[go: up one dir, main page]

DE102021002893B3 - Absorption power cooling cycle of a sorption system based on ammonia and water for utilizing thermal energy to generate electricity and cooling - Google Patents

Absorption power cooling cycle of a sorption system based on ammonia and water for utilizing thermal energy to generate electricity and cooling Download PDF

Info

Publication number
DE102021002893B3
DE102021002893B3 DE102021002893.7A DE102021002893A DE102021002893B3 DE 102021002893 B3 DE102021002893 B3 DE 102021002893B3 DE 102021002893 A DE102021002893 A DE 102021002893A DE 102021002893 B3 DE102021002893 B3 DE 102021002893B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
solution
absorption
pressure
cycle
rich
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102021002893.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Patentinhaber gleich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102021002893.7A priority Critical patent/DE102021002893B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102021002893B3 publication Critical patent/DE102021002893B3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/02Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
    • F25B15/04Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas the refrigerant being ammonia evaporated from aqueous solution
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/06Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using mixtures of different fluids
    • F01K25/065Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using mixtures of different fluids with an absorption fluid remaining at least partly in the liquid state, e.g. water for ammonia
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/02Compression-sorption machines, plants, or systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems
    • Y02B30/625Absorption based systems combined with heat or power generation [CHP], e.g. trigeneration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus einer Sorptionsanlage für ein Zweistoffgemisch aus Ammoniak und Wasser zur Ausnutzung eines Wärmeeintrags aus einem externen thermischen Energieträger zur Strom- und zur Kälteerzeugung. Ausgehend von in DE 10 2011 106 423 B4 beschriebenen Verfahren und Anlage wird die Verdichtungsarbeit einer Gasturbine nicht alternativ zur Vorkühlung vor der Verdichtung oder zur Stromerzeugung genutzt, sondern kombiniert für eine Leistungssteigerung eingesetzt. Dabei wird das nahezu lineare Temperaturgefälle der Abwärme einer Gasturbine in Kreisläufen mit Temperaturgefälle genutzt und die Wärmenutzung zweigeteilt vorgenommen: und zwar im oberen Temperaturbereich zur Stromerzeugung und im unteren Temperaturbereich grundsätzlich zur Vorkühlung. Zur Stromerzeugung wird ein Absorptionskreislauf und zur Kälterzeugung ein Verdichtungs- und ein Resorptionkreislauf und eine eine Gasturbine (6a, 6d) umfassende Turbinenanlage angeordnet. Die arme Lösung des Absorptions- (16a, 16b) und des Verdichtungskreislaufs (36) werden einem Niedrigstdruckabsorber (1) zugeleitet, deren reiche Lösungen (28) werden vereint aus dem Niederdruckabsorber (2) ausgeleitet. Der im Resorptionskreislauf erzeugte Niederdruckdampf des Resorptionskreislaufs (39) wird nur dem Niederdruckabsorber (2) zugeleitet. Der Wärmeintrag an den Absoptions-Kraft-Kälte-Zyklus erfolgt in einen Abkhitzekessel (5) aus dem Abgas (9) einer Gastubine (6a, 6d). Der Wirkungsgrad der Gasturbine mit regenerativem Wärmetauscher (6c) wird durch die im Entgaser (43) erzeugte Kälteleistung erhöht, da die Zuluft (9a) der Gastubine in dem Entgaser (43) abgekühlt wird.The invention relates to an absorption power cooling cycle of a sorption system for a two-component mixture of ammonia and water for utilizing a heat input from an external thermal energy source to generate electricity and cooling. Based on the method and system described in DE 10 2011 106 423 B4, the compression work of a gas turbine is not used as an alternative to pre-cooling before compression or to generate electricity, but is used in combination to increase performance. The almost linear temperature gradient of the waste heat from a gas turbine is used in circuits with a temperature gradient and the heat is used in two parts: namely in the upper temperature range for power generation and in the lower temperature range for pre-cooling. An absorption cycle is arranged to generate electricity, and a compression and resorption cycle and a turbine system comprising a gas turbine (6a, 6d) are arranged to generate refrigeration. The poor solution of the absorption (16a, 16b) and the compression circuit (36) are fed to a low-pressure absorber (1), their rich solutions (28) are combined and discharged from the low-pressure absorber (2). The low-pressure vapor of the resorption circuit (39) generated in the resorption circuit is only fed to the low-pressure absorber (2). The heat input to the absorption power-refrigeration cycle takes place in a waste heat boiler (5) from the exhaust gas (9) of a gas turbine (6a, 6d). The efficiency of the gas turbine with a regenerative heat exchanger (6c) is increased by the cooling capacity generated in the degasser (43), since the supply air (9a) of the gas turbine is cooled in the degasser (43).

Description

Die Erfindung betrifft einen Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus einer Sorptionsanlage für ein Zweistoffgemisch aus Ammoniak und Wasser zur Ausnutzung eines Wärmeeintrags aus einem externen thermischen Energieträger zur Strom- und zur Kälteerzeugung.The invention relates to an absorption power cooling cycle of a sorption system for a two-component mixture of ammonia and water for utilizing a heat input from an external thermal energy source to generate electricity and cooling.

Wesentliche Elemente zur Strom- und Kälteerzeugung des Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus sind ein Verdichtungskreislauf und eine eine Gasturbine umfassender Turbinenanlage. Der Wirkungsgrad von Gasturbinen kann erhöht werden, wenn eine Gasturbinenvorkühlung vorgenommen wird. Eine Zusammenschaltung von Verdichtungs- und von Resorptionskreislauf mit einem Kühlung (Kälteerzeugung) leistenden Entgaser ist vorzüglich für den Vorkühlungsprozess geeignet.The main elements for generating electricity and cooling in the absorption power-cooling cycle are a compression cycle and a turbine system that includes a gas turbine. The efficiency of gas turbines can be increased if gas turbine pre-cooling is carried out. An interconnection of the compression and resorption circuits with a deaerator providing cooling (cold production) is ideally suited for the pre-cooling process.

Gasturbinen werden mit geschlossenem und offenem Kreislauf betrieben. In den letzten Jahrzehnten wurden fast nur noch Offene Gasturbinen gebaut, weil deren Wirkungsgrad mittels gesteigerter Brennkammertemperatur (bis 1400 °C) deutlich angehoben werden konnte und in Kombination mit nachgeschaltetem Wasserdampfturbinenprozess ein Gesamtwirkungsgrad von ca. 61 % erreicht wird. Für eine klimaneutrale Energieversorgung entsteht jedoch der Nachteil, dass die Brennstoffe erst mit Wandlungsstufen (und damit verbundenen Wirkungsgradverlusten) auf regenerativer Basis hergestellt werden müssen.Gas turbines are operated with closed and open circuit. In the last few decades, almost only open gas turbines have been built because their efficiency could be significantly increased by means of increased combustion chamber temperatures (up to 1400 °C) and in combination with the downstream steam turbine process an overall efficiency of approx. 61% is achieved. For a climate-neutral energy supply, however, there is the disadvantage that the fuels first have to be produced with conversion stages (and the associated efficiency losses) on a regenerative basis.

Die Leistung von Gasturbinen hängt erheblich von der Eintrittstemperatur des verwendeten Kreislaufmediums - in den meisten Anwendungsfällen Luft - in die Nutzturbine und von der Eintrittstemperatur im Verdichter ab. Dessen Eintrittstemperatur wirkt sich erheblich auf den Wirkungsgrad der Anlage aus, wenn die Gasturbine auch mit einem regenerativen Gegenstromwärmetauscher ausgestattet wird.The performance of gas turbines depends to a large extent on the inlet temperature of the circulating medium used - air in most applications - in the power turbine and on the inlet temperature in the compressor. Its inlet temperature has a significant effect on the efficiency of the system if the gas turbine is also equipped with a regenerative counterflow heat exchanger.

Ein erheblicher Teil der Entspannungsarbeit einer Gasturbine wird zur Verdichtungsarbeit benötigt. Über Kältezuführung an eine Gasturbine eine Stromgutschrift zu erzielen, ist bekannt. Zur Minderung der Verdichtungsarbeit gibt es drei grundsätzlich verschiedene Verfahrensschritte: Zwischenkühlung der Verdichtung, Vorkühlung vor der Verdichtung und Nutzung der Abwärme der Verdichtung durch angekoppelte Carnot'sche Kreisprozesse. Idealtypisch sind diese Verfahrensschritte gleichwertig (U. Reiter: Einsatz von Kälteprozessen zur besseren Energienutzung von Verdichter- und Gasturbinenanlagen. Diss. Uni. Hannover; 1981). Angewendet wurde jedoch nur jeweils einer der drei Verfahrensschritte - meistens die Zwischenkühlung. Bei offenen Gasturbinen ist die Absenkung der Eintrittstemperatur in den Verdichter auf ca. 6 ℃ begrenzt.A significant part of the relaxation work of a gas turbine is required for compression work. It is known to obtain an electricity credit by supplying cold to a gas turbine. There are three fundamentally different process steps to reduce the compression work: intermediate cooling of the compression, pre-cooling before the compression and use of the waste heat from the compression through coupled Carnot cycle processes. Ideally, these process steps are equivalent (U. Reiter: Use of refrigeration processes for better energy utilization of compressor and gas turbine systems. Diss. Uni. Hanover; 1981). However, only one of the three process steps was used in each case - mostly intermediate cooling. In the case of open gas turbines, the drop in inlet temperature into the compressor is limited to approx. 6 ℃.

Bei der Kombination von Geschlossener Gasturbine und Wasserdampfkreisläufen sind höhere Wirkungsgrade zu erzielen, wenn geeignete Verfahrensauslegungen eingehalten werden. (H. Bormann: Untersuchungen für Kombinierte Kraftwerksprozesse mit Geschlossener Gasturbine und Dampfturbine Diss. Hannover; 1980). Je nach Anlagenauslegung ergibt sich eine größere Bandbreite für den Gesamtwirkungsgrad. Der Anteil des Gasprozesses an der Gesamtnutzleistung muss bei 20 bis 30 % liegen. Bestimmte Schaltungsvarianten sind in den Einzelprozessen wirkungsgradsteigernd, bewirken im Kombiprozess das Gegenteil. Hierzu gehört die Zwischenkühlung bei der Verdichtung. Zur Wirkungsgradsteigerung ist es erforderlich, über die Abwärme der Gasturbine hinaus dem Wasserdampfkreislauf zusätzliche Wärme zuzuführen. Wird der Wasserdampfkreislauf zusätzlich mit Zwischenerhitzung ausgeführt ergibt sich eine Steigerung um ca. 2 Wirkungsgradpunkte. Dies setzt jedoch sehr große Kraftwerksanlagen voraus.With the combination of closed gas turbines and steam circuits, higher efficiencies can be achieved if suitable process designs are observed. (H. Bormann: Investigations for combined power plant processes with closed gas turbine and steam turbine Diss. Hanover; 1980). Depending on the system design, there is a greater bandwidth for the overall efficiency. The share of the gas process in the total useful output must be 20 to 30%. Certain circuit variants increase efficiency in the individual processes, but have the opposite effect in the combined process. This includes intercooling during compression. In order to increase efficiency, it is necessary to supply additional heat to the steam cycle in addition to the waste heat from the gas turbine. If the water vapor circuit is additionally designed with intermediate heating, there is an increase of approx. 2 efficiency points. However, this requires very large power plants.

Ein solches Konzept ist für eine solarthermische Turmanlage beschrieben (M. Za, M. Mehos, G. Glatzmaier, B. Sakadjian: Development of a concentrating solar power system using fluidized bed technology for thermal energy conversion and solid particels for thermal energy storage; Energy Procedia 69 (2015) S.1349 -1359). Auf der Basis von kohlegefeuerten Anlagen wird in einem Überdruckkessel Wärme an eine Gasturbinen- und einen Wasserdampfkreislauf (mit Zwischenerhitzung) übertragen, an diesen auch in einen Abhitzekessel übertragen. Die Verdichtung im Gasturbinenkreislauf wird mit Zwischenkühlung ausgeführt. Wärmeträger sind kleine kostengünstige Partikel, die in einem heißen und einem kalten Speicher zwischengespeichert werden. Es wird ausgeführt, dass ein solches Konzept für andere Kreislaufgestaltungen geeignet ist und dass Wärmeverluste im Speicher gering sind. Das System soll einen Kreislaufwirkungsgrad von 44 bis 50 % erreichen.Such a concept is described for a solar thermal tower system (M. Za, M. Mehos, G. Glatzmaier, B. Sakadjian: Development of a concentrating solar power system using fluidized bed technology for thermal energy conversion and solid particles for thermal energy storage; Energy Procedia 69 (2015) pp.1349-1359). On the basis of coal-fired systems, heat is transferred to a gas turbine and steam circuit (with reheating) in an overpressure boiler, and also to a waste heat boiler. The compression in the gas turbine cycle is carried out with intercooling. Heat carriers are small, inexpensive particles that are temporarily stored in a hot and a cold storage tank. It is stated that such a concept is suitable for other circuit configurations and that heat losses in the storage tank are low. The system should achieve a cycle efficiency of 44 to 50%.

Kälte kann sowohl mittels Kompressions- als auch durch Absorptionsanlagen erstellt werden, wobei diese mittels einer Niedertemperaturquelle angetrieben werden können. Gasturbinen liefern solche als Abwärme, so daß eine Kompressionskälteanlage nicht zweckdienlich ist.Cold can be generated by both compression and absorption systems, which can be powered by a low-temperature source. Gas turbines provide such as waste heat so that a compression refrigeration system is not practical.

Vor allem bei Gasturbinen mit regenerativem Gegenstromwärmetauscher fällt mehr Abwärme an als für den Betrieb einer Absorptionskälteanlage zur Vorkühlung benötigt wird. In US 20020069665 A1 und in DE 10 2011 106 423 B4 wird Kälte- und Stromerzeugung mit dem gleichen Zweistoffgemisch Ammoniak und Wasser dargelegt, wobei nur im ersteren Fall diese zur Gasturbinenvorkühlung ausgeführt wird. Nachteilig ist, dass für die Stromerzeugung das Druckgefälle an das der Sorptionskälteanlage gekoppelt und damit begrenzt ist. In DE 10 2011 106 423 B4 ist alternativ auch eine Koppelung mit einer Resorptionskälteanlage dargestellt. Diese weist im Unterschied zur Absorptionskälteanlage im Kälteteil einen zweiten sogenannten Resorptions-Lösungskreislauf zwischen einem Absorber und einem Entgaser auf. In diesem wird die Kälte erzeugt. In beiden Apparaten findet Wärmeeintrag beziehungsweise Kälteerzeugung mit gleitender Temperaturänderung statt, was thermodynamisch vorteilhaft zu der gleitenden Temperaturänderung bei Verdichtung und Abwärmenutzung einer Gasturbine genutzt werden kann. Die Kälteerzeugung ist eng an die dort angeordnete Stromerzeugung so geknüpft, dass der Temperaturhub und damit die tiefste Entgasungstemperatur begrenzt wird.Gas turbines with a regenerative counterflow heat exchanger in particular produce more waste heat than is required for the operation of an absorption chiller for pre-cooling. In US20020069665A1 and in DE 10 2011 106 423 B4 refrigeration and power generation with the same two-component mixture of ammonia and water is presented, whereby this is only used for gas turbine pre-cooling in the first case. The disadvantage is that for power generation, the pressure gradient is coupled to that of the sorption refrigeration system and is therefore limited. In DE 10 2011 106 423 B4 Alternatively, a coupling with a resorption chiller is shown. In contrast to the absorption refrigeration system, this has a second so-called resorption solution cycle between an absorber and a degasser in the refrigeration part. This is where the cold is generated. In both apparatuses, heat input or cold generation takes place with a sliding temperature change, which can be used thermodynamically advantageously for the sliding temperature change during compression and waste heat utilization of a gas turbine. The generation of cold is closely linked to the generation of electricity arranged there in such a way that the temperature rise and thus the lowest degassing temperature is limited.

Ein wesentliches Merkmal der Anlagenauslegung in DE 10 2011 106 423 B4 ist, einen Ammoniakdampf mit einem definierten Wasseranteil (optimal 6 %) zu erzeugen und diesen zu überhitzen und in den Naßdampfbereich zu entspannen. Hierbei wird überwiegend der Wasseranteil kondensiert, wobei dessen Kondensationswärme fast zweimal so hoch wie die des Ammoniaks ist. Um Stromerzeugung mit einem gleichen oder annähernd gleichen Druckgefälle auszuführen wird Dampf erst mit einmaliger und dann zweimaliger Wärmezufuhr auf unterschiedlichen Temperaturbereichen ausgetrieben und hierfür werden drei Austreibern angeordnet. Kombiniert werden in dem Lösungskreislauf zur Stromerzeugung zwei Druckstufen und in dem Lösungskreislauf zum Antrieb der Kälteerzeugung (mittels Entgaser) eine Druckstufe.A key feature of the system design in DE 10 2011 106 423 B4 is to generate ammonia vapor with a defined water content (optimally 6%) and to superheat it and expand it into the wet-steam area. The water content is predominantly condensed here, with its heat of condensation being almost twice as high as that of ammonia. In order to generate electricity with the same or approximately the same pressure gradient, steam is expelled first with a single and then twice heat supply at different temperature ranges and three expellers are arranged for this purpose. Two pressure levels are combined in the solution circuit for power generation and one pressure level in the solution circuit for driving the refrigeration (by means of deaerators).

In der Kälteerzeugung steigt der Temperaturhub mit steigender Differenz des Ammoniakanteils der reichen Lösung im Entgaser zur reichen Lösung des Absorbers, dem der Entgasungsdampf zugeleitet wird. Dieser Temperaturhub ist in DE 10 2011 106 423 B4 insofern begrenzt als für kombinierte Strom- und Kälteerzeugung nur zwei Absorber, nicht aber - wie für die Stromerzeugung - drei nacheinander geschaltete Absorbern angeordnet werden können. Der Kältekreislauf besteht aus zwei Teilkreisläufen mit zwei Absorbern, die auf unterschiedlichem Temperaturniveau arbeiten. Dem Absorber mit dem höheren Wasseranteil wird der Entgasungsdampf zugeleitet. Einen Freiheitsgrad für die Zuleitung entspannten Dampfs gibt es nicht.In refrigeration, the temperature rise increases as the difference between the ammonia content of the rich solution in the deaerator and the rich solution in the absorber, to which the deaeration steam is fed, increases. This temperature range is in DE 10 2011 106 423 B4 limited insofar as only two absorbers can be arranged for combined power and cooling generation, but not - as for power generation - three absorbers connected in series can be arranged. The refrigeration circuit consists of two partial circuits with two absorbers that work at different temperature levels. The degassing steam is fed to the absorber with the higher water content. There is no degree of freedom for supplying expanded steam.

