Verfahren zum Betrieb eines regenerativen Wärmetauschers und regenerativer Wärmetauscher mit verbessertem Wirkungsgrad

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines regenerativen Wärmetauschers (1) der einen drehbar gelagerten Rotor (2) umfasst, der von wenigstens einem ersten, aufzuwärmenden Gasvolumenstrom (10) und wenigstens einem zweiten, abzukühlenden Gasvolumenstrom (11) durchströmt wird. Der anströmende erste Gasvolumenstrom (10a) tritt an einer ersten Stirnseite (5a) des Rotors (2) in den Rotor (2) ein und an einer zweiten Stirnseite (5b) des Rotors (2) als abströmender erster Gasvolumenstrom (10b) wieder aus dem Rotor (2) aus. Zur Steigerung der Wärmeleistung wird ein Leckagevolumenstrom an der ersten Stirnseite (5a) des Rotors (2) aufgefangen und dem anströmenden ersten Gasvolumenstrom (10a) zugeführt und/oder ein Leckagevolumenstrom wird an der zweiten Stirnseite (5b) des Rotors (2) aufgefangen und dem abströmenden ersten Gasvolumenstrom (10b) zugeführt. Die Erfindung betrifft fernerhin einen regenerativen Wärmetauscher (1) auf dem das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines regenerativen Wärmetauschers, insbesondere zur Luftvorwärmung in Kraftwerken, nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1. Die Erfindung betrifft fernerhin einen regenerativen Wärmetauscher nach den Merkmalen des Oberbegriffs des nebengeordneten Patentanspruches.

[0002] Regenerative Wärmetauscher der betreffenden Art (im Folgenden auch nur als Wärmetauscher bezeichnet) dienen der Wärmeübertragung von wenigstens einem Gasvolumenstrom auf wenigstens einen anderen Gasvolumenstrom. Hierzu kann der Wärmetauscher eine drehende (bzw. rotierende oder auch umlaufende) Speichermasse (im Folgenden als Rotor bezeichnet) umfassen, die sich relativ zu feststehenden Strömungsanschlüssen bewegt und hierbei abwechselnd durch den wenigstens einen Gasvolumenstrom aufgewärmt und durch den wenigstens einen anderen Gasvolumenstrom wieder abgekühlt wird, wodurch Wärmeenergie von wenigstens einen auf wenigstens einen anderen Gasvolumenstrom übertragbar ist.

[0003] Der Rotor eines regenerativen Wärmetauschers ist in der Regel als eine im wesentlichen kreiszylindrische Trommel ausgebildet, wobei geringfügige Abweichungen von dieser Form möglich sind. Der Rotor weist eine zentrale Drehachse auf. Die Gasvolumenströme durchströmen den Rotor im wesentlichen parallel zur Drehachse. Die Durchströmung ist meist gegensinnig (so genanntes Gegenstromverfahren). Um genügend Wärmespeichermasse zur Verfügung zu stellen, aber auch um die mechanische Stabilität des Rotors zu erhöhen, weist dieser eine Sektorierung bzw. Segmentierung in mehrere Zellen bzw. Kammern auf, die zugleich auch als Strömungskanäle für die Gasvolumenströme dienen. In diesen Kammern sind in der Regel wärmespeichernde Massen angeordnet, wie bspw. so genannte Heizblechpakete.

[0004] Im Betrieb werden die einzelnen Kammern des Rotors von einem warmen bzw. heißen Gasvolumenstrom durchströmt, wobei es sich bspw. um ein Rauchgas aus einem Verbrennungsprozess handeln kann. Infolge der Durchströmung mit dem warmen bzw. heißen Gasvolumenstrom erwärmen sich die wärmespeichernden Massen der durchströmten Kammern. Hierbei wird dem durchströmenden Gasvolumenstrom Wärme entzogen, so dass dieser beim Austritt aus dem Rotor eine geringere Temperatur aufweist als beim Eintritt. Infolge der Rotordrehung erreichen die aufgewärmten Kammern schließlich den Abschnitt, wo ein kühlerer bzw. kalter Gasvolumenstrom, bspw. Frischluft, den Rotor durchströmt und an den wärmespeichernden Massen dieser Kammern erwärmt wird, wobei die wärmespeichernden Massen wieder abgekühlt werden. Bei dieser Art der Wärmeübertragung wird sozusagen eine Wärmespeicherfähigkeit des Rotors eingesetzt, um einen ersten Gasvolumenstrom zu erwärmen und einen zweiten Gasvolumenstrom abzukühlen.

[0005] Alternativ kann ein Rotor bspw. auch feststehend ausgebildet sein und die Strömungsanschlüsse können sich relativ hierzu bewegen.

[0006] Bei Verwendung von Frischluft als aufzuwärmenden Gasvolumenstrom kann der Wärmetauscher zur so genannten Luftvorwärmung verwendet werden. Durch Luftvorwärmung kann der Wirkungsgrad eines Kraftwerkes erhöht und der Schadstoffausstoß reduziert werden.

[0007] Zur Reduzierung von Massenverlusten bzw. Volumenverlusten bezüglich der Gasvolumenströme ist am Rotor eine aufwändige Abdichtung erforderlich, was seit langem Gegenstand zahlreicher Weiterentwicklungen ist. Das Abdichtsystem für einen Rotor umfasst in der Regel wenigstens eine Umfangsdichtung und wenigstens eine Radialdichtung. Eine Umfangsdichtung dichtet die durch den Rotor durchströmenden Gasvolumenströme am Außenumfang des Rotors nach außen hin ab. Eine Umfangsdichtung kann eine Axialdichtung bzw. Manteldichtung am Außenumfang des Rotors umfassen. Eine Radialdichtung soll einen so genannten Strömungskurzschluss bzw. Kurzschlussvolumenstrom zwischen den einzelnen Gasvolumenströmen an einer Rotorstirnseite verhindern. Infolge der Relativbewegung des Rotors zu den Dichtungen und wegen einer sich verändernden Wärmeausdehnung sind Spalte bzw. Restspalte zwischen den Dichtungen und dem Rotor unvermeidbar, durch die hindurch Leckagevolumenströmungen auftreten, insbesondere zwischen den Gasvolumenströmen (so genannte Strömungskurzschlüsse), typischerweise vom Gasvolumenstrom mit dem höheren Druck zum Gasvolumenstrom mit dem niedrigeren Druck. Dies führt neben Volumenverlusten auch zu energetischen Verlusten und damit zu einem unbefriedigenden Wirkungsgrad.

[0008] Zur Verbesserung des Wirkungsgrades regenerativer Wärmetauscher sind aus dem Stand der Technik unter anderem Absaug-Verfahren und Absauganlagen bekannt.

[0009] In der US 2,665,120 ist beschrieben, den Rotor eines regenerativen Wärmetauscher zu kapseln und die Leckagevolumenströme mittels eines Zuggebläses (Ventilator) abzusaugen und dem aufzuwärmenden Gasvolumenstrom zuzuführen bzw. in diesen rückzuführen. Die Rückführung erfolgt entweder vor (stromaufwärts) oder nach (stromabwärts) dem Rotor. Falls die Rückführung stromabwärts des Rotors erfolgt, d.h. in den bereits vom Rotor aufgewärmten Gasvolumenstrom, ist eine vorherige Erwärmung der abgesaugten Leckagevolumenströme mittels einer aufwändigen Wärmetauscherkonstruktion vorgesehen, um eine Abkühlung des Gasvolumenstroms nach dem Rotor zu vermeiden.

