CZ2018215A3

CZ2018215A3 - Equipment for producing electricity and heat with storage media

Info

Publication number: CZ2018215A3
Application number: CZ2018-215A
Authority: CZ
Inventors: Ladislav Vilimec; Jaroslav KonviÄŤka
Original assignee: Vysoká Škola Báňská-Technická Univerzita Ostrava
Priority date: 2018-05-04
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2019-09-18
Also published as: CZ307966B6

Abstract

Zařízení zahrnuje kompresor (1), vodní chladiče (2, 3), vzduchový akumulátor (4), plynovou turbínu (5) opatřenou rekuperátorem (9), zapojeným jednak na výfukovém potrubí (24) za její pracovní částí (7) a jednak na vzduchovém potrubí (12) mezi vzduchovým akumulátorem (4) a sekundární teplosměnnou plochou (22). Sekundární teplosměnná plocha (22) se nachází ve spalinové části (16) kotle (10) a/nebo ve vzduchovém ohříváku (33), připojenému ke spalinovému prostoru (16) kotle (10). Prostory pro proudění spalin jsou vybaveny regulačními klapkami (28, 29).The apparatus comprises a compressor (1), water coolers (2, 3), an air accumulator (4), a gas turbine (5) equipped with a recuperator (9) connected to the exhaust pipe (24) after its working part (7) and an air duct (12) between the air accumulator (4) and the secondary heat transfer surface (22). The secondary heat transfer surface (22) is located in the flue gas portion (16) of the boiler (10) and / or in an air heater (33) connected to the flue gas space (16) of the boiler (10). The flue gas rooms are equipped with control flaps (28, 29).

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká oblasti energetiky. Je vyřešeno zařízení pro výrobu elektřiny a tepla s akumulací médií, umožňující provoz v různých pracovních režimech podle aktuálního množství energie v distribuční síti, a to se spalováním fosilních paliv nebo alternativních paliv.The invention relates to the field of power engineering. A device for generating electricity and heat with media storage is provided, allowing operation in different operating modes according to the current amount of energy in the distribution network, with the combustion of fossil fuels or alternative fuels.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V současné době se vývoj v oblasti energetiky zaměřuje zejména jednak na přechod na spalování alternativních paliv nebo zemního plynu a jednak na zefektivnění současné výroby elektřiny a tepla, resp. teplé vody, pomocí akumulace médií při využití obnovitelných zdrojů, což umožní eliminovat kolísání množství elektřiny v distribuční síti. V distribuční síti se zpravidla střídá období s nedostatkem elektřiny, kdy je její odběr největší, s obdobím, v němž je v distribuční síti přebytek elektřiny a její odběr je malý. Je nutné trvale zajistit, aby nedošlo ke kolapsu u odběratelů následkem nedostatku elektřiny, avšak ani trvalý přebytek elektřiny v distribuční síti není z důvodů stability sítě žádoucí. Současné metody a zařízení pro výrobu elektřiny se proto zaměřují na snahu přebytečnou energii v době jejího přebytku akumulovat, a využít ji pak účelně pro období energetické špičky.Currently, the development in the energy sector focuses primarily on the transition to the combustion of alternative fuels or natural gas, and on streamlining current electricity and heat production, respectively. hot water, through the accumulation of media using renewable sources, which will eliminate fluctuations in the amount of electricity in the distribution network. In the distribution network, there is usually a period with a shortage of electricity, when its consumption is greatest, with a period in which there is a surplus of electricity in the distribution network and its consumption is low. It is necessary to permanently ensure that consumers do not collapse due to lack of electricity, but even a permanent surplus of electricity in the distribution network is not desirable for reasons of network stability. Current methods and equipment for electricity generation therefore focus on the effort to accumulate excess energy at the time of its surplus and then use it efficiently for peak energy periods.

Mezi tyto metody patří i způsob akumulace energie a výroby elektřiny v systému mechanické akumulace, popsaném v US 3151250 A. Při tomto způsobu se přebytečná elektřina z distribuční sítě využije k pohonu vzduchového kompresoru, vyrobený tlakový vzduch se shromažďuje do podzemního vzduchového akumulátoru a použije se pro výrobu elektřiny v době nedostatku. To se provádí tak, že v době přebytku elektřiny v distribuční síti se odvádí alespoň část přebytečné elektřiny z distribuční sítě a touto přebytečnou elektřinou se pohání alespoň jeden vzduchový kompresor. Vzduchový kompresor při svém provozu vyrábí tlakový vzduch, jenž se během výroby ochlazuje vodou pomocí alespoň jednoho vodního chladiče, a takto vyrobený tlakový vzduch se v ochlazeném stavu odvádí do podzemního vzduchového akumulátoru a v něm se shromažďuje. Voda, která ochlazuje tlakový vzduch, se teplem předaným od tlakového vzduchu ve vodním chladiči ohřívá a v ohřátém stavu se odtud odvádí k dalšímu využití. Později, v období bez přebytku elektřiny v distribuční síti, se vzduchový kompresor vypne, čímž se ukončí odběr elektřiny z distribuční sítě, a během vypnutého stavu vzduchového kompresoru se vzduch shromážděný v podzemním vzduchovém akumulátoru z tohoto vzduchového akumulátoru odebírá a vede se přes rekuperační výměníky do plynové turbíny. Plynová turbína spaluje palivo za vzniku horkých spalin, přičemž spaliny se z plynové turbíny odvádí okruhem přes zmíněné rekuperační výměníky k výfuku, z něhož se odfůkují do ovzduší. Celý proud vzduchu se tedy bez rozdělení cestou od vzduchového akumulátoru do plynové turbíny předehrivá v rekuperátorech spalinami odváděnými z plynové turbíny přes rekuperátory a výfuk do ovzduší. Zařízení pro akumulaci energie a výrobu elektřiny uvedeným způsobem zahrnuje vzduchový kompresor, vybavený alespoň jedním vodním chladičem připojeným na vodním potrubí, kde za vzduchovým kompresorem je na vzduchovém potrubí připojen vzduchový akumulátor, za ním alespoň jeden rekuperátor a za ním plynová turbína. Plynová turbína zahrnuje spalovací komoru se spalinovým odvodem a je vybavena elektrickým generátorem. Na spalinový odvod z plynové turbíny je připojeno spalinové potrubí, které vede přes zmíněný rekuperátor k výfuku pro odfůkování ochlazených spalin do ovzduší. Je rovněž obsaženo nutné propojovací vzduchové potrubí, spalinové potrubí a vodní potrubí. Také jsou obsaženy obvyklé uzavírací a regulační armatury.These methods include a method of storing energy and generating electricity in a mechanical storage system as described in US 3151250 A. In this method, excess electricity from the distribution network is used to power an air compressor, the compressed air produced is collected in an underground air accumulator and used to electricity generation in times of scarcity. This is done so that at the time of the excess electricity in the distribution network at least part of the excess electricity is removed from the distribution network and at least one air compressor is driven by this excess electricity. During operation, the air compressor produces pressurized air which is cooled by water by means of at least one water cooler during production, and the pressurized air thus produced is discharged into the underground air accumulator in the cooled state and collected therein. The water which cools the compressed air is heated by the heat transmitted from the compressed air in the water cooler and is then discharged for further use in the heated state. Later, in a period without surplus electricity in the distribution network, the air compressor shuts down to stop electricity from the distribution network, and while the air compressor is turned off, air collected in the underground air accumulator is taken from that air accumulator and passed through recuperation exchangers gas turbines. The gas turbine burns the fuel to produce hot flue gas, wherein the flue gas is discharged from the gas turbine via the recuperation exchanger to the exhaust from which it is blown into the atmosphere. Thus, the entire air stream is preheated in the recuperators via the exhaust gas discharged from the gas turbine through the recuperators and the exhaust into the atmosphere without being split by way from the air accumulator to the gas turbine. The apparatus for storing energy and generating electricity in such a manner comprises an air compressor equipped with at least one water cooler connected to a water pipe, wherein an air accumulator is connected downstream of the air compressor, at least one recuperator followed by a gas turbine. The gas turbine comprises a combustion chamber with a flue gas outlet and is equipped with an electric generator. A flue gas pipe is connected to the flue gas discharge from the gas turbine, which leads via said recuperator to an exhaust for blowing off the cooled flue gas into the atmosphere. The necessary connecting air duct, flue gas duct and water duct are also included. Conventional shut-off and control fittings are also included.

