Gebiet der Erfindung
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft volumetrisch arbeitende Expansionsmaschinen und
insbesondere Verfahren zur Schmierung derselben.
Stand der Technik
[0002] Der Betrieb von Expansionsmaschinen, wie z.B. Dampfturbinen und beispielsweise mit
Hilfe des Organic Rankine Cycle (ORC)-Verfahrens zur Erzeugung elektrischer Energie
durch den Einsatz organischer Medien, beispielsweise organischer Medien mit niedriger
Verdampfungstemperatur, die bei gleichen Temperaturen verglichen mit Wasser als Arbeitsmedium
im allgemeinen höhere Verdampfungsdrücke aufweisen, ist im Stand der Technik bekannt.
ORC-Anlagen stellen eine Realisierung des Clausius-Rankine-Kreisprozesses dar, in
dem beispielsweise prinzipiell über adiabatische und isobare Zustandsänderungen eines
Arbeitsmediums elektrische Energie gewonnen wird. Über Verdampfung, Expansion und
anschließende Kondensation des Arbeitsmediums wird hierbei mechanische Energie gewonnen
und in elektrische Energie gewandelt. Prinzipiell wird das Arbeitsmedium durch eine
Speisepumpe auf Betriebsdruck gebracht, und es wird ihm in einem Verdampfer Energie
in Form von Wärme, die durch eine Verbrennung oder einen Abwärmestrom zur Verfügung
gestellt wird, zugeführt. Vom Verdampfer aus strömt das Arbeitsmedium über ein Druckrohr
zu einer Expansionsmaschine, in der es auf einen niedrigeren Druck entspannt wird.
Im Anschluss strömt der entspannte Arbeitsmediumsdampf durch einen Kondensator, in
welchem ein Wärmeaustausch zwischen dem dampfförmigen Arbeitsmedium und einem Kühlmedium
stattfindet, wonach das auskondensierte Arbeitsmedium durch eine Speisepumpe zu dem
Verdampfer in einem Kreisprozess zurückgeführt wird.
[0003] Eine besondere Klasse von Expansionsmaschinen stellen volumetrisch arbeitende Expansionsmaschinen
dar, die auch als Verdrängungsexpansionsmaschinen bezeichnet werden, eine Arbeitskammer
umfassen und während einer Volumenzunahme dieser Arbeitskammer während der Entspannung
des Arbeitsmediums Arbeit verrichten. Diese Expansionsmaschinen sind beispielsweise
in Form von Kolbenexpansionsmaschinen, Schraubenexpansionsmaschinen oder Scrollexpandern
realisiert. Derartige volumetrisch arbeitende Expansionsmaschinen werden insbesondere
in ORC-Systemen kleiner Leistungsklasse (z.B. 1 bis 500kW elektrische Leistung) eingesetzt.
Im Gegensatz zu Turbinen erfordern volumetrisch arbeitende Expansionsmaschinen jedoch
eine Schmierung durch ein Schmiermittel insbesondere des Kolbens bzw. der sich aufeinander
abwälzenden Profile (Flanken) des Expansionsraums sowie der Wälzlager und der gleitenden
Wände der Arbeitskammer. Es bedarf also eine Schmierung der Lagerstellen und der sich
berührenden Flanken. Die Verwendung eines Schmiermittels führt vorteilhafterweise
auch zu einer Abdichtung des Arbeitsraums der Expansionsmaschine, wodurch weniger
Dampf durch Überströmen innerhalb der Expansionsmaschine verloren geht und somit der
Wirkungsgrad erhöht wird. Vorteilhaft ist die Schmierung mit Öl, wobei Öl und Frischdampf
die Expansionsmaschine gemeinsam passieren, was eine nachfolgende Trennung von Öl
und Dampf notwendig macht.
[0004] In der Kältetechnik kann die Schmierung einfach realisiert werden. Man gibt hier
ein lösliches Öl zum Arbeitsmedium. Am Auslass der Kompressionsmaschine liegt das
Öl als fein verteilte Tröpfchen im komprimierten Dampf vor. Der unter hohem Druck
stehende Dampf-Öl-Spray wird nun durch einen Ölabscheider geleitet, wo Öl durch einen
Zyklon abgeschieden wird und das Kältemittel den Ölabscheider dampfförmig in Richtung
Kondensator verlässt. Das Öl liegt nun bei hohem Druck vor und kann direkt in den
Einlassbereich der Kompressionsmaschine eingedüst sowie zu den Lagern geleitet werden.
Das Öl wird mit dem Niederdruckdampf mitgerissen, gemeinsam mit dem Dampf auf hohen
Druck gebracht und kann dann wiederum im Ölabscheider abgetrennt werden.
[0005] Aus dem Verfahren zur Schmierung von Kompressoren leitete sich ein Verfahren zur
Schmierung von Expansionsmaschinen ab. Hierbei wird dem Arbeitsmedium Öl beigegeben.
Die Trennung von Öl und Dampf findet ebenfalls am Auslass der Expansionsmaschine in
einem Ölabscheider statt. Da bei der Expansion am Auslass ein geringerer Druck als
am Einlass herrscht, muss das Öl durch eine Ölkreispumpe auf Frischdampfdruck gebracht
werden, um das Öl am Einlass in den Frischdampf zur Flankenschmierung eindüsen zu
können. Weiterhin müssen auch hier die Lagerstellen mit Öl versorgt werden. Figur
1 stellt eine Prinzipskizze eines solchen Schmiersystems des Stands der Technik dar.
Ein Arbeitsmedium wird von einem Verdampfer 1 zu einer Expansionsmaschine 2 geliefert.
In der Expansionsmaschine 2 wird das dampfförmige Arbeitsmedium entspannt und es wird
über einen Generator 3 die freigewordene Energie in elektrische Energie gewandelt.
