Zusatzpatentanmeldung zur Patentanmeldung (Aktenzeichen r272302í.3)
"Kraftwerkssystemt'(Eigenes Zeichen:SG 555 Technische Bezeichnung :"Kraftwerkssystem
mit chemischem Rnergiespeicher" (Eigenes Aktenzeichen :SG 555 ZI) Name : Dietrich
E. Singelmann .Additional patent application for patent application (file number r272302í.3)
"Kraftwerkssystemt '(own symbol: SG 555 Technical name:" Kraftwerkssystem
with chemical energy storage "(own file number: SG 555 ZI) Name: Dietrich
E. Singelmann.
Die vorliegende Erfindung ist ein Supplement zur erfindung "Kraftwerkssystem"
mit obigem amtlichen Aktenzeichen Dem Supplement liegt die Aufgabe zu Grunde ,dem
im Hauptpatent dargestellten Kraftwerkssystem eine Energiespeicheranlage anzugliedern
, die es gestattet , Belastungsschikungen dadurch auszugleichen , daß in Zeiten
geringer Belastung Energie in irgend welcher orm gespeichert und in Zeiten von Spitzenbelastungen
dem Kraftwerk wieder zugeführt wird In die gleiche Aufgabenkategorie fällt auch
das Problem z.B. bei Betrieb eines Sonnenkraftwerkes bei Sonnenschein energie zu
speichern , um sie bei bedecktem Ilimmel bezw. in den Nachtstunden wieder nutzbar
zu verwerten Chemische xnergiespeicher der verschieaensten Form , die Separations-
(bzw. VerdampfungiSärmen aus einer gashaltigen chemischen Verbindung z.B. Ammoniak
aus einer ammoniakhaltigen chemischen Verbindung zur Energiespeicherung und die
Lösungswärmen von Chemikalien z.B. Ammoniak zur Wiedergewinnung der gespeîcherten
Energie benutzen , sind bekannt . Siehe Bericht :"Energiespeicherung durch Heterogen
- Verdampfung" von Prof. G. Alefeld von der TU - Iwsünchen .The present invention is a supplement to the invention "power plant system"
with the above official file number The supplement is based on the task of
to add an energy storage system to the power plant system shown in the main patent
, which makes it possible to compensate for burdensome disputes by the fact that in times
Low load Energy stored in whatever form and during times of peak loads
is fed back into the power plant. It also falls into the same task category
the problem e.g. when operating a solar power plant when the sun is shining
save to bezw. usable again at night
to utilize chemical xnergy storage of various forms, the separation
(or evaporation heat from a chemical compound containing gas, e.g. ammonia
from an ammonia-containing chemical compound for energy storage and the
Solution heating of chemicals e.g. ammonia to recover the stored
Using energy are known. See report: "Heterogeneous Energy Storage
- Evaporation "by Prof. G. Alefeld from the TU - Iwsünchen.
Neu ist jedoch die Kombination eines derartigen Energiespeichers mit
einem Absorptionskraftwerk mit eingebautem Wärmewandler nach der obigen Patentanmeldung
Aktenzeichen P 2723021.3 b8 sei von vornherein darauf hingewiesen , daß es sich
bei dieser Kombination nicht nur um eine einfache .'Lneinanderfügung zweier bekannter
Bauelementgruppen handelt , sondern daß bei dieser Aneinanderfügung durch besondere
Schaltungen neue Effekte erzielt werden , die in keinem der ursprünglichen Bauelementgruppen
in getrenntem Zustand ohne weiteres zu erzeugen möglich sind er Vollständigkeit
halber ist das Schema eines chemischen Energiespeichers in Abbildung 1 wiederholt
: Zur Energiespeicherung wird
Dampf oder heißes Druckwasser aus