Systémy využívající princip akumulace médií pro výrobu elektřiny s ohledem na kolísání množství elektrické energie v dodavatelské síti v současné době existují například pod názvy AA-CAES (Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage), G CAES ( Generál Compression Advanced Energy Storage), ICARES (Integrated Compressed Air RenewableSystems using the principle of media storage for electricity generation due to fluctuations in the amount of electricity in the supply network currently exist, for example, under the names AA-CAES (Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage), G CAES (General Compression Advanced Energy Storage), ICARES (Integrated Compressed Air Renewable

- 1 CZ 2018 - 215 A3- 1 GB 2018 - 215 A3

Energy Systém) nebo ADELE (Adiabater Drukluftspeicher fůr die Elektrizitátsversorgung). Tato zařízení a jejich provoz popisuje článek o názvu „Akumulace elektřiny u decentrálních kogeneračních energetických zdrojů“ autorů Ladislav Vilimec, Jaroslav Konvička, zveřejněný na http://www.decentralnienergetika.cz/clanek/akumulace-elektriny-u-decentralnich-energetickychzdrojů/dne 17.10.2017.Energy System) or ADELE (Adiabater Drukluftspeicher für die Elektrizitátsversorgung). These devices and their operation are described in the article entitled “Electricity Accumulation at Decentral Cogeneration Energy Sources” by Ladislav Vilimec, Jaroslav Konvička, published at http://www.decentralnienergetika.cz/clanek/acumulation-electricity-in-decentral-energetic- sources/dne 17.10.2017.

V rámci výše uvedených systémů existují již nyní zařízení pro výrobu elektřiny, zahrnující vzduchový kompresor, vybavený alespoň jedním vodním chladičem připojeným na vodním potrubí, kde za vzduchovým kompresorem je na vzduchovém potrubí připojen vzduchový akumulátor a za ním plynová turbína. Plynová turbína zahrnuje spalovací komoru se spalinovým odvodem a je vybavena elektrickým generátorem a v některých případech i dalším, vlastním kompresorem. Spalinový odvod z plynové turbíny je přes rekuperační výměník připojen k výfuku do ovzduší. V době přebytku elektřiny v distribuční síti se odvádí alespoň část přebytečné elektřiny z distribuční sítě a touto přebytečnou elektřinou se pohání alespoň jeden vzduchový kompresor. Vzduchový kompresor při svém provozu vyrábí tlakový vzduch, jenž se během výroby ochlazuje vodou pomocí alespoň jednoho vodního chladiče, a takto vyrobený tlakový vzduch se v ochlazeném stavu odvádí do podzemního vzduchového akumulátoru a v něm se shromažďuje. Voda, která ochlazuje tlakový vzduch, se teplem předaným od tlakového vzduchu ve vodním chladiči ohřívá a v ohřátém stavu se odtud odvádí k dalšímu využití. Později, v období bez přebytku elektřiny v distribuční síti, se vzduchový kompresor vypne, čímž se ukončí odběr elektřiny z distribuční sítě, a během vypnutého stavu vzduchového kompresoru se vzduch shromážděný ve vzduchovém akumulátoru z tohoto vzduchového akumulátoru odebírá a vede se přes rekuperační výměníky do plynové turbíny. Plynová turbína spaluje palivo za vzniku horkých spalin, přičemž spaliny se z plynové turbíny odvádí okruhem přes zmíněné rekuperační výměníky k výfuku, z něhož se odfůkují do ovzduší. Celý proud vzduchu se tedy bez rozdělení cestou od vzduchového akumulátoru do plynové turbíny předehrivá v rekuperátorech spalinami odváděnými z plynové turbíny přes rekuperátory a výfuk do ovzduší.Within the above systems, there are already electricity generating devices comprising an air compressor equipped with at least one water cooler connected to a water pipe, where an air accumulator is connected downstream of the air compressor and a gas turbine downstream of the air compressor. The gas turbine comprises a combustion chamber with a flue gas outlet and is equipped with an electric generator and, in some cases, another compressor. The flue gas from the gas turbine is connected to the exhaust via the recuperation exchanger. At a time of excess electricity in the distribution network, at least part of the excess electricity is removed from the distribution network and at least one air compressor is driven by this excess electricity. During operation, the air compressor produces pressurized air which is cooled by water by means of at least one water cooler during production, and the pressurized air thus produced is discharged into the underground air accumulator in the cooled state and collected therein. The water which cools the compressed air is heated by the heat transmitted from the compressed air in the water cooler and is then discharged for further use in the heated state. Later, in a period without surplus electricity in the distribution network, the air compressor is switched off to terminate the electricity supply from the distribution network, and during air compressor shutdown, air collected in the air accumulator is taken from the air accumulator and passed through recuperation exchangers to turbines. The gas turbine burns the fuel to produce hot flue gas, wherein the flue gas is discharged from the gas turbine via the recuperation exchanger to the exhaust from which it is blown into the atmosphere. Thus, the entire air stream is preheated in the recuperators via the exhaust gas discharged from the gas turbine through the recuperators and the exhaust into the atmosphere without being split by way from the air accumulator to the gas turbine.

Uvedená dosavadní zařízení pracují převážně jako samostatné jednotky, většinou ve střídavém režimu. Tedy buď vyrábí elektřinu s využitím akumulovaných médií, nebo v době přebytku elektřiny v distribuční síti akumulují média. U těchto zařízení a na nich provozovaných metodách výroby elektřiny se vzduch pro provoz plynové turbíny předehrivá nejčastěji buď tak, že se vzduch do plynové turbíny vede přes rekuperační výměníky zapojené na spalinovém potrubí mezi plynovou turbínou a výfukem, nebo se vede přes přídavné zařízení, v němž se přídavně spaluje zemní plyn.The aforementioned devices operate predominantly as separate units, mostly in alternating mode. Thus, they either generate electricity using accumulated media, or accumulate media in times of excess electricity in the distribution network. In these plants and the methods of generating electricity there, the air for gas turbine operation is preheated most often by either passing air to the gas turbine through recuperation exchangers connected to the flue gas duct between the gas turbine and the exhaust, or via an additional device in which natural gas is additionally combusted.

Všechny tyto v současné době známé systémy mají nevýhodu v tom, že vyžadují přitápění zemním plynem, nebo musejí využívat speciální jednotky pro dosažení vysoké teploty před plynovou turbínou, jako jsou např. vysokoteplotní a vysokotlaké kompresory či vysokoteplotní rekuperátory. Tyto speciální jednotky jsou velmi složité a nákladné, přičemž jsou vhodné pro akumulační jednotky vysokých výkonů, jako 100 až 300 MW. Vzhledem k jejich velkému výkonu, je výstavba takových jednotek možná jen v blízkosti podzemních velkokapacitních vzduchových akumulátorů pro akumulaci tlakového vzduchu, což je pouze v lokalitách nepropustných podzemních prostor, jako například solných dolů, nebo případně v oblastech mořského pobřeží s dostupnou hloubkou kolem 500 m, kde se tlakový vzduch může skladovat ve vacích ukotvených na mořském dnu.All these currently known systems have the disadvantage of requiring natural gas heating, or they have to use special units to achieve a high temperature upstream of the gas turbine, such as high-temperature and high-pressure compressors or high-temperature recuperators. These special units are very complex and expensive and are suitable for high capacity storage units, such as 100 to 300 MW. Due to their high performance, the construction of such units is only possible in the vicinity of underground high-capacity air accumulators for the accumulation of compressed air, which is only in sites of impermeable underground spaces such as salt mines, or possibly seacoast areas with an available depth of about 500 m. where compressed air can be stored in sea anchored bags.

Pro akumulační jednotky menších výkonů, například 10 až 20 MW, které jsou vhodné pro decentrální energetické zdroje s dodávkou tepla, nejsou systémy vázané na lokalitu s výše popsaným velkokapacitním vzduchovým akumulátorem vhodné. Většinou totiž taková lokalita nesouvisí s lokalitou decentrálního energetického zdroje, který je vázán na odběr tepla.For smaller capacity storage units, for example 10 to 20 MW, which are suitable for decentralized power sources with heat supply, location-based systems with the large capacity air accumulator described above are not suitable. Mostly, such a location is not related to the location of a decentralized energy source that is linked to heat consumption.