Bei einer großen Entgasungsbreite eines Lösungskreislaufs besteht im ersten Absorptionsabschnitt eines einzigen Absorbers die Möglichkeit einer Wärmerückgewinnung. In US 20020069665 A1 wird eine entsprechende Wärmeübertragung an eine Desorbersäule angeordnet. In DE 10 2005 005 409 B4 wird eine niedrigere Absorptionstemperatur hergestellt, indem ein zweiter Absorber angeordnet wird, der auf niedrigerem Druck arbeitet. Ihm kann Dampf zugeleitet werden, der im Vergleich zu einem einzigen Absorber mit größerem Druckgefälle entspannt worden ist. Bei der Austreibung wird in DE 10 2005 005 409 B4 die arme Lösung durch den Hochdruckaustreiber rückgeführt.With a large degassing width of a solution circuit, there is the possibility of heat recovery in the first absorption section of a single absorber. In US20020069665A1 a corresponding heat transfer to a desorber column is arranged. In DE 10 2005 005 409 B4 a lower absorption temperature is established by placing a second absorber operating at lower pressure. It can be supplied with steam that has been expanded with a larger pressure drop compared to a single absorber. During expulsion, in DE 10 2005 005 409 B4 the poor solution is recycled through the high pressure generator.

Um den Druckverlust im Abgas einer Gasturbine beim Wärmeaustrag gering zu halten, wird in US 20020069665 A1 angeordnet, ein Zweistoffgemisch aus Ammoniak und Wasser in einen Abhitzekessel einzuleiten und nach Wärmeeintrag als Zweiphasengemisch auszutragen. Anschließend werden in einem Desorber die Phasen getrennt; Dampf ausgetrieben, wobei nahezu reiner Ammoniakdampf erzeugt wird. Dieser wird zur Strom- und Kälteerzeugung verwendet. Nachteilig ist, dass in dieser Verfahrensführung die im Desorber auszutauschenden Stoff- und Wärmemengen sehr hoch sind, weiterhin dass das Temperaturniveau für die Kälteerzeugung auf über 100 ℃ festgelegt u nd Strom- und Kälteerzeugung über einen gemeinsamen Absorber aneinander gekoppelt sind. In Verfahren nach DE 10 2011 106 423 B4 wird Hochdruckdampf nicht rektifiziert.In order to keep the pressure loss in the exhaust gas of a gas turbine during heat dissipation low, in US20020069665A1 arranged to introduce a two-component mixture of ammonia and water into a waste heat boiler and discharge it as a two-phase mixture after heat input. The phases are then separated in a desorber; Expelled steam, producing almost pure ammonia vapor. This is used to generate electricity and cooling. The disadvantage is that in this process, the amounts of material and heat to be exchanged in the desorber are very high, that the temperature level for refrigeration is set at over 100 ℃ and that electricity and refrigeration are coupled to one another via a common absorber. In proceedings after DE 10 2011 106 423 B4 high-pressure steam is not rectified.

Bei der Hochtemperaturelektrolyse wird Wärme als überhitzter Wasserdampf zugeleitet. Hierbei ersetzt die Wärme für die Wasserverdampfung eine gleiche Menge elektrischen Stroms. Diesen Wasserdampf mit niedrigem Überdruck und Abwärmetemperaturen von 150 bis 200 ℃ zu erzeugen, ist erfolgreich erprobt.In high-temperature electrolysis, heat is supplied as superheated steam. Here, the heat for the water vaporization replaces an equal amount of electricity. Generating this water vapor with low overpressure and waste heat temperatures of 150 to 200 ℃ has been successfully tested.

Aufgabenstellungtask

Ausgehend von in DE 10 2011 106 423 B4 beschriebenen Verfahren und Anlage ist es die zu lösende Aufgabe, die Verdichtungsarbeit einer Gasturbine nicht alternativ zur Vorkühlung vor der Verdichtung oder zur Stromerzeugung, sondern kombiniert für eine Leistungssteigerung zu nutzen.Starting from in DE 10 2011 106 423 B4 The problem to be solved is to use the compression work of a gas turbine not as an alternative to pre-cooling before compression or to generate electricity, but rather in combination to increase performance.

Die Lösung der Aufgabe findet sich in einem Hauptanspruch und in weiteren zugeordneten Unteransprüchen. In den abhängigen Ansprüchen werden weitere vorzugsweise Ausgestaltungen der Erfindung formuliert.The solution to the problem can be found in a main claim and in other associated subclaims. Further preferred developments of the invention are formulated in the dependent claims.

Zwei Grundgedanken liegen der Lösung der Aufgabe zu Grunde:

  • • das nahezu lineare Temperaturgefälle der Abwärme einer Gasturbine in Kreisläufen mit Temperaturgefälle zu nutzen,
  • • den Wärmeeintrag zweigeteilt zu nutzen: im oberen Temperaturbereich zur Stromerzeugung, im unteren Temperaturbereich grundsätzlich zur Vorkühlung.
The solution to the task is based on two basic ideas:
  • • to use the almost linear temperature gradient of the waste heat from a gas turbine in circuits with a temperature gradient,
  • • to use the heat input in two ways: in the upper temperature range to generate electricity, in the lower temperature range basically for pre-cooling.

Basis der Umsetzung ist, dass sich Kreisläufe mit dem Zweistoffgemisch Ammoniak und Wasser bei Wärmeeintrag und interne Wärmeübertragung durch ein gleitendes - wenn auch durch ein nichtlineares - Temperaturgefälle auszeichnen.The basis of the implementation is that circuits with the two-component mixture of ammonia and water are characterized by a sliding - albeit non-linear - temperature gradient during heat input and internal heat transfer.

In Absorptionsanlagen mit dem Zweistoffgemisch Ammoniak und Wasser kann Kälte auf gleichem Temperaturniveau mittels Verdampfung nahezu reine Ammoniaklösung erzeugt werden. Dieser Anwendungsfall wird häufig ausgeführt. Der benötigte Austreibungsdruck solcher Anlagen erfordert zur Austreibung Temperaturen über 100 ℃, wodurch das Ziel einer gestuften Nutzung einer Wärmequelle verfehlt würde. Solch hohen Temperaturen werden nicht benötigt um mittels Entgaser den größten Temperaturhub von maximal 30 Kelvin bei einer gleitenden Temperaturabsenkung zu erzeugen, wobei ein solcher bis 20 Kelvin in der Kombination mit Stromerzeugung ausreichend ist.In absorption systems with the two-component mixture of ammonia and water, cold can be generated at the same temperature level by evaporating almost pure ammonia solution. This use case runs frequently. The required expulsion pressure of such systems requires temperatures of over 100 ℃ for expulsion, which means that the goal of using a heat source in stages would be missed. Such high temperatures are not required to generate the greatest temperature rise of a maximum of 30 Kelvin with a sliding temperature reduction using a deaerator, whereby a temperature rise of up to 20 Kelvin is sufficient in combination with power generation.

Dampferzeug mittels Entgaser statt Verdampfer anzuordnen hat zudem energetische Vorteile. Die Enthalpie in ausdampfenden Ammoniak/Wasser-Lösungen liegt meistens um 300 kJ /kg niedriger als in nahezu reiner Ammoniaklösung mit der Konsequenz, dass allein hierdurch ca. 25 % weniger Wärmeeintrag benötigt wird. Deren Verlustgröße Rektifikation entfällt im beschriebenen Verfahren; die Verlustgröße Entspannungsdrosselung verringert sich infolge des verringerten Druckverhältnisses zwischen Austreibung und Kälteerzeugung.Arranging steam generators by means of a deaerator instead of an evaporator also has energy advantages. The enthalpy in evaporating ammonia/water solutions is usually around 300 kJ/kg lower than in almost pure ammonia solution, with the consequence that this alone requires around 25% less heat input. Their rectification loss is eliminated in the process described; the loss variable expansion throttling decreases as a result of the reduced pressure ratio between expulsion and refrigeration.

In DE 10 2011 106 423 B4 ist eine dreigestufte Wärmenutzung vorgesehen, wobei externer Wärmeeintrag im Temperaturbereich oberhalb von ca. 100 ℃ nacheinander an zwei Hochdruckaustreiber, unterhalb von ca. 100 ℃ an einen Mitteldruckaustreiber zugeführt wird, um so erzeugten Hochdruckdampf auf Niederdruck entspannen zu können. Da im beschriebenen Verfahren Wärmeeintrag im Temperaturbereich unter 100 ℃ nur zur Kälteerzeugung verwendet wird, wird vorteilhaft auf den zweiten Hochdruckaustreiber und dessen Lösungszuleitung verzichtet. Zwar sinkt die Stromerzeugung, der Wirkungsgrad bei verringertem Wärmeeintrag steigt jedoch. Kältenutzung in einem Gasturbinenkreislauf ist bezüglich des Bauaufwandes insofern vorteilhaft, da zusätzliche Stromerzeugung auf einen kleineren Gasturbinenverdichter zurückzuführen ist. Vorteilhaft kann das Verfahren sowohl für Gasturbinen mit offenem als auch geschlossenem Prozess eingesetzt werden. Sind die Gasturbinen mit einem regenerativen Gegenstromwärmeaustauscher versehen, ist die relative Leistungssteigerung durch die beschriebene Koppelung besonders groß. Bezüglich geschlossener Gasturbinen verschiebt sich der Punkt der größten Gesamtleistung zu einem größeren Druckverhältnis der Gasturbine und sinkt bei darüber hinaus gesteigertem Druckverhältnis nur noch geringfügig ab. Die damit verbundene Leistungssteigerung wird ökonomisch attraktiver als bei Gasturbinen ohne die beschriebene Koppelung.In DE 10 2011 106 423 B4 a three-stage use of heat is planned, whereby external heat input in the temperature range above approx. 100 ℃ is successively fed to two high-pressure expellers, below approx. 100 ℃ to a medium-pressure expeller in order to be able to expand the high-pressure steam generated in this way to low pressure. Since heat input in the temperature range below 100 ℃ is only used to generate cold in the process described, the second high-pressure expeller and its solution feed line are advantageously dispensed with. Although the power generation falls, the efficiency with reduced heat input increases. The use of refrigeration in a gas turbine circuit is advantageous in terms of construction costs insofar as additional power generation can be attributed to a smaller gas turbine compressor. The method can advantageously be used both for gas turbines with an open process and with a closed process. If the gas turbines are provided with a regenerative counterflow heat exchanger, the relative increase in output due to the coupling described is particularly large. With regard to closed gas turbines, the point of the greatest total power shifts to a higher pressure ratio of the gas turbine and drops only slightly when the pressure ratio is increased beyond this. The associated increase in performance is economically more attractive than in gas turbines without the coupling described.

Eine erhebliche Baukostenminderung ist im Vergleich zu US 20020069665 A1 zu erwarten. Dort überlappen sich die Temperaturbereiche von Desorber und Absorber, so dass Wärmeübertragung vom Absorber zum Desorber vorgenommen werden kann. Dieser Bauaufwand entfällt, da für diesen Verfahrensschritt die notwendige hohe Absorptionstemperatur infolge der Anordnung einer zweiten Absorptionsdruckstufe nicht erreicht wird. Dessen Anordnung ist Kernstück des beschriebenen Verfahrens. Zudem ist der Bauaufwand eines Mitteldruckrieselaustreibers geringer als der eines Desorbers.A significant reduction in construction costs is compared to US20020069665A1 expected. The temperature ranges of the desorber and absorber overlap there, so that heat can be transferred from the absorber to the desorber. This construction effort is not necessary because the necessary high absorption temperature for this process step is not reached due to the arrangement of a second absorption pressure stage. Its arrangement is the core of the method described. In addition, the construction cost of a medium-pressure trickle ejector is lower than that of a desorber.

Der mit dem Verfahren zu erzielende Wirkungsgradvorteil wird an Hand des folgenden Beispiels einer geschlossenen Gasturbine erörtert. Unterstellt wird, dass diese wie üblich mit einem regenerativen Gegenstromwärmeaustauscher ausgestattet ist. Die Werte beziehen sich auf 1 kg Luft im Gasturbinenkreislauf. Für den Wirkungsgrad kommt dem Druckverlust in dessen Kreislauf größere Bedeutung zu. Dieser wird mit 9,5 % angesetzt und damit geringer als früher infolge der Wärmerzeugung mittels Kohlefeuerung zu verzeichnen war.The efficiency advantage to be achieved with the method is discussed using the following example of a closed gas turbine. It is assumed that this is equipped with a regenerative counterflow heat exchanger as usual. The values refer to 1 kg of air in the gas turbine cycle. The pressure loss in the circuit is of greater importance for the efficiency. This is set at 9.5% and is therefore lower than was previously recorded as a result of heat generation using coal firing.

Basis des Rechenbeispiels ist, dass der Entgasungsdampf - wie in 2, 3, 4, 5, 7 dargestellt - dem Niedrigabsorber zugeleitet wird. Die Verdichtungstemperatur wird von 25 auf 6 ℃ herabgesetzt. Diese Temperatur ist bei Offenen Gasturbinen maximal zu erreichen. Bei einer entsprechend ISO-Bedingung angesetzten tiefsten Absorptionstemperatur von 20 ℃ ergibt sich im Mitteldruckaustreiber ein Pinch Point von 23 K. Dieser wird meist mit 5 bis 10 K ausgelegt, so dass bei tropischen Umwelttemperaturen eine Reserve besteht, bevor eine Wirkungsgradverringerung im Gasturbinenprozess eintritt. Solche Reserven sind bei Gasturbinen ohne Absorptions-Kraft-Kälte-Kopplung nicht gegeben.The calculation example is based on the fact that the degassing steam - as in 2 , 3 , 4 , 5 , 7 shown - is fed to the low absorber. The compression temperature is reduced from 25 to 6 ℃. This maximum temperature can be reached with open gas turbines. With a lowest absorption temperature of 20 ℃ set according to ISO conditions, a pinch point of 23 K results in the medium-pressure expeller. This is usually designed with 5 to 10 K, so that there is a reserve at tropical ambient temperatures before the efficiency of the gas turbine process drops. Such reserves do not exist in gas turbines without absorption, power and cooling coupling.

Grundsätzlich würde der Mehraufwand für die Verdichtung des Kreislaufmediums - im Beispiel Luft - durch zusätzliche Stromerzeugung mittels Verdichtungswärme gemildert. Für den Verfahrensschritt Vorkühlung wird hierbei ein Druckverlust von 0,5 % angesetzt. Für den Gasturbinenverdichter wird ein Wirkungsgrad von 86 %, der Nutzturbine von 90 %, für die Absorptionskraftturbine von 85 % angesetzt. Geschlossene Gasturbine Druckverhält nis Verdichter Nutzturbine Wärme zufuhr el.Leistung* [kJ/kg] Wirkungsgrad** [%] GGT 3,5 25℃ ► 174,25°C 850°C ► 594,06°C 574,96° C ► 850℃ 315,6 kJ/kg 143,24 45,4 GGT 3,66 25°C ► 180,55℃ 850°C ► 585,68°C 585,68℃ ► 850℃ 325,4 kJ/kg 146,17 44,9 Geschlossene Gasturbine + Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus Druckverhäl tnis Verdichter Nutzturbine Wärme zufuhr el.Leistung* [kJ/kg] Wirkungsgrad** [%] GGT 3,5 6℃ ► 146,21℃ 850°C ► 594,96°C 574,96° C ► 850℃ 315,1 kJ/kg 151,94 48,2 AK 165,56° ► ca. 105,5℃ 60,79 kJ/kg 11,72 19,3 GGT+ AKK 315,1 kJ/kg 163,66 51,9 AKK 165,56° ► 70,82°C 96,99 kJ/kg 20,42 21,1 Geschlossene Gasturbine + Absorptions-Kraft-Kälte-.+ WD-Elektrolyseur Druckverhäl tnis Verdichter Nutzturbine Wärme zufuhr el.Leistung* [kJ/kg] Wirkungsgrad** [%] GGT 4,5 6℃ ► 180,37°C 850° ► 547,44° C 527,44℃ ► 850℃ 368,33 kJ/kg 169,92 46,20 AK 165,56°C ► ca. 105,5℃ 60,79 kJ/kg 11,72 19,3 WD-Elektrolyseur 200,75,°C ► 165,56°C Wärmeguts chrift 36,39 kJ/kg 36,39*0,7= 25,47 70,00 GGT+ AKKE 367,73 kJ/kg 207,11 56,3 AKKE 200, 73°C ► 70,82°C 137,78 kJ/kg 66,66 48,4

  • * ohne Generatorverlust
  • * ohne möglicherweise notwendige Wasserstoffverdichtung
In principle, the additional effort for the compression of the circuit medium - in the example air - would be reduced by additional electricity generation by means of compression heat. A pressure loss of 0.5% is assumed for the pre-cooling process step. An efficiency of 86% is assumed for the gas turbine compressor, 90% for the power turbine and 85% for the absorption power turbine. closed gas turbine pressure ratio compressor power turbine supply of heat electrical output* [kJ/kg] Efficiency** [%] GGT 3.5 25℃ ► 174.25°C 850°C ► 594.06°C 574.96°C ► 850℃ 315.6kJ/kg 143.24 45.4 GGT 3.66 25℃ ► 180.55℃ 850°C ► 585.68°C 585.68℃ ► 850℃ 325.4kJ/kg 146:17 44.9 Closed gas turbine + absorption power-refrigeration cycle pressure ratio compressor power turbine supply of heat electrical output* [kJ/kg] Efficiency** [%] GGT 3.5 6℃ ► 146.21℃ 850°C ► 594.96°C 574.96°C ► 850℃ 315.1kJ/kg 151.94 48.2 AK 165.56° ► approx. 105.5℃ 60.79kJ/kg 11.72 19.3 GGT+ acc 315.1kJ/kg 163.66 51.9 acc 165.56° ► 70.82°C 96.99kJ/kg 20.42 21:1 Closed gas turbine + absorption power refrigeration.+ WD electrolyser pressure ratio compressor power turbine supply of heat electrical output* [kJ/kg] Efficiency** [%] GGT 4.5 6℃ ► 180.37°C 850° ► 547.44°C 527.44℃ ► 850℃ 368.33kJ/kg 169.92 46.20 AK 165.56°C ► approx. 105.5℃ 60.79kJ/kg 11.72 19.3 WD electrolyser 200.75°C ► 165.56°C Thermal material 36.39 kJ/kg 36.39*0.7= 25.47 70.00 GGT+ AKKE 367.73kJ/kg 207:11 56.3 AKKE 200.73°C ► 70.82°C 137.78kJ/kg 66.66 48.4
  • * without generator loss
  • * without possibly necessary hydrogen compression

Im Beispiel ist bei der Wirkungsgradberechnung für den Absorptionskreislauf (AK) die interne Wärmeübertragung durch die arme Lösung des Mitteldruckaustreibers nicht herausgerechnet.In the example, the internal heat transfer through the poor solution of the medium-pressure expeller is not calculated in the efficiency calculation for the absorption circuit (AK).

Mit der vorliegenden Erfindung übertrifft der Wirkungsgrad des Absorptions-Kraft-Kälte-Kreislaufs (AKK) denjenigen alternativer Stromerzeugungsverfahren deutlich - bis zum doppelten Wert. Aus dem Wirkungsgrad von ca. 52 % einer Geschlossenen Gasturbine mit AKK kann geschlossen werden, dass die Alternative einer Kopplung einer Geschlossenen Gasturbine mit einem nachgeschalteten Wasserdampfkreislauf zu geringeren Wirkungsgraden führen wird.With the present invention, the efficiency of the absorption power cooling cycle (AKK) significantly exceeds that of alternative power generation processes - up to double the value. From the efficiency of approx. 52% of a closed gas turbine with AKK it can be concluded that the alternative of coupling a closed gas turbine with a downstream steam circuit will lead to lower efficiencies.