dem Kraftwerk durch die "Aufheizspirale" im Salzbad des 'Jurmespeichers geleitet
. Das Salz dampft infolge der Aufheizung Gas aus , das im Gas aufnehmer (NH3-Aufnehmer)
gesammelt wird . Hier kann es auch gekühlt oder verflüssigt erden Beim Energieabruf
wird aus dem Gas aufnehmer (1gH3-Aufnehmer) Gas (oder verflüssigtes Gas) in das
Salzbad geleitet , wo durch die Lösungswärme die eingelagerte Energie zurück gewonnen
und das Salzbad aufgeheizt wird . Die entstehende Wärme wird mittels der "Abrufspirale"
vermittels Umlaufwasser oder Umlaufdampf ins Kraftwerk zurück geleitet . (Das besagte
salzbad kann im Grenzfall auch Wasser sein , in dem Ammoniak gelöst ist .) Abbildung
2 zeigt nun den Gegenstand der vorliegenden Lusatzpatent.What is new, however, is the combination of such an energy store
an absorption power plant with a built-in heat converter according to the above patent application
File number P 2723021.3 b8 should be noted from the outset that it is
this combination is not just about a simple 'merging' of two well-known ones
Component groups acts, but that with this joining by special
Circuits, new effects are achieved that were not in any of the original component groups
in a separate state it is possible to easily produce it completeness
For the sake of this, the schematic of a chemical energy storage device is repeated in Figure 1
: Used to store energy
Steam or pressurized hot water
the power plant through the "heating spiral" in the salt bath of the 'Jurmespeicher
. As a result of the heating, the salt evaporates gas that is in the gas absorber (NH3 absorber)
is collected. Here it can also be cooled or liquefied
gas (or liquefied gas) is transferred from the gas sensor (1gH3 sensor) into the
Salt bath, where the stored energy is recovered through the heat of solution
and the salt bath is heated up. The heat generated is by means of the "retrieval spiral"
returned to the power plant by means of circulating water or circulating steam. (That said
In the borderline case, the salt bath can also be water in which ammonia is dissolved.) Figure
2 now shows the subject matter of the present Lusatzpatent.
anmeldung , die Kombination von Wärmespeicher und Absorptionskraftwerk
mit Wärmewandler Zur besseren Übersicht ist die Textabbildung 8 aus der Hauptpatentanmeldung
(Aktenzeichen P 2723021.3) nochmals beigegeben Wie zu erkennen wird beim Vorgang
des '.ärmespeicherns die schwache Lösung des Hilfsmediums , das aus dem Verdampfer
kommt , zum Aufheizen des Salzbades benutzt , wobei die "Aufheizspirale" beaufschlagt
wird Beim Wärme abruf wird die konzentrierte Lösung des Hilfsmediums das aus dem
Absorber kommt , zum Abkühlen des Salzbades verwendet, wobei die Abrufspirale beaufschlagt
wird Im folgenden sind laut Abbildung 2 die einzelnen Betriebsphasen noch einmal
genauer beschrieben A ) Normaler Betrieb ohne Speicherbenutzung Alle Ventile für
die konzentrierte Lösung zur Wärmeabrufspirale sind geschlossen . Alle Ventile für
die verdünnte Lösung zur Aufheizspirale im Wärmespeicher sind geschlossen . Alle
NH3 -Ventile zum H3 - Aufnehmer sind geschlossen Das Hilfsmedium fließt als verdünnte
Lösung vom Verdampfer durch die Wärmewandler zum Absorber und als konzentrierte
Lösung vom Absorber durch die Wärmewandler zurück zum Verdampfer B ) Wärmespeicherungsbetrieb
Alle Ventile für die konzentrierte Lösung zur Wärmeabrufspirale sind geschlossen