Mezi současnými energetickými systémy existují i energetické zdroje s kogenerační plynovou turbínou, která zahrnuje spalovací komoru se spalinovým odvodem a je vybavena elektrickým generátorem a vlastním kompresorem, přičemž na spalinový odvod z plynové turbíny jeAmong current energy systems there are also energy sources with a cogeneration gas turbine, which includes a combustion chamber with a flue gas outlet and is equipped with an electric generator and its own compressor, while the flue gas outlet from the gas turbine is

-2CZ 2018 - 215 A3 připojeno spalinové potrubí, na kterém je připojeno horkovodní zařízení pro ohřev vody. Je rovněž obsaženo nutné propojovací vzduchové potrubí, spalinové potrubí a vodní potrubí. Také jsou obsaženy obvyklé uzavírací a regulační armatury. Horkovodní zařízení zahrnuje horkovodní kotel, ve kterém se nachází v prostoru průchodu horkých spalin umístěné teplosměnné plochy, které jsou uspořádané z vodních trubic. Dále horkovodní zařízení zahrnuje výměníkovou stanici, která je opatřena horkovodním odvodem pro odvádění teplé vody ze zařízení. Výroba horké vody je zajištěna tím, že teplosměnné plochy horkovodního kotle jsou připojeny k výměníkové stanici, což je provedeno pomocí vstupní a výstupní vodní větve, čímž je vytvořen cirkulační okruh pro ohřev vody. V případě výše uvedené plynové turbíny s připojeným horkovodním zařízením jsou spaliny z plynové turbíny odváděny do horkovodního zařízení pro výrobu horké vody, přičemž do horkovodního zařízení se přivádí voda a ta se zde spalinami ohřívá za současného ochlazování spalin. Nakonec se z horkovodního zařízení ohřátá voda odebírá. Ochlazené spaliny, které prošly přes horkovodní zařízení, se vypouští do ovzduší. Takový popsaný kogenerační zdroj dodává elektřinu a teplo, ale nepodílí se na akumulaci médií v době přebytku elektřiny v distribuční síti, ani nedodává špičkovou elektřinu z energie, shromážděné v akumulovaných médiích, zpět do distribuční sítě v době nedostatku elektřiny v distribuční síti.-2GB 2018 - 215 A3 A flue gas pipe is connected to which a hot-water heating device is connected. The necessary connecting air duct, flue gas duct and water duct are also included. Conventional shut-off and control fittings are also included. The hot-water installation comprises a hot-water boiler, in which there are heat exchange surfaces located in the hot flue gas passage area, which are arranged from water tubes. Further, the hot-water device comprises a heat exchanger station, which is provided with a hot-water outlet for removing hot water from the device. The hot water production is ensured by the heat exchanger surfaces of the hot water boiler being connected to a heat exchanger station, which is carried out by means of an inlet and an outlet water branch, thereby creating a circulation circuit for heating the water. In the case of the aforementioned gas turbine with a connected hot-water device, the flue gas from the gas turbine is discharged to a hot-water device for producing hot water, whereby the hot-water device is supplied with water and heated there by the flue gas while cooling the flue gas. Finally, the hot water is removed from the hot water system. The cooled flue gases that have passed through the hot water installation are discharged into the atmosphere. Such a described cogeneration source supplies electricity and heat, but does not participate in the accumulation of media at the time of excess electricity in the distribution network, nor does it supply peak electricity from the energy collected in the accumulated media back to the distribution network at times of electricity shortage in the distribution network.

Nový systém současné výroby elektřiny a tepla, využívající akumulaci médií u menších kogeneračních jednotek s plynovou turbínou, je popsán v přihlášce vynálezu CZ 307836 B6 a užitném vzoru CZ 31659 Ul. V době přebytku elektřiny v distribuční síti se odvádí elektřina, kterou se pohání primární kompresor vyrábějící tlakový vzduch, jenž se během výroby ochlazuje vodou. Takto vyrobený tlakový vzduch se v ochlazeném stavu odvádí do vzduchového akumulátoru a tam se shromažďuje, přičemž se současně ohřívá voda ochlazující tlakový vzduch. V ohřátém stavu se voda odvádí do horkovodního akumulátoru, kde se shromažďuje. Poté se primární kompresor vypne, čímž se ukončí odběr elektřiny z distribuční sítě, a během vypnutého stavu primárního kompresoru se vzduch shromážděný ve vzduchovém akumulátoru ze vzduchového akumulátoru odebírá a vede se do plynové turbíny spalující palivo za vzniku horkých spalin. Horké spaliny se z plynové turbíny odvádí do horkovodního zařízení pro výrobu horké vody, v němž se vedou kolem alespoň jedné primární teplosměnné plochy, do které se přivádí voda, která se zde spalinami ohřívá za současného ochlazování spalin. Nakonec se z horkovodního zařízení ohřátá voda odebírá a ochlazené spaliny se vypustí do ovzduší. Vzduch se po odebrání ze vzduchového akumulátoru ještě před přivedením do plynové turbíny řízené předehrivá na potřebnou vstupní teplotu pro plynovou turbínu teplem ze spalin proudících z plynové turbíny. To se provádí tak, že vzduch se před vstupem do plynové turbíny rozděluje ve dva vzduchové proudy, z čehož jeden vzduchový proud se odvádí do alespoň jedné sekundární teplosměnné plochy, která je umístěna v horkých spalinách proudících z plynové turbíny k primární teplosměnné ploše, a zde se vzduch spalinami ohřívá na vyšší teplotu, načež se v ohřátém stavu přimísí ke druhému vzduchovému proudu, přičemž se pro ohřev spalinami odebírá takové množství vzduchu, které je potřeba pro dosažení požadované vstupní teploty vzduchu na vstupu do plynové turbíny. V době předehřívání vzduchu teplem od spalin se teplo chybějící horkovodnímu zařízení pro ohřev vody následkem jeho odebírání pro předehřev vzduchu nahrazuje v horkovodním zařízení tak, že se do horkovodního zařízení přivádí ohřátá voda, která se sem odvádí ze zásoby shromážděné v horkovodním akumulátoru. Během střídavého režimu s vypnutým primárním kompresorem, to je bez odběru elektřiny z distribuční sítě, a režimu, při kterém je primární kompresor v provozu a z distribuční sítě se odebírá elektřina, se předehřev vzduchu spalinami odvedenými z plynové turbíny provádí pouze v době režimu s vypnutým primárním kompresorem. Během provozu plynové turbíny v režimu, při kterém je primární kompresor v provozu a odebírá se elektřina z distribuční sítě, je možno plynovou turbínu dočasně odstavit z provozu, a i během této odstávky akumulovat jednak vzduch vyrobený primárním kompresorem a jednak vodu ohřátou ochlazováním vzduchu vyráběného primárním kompresorem. V době, kdy se odebírá vzduch ze vzduchového akumulátoru, se vzduch přiváděný do plynové turbíny předehrivá na teplotu nejméně tak velkou, jako je teplota vzduchu přiváděného do plynové turbíny při jejím provozu bez odběru vzduchu ze vzduchového akumulátoru. Zařízení zahrnuje primární kompresor, vybavený alespoň jedním vodním chladičem připojeným na vodním potrubí. Za primárním kompresorem je na vzduchovém potrubíA new system for the simultaneous generation of electricity and heat utilizing the accumulation of media in smaller gas turbine cogeneration units is described in patent application CZ 307836 B6 and utility model CZ 31659 U1. At a time of electricity surplus in the distribution network, electricity is discharged, driven by a primary compressor producing compressed air, which is cooled by water during production. The compressed air thus produced is, in the cooled state, discharged into the air accumulator and collected there, while at the same time the compressed air cooling water is heated. In the heated state, the water is discharged to the hot water accumulator where it is collected. Thereafter, the primary compressor is shut off to terminate the electricity supply from the distribution network, and during the primary compressor shutdown condition, the air collected in the air accumulator is taken from the air accumulator and fed to a gas turbine combusting fuel to produce hot flue gas. The hot flue gas is discharged from the gas turbine to a hot-water hot water plant, where it is passed around at least one primary heat exchange surface to which water is fed, which is heated by the flue gas while cooling the flue gas. Finally, the hot water is removed from the hot water system and the cooled flue gas is discharged into the atmosphere. The air, after being removed from the air accumulator, is preheated to the required gas turbine inlet temperature before being fed to the gas turbine by heat from the flue gas flowing from the gas turbine. This is done by dividing the air into two air streams prior to entering the gas turbine, one air stream being discharged to at least one secondary heat exchange surface located in the hot flue gas flowing from the gas turbine to the primary heat exchange surface, and here The flue gas is heated to a higher temperature by the flue gas, then admixed to the second air stream in the heated state, the amount of air required for heating the flue gas to reach the desired air inlet temperature at the gas turbine inlet. At the time of pre-heating the air from the flue gas, the heat missing from the hot-water hot water device as a result of its pre-heating air is replaced in the hot-water device by supplying hot water to the hot-water device. During the AC mode with the primary compressor switched off, ie without electricity from the grid, and in the mode where the primary compressor is operating and electricity is drawn from the grid, air preheating with flue gas from the gas turbine is performed only during the primary mode compressor. During operation of the gas turbine in a mode where the primary compressor is operating and electricity is being withdrawn from the grid, the gas turbine can be temporarily shut down, and during this shutdown both the air produced by the primary compressor and the water heated by cooling the air produced by the primary compressor . At the time the air is drawn from the air accumulator, the air supplied to the gas turbine is preheated to a temperature at least as high as the temperature of the air supplied to the gas turbine during its operation without taking air from the air accumulator. The apparatus comprises a primary compressor equipped with at least one water cooler connected to the water pipe. There is an air duct behind the primary compressor

