[发明专利]用于提高发电厂的能效的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于提高发电厂的能效的一种方法和一种装置。

背景技术

在发电厂中产生的、在燃料燃烧之后且在涡轮机后面出现的废热包含较大的尤其(剩余)热量的形式的能量储备。所述能量储备可以用于向发电厂中的不同的工艺过程供给能量。比如并不少见的是，借助于发电厂的废热对燃烧用空气进行预热，用于实现更加有效的燃烧。也可以设想其它应用，比如生产用于发电厂的设备的或者用于馈入电网中的电流。

发明内容

用于利用废热的通用的方法麻烦且效率低。因此，本发明的任务是说明一种方法，利用该方法可以高效地利用发电厂的废热。

该任务通过在独立权利要求中所说明的发明来解决。有利的设计方案由从属权利要求中获得。

在按本发明的方法中，如此充分利用所谓的热声学效应，从而将发电厂的废热比如用于产生用于压缩机的工作功率P并且/或者用于产生冷气。在所述热声学效应中，首先如比如在DE 43 03 052 A1中所说明的一样通过声源比如通过扬声器在传热介质中产生声波。所述传热介质处于共振管中，声波沿所述共振管的纵向方向辐射。所述热声学效应现在主要在于，沿所述共振管的纵向方向在特定的位置之间产生温度梯度。通过合适的恰好布置在这些位置上的换热器可以将热量输出给环境或者说从环境中吸收热量。

所述热声学效应比如可以如此颠倒，从而通过相应的换热器产生温度梯度，其结果是在所述介质中触发压力波动。

本发明在实施例中如此利用这种颠倒的热声学效应，从而在第一热声机器中通过被具有高温的介质从中流过的第一换热器以及被较冷的介质从中流过的第二换热器在传热介质中产生压力波动。本发明的特殊优点在于，从发电厂的废热中提取流经所述第一换热器的热介质。尤其在此涉及发电厂的热的烟气和/或蒸汽。流经所述第二换热器的介质通过常见的冷却剂也就是冷却水或冷却空气来实现。

传热介质中的压力波动作用于用于产生功率的装置，该装置包括通过压力波动被置于运动之中的部件。这在最简单的情况下是活塞，该活塞根据压力波动在缸中实施线性运动，所述线性运动比如通过曲轴转换为旋转运动。

如此产生的工作功率可以以机械功率或电功率的形式进一步传递。在所述实施例中，所述工作功率被传递到压缩机上，该压缩机作为空气分解设备的组成部分对有待分解的空气进行压缩。在理想情况下，仅仅用所述第一热声机器能够产生的工作功率就足以驱动所述压缩机。否则可以设想，接通另外的能源用于向压缩机供给。

图1示意示出了两种利用所述热声学效应的方案。在图1a中在如其上面早已简短说明的一样的用于产生功率的装置130中通过以下方式产生工作功率P，即第一热声机器100的第一换热器110和第二换热器120被具有不同温度的介质从中流过。在图1b中则相反，第二热声机器200以本身公知的方式作为制冷机如此工作，使得第三换热器210被具有高温的介质从中流过，而用于馈入功率的装置230则在所述第二热声机器的传热介质中产生压力波动。其结果是，由于所述热声学效应对流经第四换热器220的介质进行冷却。所述用于馈入功率的装置230在此原则上可以与所述用于产生功率的装置构造相同，不过其中的差别是，所述活塞或者说曲轴在用于馈入功率的装置中从外面来驱动。

作为使用所述第一热声机器的替代方案或者补充方案，本发明如结合图1b所说明的一样在制冷设备中利用所述热声学效应：在此所述流经第三换热器210的热介质-如在所述第一换热器110的情况中一样-由来自发电厂的废热的热的烟气和/或蒸汽构成。所述流经第四换热器的介质是早已在压缩机中得到压缩的、在第四换热器中得到冷却的空气。

作为用于空气分解设备的具体利用方案的替代方案，所述第一热声机器比如也可以用于驱动产生电流的发电机，而所述第二热声机器通常能够用于对任意的介质进行冷却。

本发明相应地提供这样特殊的优点，即由发电厂以及比如空气分解设备构成的总设备的能量需求或者说能量平衡得到改进，因为从发电厂的否则未加利用的废热中提取为了对空气进行压缩和/或冷却所需要的能量。

附图说明

本发明的其它优点、特征和细节从下面所说明的实施例并且借助于附图来获得。其中：

图1a是热声学效应的第一利用方案，

图1b是热声学效应的第二利用方案，

图2是氧燃料发电厂的示意图并且

图3是按本发明的空气分解设备。

具体实施方式