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Technischer Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Absorptionskühler/Absorptionsheizkühler mit
einer Sicherheitseinrichtung, die dafür sorgt, daß im Fall eines Druckanstiegs
im Gehäuse
während
des Betriebs ein Sicherheitsventil, eine Berstscheibe oder dergleichen
aktiviert wird, um in der Lage zu sein, eine Störung aufgrund einer Öffnung zur
Atmosphäre zu
verhindern, eine Druckreduktion beizubehalten und einen nachteiligen
Einfluß der
Korrosion zu vermeiden aufgrund der Störung durch die Öffnung gegenüber der
Atmosphäre,
und um ebenso Sicherheit zu gewährleisten
und eine frühere
Instandsetzung zu ermöglichen.
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Ein
bekannter Absorptionskühler/Absorptionsheizkühler (siehe
beispielsweise US-A-5,619,859)
verwendet beispielsweise Lithiumbromid als Absorptionsmittel und
beispielsweise Wasser als Kältemittel
und weist einen Verdampfer, Absorber, Kondensor, Niedertemperaturregenerator, Hochtemperaturregenerator,
Niedertemperaturwärmetauscher,
Hochtemperaturwärmetauscher
und Lösungsrohrverbindungen
und Kühlmittelrohrverbindungen
für die
Verbindung dieser Einrichtungen auf.
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In
einem konventionellen Absorptionskühler/Absorptionsheizkühler wird
eine Druckanstiegsverhinderungseinrichtung bereitgestellt, wie z.
B. eine Sicherheitsvorrichtung, eine Berstscheibe oder eine zerbrechliche
Platte in einem Hochtemperaturregenerator oder in der Kühlmitteldampfleitung
von dem Hochtemperaturregenerator, als eine Vorrichtung um einen
Druckanstieg zu verhindern, wenn der innere Druck des Hochtemperaturregenerators
den Atmosphärendruck
oder das eingestellte Druckniveau überschreitet.
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Wenn
sich der Druck innerhalb des Gehäuses
des Hochtemperaturregenerators erhöht, was veranlaßt, daß das Sicherheitsventil,
die Berstscheibe oder dergleichen aktiviert wird, wird die Absorptionslösung und
das Kühlmittel
in dem Hochtemperaturregenerator nach außen ausgelassen (außerhalb des
Systems), d.h. die Vakuumeinheit öffnet sich gegenüber der
Atmosphäre
und ist nicht in der Lage, ein Vakuum beizubehalten, das für den Absorptionskühler/Absorptionsheizkühler am
wichtigsten ist, und ist ebenso dem negativen Einfluß der Korrosion
ausgesetzt. Ein anderes Problem liegt darin, falls die Vakuumeinheit
gegenüber
Atmosphäre
geöffnet
wird, daß es
lange für
die Wiederaufnahme des Betriebes braucht.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, einen Absorptionskühler/Absorptionsheizkühler bereitzustellen,
der in einer Art und Weise konstruiert ist, daß die Auslaßöffnung eines Sicherheitsventils, einer
Berstscheibe oder dergleichen mit der Niederdruckseite verbunden
ist, um Schwierigkeiten aufgrund einer Öffnung gegenüber Atmosphäre zu vermeiden,
wodurch eine Druckreduzierung beibehalten wird, um Sicherheit zu
gewährend,
und um negative Einflüsse
auf die Maschine zu vermeiden, insbesondere die negativen Einflüsse der
Korrosion aufgrund der Schwierigkeiten der Öffnung gegenüber Atmosphäre, und
um eine schnelle und leichte Instandsetzung nach dem Auslösen des
Sicherheitsventils, der Berstscheibe oder dergleichen durchzuführen.
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Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, einen Absorptionskühler/Absorptionsheizkühler bereitzustellen,
der einen elektrischen Schaltkreis aufweist, der die Temperatur-
oder Druckveränderung
im Fall eines Kühlmitteldampf-
oder Absorptionslösungsausflusses
aus dem aktivierten Sicherheitsventil, der aktivierten Berstscheibe
oder dergleichen zu erfassen und die Verbrennung bei dem Hochtemperaturregenerator
oder die Heizquellenzuführung
zu stoppen, um den Betrieb zu unterbrechen, und zur gleichen Zeit
die Abnormalität
nach außen
zu melden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird bereitgestellt ein Mehrfach-Effekt-Absorptionskühler/Absorptionsheizkühler, der
aufweist einen Absorber, einen Verdampfer, einen Niedertemperaturwärmetauscher,
einen Niedertemperaturregenerator, einen Mitteltemperaturwärmetauscher,
einen Mitteltemperaturregenerator, einen Hochtemperaturwärmetauscher,
einen Hochtemperaturregenerator, einen Kondensor, eine Lösungsumwälzpumpe
und eine Lösungsrohrleitung
und eine Kältemittelrohrleitung
für die
Verbindung dieser Einrichtungen, wobei eine Einrichtung zum Verhindern
eines Druckanstiegs, wie z. B. ein Sicherheitsventil, eine Berstscheibe
oder eine zerbrechliche Platte in dem Hochtemperaturregenerator
oder in der Kältemitteldampfrohrleitung
von dem Hochtemperaturregenerator angeordnet ist, und eine Auslaßöffnung vorhanden
ist, um den Druckanstieg in dem Hochtemperaturregenerator zu verhindern,
wenn der Innendruck des Hochtemperaturregenerators den Atmosphärendruck
oder das eingestellte Druckniveau übersteigt,
dadurch gekennzeichnet,
daß
die
Auslaßöffnung der
Einrichtung zum Verhindern eines Druckanstiegs über eine Druckentlastungsrohrleitung
mit Niederdruckeinheiten verbunden ist, um, wenn der Druck in dem
Hochtemperaturregenerator während
des Betriebs ansteigt, was verursacht, daß die Einrichtung zum Verhindern
des Druckanstiegs arbeitet, den Kühlmitteldampf und die Absorptionslösung der
Hochdruckseite in Niederdruckeinheiten auszulassen, so daß der Niedertemperaturregenerator
so konstruiert ist, daß er
im allgemeinen während
des Betriebs ein Vakuum darin aufrechterhält, wodurch Probleme aufgrund
einer Öffnung
zur Atmosphäre
verhindert werden und die Instandsetzung nach einer Sicherheitsmaßnahme erleichtert wird,
eine
Temperaturmeßeinrichtung
oder eine Druckmeßeinrichtung
in der Druckentlastungsrohrleitung von der Hochdruckseite angeordnet
ist, um die Temperatur- oder Druckänderung im Falle eines Ausflusses
von Kältemitteldampf
oder Absorptionslösung, wenn
die Einrichtung zum Verhindern eines Druckanstiegs der Hochdruckseite
aktiviert wurde, zu erfassen, und
die Temperaturmeßeinrichtung
oder die Druckmeßeinrichtung
elektrisch mit einer Sicherheitssteuerungsüberwachungseinheit verbunden
ist, die so eingerichtet ist, daß sie die Temperatur- oder Druckänderung
erfaßt
und die Wärmequellenzufuhr
zu dem Hochtemperaturregenerator unterbricht, um den Betrieb zu
unterbrechen und gleichzeitig die Umgebung über die Abnormalität zu informieren.
