火焰管至少部分,尤其是燃燒管或火焰管的縱向延展長度的至少50%,優選幾乎整個燃燒管或火焰管延伸到鍋爐室40a中時,也可以是有利的,其中,燃燒管或火焰管在遠離另外的用于轉化能量的設備3、30的端部上過渡成第二線路系統44、44a。由此有利地實現的是,除了第三流體32沿線路系統44、44a進行熱傳遞以外還可以實現沿燃燒管或火焰管的基于輻射的熱傳遞。
[0110]本實用新型的第三實施方式在圖2b中示出。該實施方式與根據圖2a的線路圖的不同之處在于,用于轉化能量的設備2的在經過熱傳遞系統4之后在鍋爐輸出端45上釋放的第一流體流22經由回引線路50,尤其是廢氣回引線路50輸送給另外的用于轉化能量的設備3,尤其是加熱燃燒器30。在此,用于轉化能量的設備2優選實施為燃氣輪機設備20,尤其是部分回收式的微型燃氣輪機20c,其中,部分回收式的微型燃氣輪機20c具有已經在圖1d中描述的、根據本實用新型的優越性。然而替選地也可以使用非回收式的微型燃氣輪機20a或回收式的微型燃氣輪機20b,像其從圖lb或圖lc中已知的那樣。在此,熱傳遞系統4優選與圖2a類似地實施為鍋爐40。
[0111]在此,第一流體流22依賴于另外的用于轉化能量的設備3、30的保留的熱值和/或氧化劑含量地作為燃料和/或氧化劑流30a被繼續利用。在優選的實施方案中,第一流體流22在熱傳遞系統4、40中輸出熱之后充當在另外的用于轉化能量的設備3、30中的預加溫的氧化劑流。在另外的用于轉化能量的設備3、30中產生的第三流體32與圖2a類似地經由第二流體輸入端42輸送給熱傳遞系統4、40,用以將熱傳遞到可用流體上并且提供第二流體流48。此外,根據圖2b的實施方案相應于由圖2a已知的構造方案,從而針對進一步的描述來說參考圖2a的詳細描述,該詳細描述關于本實用新型的在那里描述的特征以類似的方式也可以,尤其應當適用于根據圖2b的示例。
[0112]圖2c示出了根據圖2a的實施例的改進方案作為第四實施方式。與根據圖2b的實施方案不同地,在回引線路50中設置有分路元件51,尤其是可調整、可控制或可調節的分路閥/活門51。在此,被回引的第一流體流22可以經由分路元件51分成第一和第二分流51a、51b中。在此優選的是,數量比,尤其是兩個分流51a、51b之間的空氣或煙氣質量比可以經由分路元件51調整、控制或調節。
[0113]在此,第一分流51a優選輸送給另外的用于轉化能量的設備3、30。在此,可以以與圖2b類似的方式來實現該輸送。但(像在圖2c中示出的那樣)也可想到的是,在輸送向另外的用于轉化能量的設備3、30之前附加地聯接有混合器52,其中,混合器52優選導致氧化劑流52a和第一分流51a混合。然后,可以將混合物輸送給另外的用于轉化能量的設備3、30。
[0114]第二分流51b優選可以從根據本實用新型的根據圖2b的能量轉換系統1中排出、釋放和/或為了進一步的利用和/或再處理而輸送給隨后的系統,例如廢氣處理設備。
[0115]此外,根據圖2c的能量轉換系統1的有利的實施方案可以通過如下方式實現,即,使用簡單的線路分路件來代替可調整、可控制或可調節的分路元件。對回引的流體的第一分流51a與氧化劑流52a之間的混合比的調整可以經由被控制和/或調節的混合器52來實現。