[0010] In der DE 34 37 945 A1 ist die Absaugung der Leckagevolumenströme an der "heißen Seite" (hierzu unten mehr) des Rotors und deren Rückführung in den aufzuwärmenden Gasvolumenstrom vor dem Rotor beschrieben.

[0011] Die EP 0 588 185 A1 beschreibt ein Rotorgehäuse das aus einer oberen und aus einer unteren Teilkammer besteht, aus denen gemeinsam oder getrennt Leckagevolumenströme mittels eines Ventilators abgesaugt werden können. Eine Rückführung der abgesaugten Leckagevolumenströme in einen der Gasvolumenströme ist hier nicht beschrieben.

[0012] Die aus dem Stand der Technik bekannten Absaug-Verfahren und Absauganlagen führen in der Praxis nicht zu Verbesserungen des Wirkungsgrades für die Übertragung der Wärmeenergie. Teilweise ist sogar eine Verschlechterung des Wirkungsgrades beobachtet worden.

[0013] Aufgabe der Erfindung ist es, den Wirkungsgrad eines regenerativen Wärmetauschers zu verbessern.

[0014] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und durch einen regenerativen Wärmetauscher mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruches. Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Merkmale der jeweils abhängigen Patentansprüche gekennzeichnet.

[0015] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines regenerativen Wärmetauschers wird der bevorzugt drehbar gelagerte Rotor von wenigstens einem ersten, aufzuwärmenden Gasvolumenstrom, wie insbesondere Frischluft, durchströmt wobei sich der Gasvolumenstrom beim Durchströmen des Rotors an den wärmespeichernden Massen erwärmt. Dies dient insbesondere der Luftvorwärmung von Frischluft für ein Kraftwerk. Fernerhin wird der Rotor von wenigstens einem zweiten, abzukühlenden Gasvolumenstrom durchströmt, wie insbesondere ein Rauchgas bzw. Verbrennungsgas oder Abgas, das seine Wärme an die wärmespeichernden Massen des Rotors abgibt und hierdurch selbst abgekühlt wird.

[0016] Der Rotor weist eine erste Stirnseite bzw. Stirnfläche auf, an der der anströmende erste, aufzuwärmende Gasvolumenstrom in den Rotor eintritt. Der ersten Stirnseite gegenüberliegend weist der Rotor eine zweite Stirnseite bzw. Stirnfläche auf, an der der abströmende erste, aufzuwärmende Gasvolumenstrom wieder aus dem Rotor austritt. Üblicherweise wird die erste Stirnseite auch als "kalte Seite" und die zweite Stirnseite als "heiße Seite" bezeichnet.

[0017] Der erste Gasvolumenstrom und der zweite Gasvolumenstrom sind am Rotor mittels wenigstens einer Rotordichtung abgedichtet, um Volumenverluste und insbesondere Strömungskurzschlüsse zu begrenzen. Bei einer Rotordichtung handelt es sich insbesondere um eine Umfangsdichtung, welche einen Gasvolumenstrom am Außenumfang des Rotors abdichtet, und/oder um eine Radialdichtung, welche die Gasvolumenströme relativ zueinander abdichtet und Strömungskurzschlüsse bzw. Kurzschlussvolumenströme unterbinden soll.

[0018] Da im Bereich einer Rotordichtung Leckagevolumenströme auftreten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens ein Leckagevolumenstrom an der ersten Stirnseite, oder im Bereich dieser Stirnseite, des Rotors erfasst bzw. aufgefangen und dem anströmenden ersten Gasvolumenstrom zugeführt wird und/oder dass wenigstens ein Leckagevolumenstrom an der zweiten Stirnseite, oder im Bereich dieser Stirnseite, des Rotors erfasst bzw. aufgefangen und dem abströmenden ersten Gasvolumenstrom zugeführt wird.

[0019] Ein Leckagevolumenstrom ist insbesondere ein Kurzschlussvolumenstrom vom ersten Gasvolumenstrom in den zweiten Gasvolumenstrom, der im Bereich einer Radialdichtung an der ersten Stirnseite des Rotors oder an der zweiten Stirnseite des Rotors auftritt. In diesem Fall handelt es sich somit genau genommen um eine Rückführung eines aufgefangenen Leckagevolumenstroms in den ersten, aufzuwärmenden Gasvolumenstrom.

[0020] Dass Erfassen bzw. Auffangen eines Leckagevolumenstroms der im Bereich einer Rotordichtung auftritt, kann technisch bedingt meist nicht vollständig erfolgen, so dass sich ein Erfassen bzw. Auffangen eines Leckagevolumenstroms im Rahmen dieser Erfindung auf einen wesentlichen Teil des Leckagevolumenstroms bezieht, der unter den jeweiligen technischen Bedingungen erfassbar bzw. auffangbar ist. Erfassen und Auffangen sind im Rahmen dieser Erfindung weit auszulegen und beinhalten alle Maßnahmen die geeignet sind, einem Leckagevolumenstrom habhaft zu werden.

[0021] Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich zum oben angegebenen Stand der Technik zunächst dadurch, dass ein Leckagevolumenstrom jeweils nur im Bereich einer der Stirnseiten oder beider Stirnseiten des Rotors aufgefangen wird. Damit kann unterschieden werden, welches Temperaturniveau ein Leckagevolumenstrom jeweils aufweist. Weiterhin unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren zum Stand der Technik dadurch, dass in Abhängigkeit von dem Temperaturniveau des Leckagevolumenstroms eine entsprechende Zuführung bzw. Rückführung in den anströmenden und noch kühlen ersten Gasvolumenstrom oder den abströmende und bereits aufgewärmten ersten Gasvolumenstrom erfolgt (sozusagen strömungstechnisch stets auf der selben Seite des Rotors). Damit werden energetische Vorteile erreicht, die den Wirkungsgrad gegenüber dem Stand der Technik erhöhen, was nachfolgend näher erläutert wird.

[0022] Bei einem regenerativen Wärmetauscher der in einem Kraftwerk bspw. zur Wärmeübertragung von einem heißen Rauchgasvolumenstrom (aus einem Verbrennungsprozess) auf einen Frischluftvolumenstrom verwendet wird, ist in der Regel im Bereich einer Radialdichtung ein Leckagevolumenstrom (Kurzschlussvolumenstrom) vom Frischluftvolumenstrom in den Rauchgasvolumenstrom gegeben. Bei der Bestimmung der Betriebsparameter und der Ausgestaltung des regenerativen Wärmetauschers werden solche Leckagevolumenströme berücksichtigt, da der Leckagevolumenstrom vom Frischluftvolumenstrom in den Rauchgasvolumenstrom zu einer zusätzlichen Abkühlung des Rauchgasvolumenstroms um etwa 3 bis 7 K führt (so genannte "korrigierte" Rauchgas- bzw. Abgastemperatur). Es besteht somit Gefahr, dass die Säuretaupunkttemperatur eines Bestandteils des abzukühlenden Rauchgases unterschritten wird und es zu einer Beschädigung (insbesondere Korrosion) nachfolgender Anlagenkomponenten (bspw. Entstaubungsanlagen und Filteranlagen) im Rauchgasstrang kommt. Es muss daher sichergestellt werden, dass die Temperatur des Rauchgasvolumenstroms am Austritt des Rotors bzw. beim Austreten aus dem regenerativen Wärmetauscher, trotz der zusätzlichen Abkühlung durch den Leckagevolumenstrom aus dem Frischluftvolumenstrom, höher ist als eine kritische Säuretaupunkttemperatur. Die zusätzliche Abkühlung des Rauchgasvolumenstroms durch den Leckagevolumenstrom aus dem Frischluftvolumenstrom muss daher bei der Auslegung des regenerativen Wärmetauschers und dessen Betriebsparameter berücksichtigt werden. Anderseits steht diese zusätzliche Abkühlung des Rauchgasvolumenstroms für die Wärmeübertragung vom Rauchgasvolumenstrom an den Frischluftvolumenstrom energetisch nicht zur Verfügung. Wünschenswert ist demnach eine niedrigere "unkorrigierte" Rauchgastemperatur.

