muss, um die erfindungsgemäße Anlage auf verschiedene Temperaturbereiche zu applizieren. Damit ist vorteilhaft ausgestaltet, dass der kombinierte Wärmetauscher/Verdampfer, bspw die besagte Heatpipe, für alle genannten Temperaturbereiche hinsichtlich Druckfestigkeit und Temperaturfestigkeit uniform ausgebildet ist.In a further advantageous embodiment, the conceptual design of a system for various temperature ranges and applications results with the aid of the invention. Ie. that only a minimal number of physical parameters must be changed in order to apply the system according to the invention to different temperature ranges. This is advantageously designed so that the combined heat exchanger / evaporator, for example, the said heat pipe, is formed uniformly in terms of pressure resistance and temperature resistance for all mentioned temperature ranges.
In Bezug auf die besagten wenigen physischen Parameter, die bei der jeweiligen Anwendung auf einen speziellen Temperaturbereich von der ansonsten uniformen Anlage geändert werden muss ist ausgestaltet, dass die Kolbenkraftmaschine eine nocken- und/oder kurbelwellengesteuerte Kolbenkraftmaschine ist, und dass lediglich die Parameter
Nockenstellung, und/oder
Hub-(Schluck)-volumen und/oder Ventilschließzeitpunkt individuell für die primären Brenner- oder Prozess-Temperaturbereiche
T1 = bis 250°,
T2 = 250 bis 500°C und
T3 = 500 bis 1.000°C
applizierbar sind, und die so applizierten verschiedenen Kolbenkraftmaschinen an den uniformen Wärmetauscher/Verdampfer anschließbar sind.With respect to the few physical parameters that must be changed to a specific temperature range of the otherwise uniform system in the particular application is designed that the reciprocating piston engine is a cam- and / or crankshaft-controlled piston engine, and that only the parameters
Cam position, and / or
Lift (sip) volume and / or valve closing time individually for the primary burner or process temperature ranges
T1 = up to 250 °,
T2 = 250 to 500 ° C and
T3 = 500 to 1,000 ° C
can be applied, and the applied so different piston engines to the uniform heat exchanger / evaporator can be connected.
Für die Anwendung bis bspw 350°C Betriebstemperatur des ersten Arbeitsmediums können als Medien organische ORC-Medien, vorzugsweise ein Hochtemperatur-ORC-Arbeitsmedium verwendet werden.For use up to, for example, 350 ° C. operating temperature of the first working medium, organic ORC media, preferably a high-temperature ORC working medium, can be used as media.
Für den Fall höherer Arbeitsmedientemperaturen bis ca 500°C ist Wasserdampf vorteilhaft zu verwenden. Insbesondere für diesen Fall spielt die erwähnte angestrebte Druckfestigkeit bis 60 Bar eine Rolle.In the case of higher working medium temperatures up to about 500 ° C steam is to use advantageous. In particular, in this case, the aforementioned desired compressive strength plays a role up to 60 bar.
Der Vollständigkeit halber soll an dieser Stelle klarstellend nochmals hervorgehoben werden, dass eine Verbrennungstemperatur im Verbrennungsraum bis 1.000°C nicht heisst, dass das Arbeitsmedium im Turbinen- oder Dampfmotor-Kreislauf in der Spitze auch diese Temperaturen erreicht. Aus materialtechnischen Gründen soll der Dampf nur bis ca 500°C erreichen. Ansonsten müssten Materialdicken gewählt werde, die eine Einrichtung dieser Art unwirtschaftlich machen. Dies wird erreicht, indem auf der Dampfseite, also dem eigentlichen Arbeitskreislauf der Turbine oder des Entspannungsmotors ein entsprechender Durchfluss von Verdampfermedium generiert wird.For the sake of completeness, it should again be emphasized at this point that a combustion temperature in the combustion chamber up to 1000 ° C does not mean that the working medium in the turbine or steam engine cycle in the tip also reaches these temperatures. For reasons of material technology, the steam should only reach about 500 ° C. Otherwise, material thicknesses would have to be chosen that make a device of this kind uneconomical. This is achieved by generating a corresponding flow of evaporator medium on the steam side, ie the actual working cycle of the turbine or the expansion engine.
Kern der verfahrensgemäßen Erfindung ist, dass der kombinierte Wärmetauscher/Verdampfer des Arbeitsmediums der Turbine oder der Kolbenkraftmaschine so betrieben wird, dass er im Verbrennungsraum oder Abgasraum quasi drucklos und im Verdampferraum des ersten Arbeitsmediums bei einem Druck, von bis zu 60 Bar betrieben wird. Auf diese Weise kann tatsächlich auch ein baulich kombinierter Wärmetauscher/Verdampfer verwendet werden, der das Druckgefälle zwischen Verbrennungsraum oder Abgasraum von ca 1 Bar und 60 Bar auf der Arbeitskreislauf-Seite in einem baulichen Schritt abschottet, und dies mit einer baulich integrierten Wärmetauscher/Verdampfer Baueinheit.Core of the inventive method is that the combined heat exchanger / evaporator of the working fluid of the turbine or the reciprocating engine is operated so that it is operated in the combustion chamber or exhaust gas quasi-pressure and in the evaporator chamber of the first working medium at a pressure of up to 60 bar. In this way, actually a structurally combined heat exchanger / evaporator can be used, which forecloses the pressure gradient between combustion chamber or exhaust gas space of about 1 bar and 60 bar on the working cycle side in a structural step, and this with a structurally integrated heat exchanger / evaporator unit ,
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist angegeben, dass die primäre Prozess- oder Verbrennungswärme im Temperaturbereich von 250°C bis 1.000°C liegt und die Prozesswärme im Verdampfermedium im Temperaturbereich bis 500°C liegt.In an advantageous embodiment of the method according to the invention is stated that the primary process or combustion heat in the temperature range of 250 ° C to 1000 ° C and the process heat in the evaporator medium in the temperature range up to 500 ° C.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.Embodiments of the invention are shown in the drawing.