[0116]此外,根據圖2c的實施方案相應于由前述所已知的構造方案,從而針對進一步的描述參考在那里的詳細描述,該詳細描述關于本實用新型的在那里描述的特征以類似的方式也可以,尤其應當適用于根據圖2a或2b的示例。尤其地,根據圖2c的能量轉換系統的根據本實用新型的實施方案可以具有構造為部分回收式的微型燃氣輪機20c的燃氣輪機設備,其中,部分回收式的微型燃氣輪機20c具有已經在圖1d中描述的、根據本實用新型的優越性。然而替選地也可以使用非回收式的微型燃氣輪機20a或者回收式的微型燃氣輪機20b,像在圖lb或圖lc中已知的那樣。
[0117]對前述圖形的修改可以是在于,離開熱傳遞系統4、40的流體輸出端45、46的兩個流體流在離開之后至少部分匯合,以便以共同釋放的方式輸送給另外的利用部和/或再處理部(例如廢氣傳輸部)。為此,當離開熱傳遞系統4、40的流體輸出端45、46的兩個流體流經由附加的在此未形象地示出的混合器來引導時,可以是有利的。當與根據圖2a和2b的實施方案類似地,所匯合的流體流應該至少部分經由回引線路50繼續利用時,于是這尤其可以是有利的。
[0118]在圖3a中示出了根據本實用新型的能量轉換系統1的第五實施方式,其作為根據圖2b的實施方案的修改方案。在此,從熱傳遞系統4、40的第一流體輸出端45利用回引線路50回引的第一流體流作為用于熱交換器60的熱源來利用,熱交換器60將燃料流和/或氧化劑流30a供應給另外的用于轉化能量的設備3,尤其是加熱燃燒器30,尤其是對燃料流和/或氧化劑流進行預加熱。通過加溫熱/預加熱另外的用于轉化能量的設備3、30的燃料流和/或氧化劑流30a可以有利地提高在通過另外的用于轉化能量的設備3、30來進行熱提供方面的效率。尤其是在給定燃料量的情況下可以有利地實現在第三流體32中的更高的熱量。在其他方面,該實施方式相應于從圖2b已知的并且在那里描述的示例,從而參考那里的描述。
[0119]圖3b示出了作為第六實施例的根據圖3a的示例的第一修改方案。在此,在兩個流體輸出端45、46上離開熱傳遞系統4、40的兩個流體流22、32匯合并且作為熱源經由回引線路50輸送給熱交換器60。由此可以有利地實現比在根據圖3a的示例中更高的熱交換器60上的熱傳遞,這是因為分別利用兩個流體流22、32攜帶的熱能在熱交換器60中供將熱傳遞到燃料流和/或氧化劑流上使用。當兩個流體流22、32從排放法律方面來看允許彼此混合時,于是這種布置尤其可以是有利的。如果這是不可能的,那么在修改方案中也可以設置的是,置入在此未示出的熱交換器,其中,于是兩個熱交換器可以以熱傳遞的方式分別作用到燃料或氧化劑其中一個流上,或者作用到兩個上。
[0120]如果至少一個回引的流體流22、32仍包含有值得一提的熱值,并且/或者其中至少一部分回引的流體流22、32應當直接輸送給另外的用于轉化能量的設備3、30,像在根據圖2b的示例中設置的那樣,那么也可以使用基于根據圖2b和圖3b的實施例的組合的實施方案,像在圖3c中示出的那樣。在此,與根據圖2b的示例類似地,可以將第一分流51a輸送給混合器52,而第二分流51b用作針對熱交換器60的熱源來預加溫燃料流和/或氧化劑流30a。然后,將這樣預加溫的燃料流和/或氧化劑流30a在混合器52中與第一分流51a混合,并且以預混合的形式輸送給另外的用于轉化能量的設備3、30。
[0121]例如根據圖3c的在此未形象地示出的替選的實施方案,為在熱傳遞系統4、40的流體輸出端45、46上提供的兩個流體流22、32中的每一個都設置有單獨的回引線路。兩個回引線路的其中一個在此負責供應熱交換器60,而另一個回引線路被輸送給混合器52。當兩個流體流22、32從排放法律方面來看不允許彼此混合時,這種聯接方式相對于根據圖3c的聯接方式尤其優選。