Über eine Ölkreispumpe 4 wird der Expansionsmaschine 2 ein Schmiermittel, beispielsweise
ein Schmieröl, zugeführt. Das Schmiermittel dient in der Expansionsmaschine der Lagerschmierung
L und der Flankenschmierung F. Das Schmiermittel verlässt gemeinsam mit dem entspannten
Arbeitsmedium die Expansionsmaschine 2. Das Schmiermittel liegt in Form eines fein
verteilten Ölnebels im entspannten Arbeitsmedium vor und wird in einem Ölabscheider
5 vom Arbeitsmedium getrennt, so dass dieses im Wesentlichen ölfrei aus dem Ölabscheider
5 zu einem Kondensator 6 geliefert wird. Das kondensierte Arbeitsmedium wird durch
eine Speisepumpe 7 dem Verdampfer 1 wieder zugeführt. Das rückgewonnene Öl wird über
die Ölkreispumpe 4 der Expansionsmaschine 2 wieder zugeführt.
[0006] Das Schmiersystem des Stands der Technik weist jedoch die folgenden Nachteile auf.
Da das Schmiermittel (Schmieröl) auf der Niederdruckseite nach Passieren der Expansionsmaschine
2 abgetrennt wird, ist das Vorsehen der Ölkreispumpe 4 erforderlich, die, da das Schmiermittel
auf der Hochdruckseite der Expansionsmaschine 2 zuzuführen ist, die gleiche Druckdifferenz
wie die das Arbeitsmedium transportierende Speisepumpe 7 zu überwinden hat, woraus
ein hoher apparativer Aufwand mit entsprechenden Kosten resultiert. Zudem ist ein
relativ großer Ölabscheider 5 vonnöten, da der die Expansionsmaschine 2 verlassende
Abdampf eine im Vergleich zum der Expansionsmaschine 2 zugeführten Frischdampf geringere
Dichte, beispielsweise um mehr als eine Größenordnung geringere Dichte, aufweist.
Dadurch entsteht ein großer Materialaufwand mit entsprechend hohen Kosten. Durch das
große Volumen ist eine große Füllmenge an relativ hochpreisigem Öl notwendig. Weiterhin
wird die Trennung des Schmiermittels von dem Abdampf des Arbeitsmediums mithilfe von
Zyklonabscheidern oder Prallplatten, stets unter signifikanter Richtungsänderung des
das Schmiermittel enthaltenden Abdampfstroms, ausgeführt, wodurch, kombiniert mit
den relativ großen Volumina der Abdampfströmung, Druckverluste auftreten, die zu einem
auf die Expansionsmaschine 2 wirkenden Gegendruck und damit zu einer Verringerung
des Wirkungsgrads derselben führen. Da das Öl auf niedrigem Druckniveau vorliegt,
muss eine zusätzliche Pumpe, die Ölkreispumpe, eingesetzt werden.
[0007] Zudem weist der relativ große Ölabscheider 5 aufgrund der relativ großen Masse bzw.
des relativ großen Volumens des Abdampfes eine gewisse Trägheit auf, die sich beim
Anfahren der Anlage oder Lastwechseln unvorteilhaft auswirkt. Auch verringert das
dem Frischdampf i.a. im flüssigen Zustand mit ungefähr der Temperatur des Abdampfes
in den Frischdampf eingedüste Schmiermittel in unerwünschter Weise die Frischdampftemperatur
und Frischdampfenthalpie, was die erzielbare Arbeit reduziert.
[0008] Es besteht somit ein Bedarf dafür und es liegt somit der vorliegenden Erfindung als
Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Schmierung von volumetrisch arbeitenden Expansionsmaschinen
bereitzustellen, in dem die oben genannten Probleme ausgeräumt oder zumindest gemildert
werden.
Beschreibung der Erfindung
[0009] Die oben genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Schmierung einer Expansionsmaschine
in einer thermodynamischen Kreisprozessvorrichtung, wobei die Kreisprozessvorrichtung
die Expansionsmaschine, eine Speisepumpe, einen Schmiermittelabscheider und ein Arbeitsmedium
mit einem Schmiermittel umfasst, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst.
Das Arbeitsmedium wird mittels der Speisepumpe mit Druck beaufschlagt. Das mit Druck
beaufschlagte Arbeitsmedium wird von der Speisepumpe an den Schmiermittelabscheider
geliefert. Zumindest ein Teil des Schmiermittels wird aus dem Arbeitsmedium mit dem
Schmiermittelabscheider abgeschieden. Zumindest ein Teil des abgeschiedenen Schmiermittels
wird vom Schmiermittelabscheider an die Expansionsmaschine geliefert.
[0010] Im Gegensatz zum Stand der Technik wird erfindungsgemäß zumindest ein Teil des Schmiermittels
aus dem durch die Speisepumpe mit Druck beaufschlagten Arbeitsmedium abgeschieden.
Im Stand der Technik hingegen geschieht diese Abscheidung aus dem die Expansionsmaschine
unmittelbar verlassenden Arbeitsmedium. Das Vorsehen einer Ölkreispumpe erübrigt sich
in dem erfindungsgemäßen Verfahren, da das abgeschiedene Schmiermittel auf einem hohen
Druckniveau vorliegt. Auch kann der Schmiermittelabscheider im Vergleich zum Stand
der Technik kleiner ausgebildet werden, da die Trennung des Schmiermittels aus der
Flüssigkeit mit hoher Dichte statt aus dem Abdampf erfolgt. Weiterhin wird die Frischdampftemperatur/-enthalpie
erfindungsgemäß nicht in unerwünschter Weise durch Hinzufügen eines relativ kalten
Schmiermittels herabgesenkt, da das abgeschiedene Schmiermittel vorzugsweise zur Schmierung
des Lagers der Expansionsmaschine verwendet wird. Weitere Vorteile sind zum einen
die passende niedrige Temperatur des der Expansionsmaschine vom Schmiermittelabscheider
zugeführten Schmiermittels, was eine vorteilhafte Lagerkühlung bewirkt und zum anderen
die schnelle Inbetriebnahme der thermodynamischen Kreisprozessvorrichtung aufgrund
des gegenüber dem Stand der Technik geringeren Flüssigkeitsinventars.