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In
dem oben beschriebenen Absorptionskühler/Absorptionsheizkühler ist
es vorzugsweise wünschenswert,
ein Sicherheitsventil als Druckanstiegsverhinderungseinrichtung
für die
Hochdruck seite und eine Berstscheibe (oder zerbrechliche Platte)
als eine druckanstiegsverhindernde Einrichtung für die Mitteldruckseite zu verwenden.
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Ebenso
ist es möglich,
als Heizquelle für
den Hochtemperaturregenerator die Verbrennungswärme von Brennstoffverbrennungsvorrichtungen, Dampf
und Verbrennungsabgas, das von Wärmemaschinen,
wie z. B. Gasmotoren und Gasturbinen erzeugt wurde, zu verwenden.
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Es
ist ebenso möglich,
einen Durchlaufboiler statt dem Hochtemperaturregenerator zu installieren.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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1 ist
ein schematisches Flußdiagramm eines
Absorptionskühlers
mit einer Sicherheitseinrichtung.
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2 ist
ein schematisches Flußdiagramm eines
Absorptionskühlers
mit einer Sicherheitseinrichtung.
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3 ist
ein schematisches Flußdiagramm eines
Absorptionskühlers
mit einer Sicherheitseinrichtung.
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4 ist
ein schematisches Flußdiagramm eines
Absorptionskühlers
mit einer Sicherheitseinrichtung.
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5 ist
ein schematisches Flußdiagramm eines
Absorptionskühlers
vom Typ des umgekehrten Flusses mit einer Sicherheitseinrichtung.
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6 ist
ein schematisches Flußdiagramm eines
Absorptionskühlers
vom Parallelflußtyp
mit einer Sicherheitseinrichtung.
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7 ist
ein schematisches Flußdiagramm eines
Absorptionskühlers
vom umgekehrten Flußtyp mit
einer Sicherheitseinrichtung.
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8 ist
ein schematisches Flußdiagramm eines
Absorptionskühlers
vom Parallelflußtyp
mit einer Sicherheitseinrichtung.
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9 ist
ein schematisches Flußdiagramm eines
Absorptionskühlers
mit einer Sicherheitseinrichtung.
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10 ist
ein schematisches Flußdiagramm eines
Absorptionskühlers
mit einer Sicherheitseinrichtung in Übereinstimmung mit der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfin.
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11 ist
ein schematisches Flußdiagramm eines
Absorptionskühlers
vom umgekehrten Flußtyp mit
einer Sicherheitsvorrichtung in Übereinstimmung mit
der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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12 ist
ein schematisches Flußdiagramm eines
Absorptionskühlers
des Parallelflußtyps
mit einer Sicherheitsvorrichtung in Übereinstimmung mit der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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13 ist
ein schematisches Flußdiagramm eines
Absorptionskühlers
mit einer Sicherheitseinrichtung in Übereinstimmung mit der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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14 ist
ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration
um die Druckausgleichsleitung in 13 zeigt.
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15 ist
ein schematisches Diagramm, das ein anderes Beispiel der Konfiguration
um die Druckausgleichsleitung in 13 zeigt.
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16 ist
ein schematisches Flußdiagramm eines
Absorptionskühlers
vom umgekehrten Flußtyp mit
einer Sicherheitseinrichtung in Übereinstimmung mit
der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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17 ist
ein schematisches Flußdiagramm eines
Absorptionskühlers
vom parallelen Flußtyp
mit einer Sicherheitseinrichtung in Übereinstimmung mit der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
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Unter
Bezug auf die Figuren werden einige der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung im folgenden im Detail beschrieben.
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Zunächst werden
jedoch als Hintergrunderklärung
die Absorptionskühler
von den 1 bis 9 beschrieben,
die außerhalb
des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung liegen, die jedoch nützlich sind
für das
Verständnis
der Ausführungsformen
der Erfindung, die in den 10 bis 17 gezeigt
sind.