. Alle Ventile für die verdünnte Lösung zur Aufheizspirale im Wärmespeicher sind
offen . Das NH - Ventil zwischen Salzbad und NH3 - Aufnehmer ist offen Das Hilfsmedium
fließt als verdünnte Lösung vom Verdampfer (nur teilweise oder gar nict~ durch die
Wärmewandler und ) durch die
Aufheizspirale und gibt seine Wärme
ins Salzbad , bevor es zum Absorber gelangt und von hier als konzentrierte Lösung
durch die Wärmewandler wieder zum Verdampfer zurück gelangt . Im Wärmewandler steht
nun (weniger oder) gar keine Aufheizenergie zur Verfügung , so daß der Verdampfer
eine höhere Wärmedurchsatzleistung aufbringen muß Das im Salzbad des Wärmespeichers
ausgeschiedene NH3 - Gas wird in den NH3 - Aufnehmer geleitet und dort gasförmig
oder flüssig (bei einem Betriebsdruck über 10 at) gelagert C ) Wärmeabrufbetrieb
Alle Ventile für die konzentrierte Lösung zur Wärme ab rufspirale im Wärmespeicher
sind offen . Alle Ventile für die verdünnte Lösung zur Aufheizspirale im Wärmespeicher
sind geschlossen Das NH3 - Ventil zwischen Salzbad und liH3 - Aufnehmer ist offen
Das Hilfsmedium fließt als verdünnte Lösung vom Verdampfer durch die Wärmewandler
zum Absorber . Vom Absorber fließt das ilfsmedium als konzentrierte Lösung durch
die Speisepumpe (die auf höheren Lieferdruck eingestellt ist) und durch die Wärmewandler
und die Wärmeabrufspirale im Wärmespeicher zum Verdampfer . Die Wärmeabrufspirale
wird im Salzbad des iärmespeichers dauernd aufgeheizt , da die Lösungswarme des
NH3 aus dem NH3 - Aufnehmer kontinuierlich neue Wärme energie liefert Das im NH)
- Aufnehmer gespeicherte NH3 wird aufgezehrt Die ilauptfrage , die sich wohl zuerst
beim Durchstudieren der einzelnen Betriebsphasen erhebt , ist , wie man den gesamten
Energieerzeugungsprozess so führen kann , daß er immer den Bedürfnissen entspricht
und doch jeweils mit bestmöglichem Wirkungsgrad abläuft :iie schon in der Hauptpatentanmeldung
ausgeführt , läßt sich mit dem wechsel der benutzten Salzkonzentration ein weites
Betriebsfeld der Benutzung zugänglich machen Nimmt man zunächst einmal die Betriebsdrücke
im Verdampfer Absorber und Wärmespeicher als konstant an , so ergeben sich die folgenden
i4öglichkeiten Ein Verdampfer oder ein Salzbad eines Järmespeichers im status der
Järmespeicherung hat hohe Betriebstemperatur bei niedriger Konzentration , hohen
Verdampfungsenergieverbrauch , kurze Verdampfungszeiten
Derselbe
Verdampfer bezw. dasselbe Salzbad hat niedrigere Temperaturen bei hoher lSonzentration,
niedrigeren Verdampfungsenergieverbrauch, längere Verdampfungszeiten Ein Absorber
oder ein Salzbad eines Wärmespeichers im status der Wärmeabgabe hat hohe Temperatur
bei niedriger Konzentration hohe Lösungswärmen , kurze Lösungszeiten Derselbe Absorber
bezw. dasselbe Salzbad hat niedrigere Temperaturen bei hoher Konzentration, niedrigere
oder gar keine Lösungswärme, lanXe Lösungszeiten Die Ausnutzung der beschriebenen
Gesetzmäßigkeiten kann nun zum Beispiel dadurch geschehen , daß man die i'4enge
des umlaufenden "Arbeitsgases" mittels der Verbindungsleitung zwischen Verdampfer
und HH3-Aufnehmer vermindert oder vergrößert Hierbei kann das ausgetauschte MI in
flüssigem oder gasförmigem 3 Zustande sein Im letzterem Falle leitet die Prozessbeeinflussung
bereits zur weiteren Möglichkeit über , ncimlich ausser mit der Nonzentrationsbezw.