[0122]對于所有之前提到的并且在前面描述的實施例來說在此共同之處是,用于轉化能量的設備2優選實施為燃氣輪機設備20,尤其是非回收式的微型燃氣輪機20a、回收式的微型燃氣輪機20b或者可變部分回收式的微型燃氣輪機20c。在此,熱傳遞系統4構造為至少二通道式的鍋爐40 (尤其是大鍋爐、大容量鍋爐、廢熱鍋爐或蒸汽快速生成器),其構造有至少兩個單獨的用于使第一或第三流體22、32引導通過的線路系統43、44。但是與圖la至If的示例類似地,當鍋爐40的線路系統43、43a ;44、44a中的至少一個是二通道式、三通道式或多通道式地構造時,也可以是有利的。在另外的用于轉化能量的設備3、30方面,當另外的用于轉化能量的設備的燃燒管或火焰管至少部分,尤其是燃燒管或火焰管的縱向延展長度的至少50%,優選幾乎整個燃燒管或火焰管延伸到鍋爐室40a中時,也可以是有利的,其中,燃燒管或火焰管在遠離另外的用于轉化能量的設備3、30的端部上過渡成第二線路系統44、44a。由此有利地實現的是,除了第三流體32沿線路系統44、44a進行熱傳遞以夕卜,還可以實現沿燃燒管或火焰管的基于輻射的熱傳遞。
[0123]圖4a示出了根據本實用新型的能量轉換系統1的作為第七實施方式的替選的實施方式。在此,根據圖4a的能量轉換系統1包括第一熱傳遞系統2、第二熱傳遞系統4以及第三熱傳遞系統3,其中,用于轉化能量的設備2經由與流體輸出端21聯接的線路5與另外的用于轉化能量的設備3連接。在此,用于轉化能量的設備2與前面的圖形的實施例類似地實施為燃氣輪機設備20,尤其是部分回收式的微型燃氣輪機20c,其中,部分回收式的微型燃氣輪機20c具有已經在圖1d中描述的、根據本實用新型的優越性。然而替選地也可以使用非回收式的微型燃氣輪機20a或者回收式的微型燃氣輪機20b,像在圖lb或圖lc中已知的那樣。經由線路5,第一流體流22,尤其是燃氣輪機設備20的煙氣流或廢氣流22輸送給構造為加熱燃燒器30的另外的用于轉化能量的設備3。
[0124]依賴于剩余燃料和/或氧化劑的含量,第一流體流22在此可以在加熱燃燒器30中至少作為對在此未示出的燃料和/或氧化劑供應流的補充進行輸送或混合,優選主要作為燃料流或氧化劑流用于供應加熱燃燒器30。在特別優選的實施方案中,第一流體流21與加熱燃燒器30的新鮮空氣流混合,或者與新鮮空氣流平行地注射到加熱燃燒器30的燃燒室中。
[0125]在進一步的放熱轉化,尤其是放熱氧化還原反應,優選在加熱燃燒器30中燃燒燃料和氧化劑以及第一流體21之后,將如此形成的煙氣或廢氣作為第三流體流32經由加熱燃燒器的流體輸出端31從加熱燃燒器中輸出用來進一步使用。
[0126]在根據圖4a的根據本實用新型的能量轉換系統1的示例中,另外的用于轉化能量的設備3、30的流體輸出端31經由線路6與熱傳遞系統4的流體輸入端41連接。
[0127]與根據圖2a至圖3c的示例不同的是,實施為鍋爐40的熱傳遞系統4具有僅一個線路系統43。尤其是在鍋爐室40a內部延伸的部分的線路系統43在此至少區段式地構造為熱交換器43a、44a或熱交換器元件43a、44a。在此,熱交換器元件43a尤其被理解為線路系統43的區段的螺旋狀的、扇形的、片狀的和/或波紋形的造型,該造型提供相對于線路系統43的其余部分增大的表面。在此,所增大的表面被設置用于有利于利用引導通過線路系統43的流體32來攜帶的熱傳遞到與熱交換器元件43a相關的介質或流體中,尤其是可用介質或可用流體中。