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1 zeigt
einen Doppeleffektabsorptionskühler
mit einer Sicherheitseinrichtung. Wie in 1 gezeigt
ist, weist der Doppeleffektabsorptionskühler einen Verdampfer 10,
einen Absorber 12, einen Kondensor 14, einen Niedrigtemperaturregenerator 16, einen
Hochtemperaturregenerator 18 mit einer Verbrennungseinrichtung 17,
um eine Absorptionslösung
zu erwärmen
und zu konzentrieren durch direktes Verbrennen des Brennstoffs,
wie z. B. Gas oder Öl,
einen Niedertemperaturwärmetauscher 20,
einen Hochtemperaturwärmetauscher 22,
eine Lösungszirkulationspumpe
und eine Lösungsleitung
und Kühlmittelleitung
für die
Verbindung dieser Einrichtkanstiegsverhindernde Einrichtung 26,
wie z. B. ein Sicherheitsventil, eine Berstscheibe und eine zerbrechbare
Platte (als ein Beispiel ist in 1 ein Sicherheitsventil
gezeigt, im folgenden ist sie als Sicherheitsventil 26 gezeigt),
ist mit der Kühlmittelleitung 24 von
dem Hochtemperaturregenerator 18 verbunden, und die Auslaßöffnung 28 des
Sicherheitsventils 26 ist mit einem Niedrigtemperaturregenerator 16 über die
Druckausgleichsleitung 30 verbunden.
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In
einem Doppeleffektabsorptionskühler
mit einer Konstruktion wie beschrieben, wird die Absorptionslösung (verdünnte Lösung, z.
B. Lithiumbromidlösung)
in dem Absorber 12 durch eine Lösungspumpe (Niedertemperaturpumpe) 32 zu
dem Hochtemperaturregenerator 18 über den Niedertemperaturwärmetauscher 20 und
den Hochtemperaturwärmetauscher 22 geliefert,
dann wird der Brennstoff bei der Verbrennungseinrichtung 17 verbrannt,
und die Absorptionslösung
wird erwärmt
durch das erzeugte Verbrennungsgas und wird konzentriert. Im übrigen ist
es möglich,
als Wärmequelle
für den
Hochtemperaturregenerator 18 Dampf oder Abgas von Wärmemaschinen,
z. B. einem Gasmotor, einer Gasturbine usw., zu verwenden statt
eine Verbrennungsvorrichtung zu installieren, um die Brennstoffverbrennungswärme zu verwenden.
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Die
Absorptionslösung
von dem Hochtemperaturregenerator 18 wird zu dem Niedrigtemperaturregenerator 16 über den
Hochtemperaturwärmetauscher 22 gesendet,
wo die Lösung
erwärmt
und konzentriert wird durch den Kühlmitteldampf (z. B. Wasserdampf)
von dem Hochtemperaturre generator 18. Im folgenden wird
die Absorptionslösung
von dem Niedrigtemperaturregenerator 16 zu dem Niedrigtemperaturwärmetauscher 20 geführt. Danach
wird die Lösung
in den Absorber 12 eingeführt und wird indirekt durch
Kühlwasser
gekühlt
und ebenso mit der Kühlmittellösung (z.
B. Wasser) vom Verdampfer 10 vermischt, um eine verdünnte Lösung zu
bilden.
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Andererseits
tritt der Kühlmitteldampf
von dem Hochtemperaturregenerator 18 in den Niedertemperaturregenerator 16 ein,
wo der Dampf die Absorptionslösung
erwärmt,
so daß sie
kondensiert wird und verflüssigt
wird, und tritt dann in den Kondensor 14 ein. Der Kühlmitteldampf,
der als Folge der Konzentration der Absorptionslösung im Niedrigtemperaturregenerator 16 erzeugt
wurde, tritt in den Kondensor 14 ein und wird indirekt
durch das Kühlwasser
gekühlt,
so daß er
kondensiert. Danach tritt die Kühlmittellösung (Flüssigkeit)
(z. B. Wasser) in den Verdampfer 10, dann wird die kondensierte
Kühlmittellösung durch
die Kühlmittelpumpe 34 zu
der Wärmeübertragungsleitung
(mit zirkuliertem Wasser) des Verdampfers 10 gesprüht, wodurch
gekühltes
Wasser erhalten wird.
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Selbst
wenn der Druck im Hochtemperaturregenerator 18 sich während des
Betriebs erhöht, was
dafür sorgt,
daß das
Sicherheitsventil 26 arbeitet, wird der Kühlmitteldampf
und die Absorptionslösung
von dem Hochtemperaturregenerator 18 zu dem Niedrigtemperaturregenerator 16 abgelassen, der
ausgestaltet ist, daß er
im allgemeinen während des
Betriebes ein Vakuum in sich aufrechterhält. Es ist somit möglich, Sicherheit
zu gewährleisten, Schwierigkeiten
aufgrund der Öffnung
zur Atmosphäre
zu verhindern und schnell und leicht die Wiederaufnahme nach dem
Sicherheitsvorfall zu erzielen.
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Die
Niederdruckeinheiten, wie z. B. der Niedrigtemperaturregenerator 16,
sind konstruiert, um ein Vakuum beizubehalten zu jeder Zeit mit
Hilfe einer Vakuumpumpe oder eines automatischen Ablaufs, um die
Leistung während
des Kühlbetriebs
beizubehalten. Ebenso wird während
der Aufhebung des Betriebs im Hochtemperaturregenerator 18 nicht
geheizt, dann sind die Niedertemperatur- und Hochtemperaturseiten
auf demselben Druckniveau und werden im allgemeinen unter Vakuum
gehalten, so daß das
Sicherheitsventil 26 niemals aktiviert wird.
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Die
Sicherheitsvorrichtung weist auf ein Sicherheitsventil 26 und
eine Druckausgleichsleitung 30, die die Auslaßöffnung 28 des
Sicherheitsventils mit den Niederdruckeinheiten, wie z. B. dem Niedrigtemperaturregenerator 16,
verbindet.