[0023] Durch die getrennte Erfassung eines warmen bzw. heißen Leckagenvolumenstroms und dessen Zuführung bzw. Rückführung in den abströmenden und bereits aufgewärmten Frischluftvolumenstrom, und/oder eines kühlen bzw. kalten Leckagevolumenstroms und dessen Zuführung, bzw. Rückführung in den anströmenden und (noch) kühlen Frischluftvolumenstrom kann der negative zusätzliche Abkühlungseffekt weitgehend vermieden werden. In anderen Worten: die nunmehr im wesentlichen "unkorrigierte" Rauchgastemperatur kann auf ein ähnliches Niveau wie die ehemals "korrigierte" Abgastemperatur gesenkt werden. Bei unveränderter Eintrittstemperatur der Gasvolumenströme in den Rotor und bei unveränderten Gasvolumenströmen kann im Ergebnis die Wärmeübertragung vom Rauchgasvolumenstrom auf den Frischluftvolumenstrom erhöht werden, ohne dass eine kritische Säuretaupunkttemperatur im Rauchgasvolumenstrom unterschritten wird. Die Erhöhung der Wärmeübertragung ist bspw. durch konstruktive Auslegung der wärmespeichernden Massen möglich.

[0024] Infolge der definierten Rückführung wird zugleich eine ungewollte Abkühlung des Rauchgasvolumenstroms vor dem Rotor und auch eine ungewollte Abkühlung des Rauchgasvolumenstroms nach dem Rotor weitgehend vermieden, was den Wirkungsgrad des regenerativen Wärmetauschers zusätzlich erhöht.

[0025] Im Ergebnis erhöht sich die abströmseitige Temperatur (d.h. die Temperatur nach dem Rotor bzw. nach dem Regenerativ-Wärmetauscher) des Frischluftvolumenstroms und somit die Wärmemenge in der Verbrennungsluft für den Kraftwerk-Verbrennungsprozess. Diese zusätzliche Wärmemenge reduziert den Brennstoffbedarf. Bezogen auf eine Kesselleistung von 700 bis 800 MW lassen sich ohne Reduzierung der Leistung Einsparungen an Betriebskosten in Höhe von 150.000,- bis 400.000,- Euro pro Jahr errechnen, wobei die Ersparnisse aufgrund der steigenden Brennstoffpreise in den nächsten Jahren noch zunehmen dürfte. Als weiterer und wesentlicher Vorteil ergibt sich auch eine Verminderung des Ausstoßes von Schadgasen, wie insbesondere CO₂.

[0026] Erfindungsgemäß ist bevorzugt vorgesehen, dass wenigstens ein Leckagevolumenstrom an der ersten Stirnseite des Rotors aufgefangen und dem anströmenden ersten Gasvolumenstrom zugeführt wird, und dort genau genommen in diesen eingeleitet bzw. eingespeist wird, und dass wenigstens ein Leckagevolumenstrom an der zweiten Stirnseite des Rotors aufgefangen und dem abströmenden ersten Gasvolumenstrom zugeführt wird, und dort genau genommen in diesen eingeleitet bzw. eingespeist wird. Durch diese beidseitige Erfassung (bezogen auf die Stirnseiten des Rotors) und separate Zuführung bzw. Rückführung von Leckagevolumenströmen verbessert sich der Wirkungsgrad des regenerativen Wärmetauschers in erheblichem Maße. Dessen ungeachtet ist selbstverständlich auch eine Erfassung und Zuführung bzw. Rückführung an nur einer Stirnseite des Rotors möglich und vorteilhaft.

[0027] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Zuführung bzw. Rückführung des von der ersten Stirnseite des Rotors aufgefangenen Leckagevolumenstrom in den ersten Gasvolumenstrom nicht unmittelbar, sondern stromaufwärts des Rotors erfolgt. Mit "stromaufwärts" ist gemeint, dass die Zuführung in Strömungsrichtung vor dem Rotor erfolgt. Alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, dass die Rückführung des von der zweiten Stirnseite des Rotors aufgefangenen Leckagevolumenstrom in den ersten Gasvolumenstrom nicht unmittelbar, sondern stromabwärts des Rotors erfolgt. Mit "stromabwärts" ist gemeint, dass die Zuführung in Strömungsrichtung nach dem Rotor erfolgt. Damit ist das Erfassen bzw. Auffangen eines Leckagevolumenstroms und dessen Zuführung bzw. Rückführung in den ersten Gasvolumenstrom konstruktiv und baulich getrennt.

[0028] Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Zuführung bzw. Rückführung eines aufgefangenen Leckagevolumenstroms in den ersten Gasvolumenstrom jeweils in räumlicher Nähe, bevorzugt in unmittelbarer Nähe des Rotors erfolgt. Damit können die Strömungswege baulich kurz gehalten werden. Ein zugeführter bzw. rückgeführter Leckagevolumenstrom unterliegt dabei einer nur geringen Temperaturbeeinflussung.

[0029] Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass wenigsten ein an der ersten Stirnseite des Rotors und wenigstens ein an der zweiten Stirnseite des Rotors erfasster bzw. aufgefangener Leckagevolumenstrom auf separaten Pfaden jeweils stromaufwärts in den anströmenden ersten Gasvolumenstrom und stromabwärts in den abströmenden ersten Gasvolumenstrom rückgeführt wird. Ein Pfad bzw. Rückführpfad ist jegliche Einrichtung die geeignet ist einen Gasvolumenstrom zu transportieren oder durchzuleiten. Ein Pfad bzw. Rückführungspfad ist insbesondere ein Leitungssystem aus Rohren und Rohrabschnitten oder dgl.

[0030] Es ist hierbei bevorzugt vorgesehen, dass pro Pfad wenigstens eine Gebläseeinrichtung eingesetzt wird. Mittels der Gebläseeinrichtung kann ein Unterdruck erzeugt werden, mit dem ein Leckagevolumenstrom an einer Stirnseite des Rotors durch Absaugen erfasst bzw. aufgefangen werden kann. Zugleich kann mit der Gebläseeinrichtung ein Überdruck erzeugt werden, mit dem der abgesaugte Leckagenvolumenstrom entlang des Pfades bzw. Rückführpfades dem ersten Gasvolumenstrom zugeführt bzw. rückgeführt, und dort in diesen eingeleitet bzw. eingespeist werden kann. Eine Gebläseeinrichtung ist insbesondere ein Ventilator der bevorzugt in einem Leitungssystem angeordnet ist.

[0031] Es fernerhin bevorzugt, dass wenigstens ein Leckagevolumenstrom an der ersten Stirnseite und/oder der zweiten Stirnseite des Rotors im Bereich einer Radialdichtung erfasst oder aufgefangen wird, vorzugsweise mittels absaugen. Diese Maßnahme betrifft somit einen besonders nachteiligen Kurzschlussvolumenstrom, insbesondere vom ersten Gasvolumenstrom in den zweiten Gasvolumenstrom.

