[go: up one dir, main page]

WO2017219052A1 - Anordnung zur umwandlung thermischer energie in bewegungs- oder elektrische energie - Google Patents

Anordnung zur umwandlung thermischer energie in bewegungs- oder elektrische energie Download PDF

Info

Publication number
WO2017219052A1
WO2017219052A1 PCT/AT2016/000068 AT2016000068W WO2017219052A1 WO 2017219052 A1 WO2017219052 A1 WO 2017219052A1 AT 2016000068 W AT2016000068 W AT 2016000068W WO 2017219052 A1 WO2017219052 A1 WO 2017219052A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
turbine
fluid
heat exchanger
motor
energy
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.)
Ceased
Application number
PCT/AT2016/000068
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Siegfried Prugner
Michael ROHRMAIR
Adolf PRUGNER
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 PCT/AT2016/000068 priority Critical patent/WO2017219052A1/de
Publication of WO2017219052A1 publication Critical patent/WO2017219052A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants 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
    • F01K23/04—Plants 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 condensation heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/006—Methods of steam generation characterised by form of heating method using solar heat

Definitions

  • the present invention relates to a device for converting thermal energy into motive or electrical energy with a first heat exchanger in which a fluid flowing therethrough is heated, after which the pressurized and gaseous fluid is supplied to a motor or to a turbine coupled to a generator in which the thermal energy of the fluid is converted into motion or electrical energy.
  • a turbine is supplied, which with a generator for generating electrical energy
  • a motor for the provision of
  • the present invention therefore aims to avoid or at least reduce the abovementioned disadvantages of known systems and in particular to increase the efficiency of such a system or arrangement for converting thermal energy into motive or electrical energy, in order in particular to use those
  • the motor or the turbine is followed by at least one further motor or another turbine, in which (r) a conversion of thermal energy into motive or electrical energy with respect to the upstream stage of a motor or a turbine reduced temperature - and or Pressure level is performed.
  • the first stage which comprises at least one heat exchanger and an associated or associated motor or an associated turbine, at least one further motor or a further turbine is connected downstream, succeeds in the fluid after passing through the motor or the Use first stage turbine corresponding residual energy accordingly, since in the
  • Movement or electrical energy is carried out or carried out in relation to the preceding stage reduced temperature and / or pressure level.
  • the downstream engine or the downstream turbine thus remaining in the fluid after passing through the first stage residual energy level can be used accordingly, so that the efficiency of such an inventive arrangement, which at least one further stage of an engine or
  • Motion or electrical energy includes, compared to known single-stage systems can be increased.
  • Heat exchanger can be fed, in which the after
  • downstream stage are used to be used at least partially raised fluid, so that in such a way the overall efficiency of the invention
  • Downstream stage used fluid is hereby advantageously the residual energy
  • downstream stage is preferably brought to the vapor state.
  • associated motor or an associated turbine can be in a cascade-like arrangement
  • Provision of heat energy can be supplied to external consumers, as a further preferred
  • Embodiment of the arrangement according to the invention corresponds.
  • the fluid is guided in a closed circuit through the plurality of at least one respective heat exchanger and a motor or a turbine having stages.
  • inventive arrangement can be optimized. To further improve the efficiency and to optimize the structural design of the
  • fluids have at least partially different chemical and physical properties.
  • a fluid in a fluid circuit of the first stage has a higher boiling point than a fluid in a fluid circuit of at least one
  • the fluids in a conventional manner of water or organic media, such as hydrocarbons or silicone oils
  • At least one heat exchanger is flowed through in counterflow of fluids of different stages, as corresponds to a further preferred embodiment.
  • the at least one heat exchanger of a downstream stage thus the residual heat of the fluid or of the fluids two different stages preceded to
  • one after the other two heat exchangers can be fed.
  • the fluid is thus heated in two stages, namely first in a first of the two further heat exchangers and then in a second of the two further heat exchangers.
  • the first of the two further heat exchangers may be used to heat the fluid in the liquid state
  • the second of the two further heat exchangers may be used to evaporate the fluid heated in the first heat exchanger.
  • the fluid may already be evaporated in the first heat exchanger so that the second heat exchanger can be used to overheat the steam.
  • Another advantage is that the supplied for the operation of the second heat exchanger external Energy according to the respective needs,
  • Efficiency is operated to operate the engine or the turbine of the upstream stage.
  • the mass flow of the working fluid to be heated or evaporated of the respective stage can also be varied, in particular with regard to achieving optimum performance of the engine or of the turbine.
  • the energy supplied externally via the second heat exchanger can thus be selected in the second and optionally further downstream stage (s) such that in each of the downstream stages an optimization of the energy conversion in the engine or turbine independent of the other stages takes place succeed.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of an inventive arrangement for converting thermal energy into motive or electrical energy
  • Fig. 2 in a similar to Fig. 1 representation of a modified embodiment of a inventive arrangement for converting thermal energy into motive or electrical energy
  • FIG. 3 again, similar to the representation according to FIG. 1, shows a further modified embodiment of a device according to the invention
  • a plant for converting thermal energy into motion or electrical energy is generally denoted by 1, wherein in a first stage, a heat exchanger 2 is provided, with which, for example via a non-illustrated solar device via a supply line 3, an energy supply he follows.
  • a heat exchanger 2 heating or heating of a fluid supplied via a line 4, which subsequently takes the form of high-pressure steam via a line 5 of a turbine 6, takes place
  • the turbine 6 is coupled to a generator 7.
  • turbine 6 is a conversion or conversion of thermal energy, as they mediate the heat exchanger 2 for
  • Coupled may also be provided for converting the thermal energy, a motor with which a conversion the thermal energy is provided in kinetic energy.
  • the emerging from the turbine 6 fluid is supplied via a line 8 to a further heat exchanger 9, in which a heating or heating of a
  • Fluid line 10 supplied fluid is made in countercurrent. This fluid is in turn converted in the heat exchanger 9 into a high-pressure steam, which is supplied via a line 10 to a further turbine 11, which, like the turbine 6, is in turn coupled to a generator 12.