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Die
obige Beschreibung bezieht sich auf ein Doppeleffektabsorptionskühler vom
Reihenflußtyp, der
angeschlossen und angeordnet ist in einer Weise, so daß die Kühlmittellösung, die
von dem Absorber 12 zu dem Hochtemperaturregenerator 18 gepumpt
wird, zu dem Niedrigtemperaturregenerator 16 strömt, wobei
eine alternative Anordnung ein Doppeleffektabsorptionskühler vom
umgekehrten Flußtyp ist,
der in einer Weise angeschlossen und angeordnet ist, daß die Kühlmittellösung von
dem Absorber zu dem Niedrigtemperaturregenerator und weiter zu dem
Hochtemperaturregenerator gepumpt wird, oder ein Doppeleffektabsorptionskühler vom
Parallelflußtyp,
der in einer Weise angeschlossen und angeordnet ist in einer Weise,
so daß die
Kühlmittellösung von
dem Absorber gleichzeitig zu dem Hochtemperaturregenerator und dem
Niedrigtemperaturregenerator gepumpt wird.
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Es
versteht sich ebenso, daß die
Beschreibung natürlich
anwendbar ist auf einen Absorptionsheizkühler statt auf einen Absorptionskühler. In
diesem Fall wird ein Kühler/Heizerwechselventil
(nicht gezeigt) zwischen der Kühlmittelleitung
des Niedrigtemperaturregenerator und des Verdampfers bereitgestellt,
und das Wechselventil wird während
des Kühlbetriebs
geschlossen, wobei das Ventil während des
Heizbetriebs geöffnet
wird, wodurch die Kühlwasserversorgung
zu dem Absorber und Kondensor unterbrochen wird. Im übrigen ist
es ebenso möglich, einen
Durchlaufboiler statt dem Hochtemperaturregenerator zu verwenden.
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2 zeigt
einen Doppeleffektabsorptionskühler
mit einer Sicherheitseinrichtung. Er ist aufgebaut, so daß eine druckanstiegsverhindernde
Einrichtung für
die Hochdruckseite bereitgestellt wird, beispielsweise eine Temperaturmeßeinrichtung
(z. B. einen Temperatursensor) oder eine Druckmeßeinrichtung (z. B. einen Drucksensor)
in der Druckausgleichsleitung 30, die die Auslaßöffnung 28 des
Sicherheitsventils 26 mit den Niederdruckeinheiten verbindet,
und der Temperatur- oder
Drucksensor 36 ist elektrisch mit einer Sicherheitssteuerungsüberwachungseinheit 38 des Äußeren (außerhalb
des Systems) verbunden, wodurch die Temperaturveränderung
oder die Druckveränderung
erfaßt
wird, wenn das Sicherheitsventil 26 der Hochdruckseite
aktiviert wird im Fall des Kühlmitteldampf-
und Absorptionslösungsausflusses,
wenn das erfaßte
Signal über
einen elektrischen eingebauten Sicherheitsschaltkreis übertragen
wird, um die Verbrennung im Hochtemperaturregenerator 18 zu
stoppen oder die Heizquellenzuführung
zu stoppen, um den Betrieb zu unterbrechen und zur gleichen Zeit
die Außenseite
bzw. die Umgebung über
die Abnormalität
zu informieren.
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Wenn
der Druck im Hochtemperaturregenerator 18 ansteigt, was
eine Aktivierung des Sicherheitsventils 26 verursacht,
da die Auslaßöffnung 28 mit
der Niederdruckseite über
die Druckausgleichsleitung 30 verbunden ist, ist es möglich, den
Druck abzulassen, was Sicherheit gewährleistet und ebenso die Probleme
bei einer Öffnung
gegenüber
Atmosphäre
verhindert, und schnell und leicht die Wiederaufnahme nach einem
Sicherheitsfall durchführt
und ebenso den Betrieb unterbricht und die Umgebung über die
Abnormalität
informiert.
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Die
Sicherheitseinrichtung weist ein Sicherheitsventil 26,
eine Druckausgleichsleitung 30, die die Auslaßöffnung 30 mit
dem Sicherheitsventil zu den Niederdruckeinheiten verbindet, wie
z. B. Niedertemperaturregenerator 16, Temperatursensor oder
Drucksensor 36, und eine Sicherheitssteuerungs- oder Überwachungseinheit 38,
die mit dem Temperatursensor oder Drucksensor 36 verbunden ist,
auf. Der restliche Aufbau und der Betrieb sind gleich wie in 1.
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3 zeigt
einen Mehreffektabsorptionskühler.
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3 ist
ein Dreifacheffektabsorptionskühler.
Wie in 3 gezeigt, weist der Dreifacheffektabsorptionskühler einen
Verdampfer 10, einen Absorber 12, einen Kondensor 14,
einen Niedrigtemperaturregenerator 16, einen Mitteltemperaturregenerator 40,
einen Hochtemperaturregenerator 18 mit einer Verbrennungseinrichtung 17,
um die Kühlmittellösung aufzuwärmen und
zu konzentrieren durch direkte Verbrennung des Brennstoffes, wie
z. B. Gas oder Öl,
einen Niedertemperaturwärmetauscher 20,
einen Mitteltemperaturwärmetauscher 42,
einen Hochtemperaturwärmetauscher 22, eine
Lösungszirkulationspumpe
und Lösungsleitung
und Kühlmittelleitung
für die
Verbindung dieser Einrichtungen, auf.
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Eine
druckanstiegsverhindernde Einrichtung 26, wie z. B. ein
Sicherheitsventil, eine Berstscheibe und eine zerbrechbare Platte
(beispielhaft ist in 3 ein Sicherheitsventil gezeigt,
im folgenden ist sie als Sicherheitsventil 26 dargestellt)
ist mit der Kühlmitteldampfleitung 24 von
dem Hochtemperaturregenerator 18 verbunden, und die Auslaßöffnung 28 des
Sicherheitsventils 26 ist mit dem Mitteltemperaturregenerator 40 über die
Druckausgleichsleitung 30 verbunden.
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Die
druckanstiegsverhindernde Einrichtung 46, wie z. B. ein
Sicherheitsventil, eine Berstscheibe und eine zerbrechbare Platte
(beispielhaft ist in 3 eine Berstscheibe gezeigt,
im folgenden ist sie als Berstscheibe 46 bezeichnet, sofern
notwendig) ist mit der Kühlmitteldampfleitung 44 von
dem Mitteltemperaturregenerator 40, und die Auslaßöffnung 48 der Berstscheibe 46 ist
mit dem Niedertemperaturregenerator 16 über die Druckausgleichsleitung 50 verbunden.