Temperatur- Regelung auch mit einer Druckregelung zu arbeiten ßs dürfte hier nötig
werden, den einen integralen NH3 - Aufnehmer in zwei getrennte einheiten aufzulösen
, von denen die eine den Energieerzeugungscycle insbesondere den Verdampfer bedient
, die andere das Salzbad des Wärme speichers . Beide einheiten sind mit Druckregelungseinrichtungen
wie Druckminderer , Pumpen u.s.w.registration, the combination of heat storage and absorption power plant
with heat converter For a better overview, text figure 8 is from the main patent application
(File number P 2723021.3) added again As can be seen during the process
des' .ärmespeicherns the weak solution of the auxiliary medium that comes from the evaporator
comes, used to heat the salt bath, whereby the "heating spiral" is applied
When the heat is called up, the concentrated solution of the auxiliary medium is the one from the
Absorber comes, used to cool down the salt bath, whereby the retrieval spiral is activated
The following are the individual operating phases as shown in Figure 2
described in more detail A) Normal operation without memory usage All valves for
the concentrated solution to the heat demand spiral are closed. All valves for
the diluted solution to the heating coil in the heat storage tank is closed. All
The NH3 valves to the H3 sensor are closed. The auxiliary medium flows as a diluted one
Solution from the evaporator through the heat converter to the absorber and as a concentrated one
Solution from the absorber through the heat converter back to the evaporator B) Heat storage mode
All valves for the concentrated solution to the heat recovery coil are closed
. All valves for the diluted solution for the heating coil in the heat storage tank are open
open minded . The NH valve between the salt bath and the NH3 sensor is open. The auxiliary medium
flows as a dilute solution from the evaporator (only partially or not at all ~ through the
Heat converter and) through the
Heating spiral and gives its warmth
into the salt bath before it reaches the absorber and from there as a concentrated solution
returns to the evaporator through the heat converter. It says in the heat converter
now (less or) no heating energy available, so that the evaporator
A higher heat throughput must apply that in the salt bath of the heat storage
The separated NH3 gas is fed into the NH3 receiver and there in gaseous form
or stored in liquid form (at an operating pressure above 10 at) C) Heat demand operation
All valves for the concentrated solution to the heat retrieval spiral in the heat storage tank
are open . All valves for the diluted solution to the heating coil in the heat storage tank
are closed The NH3 valve between the salt bath and liH3 sensor is open
The auxiliary medium flows as a dilute solution from the evaporator through the heat converters
to the absorber. The auxiliary medium flows through from the absorber as a concentrated solution
the feed pump (which is set to a higher delivery pressure) and the heat converter
and the heat retrieval spiral in the heat accumulator to the evaporator. The heat extraction spiral
is continuously heated in the salt bath of the iärmespeicher, because the heat of the solution of the
NH3 from the NH3 sensor continuously supplies new heat energy The in the NH)
- NH3 stored in the transducer is used up The main question that arises first
Studying through the individual phases of operation is how to collect the entire
Energy production process can lead so that it always meets the needs
and yet always runs with the best possible efficiency: iie already in the main patent application
carried out, with the change of the salt concentration used a wide one can be achieved
Making the operating field accessible to use First of all, the operating pressures are taken
in the evaporator absorber and heat storage as constant, the following result
i4possibilities An evaporator or a salt bath of a heat accumulator in the status of
Heat storage has high operating temperature at low concentration, high
Evaporation energy consumption, short evaporation times
Same
Evaporator respectively the same salt bath has lower temperatures with a high concentration of oil,
lower evaporation energy consumption, longer evaporation times One absorber
or a salt bath of a heat storage system in the state of heat emission has a high temperature
at low concentration high heat of solution, short solution times The same absorber
respectively the same salt bath has lower temperatures at high concentrations, lower ones
or no heat of solution at all, lanXe solution times The utilization of the described
Laws can now occur, for example, by the narrowing
of the circulating "working gas" by means of the connecting line between the evaporator
and HH3 transducers reduced or enlarged Here, the replaced MI in
liquid or gaseous 3 state. In the latter case, the process is influenced
already to the further possibility over, namely except with the nonzentrationsbezw.
Temperature control to work with a pressure control ßs should be necessary here
split the one integral NH3 sensor into two separate units
one of which operates the power generation cycle, in particular the evaporator
, the other is the salt bath of the heat accumulator. Both units are with pressure regulating devices
such as pressure reducers, pumps, etc.
ausgerüstet und untereinander unter Zwischenschaltung solcher Geräte
verbunden bin weiteres Variationsbeispiel ist , ein bestimmtes Salz im Hauptarbeitskreis
(Energieerzeugungscycle) zu verwenden , ein anderes im Wärmespeicher , wobei unter
Umständen letzteres niedrigere etriebstemperaturen aufweisen könnte Zum Schluß sollte
noch erwähnt werden , daß die tatsächlichen maximalen Temperaturänderungen , die
durch die Konzentrationsänderungen in einem bestimmten Salze hervor gerufen werden
zwischen 20° C und 150°C und darüber liegen können je nach der Art des verwendeten
Salzes (bezw. Wassers)
Leerseiteequipped and among each other with the interposition of such devices
Another variation example is connected to a specific salt in the main working group
(Energy generation cycle) to use another one in the heat storage, whereby under
In the end, the latter should have lower operating temperatures
still be mentioned that the actual maximum temperature changes that
caused by the changes in concentration in a particular salt
can range between 20 ° C and 150 ° C and above depending on the type of used
Salt (or water)
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