[0032] Ebenso ist ergänzend oder alternativ bevorzugt, dass wenigstens ein Leckagevolumenstrom an der ersten Stirnseite und/oder der zweiten Stirnseite des Rotors im Bereich einer Umfangsdichtung erfasst bzw. aufgefangen wird, vorzugsweise durch absaugen. Dies führt ebenfalls zu einer Verbesserung des Wirkungsgrades.

[0033] Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass wenigstens ein erster, aufzuwärmender Gasvolumenstrom und wenigstens ein zweiter, abzukühlender Gasvolumenstrom gegensinnig, d.h. im Gegenstromverfahren, den Rotor durchströmen. Hierbei weisen beide Gasvolumenströme an der ersten Stirnseite ("kalte Seite") ein geringeres Temperaturniveau auf als an der zweiten Stirnseite ("heiße Seite"). Es ist somit leicht zu unterscheiden, welches Temperaturniveau ein erfasster bzw. aufgefangener Leckagevolumenstrom aufweist. Ein an der heißen Stirnseite des Rotors erfasster Leckagevolumenstrom wird dem abströmenden ersten Gasvolumenstrom zugeführt bzw. in diesen rückgeführt und ein an der kalten Stirnseite des Rotors erfasster Leckagevolumenstrom wird dem anströmenden ersten Gasvolumenstrom zugeführt bzw. in diesen rückgeführt. Alternativ kann der Rotor, zumindest von wenigstens zweit Gasvolumenströmen, auch gleichsinnig durchströmt sein.

[0034] Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens sind wenigstens zwei erste Gasvolumenströme vorgesehen, wobei das Zuführen wenigstens eines aufgefangenen Leckagevolumenstroms, bevorzugt aller aufgefangenen Leckagevolumenströme, in lediglich einen dieser beiden ersten Gasvolumenströme erfolgt. Hierauf wird im Zusammenhang mit den Figuren noch näher eingegangen. Alternativ ist auch eine separate Rückführung in zwei oder mehrere erste Gasvolumenströme möglich.

[0035] Der erfindungsgemäße regenerative Wärmetauscher umfasst einen von wenigstens zwei Gasvolumenströmen durchströmten Rotor, wobei der Rotor eine erste Stirnseite aufweist an der ein anströmender erster, aufzuwärmenden Gasvolumenstrom in den Rotor eintritt und wobei der Rotor weiterhin eine der ersten Stirnseite gegenüberliegende zweite Stirnseite aufweist an welcher der abströmende erste, aufzuwärmenden Gasvolumenstrom wieder aus dem Rotor austritt. Fernerhin ist wenigsten eine Rotordichtung, wie insbesondere eine Radialdichtung und/oder eine Umfangsdichtung, am Rotor umfasst, zur Abdichtung des ersten und des zweiten Gasvolumenstroms. Der erfindungsgemäße Regenerativ-Wärmetauscher umfasst zudem eine Erfassungseinrichtung bzw. Auffangeinrichtung für einen Leckagevolumenstrom der im Bereich einer Rotordichtung auftritt, sowie wenigstens eine dieser Erfassungseinrichtung bzw. Auffangeinrichtung zugeordneten Zuführung bzw. Zuführeinrichtung oder Rückführeinrichtung für den erfassten bzw. aufgefangenen Leckagevolumenstrom in den ersten Gasvolumenstrom.

[0036] Erfindungsgemäß ist wenigstens eine Auffangeinrichtung an der ersten Stirnseite des Rotors mit wenigstens einer zugeordneten Zuführung bzw. Zuführeinrichtung für den an der ersten Stirnseite aufgefangenen Leckagevolumenstrom in den anströmenden ersten Gasvolumenstrom vorgesehen, und/oder wenigstens eine Auffangeinrichtung an der zweiten Stirnseite mit wenigstens einer zugeordneten Zuführung bzw. Zuführeinrichtung für den an der zweiten Stirnseite aufgefangenen Leckagevolumenstrom in den abströmenden ersten Gasvolumenstrom.

[0037] Der erfindungsgemäße regenerative Wärmetauscher ist bevorzugt zur Anwendung des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet. Die oben beschriebenen Verfahrensmerkmale und deren Vorteile sind daher entsprechend auf den erfindungsgemäßen regenerativen Wärmetauscher übertragbar.

[0038] Eine Auffangeinrichtung ist jede Einrichtung die dazu geeignet ist, einen Leckagevolumenstrom zu erfassen bzw. aufzufangen. Eine Auffangeinrichtung kann ein System aus einzelnen Komponenten sein. Eine Auffangvorrichtung ist bevorzugt eine Absaugeinrichtung.

[0039] Eine Zuführung bzw. Zuführungseinrichtung dient dem Zuführen bzw. Rückführen eines mit einer Auffangeinrichtung erfassten bzw. aufgefangenen Leckagevolumenstroms in den ersten Gasvolumenstrom. Eine Zuführung bzw. eine Zuführeinrichtung ist bevorzugt durch ein Leitungssystem realisiert, durch welches der an einer Rotordichtung erfasste bzw. aufgefangene Leckagevolumenstrom definiert dem ersten Gasvolumenstrom zugeführt wird. Falls der Leckagevolumenstrom vom ersten Gasvolumenstrom ausgeht so handelt es sich bei der Zuführung bzw. Zuführeinrichtung genau genommen um eine Rückführung bzw. Rückführeinrichtung.

[0040] Bevorzugt umfasst das Leitungssystem wenigstens einer Zuführung bzw. Zuführeinrichtung wenigstens eine Gebläseeinrichtung mit welcher eine definierte Strömung in diesem Leitungssystem erzeugt werden kann.

[0041] Die Gebläseeinrichtung ist derart gestaltet, dass in einer Verbindungsleitung die zwischen dieser Gebläseeinrichtung und einer Rotordichtung angeordnet ist ein Unterdruck erzeugt werden kann, mit dem der Leckagevolumenstrom an der betreffenden Rotordichtung abgesaugt werden kann. Insbesondere handelt es sich bei der Rotordichtung um wenigstens eine Radialdichtung und/oder wenigsten eine Umfangsdichtung die über die Verbindungsleitung strömungstechnisch mit der Gebläseeinrichtung verbunden ist. Wenigstens eine Radialdichtung und/oder wenigstens eine Umfangsdichtung ist bevorzugt geteilt ausgebildet und/oder weist mehrere Öffnungen auf, so dass ein an dieser Rotordichtung auftretender Leckagevolumenstrom mittels Unterdruck vereinfacht abgesaugt werden kann.

[0042] Dieselbe Gebläseeinrichtung erzeugt fernerhin in einer Verbindungsleitung, die zwischen dieser Gebläseeinrichtung und dem ersten Gasvolumenstrom angeordnet ist, einen Überdruck, mit dem der an der Rotordichtung abgesaugte Leckagevolumenstrom dem ersten Gasvolumenstrom zugeführt bzw. in diesen rückgeführt, genau genommen in diesen eingeleitet bzw. eingespeist werden kann.