-3 CZ 2018 - 215 A3 připojen vzduchový akumulátor a za ním plynová turbína. Tato plynová turbína zahrnuje spalovací komoru se spalinovým odvodem a je vybavena elektrickým generátorem a vlastním, sekundárním kompresorem. Na spalinovém odvodu z plynové turbíny je připojeno spalinové potrubí, na kterém je připojeno horkovodní zařízení pro ohřev vody. Horkovodní zařízení zahrnuje jednak horkovodní kotel, ve kterém se nachází primární teplosměnné plochy uspořádané z vodních trubic, a jednak výměníkovou stanici s horkovodním odvodem pro teplou vodu. Primární teplosměnné plochy horkovodního kotle jsou připojeny k výměníkové stanici pomocí vstupní a výstupní vodní větve. Za plynovou turbínou se ještě před výměníkovou stanicí v prostoru pro průchod spalin nachází alespoň jedna sekundární teplosměnná plocha ze vzduchových trubic, které jsou připojeny prostřednictvím vstupní a výstupní vzduchové větve v uvedeném pořadí ke vzduchovému potrubí v úseku nacházejícím se mezi vzduchovým akumulátorem a plynovou turbínou. Vstupní vzduchová větev je opatřena regulační armaturou. Jako vstupní vzduchová větev se rozumí potrubní větev připojená na vstup do sekundární teplosměnné plochy a jako výstupní vzduchová větev se rozumí potrubní větev připojená na výstup ze sekundární teplosměnné plochy. Alespoň jedna sekundární teplosměnná plocha je umístěna buď ve vzduchovém ohříváku zařazeném na spalinovém potrubí před horkovodním kotlem, a/nebo uvnitř v horkovodním kotli, kde je uložena v sérii a/nebo paralelně vůči primárním teplosměnným plochám. Případně je obsažen horkovodní akumulátor, jenž je zapojen na vodním potrubí za některým z vodních chladičů primárního kompresoru. Vodní potrubí vyústěné z tohoto horkovodního akumulátoru má svůj konec připojen na vstup do výměníkové stanice horkovodního zařízení.The air accumulator is connected with a gas turbine behind it. This gas turbine comprises a combustion chamber with a flue gas outlet and is equipped with an electric generator and its own secondary compressor. A flue gas pipe is connected to the flue gas outlet from the gas turbine to which the hot-water device for water heating is connected. The hot-water system comprises both a hot-water boiler, in which the primary heat-exchange surfaces arranged from water tubes are located, and a heat exchanger station with hot-water discharge for hot water. The primary heat transfer surfaces of the hot water boiler are connected to the heat exchanger station via the inlet and outlet water branches. Downstream of the gas turbine, at least one secondary heat exchanger surface of the air tubes is connected upstream of the heat exchanger station in the flue gas passageway and connected via an air inlet and outlet branch to the air duct, respectively, between the air accumulator and the gas turbine. The inlet air branch is equipped with a control fitting. As inlet air branch is meant a duct branch connected to the inlet of the secondary heat transfer surface and as outlet air branch is a duct branch connected to the outlet of the secondary heat exchange surface. The at least one secondary heat transfer surface is located either in an air heater downstream of the hot water boiler and / or inside the hot water boiler where it is arranged in series and / or parallel to the primary heat exchange surfaces. Optionally, a hot water accumulator is provided, which is connected to the water pipe behind one of the water coolers of the primary compressor. The water pipe leading from this hot water accumulator has its end connected to the inlet to the heat exchanger station of the hot water device.

Nevýhodou zařízení podle CZ 307836 B6 a CZ 31659 U1 je, že jejich použití je podmíněno přítomností spalovací plynové turbíny, která je vysoce náročná na použitá paliva, a tudíž je lze použít pouze při spalování vysoce kvalitních paliv, jako je zemní plyn nebo oleje. Zařízení tohoto typu jsou využitelná pouze pro energetické zdroje nižších výkonů, které zajišťují výrobu elektřiny a tepla. Další nevýhodou je, že uvedená zařízení nelze použít pro výtopny, tedy pro zařízení pouze k dodávce tepla, a nikoliv k dodávce elektřiny.A disadvantage of the apparatus according to CZ 307836 B6 and CZ 31659 U1 is that their use is conditioned by the presence of a gas turbine which is highly fuel intensive and can therefore only be used in the combustion of high quality fuels such as natural gas or oils. Equipment of this type is only usable for lower-energy power sources that provide electricity and heat production. A further disadvantage is that said devices cannot be used for heating plants, that is to say, only for the supply of heat and not for the supply of electricity.

V dokumentu US 2005109034 AI je popsáno zařízení na výrobu elektřiny, které je v jednom provedení tvořeno kompresorem napojeným na kondenzátor, tedy chladič, ve kterém se ochlazuje stlačený vzduch před vstupem do zásobníku. Ze zásobníku se stlačený vzduch přivádí do protiproudého tepelného výměníku, kde se ohřívá teplem spalin ze spalovací komory. Ohřátý stlačený vzduch se přivádí na expanzní turbínu. Expandovaný vzduch se přivádí do spalovací komory a spolu se spalinami se odvádí přes tepelný výměník do komína. Zařízení podleUS 2005109034 A1 discloses an electricity generating device which, in one embodiment, comprises a compressor connected to a condenser, i.e. a cooler, in which compressed air is cooled before entering the reservoir. Compressed air is supplied from the tank to a countercurrent heat exchanger where it is heated by the heat of the flue gas from the combustion chamber. The heated compressed air is supplied to the expansion turbine. The expanded air is supplied to the combustion chamber and, together with the flue gas, is discharged through a heat exchanger into the chimney. Equipment according to

US 2005109034 AI umožňuje vyrábět elektřinu, a kromě elektřiny dodávat také malé množství tepla do vnějšího systému. Nevýhodou tohoto zařízení je, že neobsahuje žádné horkovodní zařízení, a tudíž neumožňuje výrobu teplé užitkové vody. Další nevýhodou tohoto zařízení je, že umožňuje pouze vyrábět velmi malé množství tepla. Toto zařízení představuje málo efektivní systém, není vhodné pro střídavý režim v době energetické špičky a v době mimo špičku a není využitelné pro spalování komunálních odpadů.US 2005109034 A1 makes it possible to generate electricity and to supply a small amount of heat to the external system in addition to electricity. The disadvantage of this device is that it does not contain any hot water equipment and therefore does not allow the production of hot service water. A further disadvantage of this device is that it only allows to produce a very small amount of heat. This device is a low-efficiency system, is not suitable for alternating mode during peak periods and off-peak periods, and is not usable for municipal waste incineration.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše uvedené nevýhody podstatně omezuje vynález.The above disadvantages substantially limit the invention.

Zařízení pro výrobu elektřiny s využitím akumulace médií podle vynálezu zahrnuje alespoň jeden kompresor, vzduchový akumulátor, plynovou turbínu s pracovní částí a elektrickým generátorem, horkovodní zařízení, nutné propojovací vzduchové potrubí, vodní potrubí a nutné uzavírací a regulační prvky. Kompresor je vybaven alespoň jedním vodním chladičem zapojeným na jeho vzduchovém potrubí. Vzduchový akumulátor je připojen na vzduchovém potrubí za kompresorem. Horkovodní zařízení obsahuje kotel a výměníkovou stanici, kde uvnitř kotle se nachází primární teplosměnné plochy uspořádané z vodních trubic a připojené pomocí vstupní a výstupní vodní větve k výměníkové stanici. Výměníková stanice je vybavena horkovodnímThe media storage power generating device according to the invention comprises at least one compressor, an air accumulator, a gas turbine with a working part and an electric generator, a hot-water device, a necessary interconnecting air duct, a water duct and the necessary shut-off and control elements. The compressor is equipped with at least one water cooler connected to its air duct. The air accumulator is connected to the air duct after the compressor. The hot-water system comprises a boiler and a heat exchanger station, where inside the boiler there is a primary heat exchange surface arranged from water tubes and connected to the exchanger station via the inlet and outlet water branches. The heat exchanger station is equipped with hot water

-4CZ 2018 - 215 A3 odvodem, uspořádaným pro odvádění výstupního média, nesoucího v sobě vyrobené teplo v podobě horké vody. V horkovodním zařízení se kromě primárních teplosměnných ploch nachází také alespoň jedna sekundární teplosměnná plocha, která je uspořádaná ze vzduchových trubic a je zapojena na vzduchovém potrubí, se vstupem situovaným za vzduchovým akumulátorem a s výstupem situovaným před přívodem vzduchu do pracovní části plynové turbíny. Vodní chladič kompresoru je zapojen na vodním potrubí, které je přivedeno od vodního zdroje a má konec zaústěný do výměníkové stanice. Sekundární teplosměnné plochy pro předehřev vzduchu mají výstup připojen na vstup do pracovní části expanzní plynové turbíny, tedy turbíny bez spalovací části. Odvod plynů z plynové turbíny je proveden jako výfúk pro expandovaný vzduch, vyvedený vně zařízení. Podstatou nového řešení je, že na výlukovém potrubí za pracovní částí plynové turbíny je zapojen rekuperátor, který je současně zapojen na vzduchovém potrubí mezi vzduchovým akumulátorem a sekundárními teplosměnnými plochami, které jsou v zařízení umístěny v prostoru pro spaliny produkované kotlem horkovodního zařízení. Spalovací část pro spalování paliv je totiž v zařízení podle vynálezu vytvořena jako součást kotle horkovodního zařízení a sekundární teplosměnné plochy se nachází v prostoru, do něhož ústí tato spalovací část kotle.A discharge arranged to remove the output medium carrying the heat produced therein in the form of hot water. In the hot-water installation, in addition to the primary heat transfer surfaces, there is also at least one secondary heat exchange surface which is arranged from air tubes and connected to the air duct, with an inlet situated downstream of the air accumulator and outlet situated before the air inlet to the working part of the gas turbine. The water cooler of the compressor is connected to a water pipe which is supplied from a water source and has an end connected to a heat exchanger station. The secondary heat exchange surfaces for preheating the air have an outlet connected to the inlet of the working part of the expansion gas turbine, i.e. the turbine without the combustion part. The exhaust gas from the gas turbine is designed as an exhaust for the expanded air outside the device. The essence of the new solution is that a recuperator is connected to the exhaust piping behind the working part of the gas turbine, which is also connected to the air piping between the air accumulator and the secondary heat transfer surfaces, which are located in the flue gas space produced by the hot water boiler. In fact, the combustion section for the combustion of fuel in the plant according to the invention is formed as part of the boiler of the hot-water system and the secondary heat exchange surface is located in the space into which the combustion section of the boiler opens.