  • a heat exchanger 2 or 9 is provided for providing high-pressure steam, which is subsequently supplied to a downstream turbine 6 or 11, in the embodiment shown in FIG. 1, a further heat exchanger 13 a further stage provided in which via a supply line 14 supplied fluid
  • a further heat exchanger 19 is indicated in Fig. 1, which residual heat from the preceding stages in each case for the conversion of thermal Energy is supplied in moving or electrical energy, wherein the heat to be emitted in the heat exchanger 19, for example, a schematically indicated heating, for example, a floor heating 20 is supplied.
  • Residual heat exchanger 22 From the representation of FIG. 1 it can be seen that all stages of the cascade arranged
  • series-connected units for converting thermal energy into motive or electrical energy each having at least one heat exchanger 2, 9 and 13 and a turbine 6, 11 and 16 coupled thereto, are operated with a common fluid, wherein a reservoir for the common fluid 23 is indicated and for a circulation of the fluid, a pump 24th
  • the individual stages or units for converting respective thermal energy into motive or electrical energy in the embodiment according to FIG. 1 are operated, for example, using an organic medium as fluid at the following temperature parameters.
  • the fluid is withdrawn at a temperature of about 80 ° C.
  • the fluid is supplied at a temperature of about 75 ° C of the turbine 11, wherein it is discharged at a temperature of about 55 ° C from the turbine.
  • the fluid is supplied at a temperature of about 53 ° C and at a
  • Turbines with a power of about 3 kW for the turbine 6, of about 2 kW for the turbine 11 and about 1 kW for the turbine 16 are operated, so that it can be seen immediately that compared to a single-stage formation of an assembly for conversion Thermal energy in motion or electrical energy can achieve a correspondingly increased efficiency of the entire system, in particular in connection with a provision of electrical energy.
  • the stages shown in FIG. 2 are also in each case at different temperature and / or pressure levels
  • FIG. 3 another modified embodiment of an arrangement 201 for converting thermal energy into moving or electrical energy is shown, wherein again the same elements or components with a
  • Generator 207 is coupled.
  • a heat exchanger or condenser 209 and a turbine 211 and a generator 212 are provided, while in a third stage, a heat exchanger or condenser 213 and a turbine 216 and a generator 217 are provided. While in the embodiment of FIG. 1 is a common
  • Fluid is provided in all circuits or stages and are provided for the embodiment of FIG. 2 in the individual stages or circuits different fluids, in the embodiment of FIG. 3 in the first circuit, a first fluid, for example water provided while in the second and third circuit, for example, a respective identical fluid, for example, SES 36, in particular in a separate circuit is provided.
  • a further heat exchanger or evaporator 225 is provided, which as well as the first heat exchanger or evaporator 202 from the outside via a supply line 226 energy is supplied.
  • the second turbine 211 can in turn be steamed by the heat exchangers 209 and 226 arranged one behind the other increased pressure for conversion into electrical energy in the generator 212 are supplied.
  • the turbine 216 of the third stage is adjacent to the heat exchanger or
  • Heat exchanger or evaporator 227 is provided, which in turn is supplied with energy from the outside via a supply line 228 as well as in the previous stages to again the third stage fluid, for example SES 36, the turbine 216 with a correspondingly high temperature and high pressure for conversion into electrical energy in the
  • circulation pumps in the individual fluid circuits are designated by 229, 230 and 231.
  • Fluid circuits are formed as follows. in the
  • the fluid After passing through the turbine 206, the fluid passes through the second stage heat exchanger 209, where a residual heat of the fluid for heating or evaporating the fluid of the second
  • Fluid circuit is used. Thereafter, the fluid passes through the third stage heat exchanger 213, in which a
  • the fluid is used to heat the fluid of the third fluid circuit. Thereafter, the fluid is supplied via the circulation pump 229 to the heat exchanger of the first stage. In the fluid circuit of the second stage, the fluid is passed through the turbine 211 through the heat exchanger 213 of the third stage, where a residual heat of the fluid for heating or evaporation of the fluid of the third Fluid circuit is used. After that, the fluid becomes
  • the fluid is supplied via the circulation pump 230 to the heat exchangers 209 and 225 of the second stage to be brought back to the energy level required for the operation of the turbine 211.
  • the fluid is also supplied to the final heat exchanger 219 for providing heat energy to external consumers 220 and the residual heat exchanger 222 after passing through the turbine 216.
  • the fluid is supplied via the circulation pump 231 to the heat exchangers 213 and 227 of the third stage to return to that for the operation of the turbine 216
  • the turbine 206 is supplied as fluid water or water vapor at 160 ° C and a pressure of 5 bar. After the turbine, the water vapor has a
  • the second turbine becomes a different one from water
  • Fluid for example, in turn, an organic fluid, in particular SES 36 at a temperature of 100 ° C and a pressure of 5 bar, while the turbine 211 at a temperature of, for example, about 75 ° C and again leaves a slight overpressure.
  • the third turbine 216 is supplied with the fluid, for example, SES 36 at a temperature of 60 ° C, leaving the turbine at a temperature of about 35-40 ° C.
  • the first heat exchanger or evaporator 202 are about 122 kW supplied, so that the turbine 206 below
  • Condenser 209 second stage delivered to the second stage, in addition to the evaporator or
  • Heat exchanger 225 177 kW are supplied, so that the second turbine 211 a total of about 277 kW are available.
  • the third stage is the total residual heat, consisting of the liquid (condensate) from the first stage, which is received in the heat exchanger 213, and from the total heat of condensation of the fluid vapor from the turbine 211, which is also recorded in the heat exchanger 213, and on the Heat exchanger or evaporator 227 supplied additional heat and used in the third turbine 216.
  • an efficiency of about 11%, for the second turbine 211 an efficiency of about 10%, and for the third turbine 216 an efficiency of about 4% can be assumed for the first turbine 206.
  • a total energy production of approximately 43 kW of electric power can thus be achieved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Bei einer Anordnung (1) zur Umwandlung thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie mit einem ersten Wärmetauscher (2), in dem ein durchströmendes Fluid erhitzt wird, wonach das unter Druck stehende und gasförmige Fluid einem Motor bzw. einer mit einem Generator (7) gekoppelten Turbine (6) zugeführt wird, in welchem (r) die thermische Energie des Fluids in Bewegungs- oder elektrische Energie umgewandelt wird, ist vorgesehen, dass dem Motor oder der Turbine (6) wenigstens ein weiterer Motor oder eine weitere Turbine (11, 16) nachgeschaltet ist, in welchem (r) eine Umwandlung von thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie auf gegenüber der vorangeschalteten Stufe eines Motors bzw. einer Turbine (6) verringertem Temperatur- und/oder Druckniveau durchgeführt wird, wodurch sich ein entsprechend erhöhter Gesamtwirkungsgrad einer derartigen Anordnung zur Energieumwandlung erzielen lässt.