[0011] Gemäß einer Weiterbildung umfasst die Kreisprozessvorrichtung weiterhin einen Kondensator
und einen Verdampfer und das erfindungsgemäße Verfahren umfasst weiterhin das Liefern
des Arbeitsmediums von der Expansionsmaschine an den Kondensator, das Verflüssigen
des Arbeitsmediums mit dem Kondensator, das Liefern des verflüssigten Arbeitsmediums
von dem Kondensator an die Speisepumpe, das Liefern des von Schmiermittel abgereicherten
Arbeitsmediums von dem Schmiermittelabscheider an den Verdampfer, das Verdampfen des
von Schmiermittel abgereicherten Arbeitsmediums in dem Verdampfer, und das Liefern
des verdampften Arbeitsmediums an die Expansionsmaschine.
[0012] Während in dieser Weiterbildung zumindest ein Teil des abgeschiedenen Schmiermittels
an Schmierstellen der Expansionsmaschine geliefert wird, wie beispielsweise an ein
Lager, dient gemäß dieser Weiterbildung ein in dem der Expansionsmaschine zugeführten
Arbeitsmedium verbleibender Anteil des Schmiermittels der Schmierung aufeinander abwälzender
oder gleitender Teile der Arbeitskammer der volumetrisch arbeitenden Expansionsmaschine
(Flankenschmierung). Dabei hat der verbleibende Anteil des Schmiermittels die dazu
passende Temperatur. Das verbleibende Schmiermittel wird nämlich im Verdampfer zusammen
mit dem Arbeitsmedium aufgeheizt und verringert dadurch nicht den Energieinhalt des
der Expansionsmaschine zugeführten Frischdampfs.
[0013] Gemäß einer anderen Weiterbildung kann die Kreisprozessvorrichtung weiterhin einen
Speisebehälter umfassen, und der Schritt des Lieferns des verflüssigten Arbeitsmediums
von dem Kondensator an die Speisepumpe kann die Teilschritte (i) Liefern des verflüssigten
Arbeitsmediums von dem Kondensator an den Speisebehälter und (ii) Liefern des Arbeitsmediums
vom Speisebehälter an die Speisepumpe umfassen. Auf diese Weise wird ein Sammelbehälter
für das Arbeitsmedium bereitgestellt, aus dem die Speisepumpe das Arbeitsmedium und
das Schmiermittel absaugen kann.
[0014] Eine Weiterbildung der zuletzt genannten Weiterbildung umfasst das Liefern des Arbeitsmediums
vom Speisebehälter an die Speisepumpe das gleichzeitige Absaugen einer schmiermittelarmen
und einer schmiermittelreichen Phase des Arbeitsmediums aus dem Speisebehälter oder
ein Mischen einer schmiermittelarmen und einer schmiermittelreichen Phase des Arbeitsmediums
im Speisebehälter. Dadurch können negative Folgen einer Phasentrennung der zweiphasigen
Suspension aus Arbeitsmedium und Schmiermittel im Speisebehälter auf den Betrieb der
Kreisprozessvorrichtung vermieden werden. Aufgrund von Dichteunterschieden kann im
Speisebehälter nach längerem Stillstand oder durch eine schnelle Trenngeschwindigkeit
während des Betriebs eine derartige Phasentrennung (Entmischung) erfolgen, wobei es
dann beispielsweise zu Problemen bei der Inbetriebnahme kommen kann, die jedoch durch
diese Weiterbildung gelöst werden.
[0015] Gemäß einer Weiterbildung liegt das durch den Kondensator verflüssigte Arbeitsmedium
in Form einer Suspension aus Arbeitsmittel und Schmiermittel vor, wobei insbesondere
keine oder nur eine geringfügige Lösung von Schmiermittel im Arbeitsmittel stattfindet.
Eine geringfügige Lösung ist dabei eine Lösung von weniger als 15%, vorzugsweise von
weniger als 10%, höchstvorzugsweise von weniger als 5% von Schmiermittel im Arbeitsmittel.
Auf diese Weise kann das Schmiermittel im Schmiermittelabscheider gut vom Arbeitsmittel
getrennt werden.
[0016] Das abgeschiedene Schmiermittel kann aufgrund der Druckbeaufschlagung, insbesondere
direkt und/oder ohne gepumpt zu werden, vorzugsweise zu Schmierstellen der Expansionsmaschine,
insbesondere zu einem Lager der Expansionsmaschine, strömen; wobei vorzugsweise eine
Regelung eines Volumenstroms des Schmiermittels zur Expansionsmaschine erfolgt. Dies
erübrigt eine weitere Pumpe (Ölpumpe) und reduziert somit den konstruktiven Aufwand
und die Kosten. Eine Regelung des Volumenstroms kann mittels eines Regelventils in
einer Leitung zwischen dem Schmiermittelabscheider und der Expansionsmaschine erfolgen.
[0017] Gemäß einer anderen Weiterbildung wird eine Strömungsgeschwindigkeit des Arbeitsmediums
in dem Schmiermittelabscheider reduziert. Dies begünstigt die Phasentrennung von Schmiermittel
und Arbeitsmittel.
[0018] Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhafterweise zur Schmierung einer volmetrisch
arbeitenden Expansionsmaschine einer Organic Rankine Cycle (ORC) - Anlage eingesetzt
werden. Somit kann das Arbeitsmedium in Form eines organischen Arbeitsmittels bereitgestellt
werden. Fluorierte Kohlenwasserstoffe können beispielsweise als Arbeitsmittel dienen.
Während das Arbeitsmittel typischerweise im wesentlichen dampfförmig von dem Verdampfer
zu der Expansionsmaschine geliefert wird, kann das abgereicherte Arbeitsmedium einen
Anteil von Schmiermittel im flüssigen Zustand, beispielsweise in Form von Öltröpfchen,
enthalten, die mit dem Dampf des Arbeitsmittels mitgerissen werden. Das Schmiermittel
in Form von Öltröpfchen kann beispielsweise ein Kältemittelöl sein, welches in Kombination
mit einem Arbeitmittel eine Mischungslücke aufweist (siehe auch detaillierte Beschreibung
unten). Geeignete Kältemittelöle sind z.B. auf Polyalphaolefin-Basis (PAO, Basisflüssigkeit
für Schmierstoffe, z.B. Rensio Synth 68 von Fuchs Europe Schmierstoffe GmbH) oder
Alkylbenzol-Basis (z.B. Rensio SP 220 von Fuchs Europe Schmierstoffe GmbH) hergestellt.