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In
einem Absorptionskühler
mit Dreifacheffekt mit einer Konstruktion wie beschrieben, wird
die Kühlmittellösung (verdünnte Lösung, z.
B. Lithiumbromidlösung)
in dem Absorber 12 durch die Lösungspumpe (Niedrigtemperaturpumpe) 32 zu
dem Hochtemperaturregenerator 18 über den Niedertemperaturwärmetauscher 20,
den Mitteltemperaturwärmetauscher 42 und
den Hochtemperaturwärmetauscher 22 geliefert,
dann wird der Brennstoff bei der Verbrennungsvorrichtung 17 verbrannt
und die Kühlmittellösung wird
von dem erzeugten Verbrennungsgas aufgewärmt und konzentriert. Im übrigen ist
es möglich,
als Heizquelle für
den Hochtemperaturregenerator 18 Dampf oder Abgas von Wärmemaschinen,
wie z. B. einem Gasmotor, einer Gasturbine usw., zu verwenden statt
eine Verbrennungsvorrichtung zu installieren, um die Brennstoffverbrennungswärme zu verwenden.
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Die
Kühlmittellösung von
dem Hochtemperaturregenerator 18 wird zu dem Mitteltemperaturregenerator 40 über den
Hochtemperaturwärmetauscher 22 geschickt,
wo die Lösung
aufgeheizt und konzentriert wird durch den Kühlmitteldampf (z. B. Wasserdampf)
von dem Hochtemperaturregenerator 18. Danach wird die Kühlmittellösung von
dem Mitteltemperaturregenerator 40 zu dem Mitteltemperaturwärmetauscher 42 geführt. Danach
wird die Lösung
in den Tieftemperaturregenerator 16 eingeführt, wo
sie erhitzt und konzentriert wird durch den Kühlmitteldampf von dem Mitteltemperaturregenerator 40.
Die Kühlmittellösung von
dem Niedertemperaturregenerator 16 wird zu dem Niedertemperaturwärmetauscher 20 geführt. Danach
wird die Lösung
in den Absorber 12 eingegeben und wird indirekt durch das
Kühlwasser gekühlt und
ebenso mit der Kühlmittellösung (z.
B. Wasser) von dem Verdampfer 10 vermischt, um eine verdünnte Lösung zu
werden.
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Andererseits
tritt der Kühlmitteldampf
von dem Hochtemperaturregenerator 18 in den Mitteltemperaturregenerator 40 ein,
wo der Kühlmitteldampf
die Absorptionslösung
aufwärmt,
so daß sie teilweise
kondensiert und verflüssigt
wird und dann in den Niedertemperaturregenerator 16 eintritt.
Der Kühlmitteldampf,
der als Folge der Konzentration der Absorptionslösung in dem Mitteltemperaturregenerator 40 erzeugt
wurde, wird in den Niedertemperaturregenerator 16 über die
Kühlmitteldampfleitung 44 eingeführt.
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Der
Kühlmitteldampf,
der als Folge der Konzentration der Absorptionslösung im Niedertemperaturregenerator 16 erzeugt
wurde, tritt in den Kondensor 14 ein und wird indirekt
durch das Kühlwasser
gekühlt,
so daß er
kondensiert. Danach betritt die Kühlmittellösung (z. B. Wasser) den Verdampfer 10,
dann wird die kondensierte Kühlmittellösung durch
die Kühlmittelpumpe 34 in
die Wärmeübertragungsleitung
(mit Wasserzirkulation) des Verdampfers 10 gespritzt, wodurch
gekühltes
Wasser erhalten wird.
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Selbst
wenn der Druck in dem Hochtemperaturregenerator 18 sich
während
des Betriebs erhöht, was
veranlaßt,
daß das
Sicherheitsventil 26 arbeitet, wird der Kühlmitteldampf
und die Absorptionslösung von
dem Hochtemperaturregenerator 18 zu dem Mitteltemperaturregenerator 40 ausgelassen,
der so konstruiert ist, daß er
im allgemeinen darin ein Vakuum während des Betriebs aufrechterhält. Es versteht sich
somit, daß es
möglich
ist, Sicherheit zu gewährleisten,
Probleme aufgrund einer Öffnung
zur Atmosphäre
hin zu verhindern und schnell und leicht die Wiederaufnahme nach
einem Sicherheitsvorfall durchzuführen.
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Ebenso,
wenn der Druck im mittleren Temperaturregenerator 40 während des
Betriebs ansteigt und veranlaßt,
daß die
Berstscheibe 46 arbeitet, wird der Kühlmitteldampf und die Absorptionslösung vom mittleren
Temperaturregenerator 40 in den Niedertemperaturregenerator 16 ausgelassen,
der derart konstruiert ist, daß er
im allgemeinen während
des Betriebs ein Vakuum in ihm aufrechterhält. Es versteht sich somit,
daß es
möglich
ist, Sicherheit zu gewährleisten,
die Schwierigkeiten einer Öffnung
gegenüber
Atmosphäre
zu verhindern, um schnell und leicht die Wiederaufnahme nach einem
Sicherheitsvorfall durchzuführen.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
das innere Volumen des Gehäuses
für Druckreduzierungszwecke
zu verwenden durch Verbindung der Auslaßöffnung des Sicherheitsventils 26 oder
der Berstscheibe 46 mit den Niederdruckeinheiten in Folge über die Druckausgleichsleitung.
Es ist ebenso wünschenswert,
die richtige Verwendung der Druckanstiegsverhinderungseinrichtung
durchzuführen,
beispielsweise ein Sicherheitsventil für die Hochdruckseite und eine
Berstscheibe für
die Niederdruckseite, was deren Merkmale in Übereinstimmung mit jedem Druckniveau
ausnutzt.