Description

Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie in Bewegungsoder elektrische Energie
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie mit einem ersten Wärmetauscher, in dem ein durchströmendes Fluid erhitzt wird, wonach das unter Druck stehende und gasförmige Fluid einem Motor bzw. einer mit einem Generator gekoppelten Turbine zugeführt wird, in welchem (r) die thermische Energie des Fluids in Bewegungsoder elektrische Energie umgewandelt wird.
Derartige Anordnungen zur Umwandlung thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie sind in
unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt, wobei
beispielsweise im Zusammenhang mit einem Dampfkraftwerk Fluid, insbesondere Wasser, in wenigstens einem
Wärmetauscher entsprechend erhitzt und nachfolgend
beispielsweise einer Turbine zugeführt wird, welche mit einem Generator zur Erzeugung elektrischer Energie
gekoppelt ist.
Anstelle einer Turbine, welche durch eine Kopplung mit einem Generator zur Erzeugung elektrischer Energie dient, kann das erhitzte bzw. erwärmte und insbesondere gas- bzw. dampfförmige Fluid einem Motor zur Bereitstellung von
Bewegungsenergie zugeführt werden.
Nachteilig bei derartigen bekannten Ausführungsformen ist insbesondere die Tatsache, dass für einen effizienten
Betrieb eines Motors oder einer mit einem Generator
gekoppelten Turbine das zum Einsatz gelangende Fluid eine vergleichsweise hohe Temperatur und einen hohen Druck aufweisen muss, um derart die nachgeschaltete Turbine bzw. den nachgeschalteten Motor betreiben zu können. Bei einer Umwandlung der thermischen Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie erfolgt eine Abnahme sowohl der
Temperatur als auch des Drucks des zum Einsatz gelangenden Fluids, wobei jedoch sowohl die Temperatur als auch der Druck des Fluids nach dem Motor bzw. nach der Turbine gegenüber Umgebungsbedingungen üblicherweise erhöhte Werte aufweisen, so dass die derart im Fluid verbleibende Energie üblicher Weise bei bekannten Anlagen im Wesentlichen ungenützt verloren geht. Derart ist der Wirkungsgrad der Umwandlung thermischer Energie in Bewegungsenergie oder elektrische Energie in derartigen bekannten einstufigen Anlagen begrenzt.
Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, die oben genannten Nachteile bekannter Anlagen zu vermeiden bzw. zumindest zu reduzieren und insbesondere den Wirkungsgrad einer derartigen Anlage bzw. Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie zu erhöhen, um derart insbesondere die eingesetzte
thermische Energie wirkungsvoller insbesondere zur
Bereitstellung elektrischer Energie zu nutzen.
Zur Lösung dieser Aufgaben ist eine Anordnung zur
Umwandlung thermischer Energie in Bewegungs- oder
elektrische Energie der eingangs genannten Art im
Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass dem Motor oder der Turbine wenigstens ein weiterer Motor oder eine weitere Turbine nachgeschaltet ist, in welchem (r) eine Umwandlung von thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie auf gegenüber der vorangeschalteten Stufe eines Motors bzw. einer Turbine verringertem Temperatur- und/oder Druckniveau durchgeführt wird. Dadurch, dass
erfindungsgemäß der ersten Stufe, welche wenigstens einen Wärmetauscher und einen zugeordneten bzw. zugehörigen Motor bzw. eine zugeordnete Turbine umfasst, wenigstens ein weiterer Motor oder eine weitere Turbine nachgeschaltet ist, gelingt es, die in dem Fluid nach dem Durchtritt durch den Motor bzw. die Turbine der ersten Stufe verbleibende Restenergie entsprechend zu nutzen, da in dem
nachgeschalteten Motor bzw. der nachgeschalteten Turbine eine weitere Umwandlung von thermischer Energie in
Bewegungs- oder elektrische Energie auf gegenüber der vorangeschalteten Stufe verringertem Temperatur- und/oder Druckniveau erfolgt bzw. durchgeführt wird. Durch eine entsprechende Konzipierung des nachgeschalteten Motors oder der nachgeschalteten Turbine kann somit das in dem Fluid nach dem Durchtritt durch die erste Stufe verbleibende Restenergieniveau entsprechend genutzt werden, so dass der Wirkungsgrad einer derartigen erfindungsgemäßen Anordnung, welche wenigstens eine weitere Stufe eines Motors bzw.
einer Turbine zur Umwandlung thermischer Energie in
Bewegungs- oder elektrische Energie umfasst, gegenüber bekannten einstufigen Anlagen erhöht werden kann.
Zur weiteren Erhöhung des Wirkungsgrads einer
erfindungsgemäßen Anordnung wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass das Fluid vor einem Durchtritt durch einen nachgeschalteten Motor bzw. eine nachgeschaltete Turbine wenigstens einem weiteren
Wärmetauscher zuführbar ist, in welchem die nach der
Nutzung für den Betrieb eines vorangeschalteten Motors bzw. einer vorangeschalteten Turbine verbleibende Wärme zur Erwärmung des Fluids nutzbar ist. Durch Vorsehen wenigstens eines derartigen weiteren Wärmetauschers kann das Temperatur- und/oder Druckniveau des in der
nachgeschalteten Stufe zum Einsatz gelangenden Fluids wiederum wenigstens teilweise angehoben werden, so dass derart der gesamte Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen
Anordnung verbessert werden kann. Zum Anheben des
Temperatur- und/oder Druckniveaus des in der
nachgeschalteten Stufe zum Einsatz gelangenden Fluids wird hierbei in vorteilhafter Weise die Restenergie,
insbesondere die verbleibende thermische Energie genutzt, die das Fluid einer vorangeschalteten Stufe, insbesondere der unmittelbar vorangeschalteten Stufe, nach der