Alespoň jedna sekundární teplosměnná plocha se s výhodou nachází přímo ve spalinovém prostoru uvnitř kotle.The at least one secondary heat transfer surface is preferably located directly in the flue gas space inside the boiler.

V tom případě se s výhodou alespoň jedna sekundární teplosměnná plocha nachází uvnitř kotle paralelně vůči alespoň jedné primární ploše a prostor mezi nimi je rozdělen přepážkou, přičemž takto vytvořené spalinové kanály, vůči sobě prostřednictvím přepážky navzájem oddělené, jsou každý opatřen alespoň jednou regulační klapkou.In this case, preferably the at least one secondary heat transfer surface is located inside the boiler parallel to the at least one primary surface and the space between them is divided by a partition, the flue gas channels thus formed separated from each other by a partition each having at least one regulating flap.

Alternativně, nebo přídavně, se s výhodou alespoň jedna sekundární teplosměnná plocha nachází ve vzduchovém ohříváku situovaném mimo tělo kotle. V tom případě je vnitřní prostor vzduchového ohříváku připojen ke spalinovému prostoru kotle prostřednictvím spalinového přívodu do vzduchového ohříváku a spalinového odvodu z ohříváku, přičemž spalinový prostor uvnitř kotle je opatřen první regulační klapkou a spalinový odvod ze vzduchového ohříváku je opatřen druhou regulační klapkou. Z toho první regulační klapka se nachází ve spalinovém odvodu a druhá regulační klapka se nachází pod ústím spalinového odvodu do spalinového prostoru, nad první primární teplosměnnou plochou.Alternatively or additionally, the at least one secondary heat transfer surface is preferably located in an air heater situated outside the boiler body. In this case, the inner space of the air heater is connected to the flue gas space of the boiler by means of a flue gas inlet to the air heater and a flue gas outlet from the heater, the flue gas space inside the boiler being provided with a first regulating flap and flue exhaust from the air heater is provided with a second regulating flap. Of this, the first control flap is located in the flue gas outlet and the second control flap is located below the flue gas outlet into the flue gas space, above the first primary heat exchange surface.

V okruhu zařízení je s výhodou zapojen horkovodní akumulátor. Je zapojen na vodním potrubí za vodním chladičem kompresoru, před výměníkovou stanicí.The hot water accumulator is preferably connected in the circuit of the device. It is connected to the water pipe after the water cooler of the compressor, in front of the heat exchanger station.

Zařízení podle vynálezu je vhodné pro výrobu elektřiny a tepla v teplárnách, a to se střídavým provozem s odběrem elektřiny ze sítě a bez odběru, zejména podle toho, jestli je v dodavatelské síti právě přebytek nebo nedostatek elektřiny. Největší výhodou vynálezu proti dosavadním zařízením je, že vynález umožňuje provádět výše uvedený střídavý provoz, aniž by bylo nutné používat pouze vysoce kvalitní paliva, jako zemní plyn nebo olej. Při využívání vynálezu je možné používat i nekvalitní a alternativní paliva, jako fosilní paliva, paliva z hutí apod. Další výhodou je, že zařízení a jeho provoz jsou bez vysokých nákladů a není nutné budování složité kogenerační jednotky závislé na přítomnosti spalovací turbíny. Vynález je využitelný rovněž i pro výtopny, tedy zařízení určená pouze pro dodávku tepla, a nikoliv pro současnou dodávku elektřiny.The device according to the invention is suitable for generating electricity and heat in CHP plants, with alternating operation with and without offtake of electricity, in particular depending on whether there is a surplus or a lack of electricity in the supply network. The greatest advantage of the invention over prior art devices is that the invention makes it possible to perform the above-mentioned alternating operation without the need to use only high quality fuels such as natural gas or oil. In using the invention, it is also possible to use low-quality and alternative fuels such as fossil fuels, metallurgical fuels and the like. Another advantage is that the plant and its operation are without high costs and there is no need to build a complex cogeneration unit dependent The invention is also applicable to heating plants, i.e. devices intended only for the supply of heat and not for the simultaneous supply of electricity.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Vynález je objasněn pomocí výkresů, kde znázorňují obr. 1 energetickou centrálu se sekundárními teplosměnnými plochami uvnitř kotle a obr. 2 energetickou centrálu se sekundárními teplosměnnými plochami ve vzduchovém ohříváku vně kotle.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated by the drawings in which: FIG. 1 shows an energy central unit with secondary heat transfer surfaces inside the boiler and FIG. 2 an energy central unit with secondary heat exchange surfaces in an air heater outside the boiler.

-5 CZ 2018 - 215 A3-5 EN 2018 - 215 A3

Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Názorným příkladem provedení vynálezu je energetická centrála pro výrobu elektřiny a tepla s akumulací médií podle obrázku obr. 1.An illustrative example of an embodiment of the invention is the power and heat storage center with the accumulation of media according to FIG. 1.

Hlavními prvky této energetické centrály jsou kompresor 1, dva vodní chladiče 2, 3, vzduchový akumulátor 4, plynová turbína 5 a horkovodní zařízení 6. Je použita nikoliv spalovací, nýbrž expanzní plynová turbína 5, obsahující expanzní pracovní část 7 a mající připojený elektrický generátor 8 a ve výhodném provedení energetické centrály také rekuperátor 9. Horkovodní zařízení 6 zahrnuje kotel 10 a výměníkovou stanici 11. První vodní chladič 2 je zapojen jednak na vzduchovém potrubí 12 kompresoru 1 a jednak na vodním potrubí 13 s přívodem vody z vhodného zdroje a oběhovým čerpadlem 14. Druhý vodní chladič 3 je zapojen na vzduchovém potrubí 12 za kompresorem 1, ještě před vzduchovým akumulátorem 4, a současně na vodním potrubí 13. Vzduchový akumulátor 4 je zapojen na vzduchovém potrubí 12 za kompresorem 1 a druhým vodním chladičem 3. V okruhu energetické centrály je zapojen kotel 10, který má dole vytvořenu spalovací část 15 pro spalování paliv. Vynález umožňuje použít kotel 10 pro běžná fosilní paliva, pevná, kapalná i plynná, jakož i pro alternativní paliva, například dřevní štěpky. Spalovací část 15 je vyústěna do vnitřní dutiny kotle 10 určené pro průchod spalin, spalinové části 16. V ní se nachází primární teplosměnné plochy 17, 18, uspořádané z vodních trubic a připojené pomocí vstupní a výstupní vodní větve 19, 20 k výměníkové stanici 11. Vstupní vodní větev 19 vede z výměníkové stanice 11 do spalinové části 16 kotle 10 a výstupní vodní větev 20 vede ze spalinové části 16 kotle 10 do výměníkové stanice 11. Výměníková stanice 11 má horkovodní odvod 21 pro výstupní médium nesoucí v sobě vyrobené teplo, tedy pro horkou vodu. Přímo ve spalinové části 16 kotle 10 je situována sekundární teplosměnná plocha 22, uspořádaná ze vzduchových trubic. Je zapojena na vzduchovém potrubí 12, se vstupem za vzduchový akumulátorem 4 a rekuperátorem 9 a výstupem před přívodem vzduchu do pracovní části 7 expanzní plynové turbíny 5. Na vzduchovém potrubí 12 je mezi vzduchovým akumulátorem 4 a plynovou turbínou 5 umístěna připojovací armatura 23. Rekuperátor 9 je obsažen ve výhodném provedení centrály na výfukovém potrubí 24 za pracovní částí 7 expanzní plynové turbíny 5, avšak není nezbytný. Může být případně vynechán, nebo místo něj může být obsažen ohřívač vody jiného druhu. Odvod plynů, tedy expandovaného vzduchu, z plynové turbíny 5 se uskutečňuje výfukem 25 pro expandovaný vzduch. Odvod plynů, resp. spalin, z kotle 10 se uskutečňuje přes komín 26.The main elements of this power center are a compressor 1, two water coolers 2, 3, an air accumulator 4, a gas turbine 5 and a hot-water device 6. It is used not an internal combustion but an expansion gas turbine 5 comprising an expansion working part 7 and having an electrical generator 8 connected. and in a preferred embodiment of the power center also a heat exchanger 9. The hot-water device 6 comprises a boiler 10 and a heat exchanger station 11. The first water cooler 2 is connected on the air duct 12 of the compressor 1 and on the water duct 13 with water supply from a suitable source and a circulation pump 14 The second water cooler 3 is connected to the air duct 12 downstream of the compressor 1, before the air accumulator 4, and at the same time to the water line 13. The air accumulator 4 is connected to the air duct 12 downstream of the compressor 1 and the second water cooler 3. connected to the boiler 10 which is to be formed at the bottom The combustion part 15 for the combustion of fuels. The invention makes it possible to use the boiler 10 for conventional fossil fuels, solid, liquid and gaseous, as well as for alternative fuels such as wood chips. The combustion part 15 terminates in the inner cavity of the boiler 10 for the passage of the flue gas, the flue part 16. The primary heat exchange surfaces 17, 18, arranged from water tubes and connected via the inlet and outlet water branches 19, 20 to the exchanger station 11. The inlet water branch 19 leads from the exchanger station 11 to the flue gas part 16 of the boiler 10 and the outlet water branch 20 leads from the flue gas part 16 of the boiler 10 to the exchanger station 11. The exchanger station 11 has a hot water outlet 21 for hot water. Directly in the flue gas part 16 of the boiler 10 is situated a secondary heat exchange surface 22 arranged from air tubes. It is connected to the air duct 12, with the inlet behind the air accumulator 4 and the recuperator 9 and the outlet before the air inlet to the working part 7 of the expansion gas turbine 5. On the air duct 12 is a connecting arm 23 between the air accumulator 4 and the gas turbine 5. it is contained in the preferred embodiment of the central unit on the exhaust pipe 24 after the working part 7 of the expansion gas turbine 5, but is not necessary. Alternatively, it may be omitted or a water heater of another kind may be contained instead. The exhaust of the gases, i.e. the expanded air, from the gas turbine 5 is effected by the exhaust 25 for the expanded air. Gas evacuation, resp. of the boiler 10 is effected via the chimney 26.