[0043] Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass an der ersten Stirnseite des Rotors, insbesondere im Bereich einer Radialdichtung und/oder einer Umfangsdichtung, wenigstens eine Absaugung bzw. Absaugeinrichtung für einen Leckagevolumenstrom vorgesehen ist, mit einer zugeordneten Zuführung bzw. Zuführeinrichtung für den abgesaugten Leckagevolumenstroms in den anströmenden ersten Gasvolumenstrom. Ebenso ist vorgesehen, dass an der zweiten Stirnseite des Rotors, insbesondere im Bereich einer Radialdichtung und/oder einer Umfangsdichtung, wenigstens eine Absaugeinrichtung für einen Leckagevolumenstrom vorgesehen ist, mit einer zugeordneten Zuführung bzw. Zuführeinrichtung für den abgesaugten Leckagevolumenstrom in den abströmenden ersten Gasvolumenstrom. Die Zuführungen bzw. Zuführeinrichtungen sind separat voneinander ausgebildet und umfassen jeweils wenigstens eine Gebläseeinrichtung. Dies entspricht einem bevorzugten und besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung.

[0044] Die Erfindung lässt sich in sinngemäßer Weise auch an einem Wärmetauscher mit stationäre wärmespeichernden Massen realisieren.

[0045] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen:

Fig. 1

ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Darstellung, und

Fig. 2

ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematischen Darstellung.

[0046] Die Figur 1 zeigt einen insgesamt mit 1 bezeichneten regenerativen Wärmetauscher der in einem Kraftwerk eingesetzt ist. Dieser umfasst einen kreiszylindrischen Rotor 2 der horizontal ausgerichtet und um eine vertikale Achse 3 drehbar gelagert ist. Im Inneren des Rotors 2 befinden sich Wärmespeicher 4 (bspw. Heizblechpakete wie eingangs beschrieben). Der Rotor weist eine erste, untere Stirnseite 5a, eine zweite, obere Stirnseite 5b und eine Mantelwand (Umfangswand) 7 auf. An den Stirnseiten 5a und 5b befinden sich nicht näher spezifizierte Radialdichtungen 8a und 8b sowie nicht näher spezifizierte Umfangdichtungen 9a und 9b.

[0047] Gemäß der Darstellung wird der Rotor 2 auf der linken Seite von einem ersten Gasvolumenstrom 10 von unten nach oben durchströmt, wobei es sich hierbei um einen Frischluftvolumenstrom handelt. Der Frischluftvolumenstrom 10 wird von einer Gebläseeinrichtung 14 angesaugt und dem Rotor 2 zugeführt. Der Frischluftvolumenstrom 10 tritt an der unteren Stirnseite 5a des Rotors 2 in diesen ein und an der oberen Stirnseite 5b wieder aus und wird während des Durchströmens des Rotors 2 an den Wärmespeichern 4 erwärmt, die sich hierbei im selben Maße abkühlen (wie eingangs beschrieben). Bezogen auf den Rotor 2 ist der anströmende Frischluftvolumenstrom mit 10a und der abströmende Frischluftvolumenstrom mit 10b bezeichnet.

[0048] Auf der rechten Seite wird der Rotor 2 von einem zweiten Gasvolumenstrom 11 von oben nach unten durchströmt, wobei es sich hierbei um einen Rauchgasvolumenstrom aus einem Verbrennungsprozess handelt. Der Rauchgasvolumenstrom 11 tritt an der oberen Stirnseite 5b in den Rotor 2 ein und an der unteren Stirnseite 5a wieder aus dem Rotor 2 aus und wird während des Durchströmens des Rotors 2 an den kühlen Wärmespeichern 4 abgekühlt, die sich hierbei im selben Maße aufheizen und anschließend der Erwärmung des Frischluftvolumenstroms 10 zur Verfügung stehen (wie eingangs beschrieben). Nach dem Verlassen des Rotors 2 wird der bereits abgekühlte Rauchgasvolumenstrom Rauchgasreinigungsanlagen und/oder Filtereinrichtungen 20 zugeführt.

[0049] Infolge der gegensinnigen Durchströmung sind die Temperaturen beider Gasvolumenströme 10 und 11 an der oberen, zweiten Stirnseite 5b des Rotors 2 höher, als an der unteren, ersten Stirnseite 5a. Von daher kann die obere Stirnseite 5b auch als "heiße Seite" und die untere Stirnseite 5a auch als "kalte Seite" bezeichnet werden.

[0050] Um die beiden Gasvolumenströme 10 und 11 am Rotor 2 abzudichten sind die Radialdichtungen 8a und 8b, sowie die Umfangsdichtungen 9a und 9b vorgesehen. Die Umfangsdichtungen 9a und 9b sollen die Gasvolumenströme 10 und 11 am Außenrand bzw. Außenumfang des Rotors 2 abdichten, während die Radialdichtungen 8a und 8b eine Durchmischung der Gasvolumenströme 10 und 11 durch Strömungskurzschlüsse bzw. Kurzschlussvolumenströme unterbinden sollen. Infolge wechselnder thermischer und mechanischer Beanspruchung sind zwischen den Dichtungen 8a, 8b, 9a und 9b und dem Rotor 2 stets Spalte bzw. Restspalte vorhanden, durch die hindurch Leckagevolumenströme auftreten. Insbesondere im Bereich der Radialdichtungen 8a und 8b werden Leckagevolumenströme zudem durch Druckunterschiede in den Gasvolumenströmen 10 und 11 begünstigt, wobei der Frischluftvolumenstrom 10 wegen der Gebläseeinrichtung 14 meist einen höheren Druck als der Rauchgasvolumenstrom 11 aufweist. Dies führt zu Frischluft-Leckagevolumenströmen 12a und 12b sodass Frischluft mit einem geringeren Temperaturniveau in den Rauchgasvolumenstrom 11 übertritt bzw. überströmt, was zu einem unerwünschten und nachteiligen Abkühlungseffekt im Rauchgasvolumenstrom 11 führt (wie oben ausführlich beschrieben).

[0051] Es ist daher vorgesehen, die Leckagevolumenströme 12a und 12b im Bereich der Radialdichtungen 8a und 8b aufzufangen und die Leckagevolumenströme von der "heißen" Stirnseite 5b des Rotors 2 dem abströmenden Frischluftvolumenstrom 10b zuzuführen bzw. in diesen einzuleiten und von der "kalten" Stirnseite 5a des Rotors 2 dem anströmenden Gasvolumenstrom 10a zuzuführen bzw. in diesen einzuleiten. Durch diese getrennte Rückführung der Leckagevolumenströme von der "heißen" Stirnseite in den bereits aufgewärmten, abströmenden Frischluftvolumenstrom 10b und von der "kalten" Seite in den noch kühlen, anströmenden Frischluftvolumenstrom 10a kann der oben beschriebene unerwünschte und nachteilige Abkühlungseffekt im Rauchgasvolumenstrom 11 vermieden werden, wodurch im Ergebnis der Wirkungsgrad des Wärmetauschers und damit auch des Kraftwerks erhöht werden kann (wie oben ausführlich dargelegt). Auch kann im abzukühlenden Rauchgas die Kondensation von kritischen Rauchgasbestandteilen in kalten Temperatursträhnen verhindert oder zumindest vermindert werden.