Energieumwandlung im Motor bzw. der Turbine aufweist.
Zum Anheben des Temperatur- und/oder Druckniveaus des in der nachgeschalteten Stufe zum Einsatz gelangenden Fluids wird dem aus einer vorangeschalteten Stufe kommende Fluid im weiteren Wärmetauscher Wärme entzogen, sodass letzteres vorzugsweise kondensiert, während das Fluid der
nachgeschalteten Stufe vorzugsweise in den Dampfzustand gebracht wird.
Zur Optimierung einer derartigen Anlage wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass drei Stufen, welche jeweils wenigstens einen Wärmetauscher und einen zugeordneten Motor bzw. eine zugeordnete Turbine aufweisen, vorgesehen sind. Derartige drei Stufen, welche jeweils wenigstens einen Wärmetauscher und einen
zugeordneten Motor bzw. eine zugeordnete Turbine aufweisen, lassen sich in einer kaskadenartigen Anordnung bei
entsprechend optimiertem konstruktivem Aufwand einsetzen.
Zur Nutzung von gegebenenfalls nach einer letzten Stufe verbleibender Restwärme wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass das Fluid nach einem letzten Motor bzw. einer letzten Turbine einem abschließenden Wärmetauscher zur
Bereitstellung von Wärmeenergie an externe Verbraucher zuführbar ist, wie dies einer weiters bevorzugten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung entspricht.
Insbesondere zur Vereinfachung des Fluidkreisläufs in den wenigstens zwei Stufen der erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie in Bewegungs- oder
elektrische Energie wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass das Fluid in einem geschlossenen Kreislauf durch die Mehrzahl von jeweils wenigstens einen Wärmetauscher sowie einen Motor oder eine Turbine aufweisenden Stufen geführt ist. Durch Verwendung eines gemeinsamen Fluids in einem geschlossenen Kreislauf in der Mehrzahl von Stufen lässt sich der anlagentechnische Aufwand für die Bereitstellung der unterschiedlichen
Komponenten der mehrfachen Stufen der erfindungsgemäßen Anordnung bei entsprechend erhöhtem Wirkungsgrad insgesamt reduzieren .
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Anordnung wird vorgeschlagen, dass jeweils ein geschlossener Kreislauf des Fluids in jeder jeweils wenigstens einen Wärmetauscher und eine zugeordnete Turbine bzw. einen zugeordneten Motor aufweisenden Stufe mit jeweils getrennten Umwälzpumpen vorgesehen ist. Durch eine derartige Trennung der einzelnen Fluidkreisläufe kann in einfacher und zuverlässiger Weise die Temperatur- und/oder Druckführung in den einzelnen Stufen wenigstens teilweise unabhängig von den weiteren Stufen der
erfindungsgemäßen Anordnung optimiert werden. Zur weiteren Verbesserung des Wirkungsgrads als auch zur Optimierung der konstruktiven Ausbildung der
erfindungsgemäßen Anordnung wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass Fluide wenigstens teilweise unterschiedliche chemischphysikalische Eigenschaften aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Fluid in einem Fluidkreislauf der ersten Stufe einen höheren Siedepunkt aufweist als ein Fluid in einem Fluidkreislauf wenigstens einer
nachgeschalteten Stufe.
In diesem Zusammenhang wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass die Fluide in an sich bekannter Weise von Wasser oder organischen Medien, wie beispielsweise Kohlenwasserstoffen oder Silikonölen
gebildet sind.
Zur weiteren Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads der erfindungsgemäßen Anordnung und insbesondere zur Vermeidung bzw. Reduzierung eines Einsatzes von nicht-nachhaltigen Brennstoffen zur Erzeugung thermischer Energie wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass zumindest der der ersten Stufe zugeordnete
Wärmetauscher wenigstens teilweise mit Solarenergie
versorgbar ist.
Zur weiteren Optimierung des gesamten Wirkungsgrads einer erfindungsgemäßen Anlage bzw. Anordnung wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Wärmetauscher im Gegenstrom von Fluiden unterschiedlicher Stufen durchströmt wird, wie dies einer weiter bevorzugten Ausführungsform entspricht. In dem wenigstens einen Wärmetauscher einer nachgeschalteten Stufe wird somit die Restwärme des Fluids bzw. der Fluide aus zwei unterschiedlichen vorangeschalteten Stufen zur
Erwärmung des Fluids der nachgeschalteten Stufe genutzt
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist vorgesehen, dass das Fluid vor einem
Durchtritt durch einen nachgeschalteten Motor bzw. eine nachgeschaltete Turbine in der jeweiligen Stufe
nacheinander zwei weiteren Wärmetauschern zuführbar ist. Das Fluid wird somit zweistufig erwärmt, nämlich zuerst in einem ersten der zwei weiteren Wärmetauscher und danach in einem zweiten der zwei weiteren Wärmetauscher.
Insbesondere kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass in einem ersten der zwei weiteren Wärmetauscher die nach der Nutzung für den Betrieb eines vorangeschalteten Motors bzw. einer vorangeschalteten Turbine verbleibende Wärme zur Erwärmung des Fluids nutzbar ist und dass in einem zweiten der zwei weiteren Wärmetauscher eine von extern zugeführte thermische Energie zur weiteren Erwärmung des Fluids nutzbar ist.
Mit der Anordnung von zwei hintereinander durchströmten weiteren Wärmetauschern wird die Flexibilität in der