Mit dem Druckverhältnis steigt zudem die elektrische Leistung der Geschlossenen Gasturbine, gleichzeitig steigt die Menge der Abwärme und deren Maximaltemperatur. Wird das Druckverhältnis der Geschlossenen Gasturbine von 3,5 beispielsweise auf 4,5 erhöht, steigt die Menge und Temperatur der Abwärme. In 7 dargestellt, wie diese Abwärme mittels Wasserdampferzeugung in einer Wasserdampfelektrolyse genutzt wird. Diese Wärme wird mit demselben Wirkungsgrad wie der dadurch reduzierte elektrische Strombedarf in Wasserstoff umgesetzt. Für beide wird jeweils ein Wirkungsgrad von 0,7 angesetzt. Hierdurch steigt der Gesamtwirkungsgrad an, der Teilwirkungsgrad des Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus erheblich.The electrical output of the closed gas turbine also increases with the pressure ratio, while the amount of waste heat and its maximum temperature increase at the same time. If the pressure ratio of the closed gas turbine is increased from 3.5 to 4.5, for example, the quantity and temperature of the waste heat increases. In 7 shows how this waste heat is used by generating steam in a steam electrolysis. This heat is converted into hydrogen with the same efficiency as the resulting reduced electrical power requirement. An efficiency of 0.7 is assumed for both. This increases the overall efficiency, and the partial efficiency of the absorption power-cooling cycle increases significantly.

Das Druckverhältnis einer Geschlossenen Gasturbine könnte bis zu einem Druckverhältnis von ca. 6,5 sinnvoll erhöht werden. Im Vergleich zum Druckverhältnis von 4,5 würde die elektrische Leistung um 15,39 kJ/kg, die zusätzlich nutzbare Abwärmemenge um 71,06 kJ/kg gesteigert werden. Zusätzliche Abwärmemenge könnte alternativ auch durch größeren Temperaturabstand bei der regenerativen Wärmerückgewinnung im Gasturbinenkreislauf erzielt werden, wobei die zusätzliche elektrische Leistung entsprechend geringer ausfällt oder ganz entfällt.The pressure ratio of a closed gas turbine could be meaningfully increased up to a pressure ratio of about 6.5. Compared to the pressure ratio of 4.5, the electrical output would be increased by 15.39 kJ/kg and the additional usable amount of waste heat by 71.06 kJ/kg. Alternatively, additional waste heat could also be achieved through a larger temperature difference in regenerative heat recovery in the gas turbine cycle, with the additional electrical power being correspondingly lower or omitted entirely.

Es werden vier verschiedene Verfahren zum Wärmeeintrag aus einer externen Wärmequelle beschrieben. Sie unterscheiden sich nur bezüglich der Übertragung zur Stromerzeugung. In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse relativ zum Verfahren nach Anspruch 8 bezogen - Stichwort „Wasserstrom“. Aus dem Vergleich ist ersichtlich, dass die Verfahren sich bezüglich der Leistung allenfalls minimal, bezüglich des Aufwands für die interne Wärmeübertragung - hauptsächlich im Hochdruckrieselaustreiber - deutlich unterscheiden. Verfahren in Anspruch # mit „Stichwort“ Darstellung in Figur(en) Max.Tempera tur in externer Wärmequelle Wärmenutzung zur Stromerzeugung Leistung externer Wärmeeintrag interne Wärmeüber tragung 8 „Wärmeträger“ 4, 6 180 ℃ 100% 103% 100,00% 7 „Zweiphasen mit angereicherter Lösung“ 2, 7 180 ℃ 107% 35% 99,2% Four different methods of heat input from an external heat source are described. They differ only in terms of transmission to power generation. In the following table, the results are related to the method according to claim 8 - keyword "water flow". The comparison shows that the processes differ minimally in terms of performance, but significantly in terms of the effort required for internal heat transfer - mainly in the high-pressure trickle expeller. Method in claim # with "keyword" Representation in figure(s) Max. temperature in external heat source Use of heat to generate electricity perfomance external heat input internal heat transfer 8 "heat carrier" 4, 6 180℃ 100% 103% 100.00% 7 "Two-phase with enriched solution" 2, 7 180℃ 107% 35% 99.2%

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen erläutert.In the following the invention is explained with reference to drawings.

Die Figuren zeigen Verfahren und Anlage zur Strom- und Kälteerzeugung mit dem Zweistoffgemisch aus Ammoniak und Wasser im Einzelnen:

  • 1: Strom- und Kälteerzeugung nach 8 aus Stand der Technik ( DE 10 2011 106 423 B4 );
  • 2: Kälteerzeugung und -übertragung an das Kreislaufmedium einer Offenen Gasturbine und Wärmeübertragung an reiche und angereicherte Lösung des Absorptionskreislaufs;
  • 3: Kälteerzeugung und -übertragung an das Niederdruckgas einer Geschlossenen Gasturbine und Wärmeübertragung an reiche Lösung des Absorptionskreislaufs;
  • 4: Kälteerzeugung und -übertragung an das Kreislaufmedium einer Offenen Gasturbine und Wärmeübertragung an einen umlaufenden Wasserstrom;
  • 5: Kälteerzeugung und -übertragung an das Niederdruckgas einer Geschlossenen Gasturbine und Wärmeübertragung an reiche und arme Lösung des Absorptionskreislaufs;
  • 6: Kälteerzeugung und -übertragung an das Niederdruckgas einer Geschlossenen Gasturbine und Wärmeübertragung an einen umlaufenden Wasserstrom und an einen Wasserdampferhitzer;
  • 7: Kälteerzeugung und -übertragung an das Niederdruckgas einer Geschlossenen Gasturbine und Wärmeübertragung an reiche und angereicherte Lösung des Absorptionskreislaufs und zur Hochtemperaturelektrolyse und
  • 8: solarthermische Wärmenutzung und Betrieb in Grundlastfahrweise.
The figures show the process and system for generating electricity and cooling with the two-component mixture of ammonia and water in detail:
  • 1 : Electricity and cooling generation after 8th from the state of the art ( DE 10 2011 106 423 B4 );
  • 2 : Cold production and transfer to the cycle medium of an open gas turbine and heat transfer to rich and enriched solution of the absorption cycle;
  • 3 : Cold production and transfer to the low pressure gas of a closed gas turbine and heat transfer to rich solution of the absorption cycle;
  • 4 : Cold generation and transfer to the circulating medium of an open gas turbine and heat transfer to a circulating water stream;
  • 5 : Cold production and transfer to the low pressure gas of a closed gas turbine and heat transfer to rich and lean solution of the absorption cycle;
  • 6 : refrigeration generation and transfer to the low pressure gas of a closed gas turbine and heat transfer to a circulating water stream and to a steam heater;
  • 7 : Cold production and transfer to the low pressure gas of a closed gas turbine and heat transfer to rich and enriched solution of the absorption cycle and for high temperature electrolysis and
  • 8th : Solar thermal heat utilization and operation in base load mode.

In den Figuren werden wesentliche Bezugszeichen für den Absorptionskreislauf mit den Nummern 11 bis 19; für den Absorptionskreislauf und Verdichtungskreislauf mit den Nummern 21 bis 29, für den Verdichtungskreislauf mit den Nummern 31 bis 39 und für den Resorptionskreislauf mit den Nummern 41 bis 49 benutzt.In the figures, essential reference numbers for the absorption circuit are numbered 11 to 19; for the absorption circuit and compression circuit with the numbers 21 to 29, for the compression circuit with the numbers 31 to 39 and for the absorption circuit with the numbers 41 to 49.

Die 1 aus dem Stand der Technik zeigt Zusatz- und Resorptionskreislauf zur Kälteerzeugung mittels Entgaser. Die Bezugszeichen der Figur sind wie im Stand der Technik beibehalten.the 1 from the prior art shows an additional and resorption cycle for refrigeration by means of a degasser. The reference numbers of the figure are retained as in the prior art.

In der 1 wird die gemeinsame Strom- und Kälteerzeugung mit der 8 der DE 10 2011 106 423 B4 in dargestellt. Kern der Ausgestaltung dort ist die Erzeugung und Entspannung eines Ammoniakdampfes mit Wasseranteil von optimal 6 %. Diese Dampfzusammensetzung wird in dieser Figur u.a. durch die Gleichgewichtslinie von Lösung und Dampf beim Austritt aus dem Dampferzeuger festgelegt, wobei ausgenutzt wird, dass sich diese von Druck und Temperatur einerseits und vom Dampfaustritt am heißen oder kalten Ende des Austreibers anderseits unterscheidet. Mit diesem Ansatz wird für die Stromerzeugung eine stufenweise Ausnutzung einer Wärmequelle mit Temperaturgefälle mit einmaligem Wärmeeintrag des oberen Temperaturbereichs und zweimaligem Wärmeeintrag im mittleren Temperaturbereich auf Hochdruckniveau und im unteren Temperaturbereich auf unteren Temperaturbereich angeordnet. In der 1 wird im Austreiber <25> hiervon abweichend der Wärmeeintrag im unteren Temperaturbereich sowohl zur Stromerzeugung als auch zur Kälteerzeugung genutzt. Auf Grund dieser Konkurrenzsituation ist bei zunehmender Kälteerzeugung nur eine zunehmende Teilentspannung <32> des Hochdruckdampfes nur bis Mitteldruck statt bis auf Niederdruck vorgesehen. In der Anordnung von zwei Absorbern mit zwei Druckstufen ist der Temperaturhub der Kälteerzeugung festgelegt und gering. Die bei der Hochdruck- und bei der Mitteldruckaustreibung gebildeten armen Lösungen <8e, 22> werden einem Niedrigstdruckabsorber <13a> zugeleitet. Von diesem Absorber wird angereicherte Lösung <20> zum Mitteldruckaustreiber <25>, angereicherte Lösung <4a> zu einem Hochdruckaustreiber <9> und angereicherte Lösung <4> zu einem Niederdruckabsorber <14b> zugeleitet. Dort gebildete reiche Lösung <2> wird zu einem Hochdruckaustreiber <3b> geleitet.In the 1 will the joint generation of electricity and cooling with the 8th the DE 10 2011 106 423 B4 shown in . The core of the design there is the generation and expansion of ammonia vapor with a water content of optimally 6%. This steam composition is defined in this figure by the equilibrium line of solution and steam when exiting the steam generator, using the fact that this differs from pressure and temperature on the one hand and from the steam exit at the hot or cold end of the expeller on the other. With this approach, a gradual utilization of a heat source with a temperature gradient with one heat input of the upper temperature range and two heat input in the medium temperature range at high pressure level and in the lower temperature range at the lower temperature range is arranged for power generation. In the 1 deviating from this, the heat input in the lower temperature range is used in the expeller <25> both to generate electricity and to generate cold. Due to this competitive situation, with increasing refrigeration only an increasing partial expansion <32> of the high-pressure steam is provided only to medium pressure instead of to low pressure. In the arrangement of two absorbers with two pressure levels, the temperature rise of the refrigeration is fixed and low. The poor solutions <8e, 22> formed during the high-pressure and medium-pressure expulsion are fed to a very low-pressure absorber <13a>. Enriched solution <20> is fed from this absorber to the medium-pressure expeller <25>, enriched solution <4a> to a high-pressure expeller <9> and enriched solution <4> to a low-pressure absorber <14b>. Rich solution <2> formed there is conducted to a high-pressure generator <3b>.

Die in DE10 2011 106 423 B4 dargestellte Kreislaufgestaltung wird im folgenden in abweichenden Verfahrensschritten neu angeordnet. Insbesondere wird eine Wärmequelle mit gleitendem Temperaturgefälle nur zweigeteilt, auf oberem Temperaturniveau zur Stromerzeugung, im unteren Temperaturniveau zur Kälteerzeugung angeordnet. Das Prinzip eines zweimaligen temperaturgestuften Wärmeeintrags zur Stromerzeugung wird nicht mehr angewendet.In the DE10 2011 106 423 B4 The cycle design shown is rearranged in the following in different process steps. In particular, a heat source with a sliding temperature gradient is only divided into two, arranged at the upper temperature level for generating electricity and at the lower temperature level for generating cold. The principle of a double temperature-graded heat input for power generation is no longer used.

Die 2 zeigt Kälteerzeugung und -übertragung an das Kreislaufmedium einer Offenen Gasturbine mit regenerativem Gegenstromwärmetauscher und Wärmeeintrag von dessen Abgas an reiche und angereicherte Lösung eines Absorptionskreislaufs.the 2 shows cold generation and transfer to the cycle medium of an open gas turbine with regenerative counterflow heat exchanger and heat input from its exhaust gas to rich and enriched solution of an absorption cycle.

In der 2 wird ein Absorptionskreislauf zur Stromerzeugung und je ein thermischer Verdichtungskreislauf und ein Resorptionskreislauf zur Kälteerzeugung dargestellt. Erfindungsgemäß werden Absorptionskreislauf und thermischer Verdichtungskreislauf in gemeinsam genutzten Absorbern (1) und (2) verknüpft. Der thermische Verdichtungskreislauf wird im folgenden nur mit Verdichtungskreislauf bezeichnet.In the 2 an absorption cycle for power generation and a thermal compression cycle and a resorption cycle for refrigeration are shown. According to the invention, the absorption circuit and thermal compression circuit are linked in shared absorbers (1) and (2). In the following, the thermal compression cycle is simply referred to as the compression cycle.

Aus einem Niedrigstdruckabsorber (1) wird u.a. angereicherte Lösung (29) des Absorptionskreislaufs und des Verdichtungskreislaufs entnommen. Dieser gemeinsame Strom wird mittels erster Lösungspumpe (21) auf Niederdruck angehoben und wird in den Niederdruckabsorber (2) zur Absorption eingeleitet. In beiden Absorbern (1, 2) wird Absorptionswärme an ein Kühlungsmittel übertragen.Among other things, enriched solution (29) of the absorption circuit and the compression circuit is removed from a low-pressure absorber (1). This common flow is raised to low pressure by means of the first solution pump (21) and is introduced into the low pressure absorber (2) for absorption. In both absorbers (1, 2) absorption heat is transferred to a coolant.

Aus dem Niederdruckabsorber (2) werden reiche Lösungen (28) des Absorptionskreislaufs und des Verdichtungskreislaufs entnommen. Diese (28) wird mittels zweiter Lösungspumpe (21a) auf Mitteldruck angehoben und danach durch einen ersten Lösungswärmetauscher (22) zur Wärmeübemahme geleitet. Danach werden die reichen Lösungen (28) des Absorptionskreislaufs und des Verdichtungskreislaufs in reiche Verdichtungskreislösung (38) und reiche Absorptionskreislösung (18) getrennt. Dieser Strom (18) wird mittels dritter Lösungspumpe (11a) auf Hochdruck angehoben. Anschließend wird die reiche Absorptionskreislösung (18) zu einem vom Abgasstrom (9) einer Gasturbine (6a) mit regenerativem Gegenstromwärmetauscher (6c) durchströmten Abhitzekessel (5) geleitet und zunächst auf Siedetemperatur aufgeheizt, dann durch Teilverdampfung in ein Zweiphasengemisch (18p) des Absorptionskreislaufs umgewandelt. Dieses Zweiphasengemisch (18p) wird dem Abhitzekessel (5) entnommen und in einen Desorber (13) eingeleitet. Dort wird das Zweiphasengemisch (18p) in wasserreichen Ammoniakdampf und arme Lösung des getrennt.Rich solutions (28) of the absorption cycle and the compression cycle are taken from the low-pressure absorber (2). This (28) is raised to medium pressure by means of the second solution pump (21a) and then passed through a first solution heat exchanger (22) for heat transfer. Thereafter, the rich solutions (28) of the absorption cycle and the compression cycle are separated into rich compression cycle solution (38) and rich absorption cycle solution (18). This stream (18) is raised to high pressure by means of the third solution pump (11a). The rich absorption cycle solution (18) is then routed to a waste heat boiler (5) through which the exhaust gas stream (9) from a gas turbine (6a) with a regenerative countercurrent heat exchanger (6c) flows and first heated to boiling temperature, then converted by partial evaporation into a two-phase mixture (18p) of the absorption cycle. This two-phase mixture (18p) is removed from the waste heat boiler (5) and introduced into a desorber (13). There, the two-phase mixture (18p) is separated into water-rich ammonia vapor and a poor solution.

Der erste Teilstrom (18a) angereicherter Absorptionskreislösung wird durch eine vierte Lösungspumpe (11b) auf Hochdruckniveau angehoben und in einem zweiten Lösungswärmetauscher (12) aufgewärmt. Anschließend wird er geteilt in einen zweiten (18b) und einen dritten Teilstrom (18c) angereicherter Absorptionskreislösung. Der zweite Teilstrom (18b) angereicherter Absorptionskreislösung wird in den Kopf des Desorbers (13) eingeleitet. Der dritte Teilstrom (18c) angereicherter Absorptionskreislösung wird in das sich bereits teilweise ausgebildete Zweiphasengemisch (18p) eingeleitet. Mit dieser Maßnahme wird das Verhältnis von ausgetriebenem Dampf zur verbleibenden Lösung so niedrig gehalten, dass die zunehmende Dampfaustreibung im Bereich der Blasenverdampfung bleibt. Diese zeichnet sich durch sehr hohen Wärmeübergang aus.The first partial flow (18a) of enriched absorption cycle solution is raised to high pressure by a fourth solution pump (11b) and heated in a second solution heat exchanger (12). It is then divided into a second (18b) and a third partial flow (18c) of enriched absorption cycle solution. The second partial stream (18b) of enriched absorption circuit solution is introduced into the top of the desorber (13). The third partial stream (18c) of enriched absorption circuit solution is introduced into the two-phase mixture (18p) that has already partially formed. With this measure, the ratio of expelled vapor to the remaining solution is kept so low that the increasing vapor expulsion remains in the range of bubble evaporation. This is characterized by very high heat transfer.