[0019] Die oben genannte Aufgabe wird auch durch ein thermodynamische Kreisprozessvorrichtung
gelöst, die umfasst: ein Arbeitsmedium mit einem Arbeitsmittel und einem Schmiermittel,
eine Expansionsmaschine, eine Speisepumpe zum Druckbeaufschlagen des Arbeitsmediums,
und ein Schmiermittelabscheider zum Abscheiden zumindest eines Teils des Schmiermittels
aus dem Arbeitsmedium, wobei die Kreisprozessvorrichtung dazu ausgebildet ist, zumindest
einen Teil des abgeschiedenen Schmiermittels vom Schmiermittelabscheider an die Expansionsmaschine
zu liefern. Vorteile der erfindungsgemäßen Kreisprozessvorrichtung und deren Weiterbildungen
sind analog zu dem erfindungsgemäßen Verfahren und dessen Weiterbildungen.
[0020] Die erfindungsgemäße thermodynamische Kreisprozessvorrichtung kann weiterhin umfassen:
einen Kondensator zum Verflüssigen des Arbeitsmediums, und einen Verdampfer zum Verdampfen
des von Schmiermittel abgereicherten Arbeitsmediums, wobei die Kreisprozessvorrichtung
dazu ausgebildet ist, das Arbeitsmedium von der Expansionsmaschine an den Kondensator
zu liefern, das von Schmiermittel abgereicherte Arbeitsmedium von dem Schmiermittelabscheider
an den Verdampfer zu liefern, und das verdampfte Arbeitsmedium an die Expansionsmaschine
zu liefern.
[0021] Die Kreisprozessvorrichtung kann weiterhin einen Speisebehälter umfassen, wobei die
Kreisprozessvorrichtung dazu ausgebildet ist, das verflüssigte Arbeitsmedium von dem
Kondensator an den Speisebehälter zu liefern und das Arbeitsmedium vom Speisebehälter
an die Speisepumpe zu liefern.
[0022] Weiterhin kann eine Absaugvorrichtung zum Absaugen zumindest einer oben schwimmenden,
schmiermittelreichen Phase des Arbeitsmediums in dem Speisebehälter vorgesehen sein
oder es kann eine Absaugvorrichtung zum gleichzeitigen Absaugen einer schmiermittelarmen
und einer schmiermittelreichen Phase des Arbeitsmediums aus dem Speisebehälter vorgesehen
sein oder es kann eine Mischvorrichtung zum Mischen einer schmiermittelarmen und einer
schmiermittelreichen Phase des Arbeitsmediums im Speisebehälter vorgesehen sein.
[0023] Die Kreisprozessvorrichtung kann eine Organic-Rankine-Cycle-Vorrichtung sein, in
der ein organisches Arbeitsmedium Verwendung findet, und die Expansionsmaschine kann
aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus einer Kolbenexpansionsmaschine, Schraubenexpansionsmaschine,
einem Scrollexpander, einer Flügelzellenmaschine und einem Rootsexpander besteht.
[0024] Der Schmiermittelabscheider kann weiterhin dazu ausgebildet sein, zumindest einen
Teil des abgeschiedenen Schmiermittels der Expansionsmaschine entsprechenden Schmierstellen,
wie zu schmierenden Lagern der Expansionsmaschine, zuzuführen. Insbesondere kann gemäß
einer Weiterbildung eine Rohrleitung vorgesehen sein, in der das in dem Schmiermittelabscheider
abgeschiedene Schmiermittel zu Schmierstellen der Expansionsmaschine, insbesondere
zu einem Lager der Expansionsmaschine, geleitet wird; und wobei die Rohrleitung vorzugsweise
ein Regelventil zur Volumenstromregelung des Schmiermittels aufweisen kann.
[0025] Weiterhin wird ein Dampfkraftwerk, beispielsweise ein Geothermie-Dampfkraftwerk oder
ein Biomasseverbrennungs-Dampfkraftwerk, bereitgestellt, das die Vorrichtung gemäß
einem der obigen Beispiele umfasst.
[0026] Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich,
dass die Ausführungsformen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen.
Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen
Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können.
Zeichnungen
[0027]
Figur 1 stellt ein Schmiersystem für eine volumetrische Expansionsmaschine gemäß dem
Stand der Technik dar.
Figur 2 veranschaulicht beispielhaft ein Schmiersystem für eine volumetrische Expansionsmaschine
gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 3 stellt unterschiedliche Zustände des Arbeitsmediums im Speisebehälter schematisch
dar.
Figur 4 veranschaulicht einen Speisebehälter mit Absauglanze zu gleichzeitigen Entnahme
von ölreicher und ölarmer Phase.
Ausführungsformen
[0028] Wie es in Figur 2 gezeigt ist, umfasst eine Schmiersystem für eine volumetrische
Expansionsmaschine in einer thermodynamischen Kreisprozessvorrichtung gemäß einem
Beispiel für die vorliegende Erfindung einen Schmiermittelabscheider (im Weiteren
beispielhaft einen Ölabscheider) 10, der im Kreisprozess zwischen einer Speisepumpe
50 und einem Verdampfer 20 angeordnet ist. Der Verdampfer 20 erzeugt ein vollständig
oder teilweise verdampftes Arbeitsmedium (Frischdampf), welches an eine Expansionsmaschine
30 geliefert wird, die durch das Arbeitsmedium angetrieben wird und in Zusammenwirken
mit einem Generator 40 der Gewinnung elektrischer Energie dient. Das Arbeitmedium
verlässt die Expansionsmaschine 30 als Schmierstoff-Arbeitsmittel-Spray und strömt
zum Kondensator 60. Im Kondensator 60 erfolgt eine Verflüssigung des Arbeitsmediums,
wobei keine oder nur eine geringfügige Lösung vom Schmiermittel im Arbeitsmittel stattfinden
sollte. Das verflüssigte Arbeitsmedium wird vorzugsweise in einem Speisebehälter 70
gesammelt. Die Speisepumpe 50 saugt das flüssige Arbeitsmedium aus dem Speisebehälter
70, erhöht dessen Druck und befördert es in den Schmiermittelabscheider 10. Die Suspension
aus Schmiermittel und Arbeitsmittel wird auf Frischdampfdruck gebracht. Das Arbeitsmedium
besteht aus dem eigentlichen Arbeitsmittel und einem Schmiermittel. Das abgeschiedene
Schmiermittel wird vom Schmiermittelabscheider 10 direkt, also ohne weitere Pumpe,
an das Lager der Expansionsmaschine 30 zu dessen Schmierung und Kühlung geliefert.