Betriebsweise der jeweiligen Stufen erhöht. So kann der erste der zwei weiteren Wärmetauscher dazu verwendet werden, um das Fluid im flüssigen Zustand zu erwärmen, und der zweite der zwei weiteren Wärmetauscher kann dazu verwendet werden, um das im ersten Wärmetauscher erwärmte Fluid zu verdampfen. Alternativ kann das Fluid bereits im ersten Wärmetauscher verdampft werden, sodass der zweite Wärmetauscher zum Überhitzen des Dampfs verwendet werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die für den Betrieb des zweiten Wärmetauschers zugeführte externe Energie den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend,
insbesondere zur Optimierung der Betriebsweise des
jeweiligen Motors bzw. Turbine in einfacher Weise angepasst werden kann. Dies steht im Gegensatz zum ersten
Wärmetauscher, in dem mit der nicht ohne weiteres
einstellbaren, aus der vorangeschalteten Stufe kommenden Restwärme gearbeitet werden muss. Diese Restwärme ergibt sich aus den Einstellungen der vorangeschalteten Stufe, die in der Regel im Hinblick auf eine Maximierung des
Wirkungsgrades zum Betrieb des Motors bzw. der Turbine der vorangeschalteten Stufe betrieben wird.
Auf Grund der Einstellbarkeit der dem zweiten Wärmetauscher von extern zugeführten Energie kann auch der Massenfluss des zu erwärmenden bzw. verdampfenden Arbeitsfluids der jeweiligen Stufe variiert werden, insbesondere im Hinblick auf die Erzielung einer optimalen Leistung des Motors bzw. der Turbine.
Insgesamt kann somit die über den zweiten Wärmetauscher von extern zugeführte Energie in der zweiten und ggf. weiteren nachgeschalteten Stufe (n) so gewählt werden, dass in jeder der nachgeschalteten Stufen eine von den anderen Stufen unabhängige Optimierung der Energieumwandlung in dem Motor bzw. der Turbine gelingt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie; Fig. 2 in einer zu Fig. 1 ähnlichen Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie; und Fig. 3 wiederum ähnlich zur Darstellung gemäß Fig. 1 eine weitere abgewandelte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie in Bewegungsoder elektrische Energie.
Zu der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von
unterschiedlichen Ausführungsformen wird einleitend
angemerkt, dass lediglich die für ein Verständnis der
Ausbildung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie wesentlichen Elemente in größerem Detail beschrieben werden .
In Fig. 1 ist allgemein mit 1 eine Anlage zur Umwandlung thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie bezeichnet, wobei in einer ersten Stufe ein Wärmetauscher 2 vorgesehen ist, mit welchem beispielsweise über eine nicht näher dargestellte Solar-Einrichtung über eine Zuleitung 3 eine Energiezufuhr erfolgt. In dem Wärmetauscher 2 erfolgt ein Erwärmen bzw. Erhitzen eines über eine Leitung 4 zugeführten Fluids, welches in weiterer Folge in Form von Hochdruckdampf über eine Leitung 5 einer Turbine 6
zugeführt wird. Die Turbine 6 ist mit einem Generator 7 gekoppelt. In der mit dem Generator 7 gekoppelten Turbine 6 erfolgt eine Umsetzung bzw. Umwandlung thermischer Energie, wie sie unter Vermittlung des Wärmetauschers 2 zur
Verfügung gestellt wird, in elektrische Energie.
Anstelle der Turbine 6, welche mit dem Generator 7
gekoppelt ist, kann zur Umwandlung der thermischen Energie auch ein Motor vorgesehen sein, mit welchem eine Umwandlung der thermischen Energie in Bewegungsenergie zur Verfügung gestellt wird.
Das aus der Turbine 6 austretende Fluid wird über eine Leitung 8 einem weiteren Wärmetauscher 9 zugeführt, in welchem eine Erwärmung bzw. Erhitzung von über eine
Fluidleitung 10 zugeführtem Fluid im Gegenstrom vorgenommen wird. Dieses Fluid wird im Wärmetauscher 9 wiederum in einen Hochdruckdampf umgewandelt, welcher über eine Leitung 10 einer weiteren Turbine 11 zugeführt wird, welche ebenso wie die Turbine 6 wiederum mit einem Generator 12 gekoppelt ist .
Ähnlich wie die zwei erstgenannten Stufen, in welchen jeweils ein Wärmetauscher 2 bzw. 9 zur Bereitstellung von Hochdruckdampf vorgesehen ist, welcher in weiterer Folge einer nachgeschalteten Turbine 6 bzw. 11 zugeführt wird, ist bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ein weiterer Wärmetauscher 13 einer weiteren Stufe vorgesehen, in welchem über eine Zuleitung 14 zugeführtes Fluid
wiederum insbesondere im Gegenstrom erwärmt wird, so dass Hochdruckdampf über eine Leitung 15 einer weiteren Turbine 16 zugeführt wird, welche ähnlich wie die beiden Turbinen der vorangehenden Stufen mit einem Generator 17 gekoppelt ist.
In dem Wärmetauscher 13 erfolgt derart auch eine
Wärmerückgewinnung des aus der zweiten Stufe aus der
Turbine 11 über eine Leitung 18 rückgeführten Fluids.
Zur weiteren Rückgewinnung von Restwärme ist in Fig. 1 ein weiterer Wärmetauscher 19 angedeutet, welchem Restwärme aus den vorangehenden Stufen jeweils zur Umwandlung thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie zugeführt wird, wobei die im Wärmetauscher 19 abzugebende Wärme beispielsweise einer schematisch angedeuteten Heizung, beispielsweise einer Fußbodenheizung 20 zugeführt wird.
Eine weitere Energierückgewinnung gelingt in einem
zusätzlichen Wärmetauscher 21 sowie einem weiteren
Restwärmetauscher 22. Aus der Darstellung gemäß Fig. 1 ist ersichtlich, dass sämtliche Stufen der kaskadenartig angeordneten