Uvnitř kotle 10 jsou v jeho spalinové části 16 umístěny primární teplosměnné plochy 17, 18 nad sebou. Sekundární teplosměnná plocha 22 je uvnitř kotle 10 umístěna paralelně vůči první primární teplosměnné ploše 17 a prostor mezi nimi je rozdělen přepážkou 27. Takto vytvořené spalinové kanály, vůči sobě prostřednictvím přepážky 27 navzájem oddělené, jsou každý opatřen alespoň regulační klapkou 28, 29, umožňující regulovat průchod spalin. Druhá primární teplosměnná plocha 18 je v tomto příkladném provedení umístěna v horní části kotle 10, což umožňuje využít ještě i zbytkové teplo spalin před jejich odchodem do komína 26.Inside the boiler 10, the primary heat transfer surfaces 17, 18 are located one above the other in the flue gas part 16 thereof. The secondary heat exchange surface 22 is located inside the boiler 10 parallel to the first primary heat exchange surface 17 and the space between them is divided by a partition 27. The flue gas channels thus formed, separated from each other by the partition 27, are each provided with at least a regulating flap 28,29 flue gas passage. The second primary heat transfer surface 18 in this exemplary embodiment is located in the upper part of the boiler 10, which allows the residual heat of the flue gas to be utilized before leaving it for the chimney 26.

Na vodním potrubí 13 je zapojen horkovodní akumulátor 30, který je zapojen na vodním potrubí za vodními chladiči 2, 3 kompresoru 1, ještě před zaústěním vodního potrubí 13 do výměníkové stanice 11. Mezi horkovodním akumulátorem 30 a výměníkovou stanicí 11 může být případně zapojen ještě další vhodný prvek. Před vstupem do výměníkové stanice 11 je na vodním potrubí 13 zařazena vstupní armatura 31. Vodní potrubí 13 je připojeno svým vstupem k na obrázcích neznázoměnému vhodnému vodnímu zdroji, například k nádrži.A hot water accumulator 30 is connected to the water pipe 13, which is connected to the water pipe after the water coolers 2, 3 of the compressor 1, before the water pipe 13 enters the heat exchanger station 11. suitable element. Before entering the heat exchanger station 11, an inlet fitting 31 is provided on the water line 13. The water line 13 is connected by its inlet to a suitable water source (not shown), for example a tank.

Jiným názorným příkladem provedení vynálezu je energetická centrála pro výrobu elektřiny a tepla s akumulací médií podle obrázku obr. 2.Another illustrative embodiment of the invention is a power and heat storage center with the accumulation of media according to FIG. 2.

-6CZ 2018 - 215 A3-6GB 2018 - 215 A3

Tato centrála se liší od předchozího příkladného provedení tím, že sekundární teplosměnná plocha 22 je situována mimo těleso kotle 10, ve vzduchovém ohříváku 33. Tento vzduchový ohřívák 33 má svůj vnitřní prostor 32 propojen se spalinovým prostorem, nacházejícím se ve spalinové části 16 kotle 10. To je provedeno prostřednictvím spalinového přívodu 34 do vzduchového ohříváku 33 a spalinového odvodu 35 ze vzduchového ohříváku 33. Také v případě této varianty provedení je zajištěna možnost regulace proudění spalin pomocí regulačních klapek 28, 29. Spalinový odvod 35 ze vzduchového ohříváku 33 je opatřen první regulační klapkou 28 a spalinový prostor ve spalinové části 16 uvnitř kotle 10 je opatřen druhou regulační klapkou 29. Druhá regulační klapka 29 se nachází pod ústím spalinového odvodu 35 a současně nad první primární teplosměnnou plochou 17.This central unit differs from the previous exemplary embodiment in that the secondary heat exchange surface 22 is situated outside the boiler body 10 in the air heater 33. This air heater 33 has its interior 32 interconnected with the flue gas space located in the flue gas part 16 of the boiler 10. This is accomplished by means of a flue gas inlet 34 to the air heater 33 and a flue gas outlet 35 from the air heater 33. Also in this embodiment, the possibility of regulating the flue gas flow by means of control flaps 28, 29 is provided. the flap 28 and the flue gas space in the flue gas part 16 within the boiler 10 is provided with a second control flap 29. The second control flap 29 is located below the flue outlet 35 and at the same time above the first primary heat exchange surface 17.