Im Desorber (13) finden zwei Verfahrensschritte gleichzeitig statt. Erstens wird der aufsteigende wasserreiche Ammoniakdampf durch Wärme- und Stoffaustausch mit herabrieselndem zweiten Teilstrom (18b) angereicherter Absorptionskreislösung zu wasserhaltigem Ammoniakdampf reduziert und arme Lösung gebildet. Zum Wärme- und Stoffaustausch werden in bekannter Weise höhengestuft mehrere wannenartige Flächen angeordnet. Zweitens wird aus dem zweiten Teilstrom (18b) angereicherter Absorptionskreislösung mittels indirekt wärmeübertragender armer Absorptionskreislösung (16) wasserreicher Ammoniakdampf (19) ausgetrieben und zusätzliche arme Lösung gebildet. Die bei Rektifikation und Austreibung gebildeten armen Lösungen laufen in den Sumpf des Desorbers (13). Dort werden sie mit der flüssigen Phase der Phasentrennung zur armen Absorptionskreislösung (16) kombiniert. Diese arme Lösung wird von unten nach oben durch die wannenartigen Flächen geleitet. Der wasserreiche Ammoniakdampf (19) tritt aus dem Kopf des Desorbers (13) aus, dessen Wasseranteil zumindest annähernd über eine Gleichgewichtslinie des eingeleiteten zweiten Teilstroms (18b) angereicherter Absorptionskreislösung auf einen Wasseranteil von 6 % bestimmt wirdTwo process steps take place simultaneously in the desorber (13). Firstly, the rising water-rich ammonia vapor is reduced to water-containing ammonia vapor by heat and mass exchange with the second partial stream (18b) trickling down, enriched absorption circuit solution and lean solution is formed. For the purpose of heat and mass exchange, several trough-like surfaces are arranged at different heights in a known manner. Secondly, water-rich ammonia vapor (19) is expelled from the second partial flow (18b) of enriched absorption circuit solution by means of indirectly heat-transferring poor absorption circuit solution (16) and additional poor solution is formed. The poor solutions formed during rectification and expulsion run into the sump of the desorber (13). There they are combined with the liquid phase of the phase separation to form the lean absorption cycle solution (16). This poor solution is passed through the trough-like surfaces from bottom to top. The water-rich ammonia vapor (19) exits the top of the desorber (13), the water content of which is determined at least approximately via an equilibrium line of the introduced second partial flow (18b) of enriched absorption cycle solution to a water content of 6%

Die arme Absorptionskreislösung (16) wird nach Wärmeübertragung aus dem Kopf des Hochdruckrieselaustreibers (13a) entnommen und ein erster Teilstrom der armen Absorptionskreislösung (16a) abgetrennt. Der verbleibende Hauptstrom (16b) armer Absorptionskreislösung wird zur Wärmeübertragung durch den zweiten Lösungswärmetauscher (12) geleitet, wobei die Menge des Hauptstroms (16b) so groß bemessen wird, dass der erste Teilstrom angereicherter Absorptionskreislösung (18a) durch ihn auf Siedetemperatur aufgewärmt wird. Anschließend wird der Hauptstrom (16b) armer Absorptionskreislösung mittels erster Drossel (17) auf Niedrigstdruckniveau abgesenkt und in den Niedrigstdruckabsorber (1) zur Absorption eingeleitet.After heat transfer, the lean absorption cycle solution (16) is removed from the top of the high-pressure trickle separator (13a) and a first partial stream of the lean absorption cycle solution (16a) is separated off. The remaining main stream (16b) of lean absorption circuit solution is passed through the second solution heat exchanger (12) for heat transfer, the amount of the main stream (16b) being dimensioned so large that the first partial stream of enriched absorption circuit solution (18a) is heated to boiling temperature by it. The main stream (16b) of poor absorption circuit solution is then lowered to the lowest pressure level by means of a first throttle (17) and introduced into the lowest pressure absorber (1) for absorption.

Der wasserreiche Ammoniakdampf (19) wird zum Abhitzekessel (5) geleitet. Dort erfolgt die Wärmeübertragung nacheinander an einen Dampfüberhitzer (5a), an das sich ausbildende Zweiphasengemisch (18p) und schließlich parallel an den aufzuwärmenden Strom reicher Absorptionskreislösung (18) bzw. an einen Wasserstrom (7).The water-rich ammonia vapor (19) is routed to the waste heat boiler (5). There, the heat is transferred in succession to a steam superheater (5a), to the two-phase mixture that forms (18p) and finally in parallel to the stream of rich absorption circuit solution (18) to be heated or to a water stream (7).

Der überhitzte wasserreiche Ammoniakdampf (19a) wird zu einer Turbine (14) geleitet und in ihr bis in den Nassdampfbereich entspannt. Die mechanische Arbeit wird mittels Generator (15) in elektrischen Strom umgewandelt. Aus der Turbine (14) wird ein auf Niedrigstdruck entspannter Niedrigstdruckdampf (19b) entnommen und dem Niedrigstdruckabsorber (1) zur Absorption zugeleitet. Für die Situation, dass bei einem Betrieb außerhalb der Anlagenauslegung der Kältebedarf überproportional sinkt oder vollständig entfällt, wird nur auf Niederdruck entspannter Niederdruckdampf (19c) aus der Turbine (14) entnommen und dem Niederdruckabsorber (2) zur Absorption zugeleitet. Hierzu wird ein Ventil (19e) angeordnet.The superheated, water-rich ammonia vapor (19a) is routed to a turbine (14) and expanded in it down to the wet-steam range. The mechanical work is converted into electricity by a generator (15). Ultra-low-pressure steam (19b), expanded to ultra-low pressure, is removed from the turbine (14) and fed to the ultra-low-pressure absorber (1) for absorption. In the event that the refrigeration requirement drops disproportionately or completely during operation outside of the system design, only low-pressure steam (19c) expanded to low pressure is removed from the turbine (14) and fed to the low-pressure absorber (2) for absorption. A valve (19e) is arranged for this purpose.

Die reiche Verdichtungskreislösung (38) wird einem auf Mitteldruck betriebenen Mitteldruckrieselaustreiber (33) zugeleitet und in dessen Kopf zur Austreibung eingeleitet. Im Mitteldruckrieselaustreiber (33) findet der Verfahrensschritt Austreibung statt: Mittels indirekt wärmeübertragendem Wasserstrom (7) wird aus reicher Verdichtungskreislösung (38) nahezu reiner Ammoniakmitteldruckdampf (39) ausgetrieben und arme Verdichtungskreislösung (36) gebildet: Am Boden des Mitteldruckrieselaustreibers (33) sammelt sich arme Verdichtungskreislösung (36) und wird dem Mitteldruckrieselaustreiber (33) entnommen. Der nahezu reine Ammoniakmitteldruckdampf (39) tritt aus dem Kopf des Mitteldruckrieselaustreibers (33) aus und wird zu einem auf gleichem Druck stehendem Mitteldruckabsorber (3) zur Absorption geleitet. In diesen Mitteldruckabsorber (3) wird arme Resorptionskreislösung (46) eingeleitet. Nach erfolgter Absorption wird reiche Resorptionskreislösung (48) entnommen und mittels vierter Drossel (47) auf Niederdruck abgesenkt und anschließend in einen Entgaser (43) eingeleitet.The rich compression circuit solution (38) is fed to a medium-pressure operated medium-pressure trickle expeller (33) and introduced into its head for ejection. The expulsion process step takes place in the medium-pressure trickle expeller (33): By means of an indirect heat-transferring water flow (7), almost pure medium-pressure ammonia vapor (39) is expelled from the rich compression circuit solution (38) and lean compression circuit solution (36) is formed: lean collects at the bottom of the medium-pressure trickle expeller (33). Compression circuit solution (36) and is taken from the medium-pressure trickle expeller (33). The almost pure medium-pressure ammonia vapor (39) emerges from the head of the medium-pressure trickle expeller (33) and is conducted to a medium-pressure absorber (3) at the same pressure for absorption. Poor resorption circuit solution (46) is introduced into this medium-pressure absorber (3). After absorption is enough Resorption cycle solution (48) removed and lowered to low pressure by means of a fourth throttle (47) and then introduced into a degasser (43).

Aus der Umgebung angesaugte Luft (9a) wird zur Unterkühlung (Kälteerzeugung) durch den Entgaser (43) geleitet und einem Verdichter (6b) einer Offenen Gasturbine (6a) zugeleitet. Die Kälteübertragung findet dann an das Kreislaufmedium der Offenen Gasturbine (6a) statt.Air (9a) sucked in from the environment is passed through the degasser (43) for supercooling (cold generation) and fed to a compressor (6b) of an open gas turbine (6a). The cold transfer then takes place to the circulating medium of the open gas turbine (6a).

Der Niederdruckdampf (49) des Resorptionskreislaufs wird in den Niederdruckabsorber (2) zur Absorption eingeleitet.The low-pressure steam (49) of the resorption circuit is introduced into the low-pressure absorber (2) for absorption.

Im Abhitzekessel (5) wird in Parallelschaltung zur Aufwärmung der reichen Absorptionskreislösung (18) Wärme an einen Wasserstrom (7) eingetragen. Der Wasserstrom (7) wird zur Wärmeübertragung an den Mitteldruckrieselaustreiber (33) geleitet. Nach erfolgter Wärmeübertragung wird der Wasserstrom (7), gestützt durch eine Umwälzpumpe (11c), zurück zum Abhitzekessel (5) geleitet.In the waste heat boiler (5), heat is introduced into a water flow (7) in parallel to heat up the rich absorption circuit solution (18). The water flow (7) is directed to the medium-pressure trickle expeller (33) for heat transfer. After the heat transfer has taken place, the water flow (7), supported by a circulation pump (11c), is routed back to the waste heat boiler (5).

Der abgetrennte erste Teilstrom armer Lösung (16a) des Absorptionskreislaufs wird mittels zweiter Drossel (17a) auf Mitteldruck abgesenkt und mit der armen Verdichtungskreislösung (36) vereint zur Wärmeübertragung durch den ersten Lösungswärmetauscher (22) geleitet. The separated first partial flow of poor solution (16a) of the absorption circuit is lowered to medium pressure by means of a second throttle (17a) and combined with the poor compression cycle solution (36) for heat transfer through the first solution heat exchanger (22).

Der Mischstrom (26) armer Lösungen des Absorptions- und Verdichtungskreislaufs wird mittels dritter Drossel (27) auf Niedrigstdruck abgesenkt und in den Niedrigstdruckabsorber (1) zur Absorption eingeleitet.The mixed stream (26) of poor solutions from the absorption and compression circuit is lowered to the lowest pressure by means of a third throttle (27) and introduced into the lowest-pressure absorber (1) for absorption.

Zur Kälteerzeugung wird ein Resorptionskreislauf angeordnet, der ebenfalls mit dem Zweistoffgemisch Ammoniak und Wasser betrieben wird. Angetrieben wird der Resorptionskreislauf von dem Mitteldruckdampf, der vom Mitteldruckrieselaustreiber (33) einem Mitteldruckabsorber (3) des Resorptionskreislaufs zugeleitet und dort absorbiert wird. Die Absorptionswärme wird an die Umgebung abgegeben. Die aus dem Mitteldruckabsorber (3) des Resorptionskreislaufs abgezogene reiche Resorptionskreislösung (48) wird mittels einer vierten Drossel (47) auf den Druck eines Entgaser (43) abgesenkt und in ihn eingeleitet. Im Entgaser (43) wird der Verfahrensschritt Austreibung angeordnet, wobei Kälte erzeugt wird.A resorption cycle is arranged for cooling, which is also operated with the two-component mixture of ammonia and water. The resorption circuit is driven by the medium-pressure steam, which is fed from the medium-pressure trickle ejector (33) to a medium-pressure absorber (3) of the resorption circuit and absorbed there. The heat of absorption is given off to the environment. The rich resorption cycle solution (48) drawn off from the medium-pressure absorber (3) of the resorption cycle is lowered to the pressure of a degasser (43) by means of a fourth throttle (47) and introduced into it. The expulsion process step is arranged in the degasser (43), with cold being generated.

Es wird mittels externem Wärmeeintrag in einem Temperaturniveau unterhalb der Umgebungstemperatur die reiche Resorptionskreislösung (48) in ein Zweiphasengemisch des Resorptionskreislaufs umgewandelt.The rich resorption cycle solution (48) is converted into a two-phase mixture of the resorption cycle by means of external heat input at a temperature level below the ambient temperature.

Anschließend wird das Zweiphasengemisch des Resorptionskreislaufs einem Dampfabscheider (44) zugeleitet und in Niederdruckdampf (49) des Resorptionskreislaufs und arme Resorptionskreislösung (46) getrennt. Der nahezu reine Ammoniakdampf wird zu einem unter gleichen Druck stehenden Absorber (1 oder 2) zur Absorption geleitet. Die arme Resorptionskreislösung (46) wird mittels fünfter Lösungspumpe (41) auf Mitteldruck angehoben und zu dem Mitteldruckabsorber (3) zur Absorption geleitet.The two-phase mixture of the resorption circuit is then fed to a vapor separator (44) and separated into low-pressure vapor (49) from the resorption circuit and poor resorption circuit solution (46). The almost pure ammonia vapor is led to an absorber (1 or 2) under the same pressure for absorption. The poor resorption circuit solution (46) is raised to medium pressure by means of a fifth solution pump (41) and conducted to the medium-pressure absorber (3) for absorption.

In den Beschreibungen zu den folgenden Figuren wird nur auf Änderungen gegenüber der Beschreibung zur 2 eingegangen.In the descriptions of the following figures, only changes to the description are made 2 received.

Die 3 zeigt Kälteerzeugung und -übertragung an das Niederdruckgas einer Geschlossenen Gasturbine und Wärmeübertragung an reiche Lösung des Absorptionskreislaufs.the 3 shows refrigeration generation and transfer to the low pressure gas of a closed gas turbine and heat transfer to rich solution of the absorption cycle.

Im Unterschied zur Offenen Gasturbine der 2 wird die Geschlossene Gasturbine mit einem regenerativen Wärmetauscher eingesetzt. Optimale Wirkungsgrade werden mit geringeren Druckverhältnissen bei der Verdichtung und geringerer Maximaltemperatur im Abhitzekessel erreicht. Der Abhitzekessel mit nacheinander angeordneter Wärmeübertragung zum Dampfüberhitzer (5b), Ausbildung eines Zweiphasengemisches (18p) und in Parallelschaltung zur Lösungsaufwärmung (18d) und zum umlaufenden Wasserstrom (7) wird mit fallender Temperatur um einen Gasturbinenkühler (7b) und einen Entgaser (43) erweitert. Die Wärme aus dem Gasturbinenkühler wird an die Umgebung abgeführt. Die Temperatur des Kreislaufmediums (9c) der Geschlossenen Gasturbine (z.B. Luft) kann bis unter 0 ℃ abgesenkt werden. Im Unterschied zur Darstellung der 2 entfällt die Einspeisung angereicherter Absorptionskreislösung (18c) in das sich ausbildende Zweiphasengemisch (18p). Im Unterschied zur Darstellung der 2 wird in den Kopf des Desorbers (13) ein zweiter Teilstrom reicher Absorptionskreislösung (18f) eingeleitet. Vom gemeinsamen Strom reicher Lösung (28) des ersten Absorptionskreislaufs und des Verdichtungskreislaufs wird ein erster Teilstrom (18e) reicher Absorptionskreislösung abgetrennt und so der Hauptstrom reicher Lösungen (28a) des Absorptionskreislaufs und des Verdichtungskreislaufs gebildet.In contrast to the open gas turbine 2 the closed gas turbine is used with a regenerative heat exchanger. Optimum efficiencies are achieved with lower pressure ratios during compression and a lower maximum temperature in the waste heat boiler. The waste heat boiler with successively arranged heat transfer to the steam superheater (5b), formation of a two-phase mixture (18p) and in parallel connection to the solution heating (18d) and to the circulating water flow (7) is expanded with a gas turbine cooler (7b) and a deaerator (43) as the temperature falls . The heat from the gas turbine cooler is dissipated to the environment. The temperature of the cycle medium (9c) of the closed gas turbine (e.g. air) can be reduced to below 0 ℃. In contrast to the representation of 2 the feeding of enriched absorption circuit solution (18c) into the two-phase mixture (18p) that forms is eliminated. In contrast to the representation of 2 a second partial stream of rich absorption circuit solution (18f) is introduced into the head of the desorber (13). A first partial stream (18e) of rich absorption circuit solution is separated from the common stream of rich solution (28) of the first absorption circuit and the compression circuit and the main stream of rich solutions (28a) of the absorption circuit and the compression circuit is thus formed.

Analog zur 2 wird dieser Teilstrom (18e) reicher Absorptionskreislösung mittels einer vierten Lösungspumpe (11b) auf Hochdruckniveau angehoben und in einem zweiten Lösungswärmetauscher (12) aufgewärmt. Anschließend wird er geteilt in einen zweiten (18f) und einen dritten Teilstrom (18g) reicher Absorptionskreislösung. Analog zur Darstellung der 2 wird in 3 beschrieben, im Desorber (13) Rektifikation und Austreibung mittels herabrieselndem zweiten Teilstrom (18f) reicher Absorptionskreislösung auszuführen.Analogous to 2 this partial flow (18e) of rich absorption circuit solution is raised to high pressure level by means of a fourth solution pump (11b) and heated in a second solution heat exchanger (12). It is then divided into a second (18f) and a third partial flow (18g) of rich absorption circuit solution. Analogous to the representation of 2 is in 3 described, in the desorber (13) to carry out rectification and expulsion by means of a trickling down second partial flow (18f) of rich absorption cycle solution.

Durch den geringeren Wasseranteil und die niedrigere Siedetemperatur reicher (18f) statt angereicherter Lösung (18a) - wie in 2 dargestellt - ergibt das thermodynamische Gleichgewicht für den austretenden wasserhaltigen Ammoniakdampf (19d) einen suboptimalen Wasseranteil. Zur Korrektur wird ein mengenmäßig kleiner dritter Teilstrom reicher Absorptionskreislösung (18g) zugefügt, so dass der Wassergewichtsanteil nach dem Dampfüberhitzer (5a) in den überhitzten wasserreichen Ammoniakdampf (19a) auf den erfindungsgemäßen optimalen Anteil - in der Regel 6 % - erhöht wird.Due to the lower water content and the lower boiling temperature, the solution is richer (18f) instead of enriched (18a) - as in 2 shown - the thermodynamic equilibrium for the exiting water-containing ammonia vapor (19d) results in a suboptimal water content. To correct this, a quantitatively small third partial flow of rich absorption circuit solution (18g) is added, so that the water weight fraction after the steam superheater (5a) in the superheated water-rich ammonia vapor (19a) is increased to the optimum fraction according to the invention - usually 6%.

Danach wird der Hauptstrom (28a) in einen Strom reicher Verdichtungskreislösung (38) und einen Hauptstrom reicher Absorptionskreislösung (18d) getrennt. Analog zur 2 wird der Hauptstrom (18d) mittels dritter Lösungspumpe (11a) auf Hochdruck angehoben. Anschließend wird der Hauptstrom reicher Absorptionskreislösung (18d) zu einem vom Niedrigdruckgas (9c) der geschlossenen Gasturbine mit regenerativem Gegenstromwärmetauscher (6c) durchströmten Abhitzekessel (5) geleitet und im Unterschied zu 2 in einem dritten (12a) Lösungswärmetauscher aufgewärmt. Der Wärmeübertrag erfolgt von dem ersten Teilstrom der armen Absorptionskreislösung (16a) und der armen Verdichtungskreislösung (36).Thereafter, the main stream (28a) is separated into a rich compression cycle liquor stream (38) and a main rich absorption cycle liquor stream (18d). Analogous to 2 the main stream (18d) is raised to high pressure by means of the third solution pump (11a). The main flow of rich absorption circuit solution (18d) is then passed to a waste heat boiler (5) through which the low-pressure gas (9c) of the closed gas turbine with regenerative countercurrent heat exchanger (6c) flows and in contrast to 2 heated in a third (12a) solution heat exchanger. The heat is transferred from the first partial flow of the poor absorption circuit solution (16a) and the poor compression circuit solution (36).

Im Resorptionskreislauf ist ein vierter Lösungswärmetauscher (42) eingefügt, wobei arme Resorptionskreislösung (46) reiche Resorptionskreislösung (48) aufwärmt.A fourth solution heat exchanger (42) is inserted in the resorption cycle, with poor resorption cycle solution (46) heating up rich resorption cycle solution (48).