hintereinander geschalteten Einheiten zur Umwandlung thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie, welche jeweils zumindest einen Wärmetauseher 2, 9 und 13 sowie eine damit gekoppelte Turbine 6, 11 und 16 aufweisen, mit einem gemeinsamen Fluid betrieben werden, wobei ein Vorratsbehälter für das gemeinsame Fluid mit 23 angedeutet ist und für eine Umwälzung des Fluids eine Pumpe 24
vorgesehen ist.
Die einzelnen Stufen bzw. Einheiten zur Umwandlung jeweils thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 werden beispielsweise unter Einsatz eines organischen Mediums als Fluid bei folgenden Temperaturparametern betrieben.
Aus dem Wärmetauscher 2 wird über die Leitung 5 gasförmiges Fluid mit einer Temperatur von 100 °C der Turbine 6
zugeführt, worauf über die Leitung 8 das Fluid bei einer Temperatur von etwa 80 °C abgezogen wird.
In der nachfolgenden Stufe wird durch eine Erwärmung im Wärmetauscher 9 nach dem Gegenstromprinzip über die Leitung 10 das Fluid mit einer Temperatur von etwa 75 °C der Turbine 11 zugeführt, wobei es mit einer Temperatur von etwa 55 °C aus der Turbine ausgebracht wird. Nach einem weiteren Wärmetausch im Wärmetauscher 13 wird der Turbine 16 der dritten Stufe das Fluid bei einer Temperatur von etwa 53 °C zugeführt und bei einer
Temperatur von etwa 35 °C aus dieser abgezogen. Derart können bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 die
Turbinen mit einer Leistung von etwa 3 kW für die Turbine 6, von etwa 2 kW für die Turbine 11 und von etwa 1 kW für die Turbine 16 betrieben werden, so dass sich unmittelbar erkennen lässt, dass sich gegenüber einer einstufigen Ausbildung einer Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie ein entsprechend erhöhter Wirkungsgrad der Gesamtanlage insbesondere im Zusammenhang mit einer Bereitstellung elektrischer Energie erzielen lässt.
Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform einer Anordnung 101 zur Umwandlung
thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie gezeigt, wobei gleiche Elemente bzw. Bauteile jeweils mit einem Bezugszeichen versehen sind, welches gegenüber den Bauteilen bzw. Elementen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 um jeweils "100" erhöht ist.
So ist auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2
ersichtlich, dass nach Art einer Kaskade drei Stufen vorgesehen sind, wobei jeweils ein Wärmetauscher 102, 109 und 113 mit einer Turbine 106, 111 und 116 sowie einem damit gekoppelten Generator 107, 112 und 117 vorgesehen ist .
Auch die in Fig. 2 dargestellten Stufen werden auf jeweils unterschiedlichen Temperatur- und/oder Druckniveaus
betrieben, wobei ein wesentlicher Unterschied gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 darin besteht, dass, wie oben ausgeführt, bei der Ausbildung gemäß Fig. 1 ein gemeinsames Fluid für sämtliche Fluidkreisläufe der drei Stufen
vorgesehen ist, während bei der Ausbildung gemäß Fig. 2 drei Vorratsbehälter 123a, 123b und 123c vorgesehen sind, welche jeweils mit einer Pumpe 124a, 124b und 124c
gekoppelt sind und zur Versorgung der einzelnen
Fluidkreisläufe dienen.
Ähnlich wie bei der Ausbildung gemäß Fig. 1 sind auch zusätzliche Wärmetauscher 119, 121 und 122 zur
Rückgewinnung von Restwärme vorgesehen. Durch Vorsehen der voneinander getrennten Fluidkreisläufe sowie der Vorratsbehälter 123a, 123b und 123c können unterschiedliche Fluide zum Einsatz gelangen, so dass eine weitere Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads durch
entsprechende Abstimmung der chemisch-physikalischen
Eigenschaften der einzelnen Fluide in den unterschiedlichen Fluidkreisläufen mit den konstruktiven Merkmalen,
insbesondere der zugehörigen Wärmetauscher als auch der Turbinen sowie der damit gekoppelten Generatoren möglich wird .
In Fig. 3 ist eine weitere abgewandelte Ausführungsform einer Anordnung 201 zur Umwandlung thermische Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie dargestellt, wobei wiederum gleiche Elemente bzw. Bauteile mit einem
Bezugszeichen bezeichnet sind, welches um „200" gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform erhöht ist. Wie bei den vorangehenden Ausführungsformen sind wiederum drei Stufen in einer Kaskadenanordnung vorgesehen, wobei in einer ersten Stufe der Wärmetauscher bzw. Verdampfer 202 mit einer Turbine 206 gekoppelt ist, welche mit einem
Generator 207 gekoppelt ist. In einer zweiten Stufe sind ein Wärmetauscher bzw. Kondensator 209 sowie eine Turbine 211 und ein Generator 212 vorgesehen, während in einer dritten Stufe ein Wärmetauscher bzw. Kondensator 213 und eine Turbine 216 sowie ein Generator 217 vorgesehen sind. Während bei der Ausbildung gemäß Fig. 1 ein gemeinsames
Fluid in sämtlichen Kreisläufen bzw. Stufen vorgesehen ist und für die Ausbildung gemäß Fig. 2 in den einzelnen Stufen bzw. Kreisläufen unterschiedliche Fluide vorgesehen sind, ist bei der Ausbildung gemäß Fig. 3 in dem ersten Kreislauf ein erstes Fluid, beispielsweise Wasser vorgesehen, während im zweiten und dritten Kreislauf beispielsweise ein jeweils identes Fluid, beispielsweise SES 36, insbesondere in jeweils einem getrennten Kreislauf vorgesehen ist. Neben einer Rückgewinnung der Restwärme aus der ersten Stufe im Wärmetauscher bzw. Kondensator 209 ist diesem Wärmetauscher 209 nachgeschaltet ein weiterer Wärmetauscher bzw. Verdampfer 225 vorgesehen, welchem ebenso wie dem ersten Wärmetauscher bzw. Verdampfer 202 von außen über eine Zuleitung 226 Energie zugeführt wird. Derart kann der zweiten Turbine 211 durch die hintereinander angeordneten bzw. geschalteten Wärmetauscher 209 und 226 wiederum Dampf erhöhten Drucks zur Umwandlung in elektrische Energie in dem Generator 212 zugeführt werden.