[0052] Das Auffangen der Leckagevolumenströme bzw. Frischluft-Leckagevolumenströme 12a und 12b erfolgt durch Absaugen an den Radialdichtungen 8a und 8b. Um das Absaugen zu vereinfachen können die Radialdichtungen 8a und 8b geteilt und/oder mit einer Vielzahl von Öffnungen (nicht dargestellt) ausgebildet sein, durch die ein Unterdruck wirksam im Spalt bzw. Restspalt zwischen den Radialdichtung 8a und 8b und dem Rotor 2 aufgebracht und dadurch die Leckagevolumenströme aufgefangen werden können. Der Unterdruck wird jeweils von einer Gebläseeinrichtung 16a und 16b erzeugt die bspw. ein Ventilator oder dgl. sein kann. Zwischen den Gebläseeinrichtungen 16a und 16b und den Radialdichtungen 8a und 8b ist jeweils eine Verbindungsleitung 17a und 17b angeordnet, über welche die aufgefangenen bzw. abgesaugten Leckagevolumenströme 12a und 12b weggeführt werden. Von den Gebläseeinrichtungen 16a und 16b reicht jeweils eine Verbindungsleitung 18a bzw. 18b in den anströmenden Frischluftvolumenstrom 10a bzw. in den abströmenden Frischluftvolumenstrom 10b. Diese Verbindungsleitungen 18a bzw. 18b dienen der Zuführung bzw. Rückführung der aufgefangenen und weggeführten Leckagevolumenströme 12a und 12b in den Frischluftvolumenstrom 10. Die Gebläseeinrichtungen 16a und 16b sind derart gestaltet, dass sie in den Verbindungsleitungen 17a und 17b einen Unterdruck und in den Verbindungsleitungen 18a und 18b einen Überdruck erzeugen.

[0053] Die Verbindungsleitungen 17a und 18a bilden, hier zusammen mit der Gebläseeinrichtung 16a, ein Leitungssystem für die Zuführung bzw. Rückführung eines an der ersten Stirnseite ("kalte Seite") 5a des Rotors 2 aufgefangenen bzw. abgesaugten Leckagevolumenstroms 12a in den anströmenden Frischluftvolumenstrom 10a. Hiervon unabhängig bilden die Verbindungsleitungen 17b und 18b, hier zusammen mit der Gebläseeinrichtung 16b, ein zweites separates Leitungssystem für die Zuführung bzw. Rückführung eines an der zweiten Stirnseite ("heiße Seite") 5b des Rotors 2 aufgefangenen bzw. abgesaugten Leckagevolumenstroms 12b in den abströmenden Frischluftvolumenstrom 10b. Die Leitungsquerschnitte und die Gebläseleistung sind entsprechend dimensioniert. Auch ist es möglich die Verbindungsleitungen zu segmentieren oder mehrere Verbindungsleitungen parallel anzuordnen. Auch ist es möglich mehrere Gebläseeinrichtungen parallel oder in Reihe vorzusehen.

[0054] Alternativ zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, eine Absaugung und Zuführung bzw. Rückführung an nur einer der Stirnseiten 5a und 5b des Rotors 2 vorzusehen (nicht dargestellt), wodurch sich bei geringerem baulichen Aufwand bereits eine deutliche Verbesserung des Wirkungsgrades ergibt. Alternativ oder ergänzend können auch die Leckagevolumenströme an den Umfangsdichtungen 9a und 9b aufgefangen und jeweils dem anströmenden Frischluftvolumenstrom 10a oder dem abströmenden Frischluftvolumenstrom 10b zugeführt und in diesen eingespeist bzw. eingeleitet werden. Dies ist in der Figur 1 auf der linken Seite des Rotors 2 exemplarisch mit einer gestrichelten Linie für die Umfangsdichtung 9a dargestellt. Für die Absaugung und Zuführung bzw. Rückführung (in diesem Fall in den anströmenden Frischluftvolumenstrom 10a) kann eine weitere Gebläseeinrichtung verwendet werden oder es kann die Gebläseeinrichtung 16a für die Absaugung des Leckagevolumenstroms 12a an der unteren Stirnseite 5a mit verwendet werden. Um auch an den Umfangsdichtungen 9a und 9b das Absaugen zu vereinfachen, können die Radialdichtungen 8a und 8b geteilt und/oder mit einer Vielzahl von Öffnungen ausgebildet sein. Durch die Absaugung eines Leckagevolumenstroms an wenigstens einer der Umfangsdichtungen 9a und 9b kann der Wirkungsgrad des Regenerativ-Wärmetauschers 1 weiterhin verbessert werden. Erfindungsgemäß erfolgt die Zuführung bzw. Rückführung eines an einer Umfangsdichtung 9a an der unteren Stirnseite ("kalte Seite") 5a erfassten Leckagevolumenstroms in den anströmenden, noch kühlen Frischluftvolumenstrom 10a und die Zuführung bzw. Rückführung eines an einer Umfangsdichtung 9b an der oberen Stirnseite ("heiße Seite") 5b erfassten Leckagevolumenstroms in den abströmenden, aufgewärmten Frischluftvolumenstrom 10b.

[0055] Die Figur 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung. Nachfolgend wird nur auf die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 (siehe obige Ausführungen) eingegangen. Von daher gelten die obigen Ausführungen zum Ausführungsbeispiel der Figur 1 sinngemäß.

[0056] Der wesentliche Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist darin gegeben, dass der Rotor 2 auf seiner linken Seite von zwei separaten Gasvolumenströmen 100 und 101 in gleicher Richtung durchströmt wird, die während ihrer Durchströmung des Rotors jeweils aufgewärmt werden. Der Gasvolumenstrom 100 kann bspw. ein Sekundärluft-Volumenstrom sein und der Gasvolumenstrom 101 kann bspw. ein Primärluft-Volumenstrom sein. Diese Gasvolumenströme 100 und 101 dienen unterschiedlichen Verwendungszwecken in einem Kraftwerk. Abweichend von der Darstellung, in welcher die beiden Gasvolumenströme 100 und 101 den Rotor 2 nebeneinander durchströmen, können diese den Rotor auch an verschiedenen Stellen, bezogen auf den Rotorquerschnitt, durchströmen. Die separate Zuführung bzw. Rückführung der an den Radialdichtungen 8a und 8b aufgefangen bzw. abgesaugten Leckagevolumenströme erfolgt hier, beidseitig des Rotors 2 gemäß den obigen Ausführungen, jeweils in denselben Gasvolumenstrom 100 (Sekundärluft-Volumenstrom). Alternativ ist es auch möglich die aufgefangenen Leckagevolumenströme dem anderen Gasvolumenstrom 101 (Primärluft-Volumenstrom) zuzuführen.

[0057] Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist es ebenso denkbar, die Absaugung eines Leckagevolumenstroms an nur einer Stirnseite 5a oder 5b des Rotors 2 vorzusehen. Ebenso kann die Absaugung eines Leckagevolumenstroms auch an einer Umfangsdichtung 9a und/oder 9b erfolgen, wie oben beschrieben.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0058] 

1

Regenerativer Wärmetauscher

2

Rotor

3

Drehachse

4

Wärmespeicher

5a

erste Stirnseite (Unterseite)

5b

zweite Stirnseite (Oberseite)

7

Mantelwand

8a

Radialdichtung(en) an der ersten Stirnseite

8b

Radialdichtung(en) an der zweiten Stirnseite

9a

Umfangsdichtung(en) an der ersten Stirnseite

9b

Umfangsdichtung(en) an der zweiten Stirnseite

10

Frischluftvolumenstrom (erster Gasvolumenstrom)

10a

anströmender Frischluftvolumenstrom

10b

abströmender Frischluftvolumenstrom

11

Rauchgasvolumenstrom (zweiter Gasvolumenstrom)

12a

Leckagevolumenstrom an der ersten Stirnseite

12b

Leckagevolumenstrom an der zweiten Stirnseite

14

Gebläseeinrichtung für den Frischluftvolumenstrom

16a

Gebläseeinrichtung an der ersten Stirnseite

16b

Gebläseeinrichtung an der zweiten Stirnseite

17a

Verbindungsleitung zur Radialdichtung an der ersten Stirnseite

17b

Verbindungsleitung zur Radialdichtung an der zweiten Stirnseite

18a

Verbindungsleitung in den Frischluftvolumenstrom

18b

Verbindungsleitung in den Frischluftvolumenstrom

20

Filtereinrichtungen

100

Gasvolumenstrom (Sekundärluft)