Das von Schmiermittel abgereicherte Arbeitsmedium wird dann wieder dem Verdampfer
20 zugeführt, und der Kreisprozess schließt sich.
[0029] Während im Stand der Technik, wie es oben mit Bezug auf Figur 1 beschrieben ist,
eine Abscheidung des Schmiermittels aus dem Abdampfstrom-also niederdruckseitig-erfolgt,
wird erfindungsgemäß zumindest ein Teil des Schmiermittels hochdruckseitig aus dem
mit Schmiermittel versetzten Arbeitsmedium abgeschieden. Bei der Trennung des Schmiermittels
vom Arbeitsmittel wird bevorzugt die unterschiedliche Dichte von Arbeitsmittel und
Schmiermittel ausgenutzt. Einbauten im Schmiermittelabscheider 10 sowie eine Aufweitung
des Querschnitts und eine damit einhergehende Reduktion der Strömungsgeschwindigkeit
begünstigen die Phasentrennung. In der Regel kann das Schmiermittel im oberen Bereich
des Schmiermittelabscheiders 10 abgeleitet werden. Da das abgeleitete Schmiermittel
auf einem hohen Druckniveau vorliegt, kann es direkt z.B. über eine Rohrleitung an
Lagerstellen der Expansionsmaschine 30 geleitet werden.
[0030] Aufgrund der geringfügigen Löslichkeit von Öl im Arbeitsmittel passiert ein Teil
des Schmiermittels den Schmiermittelabscheider 10 und wird gemeinsam mit dem Arbeitsmittel
zum Verdampfer 20 geleitet. Auch hier verlässt das Schmiermittel den Verdampfer 20
flüssig, jedoch auf Frischdampftemperatur. Das fein verteilte im Dampf vorliegende
Schmiermittel sorgt für eine sichere Flankenschmierung in der Expansionsmaschine 30.
[0031] Folgende Vorteile der Erfindung sind zu nennen. Da eine Flüssigkeit mit hoher Dichte
getrennt wird, ergibt sich eine kompakte Bauweise des Schmiermittelabscheiders 10.
Es ergeben sich nur geringe Druckverluste. Das Schmiermittel (Öl) hat die für die
jeweilige Verwendung passende Temperatur. Heißes Öl wird für die Flankenschmierung
eingesetzt, und kühles Öl wird für die Lagerschmierung und-kühlung eingesetzt. Aufgrund
des gegenüber dem Stand der Technik reduzierten Flüssigkeitsinventars ergibt sich
eine schnellere Inbetriebnahme der Kreisprozessvorrichtung. Da gemäß dem beschriebenen
Beispiel das in dem Ölabscheider 10 abgeschiedene Schmieröl unter hohem Druck steht,
so dass es frei durch den Druck verursacht zu der Expansionsmaschine 30 strömen kann,
besteht keine Notwendigkeit für das Bereitstellen einer weiteren Pumpeinrichtung für
das Schmiermittel. Es kann jedoch in vorteilhafter Weise ein Druckreduzierventil (Regelventil)
zwischen Ölabscheider und Expansionsmaschine eingesetzt werden, um etwa die bei unterschiedlichen
Betriebspunkten auftretenden Volumenstromschwankungen des Schmiermittels auszuregeln.
[0032] Ein weiterer Vorteil ist, dass im Vergleich zum Stand der Technik ein geringeres
Volumen pro Zeit durch den Ölabscheider 10 fließt, so dass dieser vergleichsweise
kompakt ausgebildet werden kann, woraus sich eine Raumersparnis und Kostenersparnis
ergeben. Weiterhin wird der Druckverlust nach der Expansionsmaschine 30 verringert
und es kann so das Druckgefälle über die Expansionsmaschine 30 im Vergleich zur herkömmlichen
Konfiguration mit einem der Expansionsmaschine 30 nachgeordneten Ölabscheider 10 vergrößert
werden, so dass der Wirkungsgrad der Expansionsmaschine 30 erhöht werden kann.
[0033] Bei der konstruktiven Umsetzung der Erfindung ist ein Arbeitsmedium zu verwenden,
das eine ausreichend große Mischungslücke aufweist. Das bedeutet, dass sich eine ölarme
flüssige Phase und eine ölreiche flüssige Phase herausbilden. Geht man z.B. von einem
reinen Kältemittel aus und fügt Öl hinzu, so kann dies abhängig von der Temperatur
bis zu einem gewissen Prozentsatz im Arbeitsmittel gelöst werden. Steigert man die
Ölkonzentration weiter, so bildet sich eine zweiphasige Mischung aus, die aus einer
ölarmen und einer ölreichen flüssigen Phase besteht. Gibt man weiter Öl hinzu, so
bildet sich schließlich eine einheitliche ölreiche Phase.
[0034] Beispielsweise kann das Arbeitsmittel in Form eines fluorierten Kohlenwasserstoffes,
z.B. R134a, R245fa, und das Schmiermittel in Form eines Kältemittelöls bereitgestellt
werden. Geeignete Kältemittelöle sind z.B. auf Polyalphaolefin-Basis (PAO, Basisflüssigkeit
für Schmierstoffe, z.B. Rensio Synth 68 von Fuchs Europe Schmierstoffe GmbH) oder
Alkylbenzol-Basis (z.B. Rensio SP 220 von Fuchs Europe Schmierstoffe GmbH) hergestellt.