Es zeigt:It shows:
Eingangsseitig wird die Wärme entweder von einer Abgaswärmequelle
Wesentlich ist hierbei, dass gemäß der Erfindung die Wärmetauscher/Verdampfereinheit eine geschlossene Baueinheit bildet. So wird zum einen ein guter Wirkungsgrad erreicht. Der Betrieb eines Wärmetauschers als separate Einheit ist außerdem nicht praktikabel für die genannten Anwendungen im oberen Temperaturbereich. Insbesondere dort ist es erheblich vorteilhaft, den Wärmetauscher so druckfest zu gestalten, dass er sofort als Verdampfer arbeitet. Dies wäre die kompakteste Integration von Wärmetauscher und Verdampfer. Wichtig ist hierbei aber auch, dass sich dies insbesondere für kleinere Energieanlagen positiv auf den Wirkungsgrad auswirkt.It is essential here that according to the invention, the heat exchanger / evaporator unit forms a closed structural unit. So on the one hand a good efficiency is achieved. In addition, operating a heat exchanger as a separate unit is impractical for the aforementioned high temperature applications. In particular, there it is considerably advantageous to make the heat exchanger so pressure-resistant that he works immediately as an evaporator. This would be the most compact integration of heat exchanger and evaporator. However, it is also important that this has a positive effect on efficiency, especially for smaller energy plants.
Es sei auch angemerkt, dass die Darstellung gemäß
Für den niedrigen Temperaturbereich kann als Arbeitsmedium bspw, aber nicht ausschließlich Hochtemperatur-ORC-Medium verwendet werden, während im oberen Temperatursegment eher Wasserdampf als Arbeitsmedium in Frage kommt.For the low temperature range can be used as a working medium, for example, but not exclusively high-temperature ORC medium, while in the upper temperature segment rather steam comes as a working medium in question.
In allen genannten Anwendungen kann eine quasi uniforme Gestaltung des Wärmeteils der Einrichtung eingesetzt werden. Als Einziges werden die Parameter der Entspannungsmaschnie in der Weise, wie in Anspruch 7 angegeben, angepasst. Mit der Anpassung allein dieser in Anspruch 7 genannten Parameter kann die Entspannungsmaschine
Auch hierbei bilden Wärmetauscher (Heatpipe) und Verdampfer eine kompakte Einheit, wobei das als Verdampfer wirkende Kondensationsende der heatpipe druckfest in den Verdampferraum bzw die Verdampferleitung
Erheblicher funktioneller Vorteil einer solchen Anordnung ist, dass in der Verdampferleitung
Eine solche Wärmeübertagung ist nur in dieser kompakten Weise bei gleichzeitiger Druckabkopplung möglich.Such a heat transfer is possible only in this compact manner with simultaneous pressure decoupling.
Die druckfeste Wandung
So wird mit der Einrichtung insgesamt ein weiter Temperaturbereich erfasst.Thus, the device as a whole a wide temperature range is detected.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Wärmequelle AbgasHeat source exhaust
- 22
- Wärmequelle Kühler/VerbrennungsmotorHeat source radiator / combustion engine
- 33
- Wärmequelle BrennerHeat source burner
- 44
- Wärmetauscherheat exchangers
- 55
- VerdampferEvaporator
- 66
- Entspannungsmaschine, Dampfkolbenmaschine, TurbineRelaxation machine, steam engine, turbine
- 1010
- Wärmetauscher-Verdampfer-BaueinheitHeat exchanger-evaporator assembly
- 1111
- Druckfeste Wandung (Abschottung)Pressure-resistant wall (partitioning)
- 12 12
- Verdampferleitungevaporator line
- 1313
- Brennraumcombustion chamber
- 1414
- Flammeflame
- 1515
- HeatpipeHeatpipe
- 2020
- Kondensatorseite der HeatpipeCapacitor side of the heat pipe
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007033611B4 (en) | 2007-07-17 | 2009-05-07 | Amovis Gmbh | Arrangement for exhaust heat utilization |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES8607515A1 (en) * | 1985-01-10 | 1986-06-16 | Mendoza Rosado Serafin | MODIFICATIONS OF A THERMODYNAMIC PROCESS OF PRACTICAL APPROACH TO THE CARNOT CYCLE FOR SPECIAL APPLICATIONS |
| CA2393386A1 (en) * | 2002-07-22 | 2004-01-22 | Douglas Wilbert Paul Smith | Method of converting energy |
| DE10355782B4 (en) * | 2003-11-26 | 2006-04-27 | Maxxtec Ag | Apparatus and method for carrying out a thermal cycle |
-
2009
- 2009-09-04 DE DE200910040301 patent/DE102009040301A1/en not_active Withdrawn
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2010
- 2010-09-03 WO PCT/EP2010/005412 patent/WO2011026634A2/en not_active Ceased
- 2010-09-03 EP EP10757719A patent/EP2473714A2/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007033611B4 (en) | 2007-07-17 | 2009-05-07 | Amovis Gmbh | Arrangement for exhaust heat utilization |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2473714A2 (en) | 2012-07-11 |
| WO2011026634A2 (en) | 2011-03-10 |
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