101

Gasvolumenstrom (Primärluft)

140, 141

Gebläseeinrichtung für Gasvolumenströme 100 und 101

Ansprüche

1. Verfahren zum Betrieb eines regenerativen Wärmetauschers (1) der einen Rotor (2) umfasst, der von wenigstens einem ersten, aufzuwärmenden Gasvolumenstrom (10) und wenigstens einem zweiten, abzukühlenden Gasvolumenstrom (11) durchströmt wird; wobei der anströmende erste Gasvolumenstrom (10a) an einer ersten Stirnseite (5a) des Rotors (2) in den Rotor (2) eintritt und an einer zweiten Stirnseite (5b) des Rotors (2) als abströmender erster Gasvolumenstrom (10b) wieder aus dem Rotor (2) austritt;
wobei der erste (10) und/oder der zweite (11) Gasvolumenstrom am Rotor (2) mittels wenigstens einer Rotordichtung abgedichtet ist/sind, und
wobei wenigstens ein an einer Rotordichtung auftretender Leckagevolumenstrom aufgefangen und dem ersten Gasvolumenstrom (10) zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Leckagevolumenstrom an der ersten Stirnseite (5a) des Rotors (2) aufgefangen und dem anströmenden ersten Gasvolumenstrom (10a) zugeführt wird und/oder dass der Leckagevolumenstrom an der zweiten Stirnseite des Rotors (2) aufgefangen und dem abströmenden ersten Gasvolumenstrom (10b) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein an der ersten Stirnseite (5a) des Rotors (2) aufgefangener Leckagevolumenstrom stromaufwärts des Rotors (2) in den anströmenden ersten Gasvolumenstrom (10a) eingeleitet wird und/oder dass wenigstens ein an der zweiten Stirnseite (5b) des Rotors (2) aufgefangener Leckagevolumenstrom stromabwärts des Rotors (2) in den abströmenden ersten Gasvolumenstrom (10b) eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Einleiten wenigstens eines aufgefangenen Leckagevolumenstroms in den ersten Gasvolumenstrom (10) nahe des Rotors (2) und bevorzugt in unmittelbarer Nähe des Rotors (2) erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeweils wenigstens ein Leckagevolumenstrom an der ersten Stirnseite (5a) des Rotors (2) und an der zweiten Stirnseite (5b) des Rotors (2) aufgefangen wird, die dann auf getrennten Pfaden jeweils dem anströmenden ersten Gasvolumenstrom (10a) und dem abströmenden ersten Gasvolumenstrom (10b) zugeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass pro Pfad jeweils wenigstens eine Gebläseeinrichtung (16a, 16b) zur Erzeugung einer Strömung eingesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein Leckagevolumenstrom (12a, 12b) an der ersten Stirnseite (5a) und/oder an der zweiten Stirnseite (5b) des Rotors (2) im Bereich einer Radialdichtung (8a, 8b) aufgefangen wird, wobei das Auffangen bevorzugt durch ein Absaugen erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein Leckagevolumenstrom an der ersten Stirnseite (5a) und/oder an der zweiten Stirnseite (5b) des Rotors (2) im Bereich einer Umfangsdichtung (9a, 9b) aufgefangen wird, wobei das Auffangen bevorzugt durch ein Absaugen erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein erster Gasvolumenstrom (10) und wenigstens ein zweiter Gasvolumenstrom (11) den Rotor (2) gegensinnig durchströmen.

9. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens zwei erste Gasvolumenströme vorgesehen sind und das Zuführen aller aufgefangenen Leckagevolumenstroms in lediglich einen dieser beiden ersten Gasvolumenströme erfolgt.

10. Regenerativer Wärmetauscher (1) umfassend:

- einen von wenigstens zwei Gasvolumenströmen (10, 11) durchströmten Rotor (2), wobei der Rotor (2) eine erste Stirnseite (5a) aufweist an der ein anströmender erster, aufzuwärmender Gasvolumenstrom (10) in den Rotor (2) eintritt, und wobei der Rotor (2) eine zweite Stirnseite (5b) aufweist an der der abströmende erste Gasvolumenstrom (10) wieder aus dem Rotor (2) austritt; und

- wenigstens eine Rotordichtung, insbesondere Radialdichtung (8a, 8b) und/oder Umfangsdichtung (9a, 9b), zur Abdichtung des ersten (10) und/oder des zweiten (11) Gasvolumenstroms am Rotor (2); und

- wenigstens einer Auffangeinrichtung für wenigstens einen Leckagevolumenstrom an einer Rotordichtung und wenigstens einer Zuführeinrichtung für den aufgefangenen Leckagevolumenstroms in den ersten Gasvolumenstrom (10),

gekennzeichnet durch,
wenigstens eine Auffangeinrichtung an der ersten Stirnseite (5a) mit wenigstens einer zugeordneten Zuführeinrichtung für den an der ersten Stirnseite (5a) aufgefangenen Leckagevolumenstrom in den anströmenden ersten Gasvolumenstrom (10a) und/oder wenigstens eine Auffangeinrichtung an der zweiten Stirnseite (5b) mit wenigstens einer zugeordneten Zuführeinrichtung für den an der zweiten Stirnseite (5b) aufgefangenen Leckagevolumenstrom in den abströmenden ersten Gasvolumenstrom (10b).

11. Regenerativer Wärmetauscher (1) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Zuführung aus einem Leitungssystem (17a, 18a; 17b, 18b) gebildet ist, durch welches der aufgefangene Leckagevolumenstrom definiert dem ersten Gasvolumenstrom zugeführt wird.

12. Regenerativer Wärmetauscher (1) nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Leitungssystem (17a, 18a; 17b, 18b) wenigstens eine Gebläseeinrichtung (16a, 16b) angeordnet ist.

13. Regenerativer Wärmetauscher (1) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine Verbindungsleitung (17a, 17b) von einer Gebläseeinrichtung (16a, 16b) zu wenigstens einer Rotordichtung, insbesondere zu einer Radialdichtung (8a, 8b) und/oder einer Umfangsdichtung (9a, 9b), umfasst ist.

14. Regenerativer Wärmetauscher (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine Radialdichtung (8a, 8b) und/oder wenigstens eine Umfangsdichtung (9a, 9b) geteilt ausgebildet und/oder mit mehreren Öffnungen versehen ist.

15. Regenerativer Wärmetauscher (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der ersten Stirnseite (5a) des Rotors (2), insbesondere im Bereich einer Radialdichtung (8a) und/oder einer Umfangsdichtung (9a), wenigstens eine Absaugeinrichtung für einen Leckagevolumenstrom (12a) vorgesehen ist, mit einer zugeordneten Zuführeinrichtung für den abgesaugten Leckagevolumenstrom in den anströmenden ersten Gasvolumenstrom (10a), und dass an der zweiten Stirnseite (5b) des Rotors (2), insbesondere im Bereich einer Radialdichtung (8b) und/oder einer Umfangsdichtung (9b), wenigstens eine Absaugeinrichtung für einen Leckagevolumenstrom (12b) vorgesehen ist, mit einer zugeordneten Zuführeinrichtung für den abgesaugten Leckagevolumenstrom in den abströmenden ersten Gasvolumenstrom (10b), wobei die Zuführeinrichtungen separat voneinander ausgebildet sind und jeweils wenigstens eine Gebläseeinrichtung (16a, 16b) umfassen.