Im Entgaser (43) läuft die Kälteerzeugung ab. Kälteübertragung findet dann an das Niederdruckgas der geschlossenen Gasturbine (6b) statt.In the degasser (43) the refrigeration takes place. Cold transfer then takes place to the low pressure gas of the closed gas turbine (6b).

Die 4 zeigt Kälteerzeugung und -übertragung an das Kreislaufmedium einer Offenen Gasturbine und Wärmeübertragung an einen umlaufenden Wasserstrom.the 4 shows cold production and transfer to the cycle medium of an open gas turbine and heat transfer to a circulating water stream.

In der 4 wird im Unterschied zur 2 zum Antrieb des Absorptions-Kraft-Kältezyklus ein umlaufender Wasserstrom (7) angeordnet. Diesem wird Wärme im Abhitzekessel (5) eingetragen, der von dem Abgasstrom (9) einer offenen Gasturbine (6a) durchströmt wird. Zuerst wird die Wärme zum Dampfüberhitzer (5a) eingetragen. Der Wasserstrom (7) wird nacheinander einem Hochdruckrieselaustreiber (13a), einem zusätzlich angeordneten fünften Lösungswärmetauscher (12b) und dann wie in 2 und 3 dargestellt zu dem auf Mitteldruck betriebenen Mitteldruckrieselaustreiber (33) geleitet. Dann erfolgt die Rückleitung zum Abhitzekessel (5), unterstützt durch eine Umwälzpumpe (11c).In the 4 will in contrast to 2 arranged to drive the absorption power refrigeration cycle, a circulating flow of water (7). Heat is introduced into this in the waste heat boiler (5), through which the exhaust gas flow (9) from an open gas turbine (6a) flows. First, the heat is introduced to the steam superheater (5a). The water stream (7) is successively a high-pressure trickle expeller (13a), an additionally arranged fifth solution heat exchanger (12b) and then as in 2 and 3 shown to the medium-pressure operated medium-pressure trickle expeller (33). Then it is returned to the waste heat boiler (5), supported by a circulation pump (11c).

Im Unterschied zu 2 und 3 wird der Absorptionskreislauf nicht über den Abhitzekessel geführt. Die reiche Absorptionskreislösung (18) wird mittels vierter Lösungspumpe (11b) auf Hochdruck angehoben. Diese reiche Lösung (18) wird im ersten (22) weitgehend und im fünften (12b) Lösungswärmetauscher vollständig auf Siedetemperatur aufgewärmt. In den Kopf eines Hochdruckrieselaustreibers (13a) wird mit dem zweite Teilstrom (18f) des Absorptionskreislaufs fast die gesamte Menge der reichen Absorptionskreislösung (18) eingeleitet. Bei dessen zuvor erfolgter Trennung in einen zweiten (18f) und einen dritten Teilstrom (18g) reicher Absorptionskreislösung Lösung wird dem dritten Teilstrom (18g) nur eine kleine Menge zugeordnet. Im Hochdruckrieselaustreiber (13a) wird Austreibung mittels herabrieselndem zweiten Teilstrom (18e) reicher Absorptionskreislösung vorgenommen. Die Wärmeübertragung erfolgt im Gegenstrom zum herabrieselnden dritten Teilstrom (18f) reicher Absorptionskreislösung durch den Wasserstrom (7) und in Parallelschaltung durch arme Absorptionskreislösung (16). Diese arme Lösung (16) wird zuvor aus dem Sumpf des Hochdruckrieselaustreibers (13a) ausgeleitet.In contrast to 2 and 3 the absorption circuit is not routed via the waste heat boiler. The rich absorption circuit solution (18) is raised to high pressure by means of the fourth solution pump (11b). This rich solution (18) is largely heated to the boiling point in the first (22) and completely in the fifth (12b) solution heat exchanger. Almost the entire amount of the rich absorption cycle solution (18) is introduced into the head of a high-pressure trickle expeller (13a) with the second partial flow (18f) of the absorption cycle. When it was previously separated into a second (18f) and a third partial flow (18g) of rich absorption circuit solution solution, only a small amount is allocated to the third partial flow (18g). Expulsion is carried out in the high-pressure trickle expeller (13a) by means of a trickling down second partial flow (18e) of rich absorption circuit solution. The heat transfer takes place in countercurrent to the trickling down third partial flow (18f) of rich absorption cycle solution through the water flow (7) and in parallel through poor absorption cycle solution (16). This poor solution (16) is previously discharged from the sump of the high-pressure trickle expeller (13a).

Der Wasseranteil des Dampfes (19a) nach dem Dampfüberhitzer (5a) wird erhöht, wie bereits zu 3 beschriebenThe water content of the steam (19a) after the steam superheater (5a) is increased, as already 3 described

Die arme Absorptionskreislösung (16) wird zunächst mittels zweiter Drossel (17a) auf Mitteldruck abgesenkt, die arme Lösungen (26a) des Absorptions- und Verdichtungskreislaufs über den zweiten Lösungswärmetauscher (12) zum Niedrigstdruckabsorber (1) geleitet. The poor absorption circuit solution (16) is first lowered to medium pressure by means of a second throttle (17a), the poor solutions (26a) of the absorption and compression circuit are routed via the second solution heat exchanger (12) to the ultra-low-pressure absorber (1).

Die reiche Verdichtungskreislösung (38) wird mittels sechster Lösungspumpe (31) auf Mitteldruck angehoben und unterkühlt in den Kopf des Mitteldruckrieselaustreibers eingeleitet.The rich compression circuit solution (38) is raised to medium pressure by means of the sixth solution pump (31) and fed into the head of the medium-pressure trickle expeller in supercooled form.

Im Entgaser (43) läuft die Kälteerzeugung ab. Kälteübertragung findet dann an die Zuluft (9a) der offenen Gasturbine (6a) statt.In the degasser (43) the refrigeration takes place. Cold transfer then takes place to the supply air (9a) of the open gas turbine (6a).

Die 5 zeigt Kälteerzeugung und -übertragung an das Niederdruckgas einer Geschlossenen Gasturbine und Wärmeübertragung an reiche und arme Lösung des Absorptionskreislaufs.the 5 shows refrigeration generation and transfer to the low pressure gas of a closed gas turbine and heat transfer to rich and lean solution of the absorption cycle.

Im Unterschied zur 2 wird der Wärmeeintrag an das sich ausbildende Zweiphasengemisch (18p) und die Dampfüberhitzung (5a) des Absorptionskreislaufs in Parallelschaltung zu einem Economiser (5eco) einer Dampfturbine dargestellt. Diesem Wärmeeintrag ist im Abhitzekessel derjenige zur Wasserverdampfung und Überhitzung vorgeschaltet. Dargestellt ist, dass der Abhitzekessel von dem Abgas einer Offenen Gasturbine (6a) durchströmt wird.In contrast to 2 the heat input to the forming two-phase mixture (18p) and the steam superheating (5a) of the absorption circuit is shown in parallel with an economizer (5eco) of a steam turbine. In the waste heat boiler, this heat input is preceded by the one for water evaporation and overheating. It is shown that the exhaust gas from an open gas turbine (6a) flows through the waste heat boiler.

Im Unterschied zur Darstellung der 2 wird in das bereits teilweise ausgebildete Zweiphasengemisch (18p) ein zweiter Teilstrom armer Lösung (16c) eingeleitet. Dieser zweite Teilstrom (16c) wird zum überwiegenden Teil im Abhitzekessel nur erhitzt und gibt die aufgenommene Wärme in dem Desorber (13) wieder ab. Im Vergleich zur 2 nimmt die Menge der armen Lösung im Sumpf des Desorbers zu. Dieser zweite Teilstrom (16c) armer Absorptionskreislösung wird vom Strom armer Lösung (16) nach dem Desorber (13) abgetrennt und dem Abhitzekessel (5) zugeleitet. Die Verfahrensschritte, die mit der Zuleitung reicher Lösung zum Desorber verknüpft werden, sind zu 3 beschrieben.In contrast to the representation of 2 a second partial stream of poor solution (16c) is introduced into the two-phase mixture (18p), which has already partially formed. This second partial flow (16c) is for the most part only heated in the waste heat boiler and releases the absorbed heat in the desorber (13) again. In comparison to 2 the Quantity of a poor solution in a desorber sump increases. This second partial stream (16c) of poor absorption circuit solution is separated from the stream of poor solution (16) after the desorber (13) and fed to the waste heat boiler (5). The process steps that are linked to the supply of rich solution to the desorber are closed 3 described.

Im Entgaser (43) läuft die Kälteerzeugung ab. Kälteübertragung findet dann an das Niederdruckgas (9c) der geschlossenen Gasturbine (6b) statt..In the degasser (43) the refrigeration takes place. Cold transfer then takes place to the low pressure gas (9c) of the closed gas turbine (6b).

Die 6 zeigt Kälteerzeugung und -übertragung an das Niederdruckgas einer Geschlossenen Gasturbine und Wärmeübertragung an einen umlaufenden Wasserstrom und an einen Wasserdampferhitzer.the 6 shows refrigeration generation and transfer to the low pressure gas of a closed gas turbine and heat transfer to a circulating water stream and to a steam heater.

Analog zur 4 wird zum Antrieb des Absorptions-Kraft-Kältezyklus ein umlaufender Wasserstrom (7) angeordnet. Analog zur 5 wird der Wärmeeintrag in Parallelschaltung zum Economiser einer Dampfturbine dargestellt. Abweichend von dem in 5 beschriebenen Abhitzekessel wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserdampf (8a) im niedrigen Überdruckbereich angeordnet. Dieser Wasserdampferzeuger (8) wird im Abhitzekessel (5) vor dem Dampfüberhitzer (5a) angeordnet. Die Eintrittstemperatur des Wärmeeintrags an den Wasserdampferzeuger wird auf mindestens 220 ℃ ausgelegt, insbesondere indem ein hohes Druckverhältnis der Geschlossenen Gasturbine - mindestens 4,5 - angeordnet wird. Der im Wasserdampferzeuger (8) erzeugte Dampf (8a) wird an einen Wärmeverbraucher (20) außerhalb der Gesamtanlage exportiert.Analogous to 4 a circulating flow of water (7) is arranged to drive the absorption power refrigeration cycle. Analogous to 5 shows the heat input connected in parallel to the economizer of a steam turbine. Deviating from the in 5 described waste heat boiler, a device for generating steam (8a) is arranged in the low overpressure range. This steam generator (8) is arranged in the waste heat boiler (5) before the steam superheater (5a). The inlet temperature of the heat input to the steam generator is designed for at least 220 ℃, in particular by arranging a high pressure ratio of the closed gas turbine - at least 4.5. The steam (8a) generated in the steam generator (8) is exported to a heat consumer (20) outside the overall system.

Im Unterschied zu den Darstellungen der bisherigen Figuren wird vom Dampfabscheider (44) Dampf nicht dem Niederdruckabsorber (2), sondern als Niedrigstdruckdampf (49a) des Resorptionskreislaufs dem Niedrigstdruckabsorber (1) zugeleitet. Von der Turbine (14) wird Niederdruckdampf (19c) dem Niederdruckabsorber (2), zugeleitet. Das Niederdruckgas (9c) der Geschlossenen Gasturbine wird bis unter 0 ℃ du rch die Kälteübertragung abgekühlt.In contrast to the representations of the previous figures, steam is not fed from the steam separator (44) to the low-pressure absorber (2), but as low-pressure steam (49a) of the resorption cycle to the low-pressure absorber (1). Low-pressure steam (19c) is fed from the turbine (14) to the low-pressure absorber (2). The low-pressure gas (9c) of the closed gas turbine is cooled down to below 0 ℃ by the refrigeration transfer.

Im Entgaser (43) läuft die Kälteerzeugung ab. Kälteübertragung findet dann an das Niederdruckgas (9c) der geschlossenen Gasturbine (6b) statt.In the degasser (43) the refrigeration takes place. Cold transfer then takes place to the low pressure gas (9c) of the closed gas turbine (6b).

Die 7 zeigt Kälteerzeugung und -übertragung an das Niederdruckgas einer Geschlossenen Gasturbine und Wärmeübertragung an reiche und angereicherte Lösung des Absorptionskreislaufs und zur Hochtemperaturelektrolyse.the 7 shows refrigeration generation and transfer to the low pressure gas of a closed gas turbine and heat transfer to rich and enriched solution of the absorption cycle and to high temperature electrolysis.

Der entsprechend zu 6 erzeugte Wasserdampf (8a) wird in 7 in einer Wasserdampfelektrolyse (8d) verwendet, um in bekanntem Verfahren überhitzten Wasserdampf (8c) in Wasserstoff (8e) und Sauerstoff (8f) bei Temperaturen oberhalb 700 ℃ zu trennen. Beide Stoffe werden mit hoher Temperatur dem Elektrolyseur (8d) entnommen und werden zur Wärmeabgabe zuerst durch einen Wasserdampfüberhitzer (8g) und dann durch einen Wasseraufwärmer (8h) geleitet. Das Wasser für die Wasserdampferzeugung (8) wird dabei einer Dampftrommel (8b) entnommen. Dem Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus ist in dieser Kombination eine Stromgutschrift in Höhe von 70 % der Wärme des erzeugten Wasserdampfs zuzurechnen, da die Verdampfungswärme des Wassers im gleichen Umfang Elektroenergie ersetzt.The corresponding to 6 generated water vapor (8a) is in 7 used in a steam electrolysis (8d) to separate superheated steam (8c) into hydrogen (8e) and oxygen (8f) at temperatures above 700 ℃ in a known process. Both substances are taken from the electrolyser (8d) at high temperature and are passed first through a steam superheater (8g) and then through a water heater (8h) to release the heat. The water for steam generation (8) is taken from a steam drum (8b). In this combination, an electricity credit of 70% of the heat of the water vapor generated is attributed to the absorption power-cooling cycle, since the heat of vaporization of the water replaces electrical energy to the same extent.

Im Unterschied zu den Darstellungen der 2 bis 5 wird als weitere Variante dem Niederdruckabsorber (2) nur im Resorptionskreislauf erzeugter Niederdruckdampf (49) und dem Niedrigstdruckabsorber (1) nur entspannter Niedrigstdruckdampf (19b) aus der Turbine (14) zugeleitet.In contrast to the representations of 2 until 5 as a further variant, only low-pressure steam (49) generated in the resorption cycle is fed to the low-pressure absorber (2) and only expanded ultra-low-pressure steam (19b) from the turbine (14) is fed to the low-pressure absorber (1).

Im Entgaser (43) läuft die Kälteerzeugung ab. Kälteübertragung findet an das Niederdruckgas (9b) der geschlossenen Gasturbine (6b) statt. Wärme wird über den erzeugten Wasserdampf (8c) und elektrischen Strom über einem Wasserdampfelektrolyseur (8d) zur Wasserstofferzeugung (8e) eingetragen.In the degasser (43) the refrigeration takes place. Cold transfer takes place to the low pressure gas (9b) of the closed gas turbine (6b). Heat is introduced via the generated water vapor (8c) and electricity via a water vapor electrolyzer (8d) for hydrogen generation (8e).

Die 8 zeigt solarthermische Wärmenutzung und Betrieb in Grundlastfahrweise.the 8th shows solar thermal heat utilization and operation in base load mode.

Sowohl solarthermische Stromerzeugung als auch die Wasserstofferzeugung sind kapitalintensiv. Die Wirtschaftlichkeit hängt daher erheblich von der Nutzungsdauer der Wandlungsapparate ab, ausgedrückt durch die Jahresstundenzahl.Both solar thermal power generation and hydrogen production are capital intensive. The profitability therefore depends to a large extent on the useful life of the conversion apparatus, expressed by the number of hours per year.

Für eine Grundlastfahrweise wird folgende Verfahrensweise vorgesehen. Solarstrahlung (6j) wird mittels Spiegeln (6k) gebündelt auf einen Partikelreceiver (6i) gelenkt. Hierfür werden in der Regel Keramikkugeln eingesetzt. Dort werden die Partikel auf hohe Temperaturen (850 bis 1000 ℃) aufgeheizt. Zumindest ein Teil der Hoc htemperaturwärme wird zwischengespeichert. Die Partikel werden mittels einer Partikeltransporteinrichtung (6h) in einen thermischen Hochtemperaturspeicher (6f) geleitet. Aus diesem thermischen Energiespeicher (6f) werden die Partikel zum Erhitzer (6d) einer Geschlossenen Gasturbine (6b) geleitet.The following procedure is provided for a base load mode of operation. Solar radiation (6j) is directed onto a particle receiver (6i) by means of mirrors (6k). Ceramic balls are usually used for this. There the particles are heated to high temperatures (850 to 1000 ℃). At least part of the high-temperature heat is temporarily stored. The particles are conveyed into a high-temperature thermal store (6f) by means of a particle transport device (6h). From this thermal energy store (6f), the particles are routed to the heater (6d) of a closed gas turbine (6b).

Nach dem Wärmeaustrag werden die Partikel in einen thermischen Mitteltemperaturspeicher (6g) geleitet. Das Temperaturniveau dieses Speichers beträgt 450 bis 600 ℃ Aus diesem Speicher (6g) werden die Partikel zur Ernte von Solarstrahlung an den Partikelreceiver (6i) geleitet.After the heat has been removed, the particles are fed into a medium-temperature thermal store (6g). The temperature level of this store is 450 to 600 ℃ From this store (6g) the particles are directed to the particle receiver (6i) for harvesting solar radiation.

Von dem Niederdruckgas (9c) wird in einem Abhitzekessel (5) ein Wärmeeintrag an den Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus vorgenommen, wie er in 3 und 7 dargestellt ist. Deren vollständige Kreisläufe und zugehörigen Apparate sind in 8 nicht dargestellt.From the low-pressure gas (9c), heat is introduced into the absorption power-cooling cycle in a waste heat boiler (5), as is shown in 3 and 7 is shown. Their complete circuits and associated apparatus are in 8th not shown.

Mit der Hochtemperaturspeicherung wird erreicht, den Zeitraum der Solarstrahlung (im Beispiel mit 3500 h pro Jahr) für eine Grundlastfahrweise (im Beispiel mit 7500 h pro Jahr) der Geschlossenen Gasturbine im Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus für die Elektrolyse auszudehnen. Die Speicherzeit der Partikel ist relativ kurz. Eine Speicherzeit von ca. 15 h gilt in solarthermischen Kraftwerken als ausreichend.With high-temperature storage, the period of solar radiation (in the example with 3500 h per year) for base load operation (in the example with 7500 h per year) of the closed gas turbine in the absorption power-cooling cycle for electrolysis is extended. The storage time of the particles is relatively short. A storage time of approx. 15 hours is considered sufficient in solar thermal power plants.

Unter den verschiedenen Elektrolyseverfahren ist Wasserdampfelektrolyse im Hochtemperaturbereich am effizientesten, insbesondere da ca. ein Fünftel der zuzuführenden Energie in Form von Wasserdampf erfolgt und diese mit geringen Kosten bereitgestellt werden kann. Of the various electrolysis processes, water vapor electrolysis is most efficient in the high-temperature range, particularly since about one-fifth of the energy to be supplied is in the form of water vapor and this can be provided at low cost.