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Die
Niederdruckeinheiten, wie z. B. der Niedertemperaturregenerator 16,
sind konstruiert, um zu jeder Zeit mittels einer Vakuumpumpe oder
einem automatischen Auslaß ein
großes
Vakuum aufrechtzuerhalten, um die Leistung während der Kühloperation beizubehalten.
Ebenso während
des Unterbrechens des Betriebs wird das Heizen bei dem Hochtemperaturregenerator 18 nicht
durchgeführt,
dann sind die Niedrigtemperatur- und Hochtemperaturseiten auf demselben
Druckniveau und im allgemeinen unter Vakuum, so daß das Sicherheitsventil 26 niemals
aktiviert wird.
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Die
Sicherheitseinrichtung weist auf ein Sicherheitsventil 26 und
eine Druckausgleichsleitung 30, die die Auslaßöffnung 28 des
Sicherheitsventils mit dem mittleren Temperaturregenerator 40 verbindet,
eine Berstscheibe 46 und eine Druckausgleichsleitung 50,
die die Auslaßöffnung 48 der
Berstscheibe mit den Niederdruckeinheiten verbindet, wie z. B. dem
Niedertemperaturregenerator 16.
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Die
obige Beschreibung bezieht sich auf einen Dreifacheffektabsorptionskühler vom
freien Flußtyp,
der in einer Weise angeschlossen und angeordnet ist, so daß die Absorptionslösung, die
von dem Absorber 12 zu dem Hochtemperaturregenerator 18 hochgepumpt
wird, zu dem Niedertemperaturregenerator 16 über den
mittleren Temperaturregenerator 40 fließt, eine alternative An ordnung
ist jedoch ein Dreifacheffektabsorptionskühler vom umgekehrten Flußtyp, der
in einer Weise angeschlossen und angeordnet ist, so daß die Absorptionslösung von
dem Absorber zu dem Niedertemperaturregenerator hochgepumpt wird
und weiterhin zu dem Hochtemperaturregenerator über den mittleren Temperaturregenerator
gepumpt wird, oder ist ein Dreifacheffektabsorptionskühler vom
parallelen Flußtyp,
der in einer Weise angeschlossen und angeordnet ist, so daß die Absorptionslösung von
dem Absorber gleichzeitig zu dem Hochtemperaturregenerator, dem
mittleren Temperaturregenerator und dem Niedertemperaturregenerator
gepumpt wird. Ebenso ist die Beschreibung anwendbar auf einen Vierfacheffekt
oder anderen Mehrfacheffektabsorptionskühler.
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Es
versteht sich ebenso, daß die
Beschreibung natürlich
anwendbar ist bei einem Absorptionsheizkühler anstelle eines Absorptionskühlers. In
diesem Fall wird ein Kühler/Heizerwechselventil
(nicht gezeigt) zwischen der Kühlmittelleitung
des Niedertemperaturregenerators und/oder dem mittleren Temperaturregenerator
und dem Verdampfer bereitgestellt, und das Wechselventil wird während der Kühloperation
geschlossen, während
das Ventil während
der Heizoperation geöffnet
wird, wodurch die Kühlwasserzuführung zu
dem Absorber und Kondensor unterbrochen wird. Im übrigen ist
es möglich,
einen Durchlaufboiler anstelle eines Hochtemperaturregenerators
zu verwenden.
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4 zeigt
einen Dreifacheffektabsorptionskühler
mit einer Sicherheitseinrichtung. Er hat eine Konstruktion, so daß eine Druckanstiegsverhinderungseinrichtung
für die
Hochtemperaturseite bereitgestellt wird, beispielsweise eine Temperaturmeßeinrichtung
(z. B. ein Temperatursensor) oder eine Druckmeßeinrichtung (z. B. ein Drucksensor)
in der Druckausgleichsleitung 30, die die Auslaßöffnung 28 des
Sicherheitsventils 26 mit den Niederdruckeinheiten verbindet,
und der Temperatur- oder Drucksensor 36 ist elektrisch
mit einer Sicherheitssteuerüberwachungseinheit 38 der
Außenseite
(außerhalb
des Systems) verbunden, wobei die Temperaturveränderung oder die Druckveränderung
erfaßt
wird, wenn das Sicherheitsventil 26 der Hochdruckseite
aktiviert wird im Fall eines Kühlmitteldampf-
und Absorptionslösungsausflusses,
wenn das erfaßte
Signal über
einen elektrischen eingebauten Sicherheitsschaltkreis übermittelt
wird, um die Verbrennung bei dem Hochtemperaturregenerator 18 zu
stoppen oder die Heizquellenzuführung
zu stoppen, um den Betrieb zu unterbrechen und zur gleichen Zeit
die Außenseite über die
aufgetretene Abnormalität
zu informieren.
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Wenn
der Druck in dem Hochtemperaturregenerator 18 sich erhöht und veranlaßt, daß das Sicherheitsventil 26 arbeitet,
ist es möglich,
da die Auslaßöffnung 28 mit
der Niederdruckseite über
die Druckausgleichsleitung 30 verbunden ist, den Druck abzulassen,
Sicherheit zu gewährleisten
und ebenso die Probleme mit einer Öffnung gegenüber Atmosphäre zu verhindern
und schnell und leicht die Wiederaufnahme nach dem Sicherheitsvorfall
durchzuführen,
und ebenso den Betrieb zu stoppen und die Außenseite über die aufgetretene Abnormalität zu informieren.
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Die
Sicherheitseinrichtung weist ein Sicherheitsventil 26,
eine Druckausgleichsleitung 30, die die Auslaßöffnung 28 des
Sicherheitsventils mit den Niederdruckeinheiten verbindet, wie z.