[0128]在根據圖4a的根據本實用新型的鍋爐40的簡單的實施方案中,在鍋爐室47中存在有可用介質或可用流體,其特征在于,在借助熱交換器43a或熱交換器元件43a進行適當的熱輸送或熱傳遞的情況下,至少部分地經受從第一相態至第二相態的相態過渡。以優選的方式,可用介質或可用流體在此通過升華和/或蒸發至少部分過渡成蒸汽相態或蒸汽。經由根據本實用新型的能量轉換系統1的鍋爐40上的鍋爐輸出端47來提供和/或導出蒸汽作為第二流體流48或第二流體48用來進一步的利用。
[0129]在此,適宜地以如下方式構造第一線路系統43、43a,S卩,第二流體32,尤其是廢氣或煙氣可以以在300°C至1200°C之間,優選350°C至900°C之間,特別優選地在350°C至750°C之間的溫度,尤其是煙氣溫度,并且以在0.5kg/s至4.0kg/s之間,尤其是0.8kg/s至3.0kg/s之間的質量流量引導穿過線路系統43、43a。
[0130]此外優選如下這樣地構造線路系統43、43a,即,線路系統43、43a的輸入端側與輸出端側的接口 41、45之間的相應的流體流32的壓力損耗在此小于輸入端側的壓力水平的10 %,優選小于4 %,特別優選地小于2 %,理想地小于0.5%。
[0131]此外有利地,根據本實用新型的鍋爐40可以具有在此未示出的鍋爐輸入端,用以輸送可用介質或可用流體,尤其是處于第一相態的可用介質或可用流體。在此可以以規律和/或沒有規律的間隔來實現輸送,并且/或者作為基本上永久的流入或永久的輸送來實現。
[0132]也優選的是,鍋爐室40a具有至少兩個容積區,其中,在第一容積區中,可用介質或可用流體基本上以其第一相態存在,而在第二容積區中,可用介質或可用流體基本上以其第二相態存在。在此“基本上以一個相態存在”尤其被理解為在鍋爐室40a的該容積區中的該相態的可用介質或可用流體在總量,尤其是總質量和/或總體積上的份額為至少50 %,優選至少70 %,特別優選至少80 %。
[0133]此外有利地可以設置的是,線路系統43、43a的流體輸入端41關于鍋爐室40a布置在第一容積區,也就是說,布置在鍋爐殼體的限界出第一容積區的部分區域中。有利地,補充或替選地,流體輸出端45可以關于鍋爐室40a布置在第二容積區,也就是說,布置在鍋爐殼體的限界出第二容積區的部分區域中。
[0134]尤其是在熱傳遞系統4構造為蒸汽鍋爐40的情況下,鍋爐輸出端47優選關于鍋爐室40a布置在第二容積區,也就是說,布置在鍋爐殼體的限界出第二容積區的部分區域中。
[0135]在熱傳遞系統4同樣優選地構造為溫水或熱水鍋爐40的情況下,鍋爐輸出端優選關于鍋爐室40a布置在第一容積區,也就是說,布置在鍋爐殼體的限界出第一容積區的部分區域中。
[0136]在根據本實用新型的能量轉換系統的圖4a所示的聯接方式中,在用于轉化能量的設備2、20中轉化的初級能量一方面用于產生機械能,另一方面用于通過熱傳遞系統4、40提供熱能。因為攜帶熱能的第一流體流22在此經由另外的用于轉化能量的設備3、30聯接到熱傳遞系統4、40中,或者說輸送給熱傳遞系統4、40,所以可以經由另外的用于轉化能量的設備3、30的另外的熱能的附加的提供來提高第三流體流32中的所提供的熱能的量。在對加熱燃燒器30以控制和/或調節的方式進行運行的情況下,輸送給熱傳遞系統4、40的熱能尤其可以在下極限與上極限之間變更,其中,下極限基本上由第一流體21的熱量得到;上極限基本上由第一流體21的熱能和加熱燃燒器30的最大熱能得到。在此,熱傳遞系統3的特別簡單的結構是作為單通道式的鍋爐40是特別有利的。