Die Wasserdampfelektrolyse ist nur bei Hochtemperatur (über 700 ℃) ausführbar und dadurch für einen kontinuierlichen Betrieb geeignet. Diese Voraussetzung ist bei solarthermischer Stromerzeugung im Unterschied zu volatiler Strombereitstellung z.B. durch Wind gegeben. Wie bereits beschrieben, wird der Wasserdampf im Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus energiesparend mittels Kraft-Wärme-Kopplung erzeugt.Steam electrolysis can only be carried out at high temperatures (over 700 ℃) and is therefore suitable for continuous operation. This requirement is met with solar thermal power generation, in contrast to volatile power supply, e.g. by wind. As already described, the water vapor in the absorption power-cooling cycle is generated in an energy-saving manner by means of power-heat coupling.

BezugszeichenlisteReference List

11
NiedrigstdruckabsorberUltra-low pressure absorber
22
Niederdruckabsorberlow pressure absorber
33
Mitteldruckabsorbermedium pressure absorber
55
Abhitzekesselwaste heat boiler
5a5a
Dampfüberhitzersteam superheater
5dü5du
Wasserverdampfung und Überhitzungwater evaporation and overheating
5eco5eco
Economisereconomizer
6a6a
offene Gasturbineopen gas turbine
6b6b
Verdichtercompressor
6c6c
regenerativer Gegenstromwärmetauscherregenerative counterflow heat exchanger
6d6d
geschlossene Gasturbineclosed gas turbine
6e6e
Erhitzerheater
6f6f
Hochtemperaturspeicherhigh temperature storage
6g6g
Mitteltemperaturspeichermedium temperature storage
ghuh
Partikeltransporteinrichtungparticle transport device
6i6i
Partikelreceiverparticle receiver
6j6y
Solarstrahlungsolar radiation
6k6k
Spiegelmirror
6m6m
Brennkammercombustion chamber
77
Wasserstromwater stream
7b7b
Gasturbinenkühlergas turbine cooler
88th
Wasserdampferzeugersteam generator
8a8a
WasserdampfSteam
8b8b
Dampftrommelsteam drum
8c8c
überhitzter Wasserdampfsuperheated steam
8d8d
Wasserdampfelektrolyseursteam electrolyser
8e8e
Wasserstoffhydrogen
8f8f
Sauerstoffoxygen
8g8g
Wasserdampfüberhitzersteam superheater
8h8h
Wasseraufwärmerwater heater
8i8i
el. Stromelectricity
99
Abgasexhaust
9a9a
Arbeitsmittel Zuluftworking medium supply air
9b9b
Hochdruckgashigh pressure gas
9c9c
Arbeitsmittel NiederdruckgasWorking medium low-pressure gas
11a11a
dritte Lösungspumpethird solution pump
11b11b
vierte Lösungspumpefourth solution pump
11c11c
Umwälzpumpecirculation pump
1212
zweiter Lösungswärmetauschersecond solution heat exchanger
12a12a
dritter Lösungswärmetauscherthird solution heat exchanger
12b12b
fünfter Lösungswärmetauscherfifth solution heat exchanger
1313
Desorberdesorber
13a13a
Hochdruckrieselaustreiberhigh-pressure trickle expeller
1414
Turbineturbine
1515
Generatorgenerator
1616
arme Absorptionskreislösungpoor absorption circuit solution
16a16a
erster Teilstrom armer Absorptionskreislösungfirst partial flow of poor absorption cycle solution
16b16b
Hauptstrom armer AbsorptionskreislösungMain flow of lean absorption cycle solution
16c16c
zweiterTeilstrom armer Absorptionskreislösungsecond partial flow of lean absorption cycle solution
1717
erste Drosselfirst throttle
17a17a
zweite Drosselsecond throttle
1818
reiche Absorptionskreistösungrich absorption circuit solution
18a18a
erster Teilstrom angereicherter Absorptionskreislösungfirst partial flow of enriched absorption cycle solution
18b18b
zweiter Teilstrom angereicherter Absorptionskreislösungsecond partial stream of enriched absorption circuit solution
18c18c
dritter Teilstrom angereicherter Absorptionskreislösungthird partial stream of enriched absorption circuit solution
18d18d
Hauptstrom reicher AbsorptionskreislösungMain stream of rich absorption cycle solution
18e18e
erster Teilstrom reicher Absorptionskreislösungfirst partial flow of rich absorption cycle solution
18f18f
zweiter Teilstrom reicher Absorptionskreislösungsecond partial flow of rich absorption cycle solution
18g18g
dritter Teilstrom reicher Absorptionskreislösungthird partial stream of rich absorption cycle solution
18p18p
Zweiphasengemisch des AbsorptionskreislaufsTwo-phase mixture of the absorption cycle
1919
wasserreicher Ammoniakdampfwater-rich ammonia vapour
19a19a
überhitzter wasserreicher Ammoniakdampfsuperheated water-rich ammonia vapour
19b19b
Niedrigstdruckdampfultra-low pressure steam
19c19c
Niederdruckdampflow pressure steam
19d19d
wasserhaltiger Ammoniakdampfaqueous ammonia vapour
19e19e
VentilValve
2020
Wärmeverbraucherheat consumers
2121
erste Lösungspumpefirst solution pump
21a21a
zweite Lösungspumpesecond solution pump
2222
erster Lösungswärmetauscherfirst solution heat exchanger
2626
Mischstrom armer Lösungen des Absorptions- und VerdichtungskreislaufsMixed flow of lean solutions of the absorption and compression cycle
26a26a
arme Lösungen des Absorptions- und Verdichtungskreislaufspoor solutions of the absorption and compression cycle
2727
dritte Drosselthird throttle
2828
reiche Lösungen des Absorptions- und Verdichtungskreislaufsrich solutions of the absorption and compression cycle
28a28a
Hauptstrom reicher Lösungen des Absorptions- und VerdichtungskreislaufsMain flow of rich solutions of the absorption and compression cycle
2929
angereicherte Lösung des Absorptions- und des Verdichtungskreislaufsenriched solution of the absorption and the compression cycle
3131
sechste Lösungspumpesixth solution pump
3333
MitteldruckrieselaustreiberMedium-pressure trickle ejector
3636
arme Verdichtungskreistösungpoor compression circuit solution
3838
reiche Verdichtungskreislösungrich compression circuit solution
3939
AmmoniakmitteldruckdampfMedium Pressure Ammonia Vapor
4141
fünfte Lösungspumpefifth solution pump
4242
vierter Lösungswärmetauscherfourth solution heat exchanger
4343
Entgaserdegasser
4444
Dampfabscheidervapor separator
4646
arme Resorptionskreislösungpoor resorption circuit solution
4747
vierte Drosselfourth throttle
4848
reiche Resorptionskreislösungrich resorption circuit solution
4949
Niederdruckdampf des ResorptionskreislaufsLow pressure vapor of the resorption cycle
49a49a
Niedrigstdruckdampf des ResorptionskreislaufsUltra-low pressure vapor of the resorption cycle

Claims (15)