Energetická centrála podle obrázků obr. 1 nebo obr. 2 se provozuje následovně. Jejím prostřednictvím se uskutečňuje způsob výroby elektřiny a tepla s akumulací médií, při kterém se v době přebytku elektřiny v distribuční síti odvádí alespoň část přebytečné elektřiny z distribuční sítě a takto odebíranou elektřinou se pohání alespoň kompresor 1, který při svém provozu vyrábí tlakový vzduch. Tlakový vzduch se během výroby ochlazuje vodou ve vodních chladičích 2, 3 a v ochlazeném stavu se odvádí do vzduchového akumulátoru 4, kde se shromažďuje. Voda, která ochlazuje tlakový vzduch, se ve vodních chladičích 2, 3 teplem předaným od tlakového vzduchu ohřívá a v ohřátém stavu se v podobě horké vody odvádí, buď přímo do výměníkové stanice 11 horkovodního zařízení 6, nebo, pokud je obsažen horkovodní akumulátor 32 jako v tomto příkladu, se do výměníkové stanice 11 horká voda odvádí řízené přes horkovodní akumulátor 32 podle potřeby tak, jak je popsáno dále. Následně se ukončí odběr elektřiny z distribuční sítě tím, že se kompresor _l_ vypne, a poté, během vypnutého stavu kompresoru 1, se vzduch shromážděný předtím ve vzduchovém akumulátoru 4 ze vzduchového akumulátoru 4 odebírá. Během provozu i mimo provoz kompresoru 1 se v horkovodním zařízení 6 vyrábí výstupní médium pro dodávku tepla ven ze zařízení v podobě teplé vody. Teplo pro dodávku teplé vody se získává pomocí cirkulace vody v horkovodním zařízení 6. Voda se vede z výměníkové stanice 11 vstupní vodní větví 19 do primárních teplosměnných ploch 17, 18, kde se ohřeje spalinami, a pak se odvede v podobě horké vody nebo páry výstupní vodní větví 20 zpět do výměníkové stanice 11. Z výměníkové stanice 11 se pak jakožto výstupní médium odvádí podle potřeby horkovodním odvodem 21 horká voda vně zařízení. Během doby, kdy je kompresor 1_ mimo provoz, se vzduch odebraný ze vzduchového akumulátoru 4 odvádí do plynové turbíny 5 s připojeným elektrickým generátorem 8, ale ještě před přivedením do pracovní části 7 expanzní plynové turbíny 5 se vzduch předehrivá. To se provádí tak, že se vzduch nechává proudit přes sekundární teplosměnnou plochu 22, ohřívanou kolem proudícími spalinami, a teprve ve stavu předehřátém na stanovenou teplotu se vzduch vede do pracovní části 7 plynové turbíny 5. Veškeré spaliny, jak pro předehřev vzduchu přiváděného do pracovní části 7 plynové turbíny 5, tak i pro ohřev vody v horkovodním zařízení 6, se vyrábí spalováním paliva v kotli 10 horkovodního zařízení 6. Sekundární teplosměnná plocha 22 se ohřívá spalinami ze spalování paliva v kotli 10. Výroba elektřiny se realizuje pomocí expanze předehřátého vzduchu v pracovní části 7 plynové turbíny 5, přičemž expandovaný vzduch se z plynové turbíny 5 odvádí vně zařízení. Ještě před předehřátím v sekundární teplosměnné ploše 22 se vzduch odvedený ze vzduchového akumulátoru 4 předehrivá vzduchem vypouštěným po expanzi z expanzní pracovní části 7 plynové turbíny 5, bez vzájemného smísení, prostřednictvím rekuperátoru 9. Během provozu se reguluje průtok spalin pomocí regulačních klapek 28, 29 tak, aby se nastavil takový průtok spalin přes sekundární teplosměnnou plochu 22, aby bylo dosaženo požadované teploty vzduchu na výstupu ze sekundární teplosměnné plochy 22. Přitom horké spaliny proudí ve stále stejném množství ze spalovací části 15 kotle 10 do spalinové části 16 kotle 10, a rozdělují se ve dva proudy tak, aby ve větším nebo menším množství proudily kolem první primární teplosměnné plochy 17 a sekundární teplosměnné plochy 22, a pak se spojují opět v jeden proud a kolem druhé primární teplosměnné plochy 18 odcházejí do komína 26. Celkové množství spalin odcházejících přes komín 26 ze zařízení zůstává stejné, nemění se.The power station according to Figures 1 or 2 is operated as follows. It provides a method of generating electricity and heat with media storage, in which at the time of excess electricity in the distribution network at least part of the excess electricity is removed from the distribution network and the electricity thus consumed drives at least a compressor 1 producing compressed air. The compressed air is cooled with water in the water coolers 2, 3 during production and, in the cooled state, is discharged to the air accumulator 4 where it is collected. The water which cools the pressurized air is heated in the water coolers 2, 3 by the heat transmitted from the pressurized air and in the heated state is discharged as hot water either directly to the exchanger station 11 of the hot water device 6 or in this example, hot water is discharged to the heat exchanger station 11, controlled via the hot water accumulator 32 as required, as described below. Subsequently, the electricity supply from the distribution network is terminated by shutting off the compressor 11, and then, during the compressor 1 shutdown state, the air previously collected in the air accumulator 4 is taken from the air accumulator 4. During operation and out of operation of the compressor 1, an output medium is produced in the hot-water device 6 for supplying heat out of the device in the form of hot water. The heat for the hot water supply is obtained by circulating water in the hot-water device 6. The water is passed from the heat exchanger station 11 through the inlet water branch 19 to the primary heat exchange surfaces 17, 18 where it is heated by flue gas. The hot water is then removed from the heat exchanger station 11 as the output medium by means of a hot water outlet 21 outside the plant. During the time the compressor 7 is out of operation, the air taken from the air accumulator 4 is discharged to the gas turbine 5 with the electric generator 8 connected, but the air is preheated before being introduced into the working part 7 of the expansion gas turbine 5. This is done by letting the air flow through the secondary heat exchange surface 22 heated by the flowing flue gas, and only in the pre-heated state to the set temperature, the air is fed to the working part 7 of the gas turbine 5. All flue gas, The part 7 of the gas turbine 5, as well as for the heating of water in the hot-water plant 6, is produced by burning fuel in the boiler 10 of the hot-water plant 6. The secondary heat exchange surface 22 is heated by the flue gases from burning the fuel in the boiler 10. of the working part 7 of the gas turbine 5, wherein the expanded air is discharged from the gas turbine 5 outside the device. Prior to preheating in the secondary heat transfer surface 22, the air removed from the air accumulator 4 is preheated by the air discharged from the expansion working part 7 of the gas turbine 5, without mixing with each other, via a recuperator 9. During operation. to adjust the flue gas flow through the secondary heat exchange surface 22 to achieve the desired air temperature at the exit of the secondary heat exchange surface 22. The hot flue gas flows in an equal amount from the combustion portion 15 of the boiler 10 into the flue portion 16 of the boiler 10. in two streams so that they flow in greater or lesser extent around the first primary heat transfer surface 17 and the secondary heat transfer surface 22, and then combine again in one stream and around the second primary heat exchange surface 18 exit into the stack 26. coming through the chimney 26 from the device remains the same, does not change.

Voda, která se ve vodních chladičích 2, 3 ohřála teplem předaným od horkého tlakového vzduchu, ohřátého kompresí v kompresoru 1, se vede přes horkovodní akumulátor 30 doThe water which has been heated in the water coolers 2, 3 by the heat transmitted from the hot compressed air heated by compression in the compressor 1 is passed through a hot-water accumulator 30 to

-7 CZ 2018 - 215 A3 výměníkové stanice 11. V horkovodním akumulátoru 30 se horká voda shromažďuje a do výměníkové stanice 11 se odtud odvádí řízené v takovém množství, aby se horkovodnímu zařízení 6 nahradilo teplo, které mu bylo odebráno sekundární teplosměnnou plochou 22 při předehřevu vzduchu. Tím, že se takto do výměníkové stanice 11 přivádí potřebné množství ohřáté vody ze zásoby shromážděné v horkovodním akumulátoru 30, je dosaženo, že energetická centrála vyrábí, a může přes horkovodní odvod 21 dodávat odběrateli, trvale stabilní množství tepla v podobě horké vody podle požadavků a není závislá na okamžitém stavu provozu kompresoru 1, ani na okamžitém stavu plynové turbíny 5.In the hot-water accumulator 30, hot water is collected and therefrom being discharged to the heat-exchanger station 11 in a quantity sufficient to replace the hot-water device 6 with the heat removed by the secondary heat-exchanging surface 22 during preheating. air. By supplying the required amount of heated water from the pool collected in the hot water accumulator 30 to the exchanger station 11, the power station is able to produce, and can supply the customer with a permanently stable amount of hot water as required through the hot water outlet 21. it does not depend on the instantaneous state of operation of the compressor 1, nor on the instantaneous state of the gas turbine 5.

Během doby odstavení kompresoru 1 z provozu, nebo i během provozu kompresoru 1, se může kotel 10 a s ním i celé horkovodní zařízení 6 dočasně odstavit z provozu, například z důvodu potřeby údržby, nebo když se nepožaduje dodávka tepla ze zařízení. V tom případě se s výhodou může i během této dočasné odstávky kotle 10 do vzduchového akumulátoru 4 shromažďovat vzduch vyrobený kompresorem 1 a do horkovodního akumulátoru 30 shromažďovat voda ohřátá ochlazováním tlakového vzduchu vyráběného kompresorem 1.During the shutdown time of the compressor 1, or even during the operation of the compressor 1, the boiler 10 and with it the entire hot water installation 6 can be temporarily put out of operation, for example for maintenance purposes or when heat supply from the equipment is not required. In this case, preferably during this temporary outage of the boiler 10, the air produced by the compressor 1 can be collected in the air accumulator 4 and the water heated by cooling the compressed air produced by the compressor 1 can be collected in the hot water accumulator.

Výše jsou uvedeny způsoby provozu, které nelze provozovat na jiném zařízení, než je zařízení podle vynálezu. Energetickou centrálu podle vynálezu lze však s výhodou provozovat v celkem čtyřech pracovních režimech, popsaných níže.Above are methods of operation that cannot be operated on a device other than the device of the invention. However, the power plant according to the invention can advantageously be operated in a total of four operating modes, described below.

První pracovní režim představuje provozování energetické centrály v době přebytku elektřiny v distribuční síti při současné akumulaci médií a dodávce tepla. Jedná se o současný provoz horkovodního zařízení 6 a primárního kompresoru 1, s odběrem elektřiny z distribuční sítě. Do vzduchového akumulátoru 4 se shromažďuje vzduch, přičemž odběr vzduchu ze vzduchového akumulátoru 4 je odstaven, připojovací armatura 23 je uzavřená. Do horkovodního akumulátoru 30 se shromažďuje horká voda, přičemž odběr horké vody z horkovodního akumulátoru 30 je odstaven, vstupní armatura 31 je uzavřená. Přes horkovodní odvod 21 je odběrateli dodáván projektovaný tepelný výkon.The first mode of operation is the operation of the power plant at a time of electricity surplus in the distribution network with simultaneous accumulation of media and heat supply. This is the simultaneous operation of the hot water system 6 and the primary compressor 1, with electricity from the distribution network. Air is collected in the air accumulator 4, the air withdrawal from the air accumulator 4 being shut down, the connection fitting 23 closed. The hot water accumulator 30 collects hot water, the hot water from the hot water accumulator 30 being shut down, the inlet fitting 31 closed. The design heat output is supplied to the customer via the hot water outlet 21.