B. dem Mitteltemperaturregenerator 40, den Temperatursensor oder
Drucksensor 36, die Sicherheitssteuerüberwachungseinheit 38,
die mit dem Temperatursensor oder Drucksensor 36 verbunden
ist, eine Berstscheibe 46 und eine Druckausgleichsleitung 50 auf,
die die Auslaßöffnung 48 der
Berstscheibe mit den Niederdruckeinheiten, wie z. B. dem Niedertemperaturregenerator 16,
verbindet. Die andere Konstruktion und der Betrieb sind gleich wie
in 3.
-
5 zeigt
einen Dreifacheffektabsorptionskühler
mit einer Sicherheitseinrichtung. Er ist anwendbar bei einem Absorptionskühler vom
umgekehrten Flußtyp,
wobei jede Vorrichtung und Leitung in einer Art und Weise angeordnet
und verbunden sind, so daß die
Absorptionslösung
vom Absorber 12, die zu dem Niedertemperaturregenerator 16 gepumpt
wird, durch die Lösungspumpe
52 dem Mitteltemperaturregenerator 40 zugeführt wird
und die Lösung
weiterhin durch die Lösungspumpe 54 zu
dem Hochtemperaturregenerator 18 geliefert wird. 6 zeigt
einen Absorptionskühler
vom Parallelflußtyp, bei
dem die Absorptionslösung
vom Absorber 12 parallel zum Tieftemperaturregenerator 16 und
mittleren Temperaturregenerator 40 fließt. Die andere Konstruktion
und die Funktion sind gleiche wie in 3.
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7 zeigt
einen Absorptionskühler
mit Dreifacheffekt mit einer Sicherheitseinrichtung. Er ist anwendbar
bei einem Absorptionskühler
vom umgekehrten Flußtyp,
wobei jede Vorrichtung und Leitung in einer Art und Weise angeordnet
und verbunden sind, daß die
Absorptionslösung
vom Absorber 12, die zu dem Niedertemperaturregenerator 16 gepumpt
wird, durch die Lösungspumpe 52 dem
Mitteltemperaturregenerator 40 zugeführt wird, und weiterhin wird
die Lösung
durch die Lösungspumpe 54 zum Hochtemperaturregenerator 18 geliefert. 8 zeigt einen
Absorptionskühler
vom parallelen Flußtyp,
bei dem die Absorptionslösung
vom Absorber 12 parallel zum Niedertemperaturregenerator 16 und
Mitteltemperaturregenerator 40 fließt. Der andere Aufbau und der
Betrieb sind gleich wie in 4.
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9 zeigt
einen Dreifacheffektabsorptionskühler
mit einer Sicherheitseinrichtung.
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Diese
Ausführungsform
hat eine Konstruktion, so daß die
Druckausgleichsleitung 30a vom Hochtemperaturregenerator 18 eines
Mehrfacheffekt-, beispielsweise eines Dreifacheffektabsorptionskühlers oder
Heizkühlers
direkt mit den Niederdruckeinheiten verbunden ist, wie z. B. dem
Niedertemperaturregenerator 16, wodurch die Druckausgleichsleitung
von dem Mitteltemperaturregenerator 40 weggelassen wird.
Der andere Aufbau und der Betrieb sind gleich wie in 3 10 zeigt
einen Dreifacheffektabsorptionskühler
mit einer Sicherheitseinrichtung in Übereinstimmung mit der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform hat eine Konstruktion,
so daß die Druckausgleichsleitung 30a vom
Hochtemperaturregenerator 18 eines Mehrfacheffekt-, beispielsweise eines
Dreifacheffektabsorptionskühlers
oder Heizkühlers,
direkt mit den Niederdruckeinheiten verbunden ist, wie z. B. einem
Niedertemperaturregenerator 16, wodurch die Druckausgleichsleitung
von dem mittleren Temperaturregenerator 40 weggelassen wird.
Der andere Aufbau und die Funktion sind gleich wie in 4.
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11 zeigt
einen Dreifacheffektabsorptionskühler
mit einer Sicherheitseinrichtung in Übereinstimmung mit der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform hat einen Aufbau,
so daß die
Druckausgleichsleitung 30a vom Hochtemperaturregenerator 18 eines
Mehrfacheffekt-, beispielsweise eines Dreifacheffektabsorptionskühlers oder
Heizkühlers,
direkt mit den Niederdruckeinheiten verbunden ist, wie z. B. dem
Niedertemperaturregenerator 16, wodurch die Druckausgleichsleitung
vom mittleren Temperaturregenerator 40 weggelassen wird.
Wie in 12 gezeigt, ist diese Ausführungsform
ebenso anwendbar auf das, was Absorptionskühler vom parallelen Flußtyp genannt wird,
bei dem die Absorptionslösung
vom Absorber 12 parallel zu dem Niedertemperaturregenerator 16 und
Mitteltemperaturregenerator 40 fließt. Der andere Aufbau und Betrieb
ist gleich wie in den 7 und 8.
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13 zeigt
einen Dreifacheffektabsorptionskühler
mit einer Sicherheitseinrichtung in Übereinstimmung mit der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform hat eine Konstruktion,
so daß die
Druckentlastungsleitung 30a vom Hochtemperaturregenerator 18 eines Mehrfacheffekt-,
beispielsweise eines Dreifacheffektabsorptionskühlers oder Heizkühlers, verzweigt
wird, und eine der verzweigten Druckausgleichsleitungen 30b ist
mit dem mittleren Temperaturregenerator 40 verbunden, und
die andere verzweigte Druckausgleichsleitung 30c ist mit
den Niederdruckeinheiten verbunden, wie z. B. dem Niedertemperaturregenerator 16,
so daß der
Kühlmitteldampf
und die Absorptionslösung
parallel nicht nur von dem Hochtemperaturregenerator 18 zu
dem Mitteltemperaturregenerator 40, sondern ebenso zu den
Niedertemperatureinheiten, wie z. B. dem Niedertemperaturregenerator 16,
abgelassen werden können.