Arbeitsverfahren eines Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus für ein Zweistoffgemisch aus Ammoniak und Wasser zur Ausnutzung eines Wärmeeintrags aus einem externen thermischen Energieträger umfassend: zur Stromerzeugung einen im folgenden als Absorptionskreislauf bezeichneten Zyklus mit folgenden Hauptkomponenten: • mindestens einen Abhitzekessel (5) und einen Desorber (13) oder Hochdruckrieselaustreiber(13a) zur Austreibung eines Mischdampfes aus Ammoniak und Wasser aus einer reichen Absorptionskreislösung (18), bzw. aus einem Hauptstrom (18d) einer reichen Absorptionskreislösung, • einen Dampfüberhitzer 5a zur Überhitzung eines Hochdruckdampfes (19) aus Ammoniak und Wasser, • eine einen Generator (15) treibende Turbine (14) zur Entspannung des überhitzten Hochdruckdampfes (19) aus Ammoniak und Wasser, • einen Niedrigstdruckabsorber (1) und einen Niederdruckabsorber (2) zur Absorption eines entspannten Niedrigstdruckdampfs (19b), bzw. zur Absorption eines entspannten Niederdruckdampfs (19c) mittels einer armen Absorptionskreislösung (16), • mindestens einen Lösungswärmetauscher (12, 12a) zur Wärmeübertragung von armer Absorptionskreislösung (16) an die reiche Absorptionskreislösung (18), • wobei die arme Absorptionskreislösung (16) durch Rückführung durch Desorber (13) oder Hochdruckrieselaustreiber (13a) zur Erzeugung von Hochdruckdampf herangezogen wird, zur Kälteerzeugung eines im folgenden als Resorptionskreislauf bezeichneten Zyklus und eines als Verdichtungskreislauf bezeichneten Zyklus mit folgenden Hauptkomponenten im Resorptionskreislauf • einen Kühlung leistenden Entgaser (43) zur Austreibung eines Niedrigstdruckdampf (49a) des Resorptionskreislaufs oder eines Niedrigdruckdampf (49) des Resorptionskreislaufs aus einer reichen Resorptionskreislösung (48), • einen Mitteldruckabsorber (3) zur Absorption eines im Verdichtungskreislauf ausgetriebenen Ammoniakmitteldruckdampfs (39) mittels armer Resorptionskreislösung (46), mit folgenden Hauptkomponenten im Verdichtungskreislauf: • mindestens einen Mitteldruckaustreiber (33) zur Austreibung eines Ammoniakmitteldruckdampfs (39) aus einer reichen Verdichtungskreislösung (38), • mindestens einen Niedrigstdruckabsorber (1) oder Niederdruckabsorber (2) zur Absorption des im Resorptionskreislauf ausgetriebenen Niedrigstdruckdampfs (49a) oder Niedrigdruckdampfs (49) mittels armer Verdichtungskreislösung (36) dadurch gekennzeichnet, dass • der externe Wärmeeintrag aus einem Gas in den Absorptionskreislauf und in den Verdichtungskreislauf vorgenommen wird, • zur Absorption ein Niedrigstdruckabsorber (1) und ein Niederdruckabsorber (2) angeordnet werden und alle armen Absorptionskreislösungen (16, 16b) und die arme Verdichtungskreislösung (36) dem Niedrigstdruckabsorber (1) zugeleitet und die reiche Absorptionskreislösung (18) und die reiche Verdichtungskreislösung (38) dem Niederdruckabsorber (2) entnommen werden, • und der im Entgaser (43) erzeugte Dampf (49, 49a) nur einem der beiden Absorber (1 oder 2) zur Absorption zugeleitet und dort absorbiert wird, • dem anderen Absorber (2 oder 1), dem kein im Entgaser erzeugter Dampf zur Absorption zugeleitet wird, nur Dampf des Absorptionskreislaufs zugeleitet wird, • und Druck und Temperaturniveau im Desorber (13) oder Hochdruckrieselaustreiber (13a) des Absorptionskreislaufs höher angeordnet wird als im Mitteldruckaustreiber (33) des Verdichtungskreislaufs, • wobei der Druck im Niedrigstdruckabsorber (1) niedriger liegt als im Niederdruckabsorber (2), • dem Niederdruckabsorber (2) angereicherte Lösungen (29) des Absorptions- und des Verdichtungskreislaufs vom Niedrigstdruckabsorber (1) über eine erste Lösungspumpe (21) zugeleitet werden, • wobei der Resorptionskreislauf so ausgelegt wird, dass der Wasseranteil der armen Resorptionskreislösung (46) höchstens dem Wassergewichtsanteil der reichen Absorptionskreislösung (18) entspricht. und weiterhin der Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus mit einer eine Gasturbine (6a, 6d) umfassenden Turbinenanlage kombiniert wird, wobei die im Entgaser (43) erzeugte Kälteleistung dazu benutzt wird, das Arbeitsmittel (9a, 9c) einer der Gasturbinen vor dessen Eintritt in einen Verdichter (6b) der Gasturbinen zu kühlen.Method of operation of an absorption power cooling cycle for a two-component mixture of ammonia and water for utilizing a heat input from an external thermal energy carrier, comprising: for generating electricity, a cycle referred to below as an absorption cycle with the following main components: • at least one waste heat boiler (5) and a desorber (13) or high-pressure trickle expeller (13a) for expelling a mixed vapor of ammonia and water from a rich absorption cycle solution (18), or from a main stream (18d) of a rich absorption cycle solution, • a steam superheater 5a for superheating a high-pressure steam (19) of ammonia and water, • a turbine (14) driving a generator (15) to expand the overheated high-pressure steam (19) from ammonia and water, • a low-pressure absorber (1) and a low-pressure absorber (2) to absorb an expanded low-pressure steam (19b), or for absorption of an expanded low-pressure vapor (19c) by means of a poor absorption cycle solution (16), • at least one solution heat exchanger (12, 12a) for heat transfer from poor absorption cycle solution (16) to the rich absorption cycle solution (18), • the poor absorption cycle solution (16) being recycled through a desorber (13) or high-pressure trickle expeller (13a) is used to generate high-pressure steam, to generate refrigeration in a cycle referred to below as the resorption cycle and in a cycle referred to as the compression cycle with the following main components in the resorption cycle • a degasser (43) that provides cooling to expel a low-pressure steam (49a) of the resorption cycle or a low-pressure steam (49) of the resorption circuit from a rich resorption circuit solution (48), • a medium-pressure absorber (3) for absorbing medium-pressure ammonia vapor (39) expelled in the compression circuit by means of poor resorption circuit solution (46), with the following main components in the compression circuit: • at least one medium-pressure expeller (33) for ejecting medium-pressure ammonia vapor (39) from a rich compression circuit solution (38), • at least one ultra-low-pressure absorber (1) or low-pressure absorber (2) for absorbing the ultra-low-pressure vapor (49a) or low-pressure vapor (49 ) by means of a poor compression circuit solution (36) , characterized in that • the external heat input is carried out from a gas in the absorption circuit and in the compression circuit, • a low-pressure absorber (1) and a low-pressure absorber (2) are arranged for absorption and all poor absorption circuit solutions (16 , 16b) and the lean compression circuit solution (36) is fed to the ultra-low pressure absorber (1) and the rich absorption circuit solution (18) and the rich compression circuit solution (38) are removed from the low-pressure absorber (2), • and the vapor (49 , 49a) only one of the two absorbers (1 or 2) is fed to absorption and absorbed there, • the other absorber (2 or 1), to which no vapor generated in the deaerator is fed for absorption, only vapor from the absorption circuit is fed, • and pressure and temperature level in the desorber (13) or high-pressure trickle expeller (13a ) of the absorption circuit is arranged higher than in the medium-pressure expeller (33) of the compression circuit, • whereby the pressure in the ultra-low-pressure absorber (1) is lower than in the low-pressure absorber (2), • the low-pressure absorber (2) enriched solutions (29) of the absorption and compression circuit from the ultra-low pressure absorber (1) via a first solution pump (21), • the resorption circuit being designed such that the water content of the poor resorption circuit solution (46) corresponds at most to the water weight content of the rich absorption circuit solution (18). and furthermore the absorption power cooling cycle is combined with a turbine system comprising a gas turbine (6a, 6d), the cooling capacity generated in the degasser (43) being used to cool the working medium (9a, 9c) of one of the gas turbines before it enters in a compressor (6b) to cool the gas turbines. Arbeitsverfahren eines Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu entspannende überhitzte Hochdruckdampf (19) aus Ammoniak und Wasser auf einen Wasseranteil von 3 bis 10 Gewichtsprozent - vorzugsweise 6 Gewichtsprozent - eingestellt wird, • der eingestellte wasserreiche Ammoniakdampf (19a) zumindest in einem zweiten Abschnitt der Entspannung unter Teilkondensation entspannt wird und • der eingestellte wasserreiche Ammoniakdampf oder Teile des wassereichen Ammoniakdampfes (19a) bis auf einen Druck von 1,1 bis 4 bar - vorzugsweise 1,5 bis 2,5 bar - entspannt werden.Working method of an absorption power-cooling cycle claim 1 , characterized in that the superheated high-pressure steam (19) to be expanded from ammonia and water is adjusted to a water content of 3 to 10 percent by weight - preferably 6 percent by weight - the adjusted water-rich ammonia vapor (19a) at least in a second section of the expansion with partial condensation is relaxed and • the set water-rich ammonia vapor or parts of the water-rich ammonia vapor (19a) are expanded to a pressure of 1.1 to 4 bar, preferably 1.5 to 2.5 bar. Arbeitsverfahren eines Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Turbine (14) sowohl Niedrigstdruckdampf (19b) als auch Niederdruckdampf (19c) auf einem jeweiligen Druckniveau des Niedrigstdruckabsorbers (1), bzw des Niederdruckabsorbers (2) entnommen und zum jeweiligen Absorber (1, 2) zugeleitet wird.Working method of an absorption power-cooling cycle claim 1 or 2 , characterized in that both ultra-low-pressure steam (19b) and low-pressure steam (19c) are removed from the turbine (14) at a respective pressure level of the ultra-low-pressure absorber (1) or the low-pressure absorber (2) and fed to the respective absorber (1, 2). . Arbeitsverfahren eines Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Resorptionskreislauf mit folgenden Verfahrensschritten ergänzend ausgebildet wird: • reiche Resorptionskreislösung (48) wird in einen Entgaser (43) eingeleitet, • im Entgaser (43) wird der Verfahrensschritt Austreibung vorgenommen, indem mittels externem Wärmeeintrag in einem Temperatumiveau unterhalb der Umgebungstemperatur die reiche Resorptionskreislösung (48) in ein Zweiphasengemisch des Resorptionskreislaufs umgewandelt wird, • anschließend das Zweiphasengemisch des Resorptionskreislaufs einem Dampfabscheider (44) zugeleitet und in nahezu reinen Ammoniakdampf des Resorptionskreislaufs und arme Resorptionskreislösung (46) getrennt wird, • der nahezu reine Ammoniakdampf zu einem unter gleichem Druck stehenden Absorber (1 oder 2) zur Absorption geleitet wird, • die arme Resorptionskreislösung (46) mittels fünfter Lösungspumpe (41) auf Mitteldruck angehoben und zu einem Mitteldruckabsorber (3) zur Absorption geleitet wird, • und die reiche Resorptionskreislösung (48) mittels Drossel (47) des Resorptionskreislaufs von Mitteldruck auf den Druck des Entgasers (43) abgesenkt wird.Working method of an absorption power-cooling cycle according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the resorption circuit is additionally designed with the following process steps: • Rich resorption circuit solution (48) is fed into a degasser (43), • In the degasser (43), the process step of expulsion is carried out by using external heat input at a temperature level below the ambient temperature, the rich resorption circuit solution (48) is converted into a two-phase mixture of the resorption circuit, • the two-phase mixture of the resorption circuit is then fed to a steam separator (44) and separated into almost pure ammonia vapor from the resorption circuit and lean resorption circuit solution (46), • the almost pure ammonia vapor into one under the same pressure absorber (1 or 2) for absorption, • the poor resorption cycle solution (46) is raised to medium pressure by means of a fifth solution pump (41) and is fed to a medium-pressure absorber (3) for absorption, • and the rich resorption nskreislösung (48) is lowered by means of throttle (47) of the resorption circuit from medium pressure to the pressure of the degasser (43). Arbeitsverfahren eines Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorptionskreislauf und der Verdichtungskreislauf mit folgenden Verfahrensschritten ergänzend ausgestaltet werden: • ein Hauptstrom reicher Absorptionskreislösung (18d) in einen Abhitzekessel (5) eingeleitet und mittels externem Wärmeeintrag in ein Zweiphasengemisch (18p) umgewandelt wird, • das Zweiphasengemisch (18p) anschließend in den Sumpf des Desorbers (13) eingeleitet und ein zweiter Teilstrom (18b) angereicherter Absorptionskreislösung in den Kopf des Desorbers (13) eingeleitet wird, • im Desorber (13) die Verfahrensschritte Rektifikation und Austreibung angeordnet werden, indem im Sumpf des Desorbers (13) eine Trennung des Zweiphasengemischs (18p) in Dampfphase und flüssige Phase erfolgt, • im Desorber (13) in bekannter Weise im Durchlauf durch mehrere höhengestuft angeordnete wannenartige Flächen ein Stoff- und Wärmeaustausch zwischen Dampf und Lösung vorgenommen wird, • hierbei aus dem Sumpf des Desorbers (13) aufsteigender sehr wasserreicher Ammoniakdampf zu wasserhaltigem Ammoniakdampf (19d) desorbiert und • zugeleiteter zweiter Teilstrom (18b) reicher Absorptionskreislösung in erhitzte Lösung mit verringertem Ammoniakanteil umgewandelt und diese erhitzte Lösung in den Sumpf des Desorbers (13) eingeleitet wird und • indem arme Absorptionskreislösung (16) aus dem Sumpf des Desorbers (13) ausgeleitet und zur Wärmeübertragung durch wannenartig ausgebildete Flächen durchgeleitet wird, wobei die Durchleitung im Gegenstromprinzip zur Temperatur der Flächen vorgenommen wird, • wodurch aus dem zugeleiteten zweiten Teilstrom (18f) reicher Absorptionskreislösung zusätzlich wasserhaltiger Ammoniakdampf (19d) und wasserreiche Lösung gebildet werden, • wobei die in den Sumpf des Desorbers (13) eingeleitete wasserreiche Lösungen mit der in der Phasentrennung gewonnenen flüssigen Phase zur armen Absorptionskreislösung (16) kombiniert werden, • dann entsprechend einem im Nassdampfbereich bestehenden Gleichgewicht zwischen Dampf und Flüssigkeit über den zweiten Teilstrom (18f) reicher Absorptionskreislösung der Wasseranteil des am Kopf des Desorbers (13) austretenden wasserhaltigen Ammoniakdampfs (19d) bestimmt wird, • die arme Absorptionskreislösung (16) aus dem Desorber (13) nach erfolgter indirekter Wärmeübertragung ausgeleitet und ein erster Teilstrom der armen Absorptionskreislösung (16a) abgetrennt wird, • der verbleibende Hauptstrom (16b) armer Absorptionskreislösung zur Wärmeübertragung durch einen zweiten Lösungswärmetauscher (12) geleitet wird, wobei die Menge des Hauptstroms (16b) so groß bemessen wird, dass der erste Teilstrom (18e) reicher Absorptionskreislösung auf Siedetemperatur aufgewärmt wird, • anschließend der Hauptstrom (16b) armer Absorptionskreislösung mittels erster Drossel (17) auf Niedrigstdruckniveau abgesenkt und in den Niedrigstdruckabsorber (1) zur Absorption eingeleitet wird, • angereiche Lösungen (29) des Absorptionskreislaufs und des Verdichtungskreislaufs aus dem Niedrigstdruckabsorber (1) entnommen und dem Niederduckabsorber (2) zur Absorption zugeleitet werden, • ein erster Teilstrom (18e) reicher Absorptionskreislösung vom Strom (28) reicher Lösungen des Absorptionskreislaufs und des Verdichtungskreislaufs abgetrennt wird und mittels einer vierten Lösungspumpe (11b) auf Hochdruckniveau angehoben und in dem zweiten Lösungswärmetauscher (12) aufgewärmt wird, • danach der erste Teilstrom (18e) reicher Absorptionskreislösung in einen zweiten (18f) und einen dritten Teilstrom (18g) reicher Absorptionskreislösung geteilt wird, • der dritte Teilstrom (18g) reicher Absorptionskreislösung dem wasserhaltigen Ammoniakdampf (19d) vor der Überhitzung zugemischt und im Abhitzekessel (5) zur Erhöhung des Wasseranteils verdampft wird, • wobei über die Menge des dritten Teilstroms (18g) reicher Absorptionskreislösung im wassserreichen Ammoniakdampf ein Wassergewichtsanteil von 6 Gewichtsprozent eingestellt wird, • der überhitzte wasserreiche Ammoniakdampf (19a) der Turbine (14) zugeleitet wird, • der verbleibende Hauptstrom reicher Lösungen (28a) des Absorptionskreislaufs und des Verdichtungskreislaufs mittels zweiter Lösungspumpe (21a) auf Mitteldruck angehoben und zur Wärmeaufnahme durch den ersten Lösungswärmetauscher (22) geleitet wird, • danach die reiche Verdichtungskreislösung (38) abgetrennt wird, • der verbleibende Hauptstrom reicher Absorptionskreislösung (18d) mittels dritter Lösungspumpe (11a) auf Hochdruck angehoben und zur Wärmeaufnahme durch den dritten Lösungswärmetauscher (12a) und dann zur Wärmeübertragung in den Abhitzekessel (5) geleitet wird, • der erste Teilstrom der armen Absorptionskreislösung (16a) mittels zweiter Drossel (17a) auf Mitteldruck abgesenkt und mit armer Verdichtungskreislösung (36) zur Wärmeübertragung durch den dritten (12a) und dann durch den ersten Lösungswärmetauscher (22) geleitet wird und dann mittels erster Drossel (27) auf Niedrigstdruck abgesenkt und in den Niedrigstdruckabsorber (1) zur Absorption eingeleitet wird.Working method of an absorption power-cooling cycle claim 4 , characterized in that the absorption circuit and the compression circuit are additionally designed with the following process steps: • a main flow of rich absorption circuit solution (18d) is introduced into a waste heat boiler (5) and converted into a two-phase mixture (18p) by means of external heat input, • the two-phase mixture (18p ) then introduced into the bottom of the desorber (13) and a second partial flow (18b) of enriched absorption circuit solution is introduced into the top of the desorber (13), • the process steps rectification and expulsion are arranged in the desorber (13) by in the bottom of the desorber (13) a separation of the two-phase mixture (18p) into vapor phase and liquid phase takes place, • in the desorber (13) in a known manner by passing through several trough-like surfaces arranged at different heights, a material and heat exchange between vapor and solution is carried out, • here from the Sump of desorber (13) ascending very water free cher ammonia vapor desorbed to form aqueous ammonia vapor (19d) and • supplied second partial flow (18b) of rich absorption cycle solution converted into heated solution with reduced ammonia content and this heated solution is introduced into the bottom of the desorber (13) and • by lean absorption cycle solution (16) from the Bottom of the desorber (13) is discharged and passed through trough-like surfaces for heat transfer, with the passage being carried out in the countercurrent principle to the temperature of the surfaces, whereby from the supplied second partial flow (18f) rich absorption circuit solution additional aqueous ammonia vapor (19d) and water-rich solution are formed, • where the in the bottom of the desorber (13) introduced water-rich solutions are combined with the liquid phase obtained in the phase separation to poor absorption cycle solution (16), • then according to an existing in the wet steam area equilibrium between steam and liquid via the second partial flow (18f) of rich absorption cycle solution, the water content of the water-containing ammonia vapor (19d) exiting at the top of the desorber (13) is determined, • the lean absorption cycle solution (16) is discharged from the desorber (13) after indirect heat transfer has taken place and a first partial flow of the lean absorption cycle solution (16a) is separated, • the remaining main flow (16b) of lean absorption cycle solution is passed through a second solution heat exchanger (12) for heat transfer, with the amount of the main flow (16b) being dimensioned so large that the first partial flow (18e ) rich absorption circuit solution is heated to boiling temperature, • then the main stream (16b) of poor absorption circuit solution is lowered to the lowest pressure level by means of a first throttle (17) and introduced into the lowest pressure absorber (1) for absorption, • enriched solutions (29) of the absorption circuit and the compression circuit are taken from the ultra-low pressure absorber (1) and fed to the low-pressure absorber (2) for absorption, • a first partial stream (18e) of rich absorption circuit solution from the stream (28) of rich solutions of the absorption circuit and the compression circuit is separated and raised to the high pressure level by means of a fourth solution pump (11b) and heated in the second solution heat exchanger (12), • then the first partial flow (18e) of rich absorption cycle solution is divided into a second (18f) and a third partial flow (18g) of rich absorption cycle solution • the third partial flow (18g) of richer absorption cycle solution is mixed with the aqueous ammonia vapor (19d) prior to overheating and evaporated in the waste heat boiler (5) to increase the proportion of water, • with the amount of the third partial flow (18g) of richer absorption cycle solution in the water-rich ammonia vapor a water weighta proportion of 6 percent by weight is set, • the superheated, water-rich ammonia vapor (19a) is fed to the turbine (14), • the remaining main stream of rich solutions (28a) of the absorption circuit and the compression circuit is raised to medium pressure by means of the second solution pump (21a) and used to absorb heat is routed to the first solution heat exchanger (22), • the rich compression cycle solution (38) is then separated, • the remaining main flow of rich absorption cycle solution (18d) is raised to high pressure by means of the third solution pump (11a) and passed through the third solution heat exchanger (12a) for heat absorption and then is routed to the waste heat boiler (5) for heat transfer, • the first partial flow of the lean absorption circuit solution (16a) is lowered to medium pressure by means of the second throttle (17a) and with lean compression circuit solution (36) for heat transfer through the third (12a) and then through the first Solution heat exchanger (22) is passed and then by means of it Most throttle (27) is lowered to the lowest pressure and introduced into the lowest-pressure absorber (1) for absorption. Arbeitsverfahren eines Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorptionskreislauf mit folgendem Verfahrensschritt ergänzt wird: • im Abhitzekessel (5) wird ein zweiter Teilstrom armer Absorptionskreislösung (16c) in das sich ausbildende Zweiphasengemisch (18p) des Absorptionskreislaufs eingeleitet, wobei die Einleitung bei einer Temperatur des Zweiphasengemischs zwischen 10 und 20 Kelvin oberhalb einer Siedetemperatur der reichen Absorptionskreislösung (18) erfolgt.Working method of an absorption power-cooling cycle claim 5 , characterized in that the absorption circuit is supplemented with the following process step: • in the waste heat boiler (5), a second partial stream of lean absorption circuit solution (16c) is introduced into the two-phase mixture (18p) of the absorption circuit that is being formed, the introduction taking place at a temperature of the two-phase mixture between 10 and 20 Kelvin above a boiling point of the rich absorption circuit solution (18). Arbeitsverfahren eines Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorptionskreislauf und der Verdichtungskreislauf mit folgenden Verfahrensschritten ergänzend ausgestaltet werden: • reiche Absorptionskreislösung (18) wird in einen Abhitzekessel (5) eingeleitet und mittels externer Wärme in ein Zweiphasengemisch (18p) umgewandelt, • wobei ein dritter Teilstrom angereicherter Absorptionskreislösung (18c) in das sich ausbildende Zweiphasengemisch (18p) des Absorptionskreislaufs eingeleitet wird, wobei die Einleitung bei einer Temperatur des Zweiphasengemischs zwischen 10 und 20 Kelvin oberhalb einer Siedetemperatur der reichen Absorptionskreislösung erfolgt, • das Zweiphasengemisch (18p) anschließend in den Sumpf eines Desorbers (13) eingeleitet und ein zweiter Teilstrom (18b) angereicherter Absorptionskreislösung in den Kopf des Desorbers (13) eingeleitet wird, • im Desorber (13) die Verfahrensschritte Rektifikation und Austreibung angeordnet werden, indem im Sumpf des Desorbers (13) eine Trennung des Zweiphasengemischs (18p) in Dampfphase und flüssige Phase erfolgt, • im Desorber (13) in bekannter Weise im Durchlauf durch mehrere höhengestuft angeordnete wannenartige Flächen ein Stoff- und Wärmeaustausch zwischen Dampf und Lösung vorgenommen wird, • hierbei aus dem Sumpf des Desorbers (13) aufsteigender sehr wasserreicher Ammoniakdampf zu wasserreichem Ammoniakdampf (19) desorbiert und zugeleiteter zweiter Teilstrom (18b) angereicherter Absorptionskreislösung in erhitzte Lösung mit verringertem Ammoniakanteil umgewandelt wird, und diese erhitzte Lösung in den Sumpf des Desorbers (13) eingeleitet wird, • indem dann arme Absorptionskreislösung (16) aus dem Sumpf des Desorbers (13) ausgeleitet und zur Wärmeübertragung durch die wannenartig ausgebildeten Flächen geleitet wird, wobei die Durchleitung im Gegenstromprinzip zur Temperatur der Flächen vorgenommen wird, • wodurch aus dem zugeleiteten zweiten Teilstrom (18b) angereicherter Absorptionskreislösung zusätzlich wasserreicher Ammoniakdampf (19) und wasserreiche Lösung gebildet werden, • wobei die in den Sumpf des Desorbers (13) eingeleiteten ammoniakarmen Lösungen mit der in der Phasentrennung gewonnenen flüssigen Phase zur armen Absorptionskreislösung (16) kombiniert werden, • dann entsprechend einem im Nassdampfbereich bestehenden Gleichgewicht zwischen Dampf und Flüssigkeit über die angereicherte Absorptionskreislösung (18b) der Wasseranteil des am Kopf des Desorbers (13) austretenden wasserreichen Ammoniakdampfs (19) bestimmt wird, • der überhitzte wasserreiche Ammoniakdampf (19a) der Turbine (14) zugeleitet wird, • die arme Absorptionskreislösung (16) aus dem Desober (13) nach erfolgter indirekten Wärmeübertragung ausgeleitet wird und ein erster Teilstrom der armen Absorptionskreislösung (16a) abgetrennt wird, • der verbleibende Hauptstrom (16b) armer Absorptionskreislösung zur Wärmeübertragung durch einen zweiten Lösungswärmetauscher (12) geleitet wird, wobei die Menge des Hauptstroms (16b) so groß bemessen wird, dass der erste Teilstrom (18a) angereicherter Absorptionskreislösung auf Siedetemperatur aufgewärmt wird, • anschließend der Hauptstrom (16b) armer Absorptionskreislösung mittels erster Drossel (17) auf Niedrigstdruckniveau abgesenkt und in den Niedrigstdruckabsorber (1) zur Absorption eingeleitet wird, • angereiche Lösungen (29) des Absorptionskreislaufs und des Verdichtungskreislaufs aus dem Niedrigstdruckabsorber (1) entnommen und dem Niederduckabsorber (2) zur Absorption zugeleitet werden, • der erste Teilstrom (18a) angereicherter Absorptionskreislösung aus dem Niedrigstdruckabsorber (1) entnommen und mittels einer vierten Lösungspumpe (11b) auf Hochdruckniveau angehoben und in einem zweiten Lösungswärmetauscher (12) aufgewärmt wird, • danach der erste Teilstrom (18a) angereicherter Absorptionskreislösung in einen zweiten (18b) und dritten Teilstrom (18c) angereicherter Absorptionskreislösung geteilt wird, • reiche Lösungen (28) des Absorptionskreislaufs und des Verdichtungskreislaufs mittels zweiter Lösungspumpe (21a) auf Mitteldruck angehoben und zur Wärmeaufnahme durch den ersten Lösungswärmetauscher (22) geleitet werden, • danach die reiche Verdichtungskreislösung (38) abgetrennt wird, die verbleibende reiche Absorptionskreislösung (18) mittels dritter Lösungspumpe (11a) auf Hochdruck angehoben und zur Wärmeübertragung zum Abhitzekessel (5) geleitet wird, • der erste Teilstrom der armen Absorptionskreislösung (16a) mittels zweiter Drossel (17a) auf Mitteldruck abgesenkt und mit der armen Verdichtungskreislösung (36) zur Wärmeübertragung durch den ersten Lösungswärmetauscher (22) geleitet wird und dann mittels erster Drossel (27) auf Niedrigstdruck abgesenkt und in den Niedrigstdruckabsorber (1) zur Absorption eingeleitet wird.Working method of an absorption power-cooling cycle claim 4 , characterized in that the absorption circuit and the compression circuit are additionally designed with the following process steps: • rich absorption circuit solution (18) is introduced into a waste heat boiler (5) and converted into a two-phase mixture (18p) by means of external heat, • a third partial flow of enriched absorption circuit solution (18c) is introduced into the two-phase mixture (18p) of the absorption cycle that forms, with the introduction taking place at a temperature of the two-phase mixture between 10 and 20 Kelvin above a boiling temperature of the rich absorption cycle solution, • the two-phase mixture (18p) then into the bottom of a desorber ( 13) and a second partial stream (18b) of enriched absorption circuit solution is introduced into the top of the desorber (13), • the process steps rectification and expulsion are arranged in the desorber (13) by separating the two-phase mixture in the bottom of the desorber (13). ischs (18p) takes place in the vapor phase and liquid phase, • in the desorber (13) in a known manner, a mass and heat exchange between vapor and solution is carried out in the passage through several trough-like surfaces arranged at different heights, • here from the sump of the desorber (13) ascending, very water-rich ammonia vapor is desorbed to form water-rich ammonia vapor (19) and the second partial stream (18b) fed in is converted from enriched absorption circuit solution into heated solution with a reduced ammonia content, and this heated solution is introduced into the bottom of the desorber (13), • by then poor absorption circuit solution ( 16) is discharged from the bottom of the desorber (13) and passed through the trough-like surfaces for heat transfer, with the passage being carried out in countercurrent to the temperature of the surfaces, 19) and water-rich solution are formed, • the low-ammonia solutions fed into the bottom of the desorber (13) are combined with the liquid phase obtained in the phase separation to form the poor absorption cycle solution (16), • then corresponding to an equilibrium between vapor and liquid in the wet-steam region the enriched absorption circuit solution (18b) the proportion of water at the top of the desorber (13) escaping water-rich ammonia vapor (19) is determined, • the overheated water-rich ammonia vapor (19a) is fed to the turbine (14), • the poor absorption circuit solution (16) is discharged from the desober (13) after indirect heat transfer has taken place and a first partial flow of the lean absorption cycle solution (16a) is separated, • the remaining main flow (16b) of lean absorption cycle solution is passed through a second solution heat exchanger (12) for heat transfer, with the amount of the main flow (16b) being dimensioned so large that the first partial flow (18a ) enriched absorption circuit solution is heated to boiling temperature, • then the main stream (16b) of poor absorption circuit solution is lowered to the lowest pressure level by means of a first throttle (17) and introduced into the lowest pressure absorber (1) for absorption, • enriched solutions (29) of the absorption circuit and the compression circuit are removed taken from the ultra-low pressure absorber (1) and de m low-pressure absorber (2) for absorption, • the first partial flow (18a) of enriched absorption cycle solution is taken from the low-pressure absorber (1) and raised to high-pressure level by means of a fourth solution pump (11b) and heated in a second solution heat exchanger (12), • then the first partial flow (18a) of enriched absorption cycle solution is divided into a second (18b) and third partial flow (18c) of enriched absorption cycle solution, • rich solutions (28) of the absorption cycle and the compression cycle are raised to medium pressure by means of the second solution pump (21a) and for heat absorption by the first solution heat exchanger (22), • then the rich compression cycle solution (38) is separated, the remaining rich absorption cycle solution (18) is raised to high pressure by means of the third solution pump (11a) and passed to the waste heat boiler (5) for heat transfer, • the first partial flow the poor absorption cycle solution g (16a) is lowered to medium pressure by means of the second throttle (17a) and passed through the first solution heat exchanger (22) with the poor compression circuit solution (36) for heat transfer and then lowered to ultra-low pressure by means of the first throttle (27) and fed into the ultra-low-pressure absorber (1) is initiated for absorption. Arbeitsverfahren eines Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorptionskreislauf und der Verdichtungskreislauf mit folgenden Verfahrensschritten ergänzend ausgestaltet werden: • wobei in einen umlaufenden, wässrigen Wärmeträger (7) in den Abhitzekessel (5) externe Wärme eingetragen und der Wärmeträger (7) zur indirekten Wärmeabgabe durch einen Hochdruckrieselaustreiber (13a) geleitet wird, • arme Absorptionskreislösung (16) aus dem Sumpf des Hochdruckrieselaustreibers (13a) ausgeleitet und zur indirekten Wärmeabgabe durch den Hochdruckrieselaustreiber (13a) geleitet wird, • ein zweiter Teilstrom reicher Absorptionskreislösung (18f) in den Kopf des Hochdruckrieselaustreibers (13a) eingeleitet wird, • im Hochdruckrieselaustreiber (13a) der Verfahrensschritt Austreibung vorgenommen wird, indem mittels indirekt wärmeabgebendem Wärmeträger (7) und armer Absorptionskreislösung (16) aus dem zweiten Teilstrom (18f) reicher Absorptionskreislösung wasserhaltiger Ammoniakdampf (19d) ausgetrieben und arme Absorptionskreislösung (16) gebildet wird, • der Wärmeträger (7) aus dem Hochdruckrieselaustreiber (13a) ausgeleitet wird, und zuerst zur Wärmeabgabe durch den dritten Lösungswärmetauscher (12a) geleitet und danach zur Wärmeübertragung zum Verdichtungskreislauf geleitet wird, • angereicherte Lösungen (29) des Absorptionskreislaufs und des Verdichtungskreislaufs aus dem Niedrigstdruckabsorber (1) entnommen und dem Niederduckabsorber (2) zur Absorption zugeleitet werden, • die reiche Absorptionskreislösung (18) vom Strom (28) von reichen Lösungen des Absorptionskreislaufs und des Verdichtungskreislaufs abgetrennt wird und • mittels einer vierten Lösungspumpe (11b) auf Hochdruckniveau angehoben und zuerst in einem zweiten Lösungswärmetauscher (12) aufgewärmt und danach im dritten Lösungswärmetauscher (12a) auf Siedetemperatur gebracht wird, • danach in einen zweiten (18f) und einen dritten Teilstrom (18g) reicher Absorptionskreislösung getrennt wird, • der dritte Teilstrom (18g) reicher Absorptionskreislösung dem wasserhaltigen Ammoniakdampf (19d) vor der Überhitzung zugemischt und im Abhitzekessel (5) zur Erhöhung des Wasseranteils verdampft, und der überhitzte wasserreiche Ammoniakdampf (19a) der Turbine (14) zugeleitet wird, • wobei über die Menge des dritten Teilstroms (18g) reicher Absorptionskreislösung im wassserreichen Ammoniakdampf ein Wassergewichtsanteil von 6 Gewichtsprozent eingestellt wird, • die arme Absorptionskreislösung (16) mittels zweiter Drossel (17a) auf Mitteldruck abgesenkt und mit armer Verdichtungskreislösung (36) zur Wärmeabgabe durch den zweiten Lösungswärmetauscher (12) geleitet und dann mittels erster Drossel (27) auf Niedrigstdruck abgesenkt und in den Niedrigstdruckabsorber (1) zur Absorption eingeleitet wird.Working method of an absorption power-cooling cycle claim 4 , characterized in that the absorption circuit and the compression circuit are additionally designed with the following process steps: • external heat being introduced into a circulating, aqueous heat transfer medium (7) in the waste heat boiler (5) and the heat transfer medium (7) for indirect heat dissipation by a high-pressure trickle expeller ( 13a), • lean absorption circuit solution (16) is discharged from the bottom of the high-pressure trickle expeller (13a) and passed through the high-pressure trickle expeller (13a) for indirect heat dissipation, • a second partial flow of rich absorption circuit solution (18f) into the head of the high-pressure trickle expeller (13a) is initiated, • the expulsion process step is carried out in the high-pressure trickle expeller (13a) by using an indirect heat-emitting heat transfer medium (7) and poor absorption circuit solution (16) to drive out aqueous ammonia vapor (19d) from the second partial stream (18f) of rich absorption circuit solution and poor absorption circuit solution (16) is formed, • the heat transfer medium (7) is discharged from the high-pressure trickle expeller (13a), and first passed through the third solution heat exchanger (12a) to release heat and then passed to the compression circuit for heat transfer, • enriched solutions (29) of the absorption cycle and the compression cycle are removed from the ultra-low pressure absorber (1) and fed to the low-pressure absorber (2) for absorption, • the rich absorption cycle solution (18) is separated from the stream (28) of rich solutions of the absorption cycle and the compression cycle and • by means of a fourth solution pump (11b) is raised to the high pressure level and first heated in a second solution heat exchanger (12) and then brought to the boiling point in the third solution heat exchanger (12a), • is then separated into a second (18f) and a third partial flow (18g) of rich absorption circuit solution, • the third partial flow (18g) richer absorption cycle solution is added to the water-containing ammonia vapor (19d) before overheating and evaporated in the waste heat boiler (5) to increase the proportion of water, and the overheated water-rich ammonia vapor (19a) is fed to the turbine (14), • with the amount of the third partial flow (18g) rich absorption circuit solution in water-rich ammonia vapor, a water weight percentage of 6 percent by weight is set, • the poor absorption circuit solution (16) lowered to medium pressure by means of a second throttle (17a) and with Poor compression circuit solution (36) passed through the second solution heat exchanger (12) to release heat and then lowered to the lowest pressure by means of the first throttle (27) and introduced into the lowest-pressure absorber (1) for absorption. Arbeitsverfahren eines Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus nach einem der Ansprüche 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorptionskreislauf mit folgenden Verfahrensschritten ergänzend ausgestaltet wird: • ein umlaufender wässriger Wärmeträger (7) zur indirekten Wärmeabgabe durch einen Mitteldruckrieselaustreiber (33) geleitet wird, • reiche Verdichtungskreislösung (38) in den Kopf des Mitteldruckrieselaustreibers (33) eingeleitet wird, • im Mitteldruckrieselaustreiber (33) der Verfahrensschritt Austreibung vorgenommen wird, indem mittels indirekt wärmeabgebendem Wärmeträger (7) aus reicher Verdichtungskreislösung (38) nahezu reiner Ammoniakmitteldruckdampf (39) ausgetrieben und arme Verdichtungskreislösung (36) gebildet wird, • der im Mitteldruckrieselaustreiber (33) ausgetriebene Ammoniakmitteldruckdampf (39) zu einem auf gleichem Druck stehenden Mitteldruckabsorber (3) des Resorptionskreislaufs geleitet wird, • die arme Verdichtungskreislösung (36) aus dem Sumpf des Mitteldruckrieselaustreibers (33) ausgeleitet wird, • die reiche Verdichtungskreislösung (38) mittels sechster Lösungspumpe (31) von Niederdruck auf Mitteldruck angehoben und zum Mitteldruckrieselaustreiber (33) geleitet wird. • der Wärmeträger (7) - gestützt durch eine Umwälzpumpe (11c) - zurück zum Abhitzekessel (5) geleitet wird, und • im Abhitzekessel (5) ein Wärmeeintrag von einer externen Wärmequelle vorgenommen wird.Working method of an absorption power-cooling cycle according to one of Claims 5 , 6 , 7 or 8th , characterized in that the absorption circuit is additionally designed with the following process steps: • a circulating aqueous heat transfer medium (7) is passed through a medium-pressure trickle expeller (33) for indirect heat dissipation, • rich compression circuit solution (38) is introduced into the head of the medium-pressure trickle expeller (33). , • the expulsion process step is carried out in the medium-pressure trickle expeller (33), in that almost pure medium-pressure ammonia steam (39) is expelled from rich compression circuit solution (38) by means of an indirect heat-emitting heat carrier (7) and lean compression circuit solution (36) is formed, • the in the medium-pressure trickle expeller (33) expelled medium-pressure ammonia vapor (39) is conducted to a medium-pressure absorber (3) of the resorption circuit which is at the same pressure, • the lean compression circuit solution (36) is discharged from the sump of the medium-pressure trickle expeller (33), • the rich compression circuit solution (38) is medium s sixth solution pump (31) is raised from low pressure to medium pressure and passed to the medium-pressure trickle expeller (33). • the heat transfer medium (7) - supported by a circulating pump (11c) - is routed back to the waste heat boiler (5), and • heat is introduced into the waste heat boiler (5) from an external heat source. Arbeitsverfahren eines Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Turbinenanlage eine geschlossene Gasturbine (6d) angeordnet wird, wobei Niederdruckgas (9c) der geschlossenen Gasturbine (6d) als externe Wärmequelle zur Vorkühlung durch den Entgaser (43) geleitet wird, wobei das Niederdruckgas (9c) und die reiche Resorptionskreislösung (48) im Gegenstrom geführt werden.Working method of an absorption power-cooling cycle according to one of Claims 5 until 9 , characterized in that a closed gas turbine (6d) is arranged in the turbine system, the low-pressure gas (9c) of the closed gas turbine (6d) being passed through the degasser (43) as an external heat source for pre-cooling, the low-pressure gas (9c) and the rich resorption circuit solution (48) are performed in countercurrent. Arbeitsverfahren eines Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Turbinenanlage eine offene Gasturbine (6a) angeordnet wird, wobei Zuluft (9a) der offenen Gasturbine (6a) als externe Wärmequelle zur Vorkühlung durch den Entgaser (43) geleitet wird, wobei die Zuluft (9a) und die reiche Resorptionskreislösung (48) im Gegenstrom geführt werden.Working method of an absorption power-cooling cycle according to one of Claims 5 until 9 , characterized in that an open gas turbine (6a) is arranged in the turbine system, with the supply air (9a) of the open gas turbine (6a) being passed through the degasser (43) as an external heat source for pre-cooling, with the supply air (9a) and the rich resorption circuit solution (48) are performed in countercurrent. Arbeitsverfahren eines Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinenanlage als Wasserdampfturbinenanlage ausgebildet ist, die einen Economiser (5eco) umfaßt und im Turbinenkreislauf eine offene (6a) oder eine geschlossene Gasturbine (6d) eingesetzt werden, • wobei eine in dem Economiser (5eco) aus einem Abgas (9) einer der Gasturbinen (6a, 6d) rückgewonnene Wärme als externe Wärmequelle zum Eintrag in den Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus genutzt wird, • und die Zuluft (9a) einer der Gasturbinen (6a, 6d) zur Vorkühlung durch den Entgaser (43) geleitet wird, wobei die Zuluft (9a) und die reiche Resorptionskreislösung (48) im Gegenstrom geführt werden.Working method of an absorption power-cooling cycle claim 10 or 11 , characterized in that the turbine system is designed as a water-steam turbine system that includes an economizer (5eco) and an open (6a) or a closed gas turbine (6d) are used in the turbine cycle, • wherein a in the economizer (5eco) from an exhaust gas ( 9) one of the gas turbines (6a, 6d), recovered heat is used as an external heat source for entry into the absorption power-cooling cycle, • and the supply air (9a) of one of the gas turbines (6a, 6d) for pre-cooling by the degasser ( 43) is passed, the supply air (9a) and the rich resorption cycle solution (48) being passed in countercurrent. Arbeitsverfahren eines Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus mit einem Wasserdampferzeuger (8) kombiniert wird, und • dem Abhitzekessel (5) zur Wasserdampferzeugung Wärme entnommen wird, • wozu der Abhitzekessel (5) auf eine Eintrittstemperatur von mindestens 220 ℃ ausgelegt und ein hohes Druckverhältnis der geschlossenen Gastubine (6d) von mindestens 4,5 eingestellt wird und • die Wasserdampferzeugung zur Speisung eines Wasserdampfelektrolyseurs (8d) heranziehbar ist.Working method of an absorption power-cooling cycle claim 10 , characterized in that the absorption power-cooling cycle is combined with a steam generator (8), and • heat is removed from the waste heat boiler (5) to generate steam, • for which purpose the waste heat boiler (5) is designed for an inlet temperature of at least 220 ℃ and a high pressure ratio of at least 4.5 is set in the closed gas turbines (6d) and • the steam generation can be used to feed a steam electrolyzer (8d). Arbeitsverfahren eines Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossene Gasturbine (6d) mit regenerativem Gegenstromwärmetauscher (6c) eingesetzt wird, • wobei weiterhin keramische Partikel umfassende, vorzugsweise für solarthermische Energie eingesetzte Wärmespeicher (6f, 6g) angeordnet werden, von denen ein erster Wärmespeicher (6f) Wärme mit einer Temperatur von mindestens 800 ℃ und ein zweiter Wärmespeicher (6g) Wärme mit einer Temperatur zwischen 450 und 600 ℃ bereitstellt, • und bereitgestellte Wärme zum Wärmeeintrag in die geschlossene Gasturbine (6d) einspeisbar ist.Working method of an absorption power-cooling cycle claim 10 , characterized in that the closed gas turbine (6d) is used with a regenerative counterflow heat exchanger (6c), • wherein heat accumulators (6f, 6g) comprising ceramic particles and preferably used for solar thermal energy are also arranged, of which a first heat accumulator (6f) contains heat with a temperature of at least 800 ℃ and a second heat accumulator (6g) provides heat with a temperature between 450 and 600 ℃, • and provided heat can be fed into the closed gas turbine (6d) for heat input. Arbeitsverfahren eines Absorptions-Kraft-Kälte-Zyklus nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass entspannter Niedrigstdruckdampf (19b) von der Turbine (14) vorzugsweise dem Niedrigstdruckabsorber (1) und Niederdruckdampf (49) des Resorptionskreislaufs vorzugsweise dem Niederdruckabsorber (2) jeweils zur Absorption zugeleitet werden.Working method of an absorption power-cooling cycle according to one of Claims 10 until 14 , characterized in that expanded ultra-low pressure steam (19b) from the turbine (14) preferably the ultra-low-pressure absorber (1) and low-pressure steam (49) of the resorption circuit are preferably fed to the low-pressure absorber (2) for absorption.
DE102021002893.7A 2021-06-05 2021-06-05 Absorption power cooling cycle of a sorption system based on ammonia and water for utilizing thermal energy to generate electricity and cooling Active DE102021002893B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021002893.7A DE102021002893B3 (en) 2021-06-05 2021-06-05 Absorption power cooling cycle of a sorption system based on ammonia and water for utilizing thermal energy to generate electricity and cooling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021002893.7A DE102021002893B3 (en) 2021-06-05 2021-06-05 Absorption power cooling cycle of a sorption system based on ammonia and water for utilizing thermal energy to generate electricity and cooling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021002893B3 true DE102021002893B3 (en) 2022-04-14