Das Schmieröl wird i.a. eine gegenüber dem Arbeitsmedium deutlich erhöhte Siedetemperatur
aufweisen, so dass es nach dem Durchgang durch den Verdampfer 20 flüssig in Tröpfchenform
in dem Arbeitsdampf des Arbeitsmediums vorliegt.
[0035] Die Inbetriebnahme eines Systems, in dem sich die zweiphasige Mischung aufgrund der
Dichteunterschiede im Speisebehälter 70 z.B. nach längerem Stillstand oder auch aufgrund
einer schnellen Trenngeschwindigkeit im Betrieb getrennt hat, ist jedoch problematisch.
Im rechten Teil der Figur 3 ist eine solche Phasentrennung (Entmischung) im Speisebehälter
70 schematisch dargestellt, wobei M1 die ölarme Phase und M2 die ölreiche Phase bezeichnet,
wohingegen im linken Teil der Figur 3 die zweiphasige Mischung M1+M2 während des Betriebs
dargestellt ist. Bei einem konventionellen Speisebehälter, wie er in Kälteanlagen
oder auch in ORC-Anlagen zum Einsatz kommt, wird das Arbeitsmedium am Boden abgezogen,
somit würde im Falle einer Phasentrennung nur die ölarme Phase M1 zur Speisepumpe
gelangen. Um dieses Problem zu lösen, kann der Speisebehälter um eine Absaugeinrichtung
71 erweitert werden, was z.B. eine Absauglanze sein kann, wie es in Figur 4 dargestellt
ist. Die Absauglanze besitzt beispielsweise eine oder mehrere obere und eine oder
mehrere untere Bohrungen, mit denen das Verhältnis der Volumenströme von ölreicher
und ölarmer Phase definiert werden kann. An den Einlassöffnungen der Absauglanze stellt
sich jeweils genau die Strömungsgeschwindigkeit ein, mit der der Druckverluste in
der Ansauglanze ausgeglichen sind. Durch den Durchmesser der Bohrungen sowie deren
Anzahl und Anordnung kann das Verhältnis der angesaugten Volumenströme eingestellt
werden. Im unteren zur Speisepumpe führenden Rohrteil der Absauglanze mischen sich
die beiden Phasen und werden im Schmiermittelabscheider wieder voneinander getrennt.
Bei der beispielhaft genannten festen Absauglanze 71 werden bei Vorhandensein von
zwei Phasen diese mit einem sich einstellenden Volumenverhältnis angesaugt.
[0036] Die Absaugeinrichtung kann jedoch konstruktiv auch auf andere Weise dargestellt werden.
Es kann durch einen Schwimmer in einem beweglichen Aufbau bei Vorhandensein von zwei
Phasen zumindest die obenauf schwimmende Phase abgesaugt werden. Es kann durch ein
schaltbares Ventil bei Vorhandensein von zwei Phasen zumindest die obenauf schwimmende
Phase abgesaugt werden. Es können durch ein durch den Volumenstrom angetriebenes Mischrad
die beiden Phasen gemischt werden, so dass bei Vorhandensein von zwei Phasen diese
gemischt angesaugt werden. Es können durch ein motorisch angetriebenes Mischrad die
beiden Phasen gemischt werden, so dass bei Vorhandensein von zwei Phasen diese gemischt
angesaugt werden.
[0037] Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Abtrennung
von Schmiermittel aus dem flüssigen Arbeitsmedium. Aus diesem Grund wird eine Arbeitsmittel-ÖI-Paarung
eingesetzt, bei der sich das Öl und das Arbeitsmittel nur geringfügig ineinander lösen.
Deshalb kann in einem Schmiermittelabscheider das Öl für die Lagerschmierung und -kühlung
in einer Expansionsmaschine abgeführt werden. Da es im Speisebehälter zu einer Entmischung
kommen kann, muss durch eine Vorrichtung sichergestellt werden, dass in diesem Fall
beide Phasen angesaugt werden, was z.B. durch eine Absauglanze realisiert werden kann.
1. Verfahren zur Schmierung einer Expansionsmaschine in einer thermodynamischen Kreisprozessvorrichtung,
wobei die Kreisprozessvorrichtung die Expansionsmaschine, eine Speisepumpe, einen
Schmiermittelabscheider und ein Arbeitsmedium mit einem Arbeitsmittel und einem Schmiermittel
umfasst, und wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Druckbeaufschlagen des Arbeitsmediums mit der Speisepumpe;
Liefern des druckbeaufschlagten Arbeitsmediums von der Speisepumpe an den Schmiermittelabscheider;
Abscheiden zumindest eines Teils des Schmiermittels aus dem Arbeitsmedium mit dem
Schmiermittelabscheider; und
Liefern zumindest eines Teils des abgeschiedenen Schmiermittels vom Schmiermittelabscheider
an die Expansionsmaschine.
2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Kreisprozessvorrichtung weiterhin einen
Kondensator und einen Verdampfer umfasst, und wobei das Verfahren weiterhin die folgenden
Schritte umfasst:
Liefern des Arbeitsmediums von der Expansionsmaschine an den Kondensator;
Verflüssigen des Arbeitsmediums mit dem Kondensator;
Liefern des verflüssigten Arbeitsmediums von dem Kondensator an die Speisepumpe;
Liefern des von Schmiermittel abgereicherten Arbeitsmediums von dem Schmiermittelabscheider
an den Verdampfer;
Verdampfen des von Schmiermittel abgereicherten Arbeitsmediums in dem Verdampfer;
und
Liefern des verdampften Arbeitsmediums an die Expansionsmaschine.
3. Das Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Kreisprozessvorrichtung weiterhin einen
Speisebehälter umfasst, und wobei der Schritt des Lieferns des verflüssigten Arbeitsmediums
von dem Kondensator an die Speisepumpe die Teilschritte (i) Liefern des verflüssigten
Arbeitsmediums von dem Kondensator an den Speisebehälter und (ii) Liefern des Arbeitsmediums
vom Speisebehälter an die Speisepumpe umfasst.
4. Das Verfahren gemäß Anspruch 3, in dem das Liefern des Arbeitsmediums vom Speisebehälter
an die Speisepumpe das gleichzeitige Absaugen einer schmiermittelarmen und einer schmiermittelreichen
Phase des Arbeitsmediums aus dem Speisebehälter oder ein Mischen einer schmiermittelarmen
und einer schmiermittelreichen Phase des Arbeitsmediums im Speisebehälter umfasst.
5. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem das durch den Kondensator
verflüssigte Arbeitsmedium in Form einer Suspension aus Arbeitsmittel und Schmiermittel
vorliegt, insbesondere wobei keine oder nur eine geringfügige Lösung von weniger als
15%, vorzugsweise von weniger als 10%, höchstvorzugsweise von weniger als 5% Schmiermittel
im Arbeitsmittel stattfindet.
6. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem das abgeschiedene Schmiermittel
aufgrund der Druckbeaufschlagung, insbesondere direkt und/oder ohne gepumpt zu werden,
zu Schmierstellen der Expansionsmaschine, insbesondere zu einem Lager der Expansionsmaschine,
strömt, und wobei vorzugsweise eine Regelung eines Volumenstroms des Schmiermittels
zur Expansionsmaschine erfolgt.
7. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem weiteren Schritt:
Reduzieren einer Strömungsgeschwindigkeit des Arbeitsmediums in dem Schmiermittelabscheider.
8. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem das Arbeitsmittel in
Form eines organischen Arbeitsmittels bereitgestellt wird, wobei das Arbeitsmedium
insbesondere einen fluorierten Kohlenwasserstoff umfasst oder daraus besteht und/oder
das Schmiermittel insbesondere ein Kältemittelöl umfasst oder daraus besteht.
9. Thermodynamische Kreisprozessvorrichtung, umfassend:
ein Arbeitsmedium mit einem Arbeitsmittel und einem Schmiermittel;
eine Expansionsmaschine;
eine Speisepumpe zum Druckbeaufschlagen des Arbeitsmediums; und
ein Schmiermittelabscheider zum Abscheiden zumindest eines Teils des Schmiermittels
aus dem Arbeitsmedium;
wobei die Kreisprozessvorrichtung dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil des abgeschiedenen
Schmiermittels vom Schmiermittelabscheider an die Expansionsmaschine zu liefern.
10. Die Kreisprozessvorrichtung gemäß Anspruch 9, weiterhin umfassend:
einen Kondensator zum Verflüssigen des Arbeitsmediums; und
einen Verdampfer zum Verdampfen des von Schmiermittel abgereicherten Arbeitsmediums;
wobei die Kreisprozessvorrichtung dazu ausgebildet ist, das Arbeitsmedium von der
Expansionsmaschine an den Kondensator zu liefern, das von Schmiermittel abgereicherte
Arbeitsmedium von dem Schmiermittelabscheider an den Verdampfer zu liefern, und das
verdampfte Arbeitsmedium an die Expansionsmaschine zu liefern.
11. Die Kreisprozessvorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, in der die Kreisprozessvorrichtung
weiterhin einen Speisebehälter umfasst, und wobei die Kreisprozessvorrichtung dazu
ausgebildet ist, das verflüssigte Arbeitsmedium von dem Kondensator an den Speisebehälter
zu liefern und das Arbeitsmedium vom Speisebehälter an die Speisepumpe zu liefern.
12. Die Kreisprozessvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei eine Absaugvorrichtung zum Absaugen
zumindest einer oben schwimmenden, schmiermittelreichen Phase des Arbeitsmediums in
dem Speisebehälter vorgesehen ist oder wobei eine Absaugvorrichtung zum gleichzeitigen
Absaugen einer schmiermittelarmen und einer schmiermittelreichen Phase des Arbeitsmediums
aus dem Speisebehälter vorgesehen ist oder wobei eine Mischvorrichtung zum Mischen
einer schmiermittelarmen und einer schmiermittelreichen Phase des Arbeitsmediums im
Speisebehälter vorgesehen ist.
13. Die Kreisprozessvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, in der die Kreisprozessvorrichtung
eine Organic-Rankine-Cycle-Vorrichtung ist und/oder in der die Expansionsmaschine
aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einer Kolbenexpansionsmaschine, Schraubenexpansionsmaschine,
einem Scrollexpander, einer Flügelzellenmaschine und einem Rootsexpander besteht.
14. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, weiterhin eine Rohrleitung umfassend,
in der das in dem Schmiermittelabscheider abgeschiedene Schmiermittel zu Schmierstellen
der Expansionsmaschine, insbesondere zu einem Lager der Expansionsmaschine, geleitet
wird, und wobei die Rohrleitung vorzugsweise ein Regelventil zur Volumenstromregelung
des Schmiermittels aufweist.
15. Dampfkraftwerk, das die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14 umfasst.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
1. Verfahren zur Schmierung einer Expansionsmaschine in einer thermodynamischen Kreisprozessvorrichtung,
wobei die Kreisprozessvorrichtung die Expansionsmaschine (30), eine Speisepumpe (50),
einen Schmiermittelabscheider (10), einen Verdampfer (20), einen Kondensator (60)
und ein Arbeitsmedium mit einem Arbeitsmittel und einem Schmiermittel umfasst, und
wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Druckbeaufschlagen des Arbeitsmediums mit der Speisepumpe (50);
Liefern des druckbeaufschlagten Arbeitsmediums von der Speisepumpe (50) an den Schmiermittelabscheider
(10);
Abscheiden eines Teils des Schmiermittels aus dem Arbeitsmedium mit dem Schmiermittelabscheider
(10), in der Art, dass das in dem abgereicherten Arbeitsmedium verbleibende Schmiermittel
aufeinander abwälzende oder gleitende Teile der Arbeitskammer der Expansionsmaschine
(30) schmiert;
Liefern zumindest eines Teils des abgeschiedenen Schmiermittels vom Schmiermittelabscheider
(10) an die Expansionsmaschine (30).
Liefern des von Schmiermittel abgereicherten Arbeitsmediums von dem Schmiermittelabscheider
(10) an den Verdampfer (20);
Verdampfen des von Schmiermittel abgereicherten Arbeitsmediums in dem Verdampfer (20);
Liefern des verdampften Arbeitsmediums an die Expansionsmaschine (30);
Liefern des Arbeitsmediums von der Expansionsmaschine (30) an den Kondensator (60);
Verflüssigen des Arbeitsmediums mit dem Kondensator (60); und
Liefern des verflüssigten Arbeitsmediums von dem Kondensator (60) an die Speisepumpe
(50).
2. Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Kreisprozessvorrichtung weiterhin einen
Speisebehälter (70) umfasst, und wobei der Schritt des Lieferns des verflüssigten
Arbeitsmediums von dem Kondensator (60) an die Speisepumpe (50) die Teilschritte (i)
Liefern des verflüssigten Arbeitsmediums von dem Kondensator (60) an den Speisebehälter
(70) und (ii) Liefern des Arbeitsmediums vom Speisebehälter (70) an die Speisepumpe
(50) umfasst.
3. Das Verfahren gemäß Anspruch 2, in dem das Liefern des Arbeitsmediums vom Speisebehälter
(70) an die Speisepumpe (50) das gleichzeitige Absaugen einer schmiermittelarmen und
einer schmiermittelreichen Phase des Arbeitsmediums aus dem Speisebehälter (70) oder
ein Mischen einer schmiermittelarmen und einer schmiermittelreichen Phase des Arbeitsmediums
im Speisebehälter (70) umfasst.
4. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem das durch den Kondensator
(60) verflüssigte Arbeitsmedium in Form einer Suspension aus Arbeitsmittel und Schmiermittel
vorliegt, insbesondere wobei keine oder nur eine geringfügige Lösung von weniger als
15%, vorzugsweise von weniger als 10%, höchstvorzugsweise von weniger als 5% Schmiermittel
im Arbeitsmittel stattfindet.
5. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem das abgeschiedene
Schmiermittel aufgrund der Druckbeaufschlagung, insbesondere direkt und/oder ohne
gepumpt zu werden, zu Schmierstellen der Expansionsmaschine (30), insbesondere zu
einem Lager der Expansionsmaschine (30), strömt, und wobei vorzugsweise eine Regelung
eines Volumenstroms des Schmiermittels zur Expansionsmaschine (30) erfolgt.
6. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem weiteren Schritt:
Reduzieren einer Strömungsgeschwindigkeit des Arbeitsmediums in dem Schmiermittelabscheider
(10).
7. Das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem das Arbeitsmittel
in Form eines organischen Arbeitsmittels bereitgestellt wird, wobei das Arbeitsmittel
insbesondere einen fluorierten Kohlenwasserstoff umfasst oder daraus besteht und/oder
das Schmiermittel insbesondere ein Kältemittelöl umfasst oder daraus besteht.
8. Thermodynamische Kreisprozessvorrichtung, umfassend:
ein Arbeitsmedium mit einem Arbeitsmittel und einem Schmiermittel;
eine Expansionsmaschine (30);
eine Speisepumpe (50) zum Druckbeaufschlagen des Arbeitsmediums; und
einen Schmiermittelabscheider (10) zum Abscheiden eines Teils des Schmiermittels aus
dem Arbeitsmedium, in der Art, dass in dem an den Verdampfer (20) gelieferten Arbeitsmedium
nach Abscheiden des einen Teils des Schmiermittels eine Menge an Schmiermittel verbleibt,
so dass eine Schmierung aufeinander abwälzender oder gleitender Teile der Arbeitskammer
der Expansionsmaschine (30) erreicht werden kann;
einen Verdampfer (20) zum Verdampfen des von Schmiermittel abgereicherten Arbeitsmediums;
und
einen Kondensator (60) zum Verflüssigen des Arbeitsmediums;
wobei zumindest ein Teil des abgeschiedenen Schmiermittels vom Schmiermittelabscheider
(10) an die Expansionsmaschine (30) lieferbar ist;
das von Schmiermittel abgereicherte Arbeitsmedium von dem Schmiermittelabscheider
(10) an den Verdampfer (20) lieferbar ist;
das von Schmiermittel abgereicherte Arbeitsmedium von dem Verdampfer (20) an die Expansionsmaschine
(30) lieferbar ist; und
das Arbeitsmedium von der Expansionsmaschine (30) an den Kondensator (60) lieferbar
ist.
9. Die Kreisprozessvorrichtung gemäß Anspruch 8, in der die Kreisprozessvorrichtung
weiterhin einen Speisebehälter (70) umfasst, und wobei die Kreisprozessvorrichtung
dazu ausgebildet ist, das verflüssigte Arbeitsmedium von dem Kondensator (60) an den
Speisebehälter (70) zu liefern und das Arbeitsmedium vom Speisebehälter (70) an die
Speisepumpe (50) zu liefern.
10. Die Kreisprozessvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei eine Absaugvorrichtung zum Absaugen
zumindest einer oben schwimmenden, schmiermittelreichen Phase des Arbeitsmediums in
dem Speisebehälter (70) vorgesehen ist oder wobei eine Absaugvorrichtung (71) zum
gleichzeitigen Absaugen einer schmiermittelarmen und einer schmiermittelreichen Phase
des Arbeitsmediums aus dem Speisebehälter (70) vorgesehen ist oder wobei eine Mischvorrichtung
zum Mischen einer schmiermittelarmen und einer schmiermittelreichen Phase des Arbeitsmediums
im Speisebehälter (70) vorgesehen ist.
11. Die Kreisprozessvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, in der die Kreisprozessvorrichtung
eine Organic-Rankine-Cycle-Vorrichtung ist und/oder in der die Expansionsmaschine
(30) aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einer Kolbenexpansionsmaschine, Schraubenexpansionsmaschine,
einem Scrollexpander, einer Flügelzellenmaschine und einem Rootsexpander besteht.
12. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, weiterhin eine Rohrleitung umfassend,
in der das in dem Schmiermittelabscheider (10) abgeschiedene Schmiermittel zu Schmierstellen
der Expansionsmaschine (30), insbesondere zu einem Lager der Expansionsmaschine (30),
geleitet wird, und wobei die Rohrleitung vorzugsweise ein Regelventil zur Volumenstromregelung
des Schmiermittels aufweist.
13. Dampfkraftwerk, das die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12 umfasst.