Die verzweigte Druckausgleichsleitung 30b und 30c ist
ausgestaltet, so daß sie
mit einem Ventil oder einer Veränderung im
Leitungsdurchmesser ausgestattet ist, um eine geeignete Strömungsrate
des Dampfes bereitzustellen. Das in der Leitung 30b angeordnete
Ventil muß eine
Einwegventilfunktion haben, die den Rückfluß oder einen Bypaß von dem
Mitteltemperaturregenerator zu dem Niedertemperaturregenerator verhindert.
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Beispielsweise
ist ein Aufbau möglich,
so daß,
wie in 14 gezeigt ist, ein Einwegventil 60 in der
verzweigten Druckausgleichsleitung 30b zu dem Mitteltemperaturregenerator
angeordnet ist, oder, wie in 15 gezeigt
ist, der Druckdetektor 62 in der Druckausgleichsleitung 30a vor
der Verzweigung angeordnet ist, oder das Drucksteuerventil (Abschaltventil) 64 ist
in der verzweigten Druckausgleichsleitung 30c angeordnet
zu dem Niedertemperaturregenerator, wodurch das Ventil 64 gemäß dem Wert,
der durch den Druckdetektor 62 erfaßt wird, gesteuert wird. Der
andere Aufbau und die Funktion sind gleich wie in der ersten Ausführungsform.
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16 zeigt
einen Dreifacheffektabsorptionskühler
mit einer Sicherheitseinrichtung in Übereinstimmung mit der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform hat eine Konstruktion,
so daß die
Druckausgleichsleitung 30a vom Hochtemperaturregenerator 18 eines
Mehrfacheffekt-, beispielsweise eines Dreifacheffektsabsorptionskühlers oder
Heizkühlers,
verzweigt ist und eine der Druckausgleichszweigleitungen 30b mit dem
Mitteltemperaturregenerator 40 verbunden ist und die andere
Druckausgleichszweigleitung 30c mit Niederdruckeinheiten
verbunden ist, wie z. B. dem Niedertemperaturregenerator 16,
so daß der
Kühlmitteldampf
und die Absorptionslösung
in paralleler Weise nicht nur vom Hochtemperaturregenerator 18 zum
Mitteltemperaturregenerator 40, sondern ebenso zu den Niederdruckeinheiten,
wie z. B. dem Niedertemperaturregenerator 16, abgelassen
werden. Die Druckausgleichszweigleitungen 30b und 30c sind
aufgebaut, so daß sie
ein Ventil oder eine Veränderung
im Leitungsdurchmesser bereitstellen, um eine geeignete Stromrate
des Dampfes bereitzustellen. Das in der Leitung 30b angeordnete
Ventil braucht eine Einwegventilfunktion, die einen Rückfluß oder das
Bilden eines Bypass von dem Mittel temperaturregenerator zu dem Niedertemperaturregenerator
verhindert. Wie in 17 gezeigt, ist diese Ausführungsform
ebenso anwendbar auf das, was Absorptionskühler vom parallelen Flußtyp genannt wird,
bei dem die Absorptionslösung
vom Absorber 12 parallel zum Niedertemperaturregenerator 16 und dem
Mitteltemperaturregenerator 40 strömt. Der andere Aufbau und die
Funktionsweise sind gleich wie in der zweiten Ausführungsform.
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Die
vorliegende Erfindung hat einen Aufbau wie beschrieben und bringt
die folgenden Vorteile mit sich.
- (1) Die Auslaßöffnung der
druckanstiegsverhindernden Einrichtung, wie z. B. ein Sicherheitsventil,
eine Berstscheibe oder eine zerbrechbare Platte, für die Hochdruckseite
ist mit der Niederdruckseite verbunden, um die Schwierigkeiten mit
einer Öffnung
gegenüber
Atmosphäre
zu verhindern. Selbst wenn die druckanstiegsverhindernde Einrichtung
aktiviert wird, ist es folglich möglich, die Druckreduktion beizubehalten
und Sicherheit zu gewährleisten,
die negativen Einflüsse
auf die Maschine aufgrund Korrosion und dergleichen zu vermeiden
und ebenso die Wiederinbetriebnahme nach der Aktivierung der druckanstiegsverhindernden
Einrichtung schnell und leicht durchzuführen.
- (2) Da eine Temperatur- oder Druckmeßvorrichtung in der Druckausgleichsleitung
von der druckanstiegsverhindernden Einrichtung der Hochdruckseite
angeordnet ist, und die Temperatur- oder Druckmeßeinrichtung mit einer Sicherheitssteuerungsüberwachungseinheit
verbunden ist, wird es möglich,
außer
dem obigen Vorteil von (1) einen zusätzlichen Vorteil zu erhalten,
so daß ein
Detektor bereitgestellt wird, der die Temperaturveränderung
oder die Druckveränderung
des Kühlmitteldampfes
und der Absorptionslösung,
die aus der Druckanstiegsverhinderungseinrichtung, die aktiviert
ist, strömt,
erfaßt,
und das erfaßte
Signal kann an die Sicherheitssteuerüberwachungseinheit übertragen
werden, um die Verbrennung an dem Hochtemperaturregenerator zu stoppen
oder die Heizquellenversorgung zu unterbrechen, um den Betrieb zu
stoppen und zur gleichen Zeit die Außenseite über das Auftreten der Abnormalität zu informieren.
- (3) Es ist ebenso möglich,
Sicherheit präziser
zu gewährleisten,
wenn die Konstruktion derart ist, daß der Kühlmitteldampf und die Absorptionslösung in
paralleler Weise von dem Hochtemperaturregenerator zu dem Mitteltemperaturregenerator
und zu Niederdruckeinheiten, wie z. B. dem Niedertemperaturregenerator,
ausgegeben wird.
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Es
wurden bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben,
es versteht sich, daß die
Erfindung nicht auf diese präzisen
Ausführungsformen beschränkt wird,
sondern durch die angefügten
Ansprüche.