Family

ID=80818334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021002893.7A Active DE102021002893B3 (en) 2021-06-05 2021-06-05 Absorption power cooling cycle of a sorption system based on ammonia and water for utilizing thermal energy to generate electricity and cooling

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021002893B3 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102024001700A1 (en) * 2024-05-25 2025-11-27 Anno von Reth Hybrid power plant for the provision of hydrogen and methods for operating the hybrid power plant

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020069665A1 (en) 2000-12-12 2002-06-13 Erickson Donald C. Absorption cycle with integrated heating system
DE102005005409B4 (en) 2004-09-14 2006-12-14 Reth, Anno von, Dr. Working method of a sorption machine
DE102011106423B4 (en) 2011-07-02 2013-03-14 Anno von Reth Working method of a sorption plant for the two-substance mixture ammonia and water

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020069665A1 (en) 2000-12-12 2002-06-13 Erickson Donald C. Absorption cycle with integrated heating system
DE102005005409B4 (en) 2004-09-14 2006-12-14 Reth, Anno von, Dr. Working method of a sorption machine
DE102011106423B4 (en) 2011-07-02 2013-03-14 Anno von Reth Working method of a sorption plant for the two-substance mixture ammonia and water

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102024001700A1 (en) * 2024-05-25 2025-11-27 Anno von Reth Hybrid power plant for the provision of hydrogen and methods for operating the hybrid power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008005978B4 (en) Low-temperature power plant and method for operating a thermodynamic cycle
EP0695860B1 (en) Gasturbine power station with air storage system
DE102014105237B3 (en) Method and device for storing and recovering energy
DE112020001242T5 (en) Raw material fluid treatment plant and raw material fluid treatment process
EP0042160A2 (en) Method and means for storing and bringing heat to a higher temperature
EP4251859B1 (en) System and method for storing and releasing electrical energy, the energy being stored as thermal energy
EP2610470A2 (en) Method for operating a stationary power plant with at least one combustion engine
DE3600560A1 (en) METHOD FOR GENERATING MECHANICAL ENERGY FROM HEATING ENERGY
DE102021002893B3 (en) Absorption power cooling cycle of a sorption system based on ammonia and water for utilizing thermal energy to generate electricity and cooling
DE102016125006A1 (en) Method and device for generating process refrigeration and process steam
EP1391665A2 (en) Multistage absorption refrigerating apparatus or heat pump and the use of the apparatus in an energy conversion system
DE102022004029A1 (en) Method and device for improving energy efficiency in existing gas turbine combined cycle power plants
DE2737059A1 (en) THERMODYNAMIC PROCESS FOR USING HIGH-TEMPERATURE HEAT ENERGY, IN PARTICULAR TO INCREASE THE EFFICIENCY OF A THERMAL POWER PLANT AND THERMAL POWER PLANT TO PERFORM SUCH A PROCESS
EP0134431B1 (en) Thermodynamic process approximating the ericsson cycle
DE2640098C2 (en) Method for operating a gas-steam turbine plant
DE10308585B4 (en) Process and plant for the combined generation of power, heat and / or cold from polluted hot gases with integrated gas cleaning
DE102011106423B4 (en) Working method of a sorption plant for the two-substance mixture ammonia and water
DE4427987A1 (en) Air storage turbine using waste heat steam raising equipment
EP2394109A2 (en) Thermal power plant, in particular solar thermal power plant
DE102024001700A1 (en) Hybrid power plant for the provision of hydrogen and methods for operating the hybrid power plant
DE102022105052A1 (en) System for generating steam and/or heat and method for operating the same
DE102005047569A1 (en) Thermal power process for hybrid turbine plant involves supplying heat to second process fluid before expansion
WO2023237162A1 (en) Arrangement and method for converting waste heat into mechanical energy and use of an absorption cooling system as temperature controller
DE102019116318B3 (en) Method for operating a pressure storage system, pressure storage system, control program and computer-readable medium
AT506356A1 (en) ABSORPTION CHILLER

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative
R084 Declaration of willingness to licence