[0137]圖4b示出了根據圖4a的根據本實用新型的能量轉換系統1的作為第八實施例的第一擴展方案。在此,在鍋爐40中將熱輸出到可用介質或可用流體中之后,在鍋爐40中冷卻的第三流體32作為熱源經由流體輸出端45輸送給聯接在后面的預加熱器70。預加熱器70在此優選作為熱交換器構建或者被設置用于將其中至少一部分利用在鍋爐40中冷卻的第三流體32攜帶的剩余熱傳遞到流體流,尤其是燃料流和/或氧化劑流30a中。根據圖4b,另外的用于轉化能量的設備3的在預加熱器70中預加溫的流體流3b尤其輸送給加熱燃燒器30。替選或補充地,燃氣輪機設備20、20a、20b、20c的在此未示出的燃氣輪機燃燒器也可以供應以預加熱的流體流3b,像利用虛線箭頭示出的那樣。優選地,新鮮空氣流3a以該方式被預加熱來將新鮮空氣供應給加熱燃燒器30和/或燃氣輪機燃燒器。此外,該示例相應于根據圖4a的實施方案,從而在這一點上參考那里的描述。
[0138]在此,在根據圖4a、4b的圖示中示出了單通道式構造的線路系統43、43a。然而,鍋爐40的線路系統43、43a是二通道式、三通道式或多通道式地構造,也可以是有利的。
[0139]根據本實用新型的能量轉換系統1的另外的替選的實施方案在圖5中作為第九實施例示出。與根據之前的圖形的實施方式不同的是,熱傳遞系統3構造為鍋爐40,尤其是大容量鍋爐、廢熱鍋爐或蒸汽快速生成器,其具有至少一個三通道式的用于使載熱的流體流引導通過的線路系統43。在此,線路系統43具有至少兩個流體輸入端41、42和流體輸出端45。在之前描述的示例的意義中,線路系統43的至少是布置在鍋爐室40a的內部中的部分在此可以至少區段式地構造為熱交換器43a或熱交換器元件43a。與熱傳遞系統4或鍋爐40的之前描述的實施例類似地,根據圖5的鍋爐40被設置或構造用于預加溫、預加熱設置在鍋爐室40a中的可用流體,并且/或者至少部分通過升華和/或蒸發轉變成氣態,并且為了進一步使用而經由鍋爐輸出端47提供氣態或至少部分包括氣態的流體作為第二流體48。在該背景下,在對流體輸入端41、42、流體輸出端45和/或鍋爐輸出端47的布置方面的特征也可以從對之前的示例的描述中獲知。
[0140]根據圖5的鍋爐40的線路系統43、43a具有至少一個,優選至少兩個或更多個在鍋爐室40a內部延伸的轉向部或者說轉向腔43b、43c。在此,轉向部或轉向腔43b、43c尤其被理解為通過壁限界的具有輸入端和輸出端的容積體,其中,在線路系統43、43a中流動的流體的流動方向從流體輸入端來看在轉向部中經歷了方向變換,尤其是經歷了幾乎完全的方向逆轉。在簡單的實施方案中,轉向部43b、43c分別可以構造為線路區段或管區段,其延伸方向在線路區段或管區段的輸入端側與輸出端側之間的流動方向上至少在角度不等于零下彼此取向。在優選的實施方案中,角度在此位于幾乎90°至180°之間。替選地,至少一個轉向部或轉向腔43b、43c也可以像圖le或圖1f所描述的那樣實施。
[0141]另外,根據圖5的鍋爐40的特征在于,第一流體輸入端41直接