Ähnlich wie in der zweiten Stufe ist auch für die Turbine 216 der dritten Stufe neben dem Wärmetauscher bzw.
Kondensator 213 zur Rückgewinnung von Restwärme
insbesondere aus der zweiten Stufe ein weiterer
Wärmetauscher bzw. Verdampfer 227 vorgesehen, welchem wiederum Energie von außen über eine Zuleitung 228 ebenso wie bei den vorangegangenen Stufen zugeführt wird, um neuerlich das Fluid der dritten Stufe, beispielsweise SES 36, der Turbine 216 mit entsprechend hoher Temperatur und hohem Druck zur Umwandlung in elektrische Energie im
Generator 217 zuzuführen.
Darüber hinaus sind in Fig. 3 Umwälzpumpen in den einzelnen Fluidkreisläufen mit 229, 230 und 231 bezeichnet. Die
Fluidkreisläufe sind dabei wie folgt ausgebildet. Im
Fluidkreisläuf der ersten Stufe wird das Fluid nach dem Durchlaufen der Turbine 206 durch den Wärmetauscher 209 der zweiten Stufe geführt, wo eine Restewärme des Fluids zur Erwärmung bzw. Verdampfung des Fluids des zweiten
Fluidkreisläufs genutzt wird. Danach durchläuft das Fluid den Wärmetauscher 213 der dritten Stufe, in dem eine
Restewärme des Fluids zur Erwärmung des Fluids des dritten Fluidkreisläufs genutzt wird. Danach wird das Fluid über die Umwälzpumpe 229 dem Wärmetauscher der ersten Stufe zugeführt . Im Fluidkreisläuf der zweiten Stufe wird das Fluid nach dem Durchlaufen der Turbine 211 durch den Wärmetauscher 213 der dritten Stufe geführt, wo eine Restwärme des Fluids zur Erwärmung bzw. Verdampfung des Fluids des dritten Fluidkreislaufs genutzt wird. Danach wird das Fluid
optional einem abschließenden Wärmetauscher 219 zur
Bereitstellung von Wärmeenergie an externe Verbraucher 220 sowie einem Restwärmetauscher 222 zugeführt. Abschließend wird das Fluid über die Umwälzpumpe 230 den Wärmetauschern 209 und 225 der zweiten Stufe zugeführt, um wieder auf das für den Betrieb der Turbine 211 erforderliche Energieniveau gebracht zu werden. Im Fluidkreislauf der dritten Stufe wird das Fluid nach dem Durchlaufen der Turbine 216 ebenfalls dem abschließenden Wärmetauscher 219 zur Bereitstellung von Wärmeenergie an externe Verbraucher 220 sowie dem Restwärmetauscher 222 zugeführt. Danach wird das Fluid über die Umwälzpumpe 231 den Wärmetauschern 213 und 227 der dritten Stufe zugeführt, um wieder auf das für den Betrieb der Turbine 216
erforderliche Energieniveau gebracht zu werden.
Für die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform gelangen beispielsweise folgende Temperatur- und Druckparameter zum Einsatz .
Über die Leitung 205 wird als Fluid Wasser bzw. Wasserdampf bei 160 °C und einem Druck von 5 bar der Turbine 206 zugeführt. Nach der Turbine weist der Wasserdampf eine
Temperatur von etwa 130 °C bis 140 °C bei einem Druck von 0,1 bis 0,2 bar Überdruck auf.
Der zweiten Turbine wird ein von Wasser verschiedenes
Fluid, beispielsweise wiederum ein organisches Fluid, insbesondere SES 36 bei einer Temperatur von 100 °C und einem Druck von 5 bar zugeführt, während es die Turbine 211 bei einer Temperatur von beispielsweise etwa 75 °C und wiederum einem geringen Überdruck verlässt.
Der dritten Turbine 216 wird das Fluid, beispielsweise SES 36 bei einer Temperatur von 60 °C zugeführt, wobei es die Turbine bei einer Temperatur von etwa 35-40 °C verlässt.
Dem ersten Wärmetauscher bzw. Verdampfer 202 werden etwa 122 kW zugeführt, so dass der Turbine 206 unter
Zugrundelegung einer Wassermasse von 160 Liter eine
Dampfmenge von etwa 50 m3 bei 5 bar bei einer
Betriebstemperatur von 160°C zugeführt wird. Nach einem Passieren der ersten Turbine 206 wird eine Restenergie von etwa 100 kW im nachgeschalteten Wärmetauscher bzw.
Kondensator 209 der zweiten Stufe an die zweite Stufe abgegeben, wobei zusätzlich dem Verdampfer bzw.
Wärmetauscher 225 177 kW zugeführt werden, so dass der zweiten Turbine 211 insgesamt etwa 277 kW zur Verfügung stehen .
Der dritten Stufe wird die gesamte Restwärme, bestehend aus der Flüssigkeit (Kondensat) aus der ersten Stufe, die im Wärmetauscher 213 aufgenommen wird, und aus der gesamten Kondensationswärme des Fluiddampfes aus der Turbine 211, die ebenfalls im Wärmetauscher 213 aufgenommen wird, sowie über den Wärmetauscher bzw. Verdampfer 227 eine zusätzliche Wärme zugeführt und in der dritten Turbine 216 genutzt.
Als Wirkungsgrade können für die erste Turbine 206 ein Wirkungsgrad von etwa 11 %, für die zweite Turbine 211 ein Wirkungsgrad von etwa 10 % und für die dritte Turbine 216 ein Wirkungsgrad von etwa 4 % angenommen werden. Unter Berücksichtigung der zugeführten Energiemengen und der Wirkungsgrade für die Turbinen 206, 211 und 216 lässt sich somit eine Gesamtenergiegewinnung an elektrischem Strom in der Größenordnung von etwa 43 kW erzielen.
Derart ist wiederum ersichtlich, dass durch die
kaskadenartige Anordnung einer Mehrzahl von Stufen, welche jeweils wenigstens einen Wärmetauscher sowie einen damit gekoppelten Motor oder eine damit gekoppelte Turbine mit einem Generator aufweisen, insgesamt ein entsprechend erhöhter Wirkungsgrad bei der Bereitstellung elektrischer Energie gegenüber einer einstufigen Ausbildung erzielbar ist, selbst wenn für eine einstufige Anlage insbesondere durch gegebenenfalls höhere Temperaturunterschiede zwischen Eingang und Ausgang der Turbine gegebenenfalls geringfügig höhere einzelne Wirkungsgrade erzielbar wären.