Amended claims

Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.

1. Verfahren zum Betrieb eines regenerativen Wärmetauschers (1) nach Anspruch 10 der einen Rotor (2) umfasst, der von wenigstens einem ersten, aufzuwärmenden Gasvolumenstrom (10) und wenigstens einem zweiten, abzukühlenden Gasvolumenstrom (11) durchströmt wird;
wobei der anströmende erste Gasvolumenstrom (10a) an einer ersten Stirnseite (5a) des Rotors (2) in den Rotor (2) eintritt und an einer zweiten Stirnseite (5b) des Rotors (2) als abströmender erster Gasvolumenstrom (10b) wieder aus dem Rotor (2) austritt;
wobei der erste (10) und/oder der zweite (11) Gasvolumenstrom am Rotor (2) mittels wenigstens einer Rotordichtung abgedichtet ist/sind, und
wobei wenigstens ein an einer Rotordichtung auftretender Leckagevolumenstrom aufgefangen und dem ersten Gasvolumenstrom (10) zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Leckagevolumenstrom an der ersten Stirnseite (5a) des Rotors (2) aufgefangen und dem anströmenden ersten Gasvolumenstrom (10a) zugeführt wird und dass der Leckagevolumenstrom an der zweiten Stirnseite des Rotors (2) aufgefangen und dem abströmenden ersten Gasvolumenstrom (10b) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein an der ersten Stirnseite (5a) des Rotors (2) aufgefangener Leckagevolumenstrom stromaufwärts des Rotors (2) in den anströmenden ersten Gasvolumenstrom (10a) eingeleitet wird und/oder dass wenigstens ein an der zweiten Stirnseite (5b) des Rotors (2) aufgefangener Leckagevolumenstrom stromabwärts des Rotors (2) in den abströmenden ersten Gasvolumenstrom (10b) eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Einleiten wenigstens eines aufgefangenen Leckagevolumenstroms in den ersten Gasvolumenstrom (10) nahe des Rotors (2) und bevorzugt in unmittelbarer Nähe des Rotors (2) erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeweils wenigstens ein Leckagevolumenstrom an der ersten Stirnseite (5a) des Rotors (2) und an der zweiten Stirnseite (5b) des Rotors (2) aufgefangen wird, die dann auf getrennten Pfaden jeweils dem anströmenden ersten Gasvolumenstrom (10a) und dem abströmenden ersten Gasvolumenstrom (10b) zugeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass pro Pfad jeweils wenigstens eine Gebläseeinrichtung (16a, 16b) zur Erzeugung einer Strömung eingesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein Leckagevolumenstrom (12a, 12b) an der ersten Stirnseite (5a) und/oder an der zweiten Stirnseite (5b) des Rotors (2) im Bereich einer Radialdichtung (8a, 8b) aufgefangen wird, wobei das Auffangen bevorzugt durch ein Absaugen erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein Leckagevolumenstrom an der ersten Stirnseite (5a) und/oder an der zweiten Stirnseite (5b) des Rotors (2) im Bereich einer Umfangsdichtung (9a, 9b) aufgefangen wird, wobei das Auffangen bevorzugt durch ein Absaugen erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein erster Gasvolumenstrom (10) und wenigstens ein zweiter Gasvolumenstrom (11) den Rotor (2) gegensinnig durchströmen.

9. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens zwei erste Gasvolumenströme vorgesehen sind und das Zuführen aller aufgefangenen Leckagevolumenstroms in lediglich einen dieser beiden ersten Gasvolumenströme erfolgt.

10. Regenerativer Wärmetauscher (1) umfassend:

- einen von wenigstens zwei Gasvolumenströmen (10, 11) durchströmten Rotor (2),

wobei der Rotor (2) eine erste Stirnseite (5a) aufweist an der ein anströmender erster, aufzuwärmender Gasvolumenstrom (10) in den Rotor (2) eintritt, und wobei der Rotor (2) eine zweite Stirnseite (5b) aufweist an der der abströmende erste Gasvolumenstrom (10) wieder aus dem Rotor (2) austritt; und

- wenigstens eine Rotordichtung, insbesondere Radialdichtung (8a, 8b) und/oder Umfangsdichtung (9a, 9b), zur Abdichtung des ersten (10) und/oder des zweiten (11) Gasvolumenstroms am Rotor (2); und

- wenigstens einer Auffangeinrichtung für wenigstens einen Leckagevolumenstrom an einer Rotordichtung und wenigstens einer Zuführeinrichtung für den aufgefangenen Leckagevolumenstroms in den ersten Gasvolumenstrom (10),

gekennzeichnet durch,
wenigstens eine Auffangeinrichtung an der ersten Stirnseite (5a) mit wenigstens einer zugeordneten Zuführeinrichtung für den an der ersten Stirnseite (5a) aufgefangenen Leckagevolumenstrom in den anströmenden ersten Gasvolumenstrom (10a) und wenigstens eine Auffangeinrichtung an der zweiten Stirnseite (5b) mit wenigstens einer zugeordneten Zuführeinrichtung für den an der zweiten Stirnseite (5b) aufgefangenen Leckagevolumenstrom in den abströmenden ersten Gasvolumenstrom (10b).

11. Regenerativer Wärmetauscher (1) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Zuführung aus einem Leitungssystem (17a, 18a; 17b, 18b) gebildet ist, durch welches der aufgefangene Leckagevolumenstrom definiert dem ersten Gasvolumenstrom zugeführt wird.

12. Regenerativer Wärmetauscher (1) nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Leitungssystem (17a, 18a; 17b, 18b) wenigstens eine Gebläseeinrichtung (16a, 16b) angeordnet ist.

13. Regenerativer Wärmetauscher (1) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine Verbindungsleitung (17a, 17b) von einer Gebläseeinrichtung (16a, 16b) zu wenigstens einer Rotordichtung, insbesondere zu einer Radialdichtung (8a, 8b) und/oder einer Umfangsdichtung (9a, 9b), umfasst ist.

14. Regenerativer Wärmetauscher (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens eine Radialdichtung (8a, 8b) und/oder wenigstens eine Umfangsdichtung (9a, 9b) geteilt ausgebildet und/oder mit mehreren Öffnungen versehen ist.

15. Regenerativer Wärmetauscher (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der ersten Stirnseite (5a) des Rotors (2), insbesondere im Bereich einer Radialdichtung (8a) und/oder einer Umfangsdichtung (9a), wenigstens eine Absaugeinrichtung für einen Leckagevolumenstrom (12a) vorgesehen ist, mit einer zugeordneten Zuführeinrichtung für den abgesaugten Leckagevolumenstrom in den anströmenden ersten Gasvolumenstrom (10a), und dass an der zweiten Stirnseite (5b) des Rotors (2), insbesondere im Bereich einer Radialdichtung (8b) und/oder einer Umfangsdichtung (9b), wenigstens eine Absaugeinrichtung für einen Leckagevolumenstrom (12b) vorgesehen ist, mit einer zugeordneten Zuführeinrichtung für den abgesaugten Leckagevolumenstrom in den abströmenden ersten Gasvolumenstrom (10b),
wobei die Zuführeinrichtungen separat voneinander ausgebildet sind und jeweils wenigstens eine Gebläseeinrichtung (16a, 16b) umfassen.

Zeichnung