Claims

Patentansprüche :
1. Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie in
Bewegungs- oder elektrische Energie mit einem ersten
Wärmetauscher, in dem ein durchströmendes Fluid erhitzt wird, wonach das unter Druck stehende und gasförmige Fluid einem Motor bzw. einer mit einem Generator gekoppelten Turbine zugeführt wird, in welchem (r) die thermische
Energie des Fluids in Bewegungs- oder elektrische Energie umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Motor oder der Turbine (6, 106, 206) wenigstens ein weiterer Motor oder eine weitere Turbine (11, 16, 111, 116, 211, 216) nachgeschaltet ist, in welchem(r) eine Umwandlung von thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie auf gegenüber der vorangeschalteten Stufe eines Motors bzw. einer Turbine (6, 106, 206) verringertem Temperatur- und/oder Druckniveau durchgeführt wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid vor einem Durchtritt durch einen
nachgeschalteten Motor bzw. eine nachgeschaltete Turbine (11, 16, 111, 116, 211, 216) wenigstens einem weiteren Wärmetauscher (9, 13, 109, 113, 209, 213) zuführbar ist, in welchem die nach der Nutzung für den Betrieb eines
vorangeschalteten Motors bzw. einer vorangeschalteten
Turbine (6, 11, 106, 111, 206, 211) verbleibende Wärme zur Erwärmung des Fluids nutzbar ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass drei Stufen, welche jeweils wenigstens einen Wärmetauscher (2, 9, 13, 102, 109, 113, 202, 209, 213) und einen zugeordneten Motor bzw. eine zugeordnete Turbine (6, 11, 16, 106, 111, 116, 206, 211, 216)
aufweisen, vorgesehen sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, dass das Fluid nach einem letzten Motor bzw. einer letzten Turbine (16, 116, 216) einem
abschließenden Wärmetauscher (19, 119, 219) zur
Bereitstellung von Wärmeenergie an externe Verbraucher (20, 120, 220) zuführbar ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid in einem geschlossenen
Kreislauf (23) durch die Mehrzahl von jeweils wenigstens einen Wärmetauscher (2, 9, 13) sowie einen Motor oder eine Turbine (6, 11, 16) aufweisenden Stufen geführt ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein geschlossener Kreislauf (123a, 123b, 123c) des Fluids in jeder jeweils wenigstens einen Wärmetauscher (102, 109, 113) und eine zugeordnete Turbine (106, 111, 116) bzw. einen zugeordneten Motor aufweisenden Stufe mit jeweils getrennten Umwälzpumpen (124a, 124b, 124c, 229, 230, 231) vorgesehen ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluide wenigstens teilweise unterschiedliche chemisch-physikalische Eigenschaften aufweisen .
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluide in an sich bekannter Weise von Wasser oder organischen Medien, wie beispielsweise Kohlenwasserstoffen oder Silikonölen gebildet sind.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der der ersten Stufe zugeordnete Wärmetauscher (2, 102, 202) wenigstens
teilweise mit Solarenergie (3, 103, 203) versorgbar ist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Wärmetauscher (9, 13, 109, 113, 209, 213) im Gegenstrom von Fluiden
unterschiedlicher Stufen durchströmt wird.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid vor einem Durchtritt durch einen nachgeschalteten Motor bzw. eine nachgeschaltete Turbine (11, 16, III, 116, 211, 216) in der jeweiligen
Stufe nacheinander zwei weiteren Wärmetauschern (209, 225, 213, 227) zuführbar ist.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten (209, 213) der zwei weiteren
Wärmetauscher die nach der Nutzung für den Betrieb eines vorangeschalteten Motors bzw. einer vorangeschalteten Turbine (6, 11, 106, 111, 206, 211) verbleibende Wärme zur Erwärmung des Fluids nutzbar ist und dass in einem zweiten (225, 227) der zwei weiteren Wärmetauscher eine von extern zugeführte thermische Energie zur weiteren Erwärmung des Fluids nutzbar ist.
PCT/AT2016/000068 2016-06-20 2016-06-20 Anordnung zur umwandlung thermischer energie in bewegungs- oder elektrische energie Ceased WO2017219052A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/AT2016/000068 WO2017219052A1 (de) 2016-06-20 2016-06-20 Anordnung zur umwandlung thermischer energie in bewegungs- oder elektrische energie

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/AT2016/000068 WO2017219052A1 (de) 2016-06-20 2016-06-20 Anordnung zur umwandlung thermischer energie in bewegungs- oder elektrische energie

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017219052A1 true WO2017219052A1 (de) 2017-12-28

Family

ID=56408942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/AT2016/000068 Ceased WO2017219052A1 (de) 2016-06-20 2016-06-20 Anordnung zur umwandlung thermischer energie in bewegungs- oder elektrische energie

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017219052A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110209474A1 (en) * 2008-08-19 2011-09-01 Waste Heat Solutions Llc Solar thermal power generation using multiple working fluids in a rankine cycle
EP2514931A1 (de) * 2011-04-20 2012-10-24 General Electric Company Integration von Abwärme aus Ladeluftkühlung in ein kaskadiertes organisches Rankine-Kreislaufsystem
US20140000261A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-02 General Electric Company Triple expansion waste heat recovery system and method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110209474A1 (en) * 2008-08-19 2011-09-01 Waste Heat Solutions Llc Solar thermal power generation using multiple working fluids in a rankine cycle
EP2514931A1 (de) * 2011-04-20 2012-10-24 General Electric Company Integration von Abwärme aus Ladeluftkühlung in ein kaskadiertes organisches Rankine-Kreislaufsystem
US20140000261A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-02 General Electric Company Triple expansion waste heat recovery system and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2812542B1 (de) Energiespeicherkraftwerk und verfahren zum betreiben eines solchen kraftwerks
DE69902366T2 (de) Abhitzedampferzeuger
WO2009027302A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur umwandlung thermischer energie in mechanische energie
EP2889479B1 (de) Geothermiekraftwerksanlage, Verfahren zum Betrieb einer Geothermiekraftwerksanlage und Verfahren zum Erhöhen der Effizienz einer Geothermiekraftwerksanlage
DE102009056707A1 (de) Dampfkraftwerk mit Solarkollektoren
DE19907512A1 (de) Vorrichtung zur Energieumwandlung auf der Basis von thermischen ORC-Kreisprozessen
DE19513285A1 (de) Turbinen-Antrieb für Kesselspeisepumpe / Speisewasser-Leitungssystem
DE102009012322B4 (de) Durchlaufverdampfer
DE10128562C1 (de) Solarthermisches Kraftwerk und Verfahren zur Umwandlung von thermischer Energie in mechanische/elektrische Energie in einem solarthermischen Kraftwerk
WO2018172107A1 (de) Kraftwerk zum erzeugen von elektrischer energie und verfahren zum betreiben eines kraftwerks
WO2006013186A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur übertragung von wärme von einer wärmequelle an einen thermodynamischen kreislauf mit einem arbeitsmittel mit zumindest zwei stoffen mit nicht-isothermer verdampfung und kondensation
WO2018010878A1 (de) Kraftwerksanlage mit optimierter vorwärmung von speisewasser für tiefaufgestellte turbosätze
EP1870646B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von Kondensationswärme aus einem thermodynamischen Kreisprozess
DE102012001091A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Zwischenüberhitzen von Turbinendampf
EP2900944A2 (de) Gas- und dampfturbinenanlage mit speisewasser-teilstrom-entgaser
WO2017219052A1 (de) Anordnung zur umwandlung thermischer energie in bewegungs- oder elektrische energie
AT517136B1 (de) Anordnung zur Umwandlung thermischer Energie in Bewegungs- oder elektrische Energie
DE3010389A1 (de) System zur erzeugung von mechanischer und/oder elektrischer energie unter nutzung von umgebungswaerme
EP3728800B1 (de) Kraftwerk
WO1995025880A1 (de) Verfahren zum betreiben eines abhitzedampferzeugers sowie danach arbeitender abhitzedampferzeuger
EP2409078A2 (de) Durchlaufverdampfer
EP2026000A1 (de) Dampferzeuger
DE102008004106A1 (de) Verfahren und Anlage zur Entsalzung von Salzwasser unter Verwendung von MSF-Entsalzungseinheiten mit einem verbesserten Soleumlaufsystem
AT506812B1 (de) Wärmepumpenanlage, insbesondere sole-erdwärmepumpenanlage
DE102011114776B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Dampfkraftwerkes

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16738049

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16738049

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1