Druhý pracovní režim představuje provozování energetické centrály pro výrobu elektřiny s využitím akumulovaných médií v době nedostatku elektřiny v distribuční síti. Primární kompresor 1 je vypnutý a zařízení neodebírá z distribuční sítě žádný proud. V provozuje plynová turbína 5 i horkovodní zařízení 6 a jsou využívána média nahromaděná ve vzduchovém akumulátoru 4 a horkovodním akumulátoru 30. Připojovací armatura 23 i vstupní armatura 31 jsou otevřeny. Regulační klapky 28, 29 jsou otevřeny podle potřeby, což je řízeno řídicí jednotkou, která takto zajišťuje potřebnou teplotu vzduchu na vstupu do expanzní pracovní části 7 plynové turbíny 5. Při otevřené připojovací armatuře 31 se odebírá ze vzduchového akumulátoru 30 vzduch, který se po předehřevu v rekuperačním výměníku 9 dále ohřívá v sekundární teplosměnné ploše 22 spalinami v kotli 10 na požadovanou teplotu. Během provozu pracovní části 7 plynové turbíny 5 elektrický generátor 8 vyrábí elektřinu a dodává ji do distribuční sítě. Ohřevem vzduchu v sekundární teplosměnné ploše 22 se spaliny proudící ke druhé primární teplosměnné ploše 18 ochladí. Aby se tímto nesnížila i velikost odváděného tepla horkovodním odvodem 21 z výměníkové stanice 11, chybějící teplo se do výměníkové stanice 11 dodává z horkovodního akumulátoru 30 ve formě horké vody. To se zajistí tak, že vstupní armaturou 31 se nastaví takový průtok vody ve vodním potrubí 13 do horkovodního zařízení 6, aby množství odváděného tepla z výměníkové stanice 11 přes horkovodní odvod 21 bylo stejné, jako při provozu energetické centrály podle první pracovní varianty. Výroba elektřiny se ukončí při poklesu tlaku ve vzduchovém akumulátoru 4 na hodnotu blížící se tlaku okolního vzduchu.The second mode of operation is the operation of an energy central for producing electricity using accumulated media in times of electricity shortage in the distribution network. The primary compressor 1 is switched off and the device does not draw any current from the distribution network. V operates both the gas turbine 5 and the hot water device 6 and uses the media accumulated in the air accumulator 4 and the hot water accumulator 30. The connection fitting 23 and the inlet fitting 31 are open. The control flaps 28, 29 are opened as required, which is controlled by the control unit, which thus ensures the required air temperature at the inlet to the expansion working part 7 of the gas turbine 5. With the connection fitting 31 open, air is removed from the air accumulator 30. in the heat exchanger 9, it further heats in the secondary heat exchange surface 22 by the flue gas in the boiler 10 to the desired temperature. During operation of the working part 7 of the gas turbine 5, the electric generator 8 generates electricity and supplies it to the distribution network. By heating the air in the secondary heat exchange surface 22, the flue gas flowing to the second primary heat exchange surface 18 is cooled. In order not to reduce the amount of heat dissipated by the hot water drain 21 from the heat exchanger station 11, the missing heat is supplied to the heat exchanger station 11 from the hot water accumulator 30 in the form of hot water. This is ensured by adjusting the inlet fitting 31 so that the water flow in the water pipe 13 to the hot water system 6 is adjusted so that the heat dissipated from the heat exchanger station 11 via the hot water outlet 21 is the same as in the operation of the power plant. Electricity production is terminated when the pressure in the air accumulator 4 drops to a value close to the ambient air pressure.

Třetí pracovní režim představuje dočasné provozování energetické centrály jen pro akumulaci médií, prováděnou pouze v časovém úseku přebytečné elektřiny v distribuční síti. Plynová turbína 5 a horkovodní zařízení 6 jsou odstaveny, je odstavený i kotel 10 a jeho spalovací část 15. Vstupní armatura 31 a připojovací armatura 23 jsou uzavřeny. V provozu je kompresor 1, jenž odebírá z distribuční sítě elektřinu. Přes vzduchové potrubí 12 se akumuluje vzduch do vzduchového akumulátoru 4. Při provozu kompresoru 1 vzniká kompresní teplo, a to se veThe third mode of operation is the temporary operation of an energy center only for the accumulation of media, performed only for a period of excess electricity in the distribution network. The gas turbine 5 and the hot water device 6 are shut down, the boiler 10 and its combustion part 15 are shut down. The inlet fitting 31 and the connecting fitting 23 are closed. A compressor 1 is in operation, which draws electricity from the distribution network. Air is accumulated through the air duct 12 into the air accumulator 4. During operation of the compressor 1, the heat of compression is

-8CZ 2018 - 215 A3 vodních chladičích 2, 3 odvádí do chladicí vody. Chladicí vodu nasává oběhové čerpadlo 14 ze spodní části horkovodního akumulátoru 30. Ve vodních chladičích 2, 3 se chladicí voda ohřívá a v ohřátém stavu vodním potrubím 13 se odvádí do horní části horkovodního akumulátoru 30. Po naplnění vzduchového akumulátoru 4 ochlazeným vzduchem se kompresor 1_ odstaví. Horkovodní akumulátor 30 je naplněn horkou vodou a oběhové čerpadlo 14 se odstaví. V části zařízení pro akumulaci je akumulace médií ukončena, většina energie se akumulovala ve formě tlakové energie ve vzduchu uvnitř vzduchového akumulátoru 4 a menší část energie se akumulovala ve formě tepla v horké vodě uvnitř horkovodního akumulátoru 30.-8GB 2018 - 215 A3 water coolers 2, 3 are discharged into the cooling water. The cooling water is sucked in by the circulation pump 14 from the bottom of the hot water accumulator 30. In the water coolers 2, 3, the cooling water is heated and in the heated state through the water pipe 13 is discharged into the upper part of the hot water accumulator 30. . The hot water accumulator 30 is filled with hot water and the circulation pump 14 is shut down. In a portion of the storage device, the accumulation of media is complete, most of the energy is stored in the form of compressed energy in the air inside the air accumulator 4, and a smaller part of the energy is stored in the form of heat in hot water inside the hot water accumulator 30.

Čtvrtý pracovní režim představuje možnost energetickou centrálu provozovat dočasně i bez akumulace médií, bez výše uvedených variant způsobů výroby elektřiny, například v mezičase. Během takového dočasného provozu zařízení bez akumulace vzduchu ve vzduchovém akumulátoru 4 a bez akumulace horké vody v horkovodním akumulátoru 30 bude v provozu pouze horkovodní zařízení 6 a nebude vyráběna elektřina. Připojovací armatura 23 i vstupní armatura 31 a první regulační klapka 28 budou uzavřené a plynová turbína 5 bude odstavena z provozu. Druhá regulační klapka 29 bude otevřená. V tom případě bude energetická centrála pracovat pouze jako výtopna pro dodávku tepla odběrateli. Vzduchový akumulátor 4 může být prázdný, nebo naplněný tlakovým vzduchem. Horkovodní akumulátor 30 bude odstaven. V tom případě dodávka tepla probíhá následovně. Do spalovací části 15 kotle 10 se přivádí palivo, fosilní nebo alternativní, a jeho spálením vzniklé spaliny se vedou přes primární teplosměnné plochy 17, 18. Při uzavřené první regulační klapce 28 a otevřené druhé regulační klapce 29 pak odcházejí spaliny do komína 26. Ochlazováním primárních teplosměnných ploch 17, 18 se předává teplo vodě, případně páře, cirkulující přes vstupní a výstupní vodní větev 19, 20 mezi kotlem 10 a výměníkovou stanicí 11. Z výměníkové stanice 11 se provádí dodávka tepla odběrateli odváděním horké vody ze zařízení podle potřeby, a to přes horkovodní odvod 21. Přes sekundární teplosměnnou plochu 22 v této pracovní variantě neproudí žádný vzduch a ani spaliny.The fourth mode of operation represents the possibility to operate the power plant temporarily without media accumulation, without the above-mentioned variants of electricity generation, for example in the meantime. During such temporary operation of the device without air accumulation in the air accumulator 4 and without hot water accumulation in the hot water accumulator 30, only the hot water device 6 will operate and no electricity will be generated. The connection fitting 23 as well as the inlet fitting 31 and the first regulating flap 28 will be closed and the gas turbine 5 will be shut down. The second control flap 29 will be open. In this case, the power plant will only operate as a heating plant for the supply of heat to the customer. The air accumulator 4 may be empty or filled with compressed air. The hot water accumulator 30 will be shut down. In this case, the heat supply takes place as follows. The combustion part 15 of the boiler 10 is fed with fuel, fossil or alternative, and the combustion gases produced by combustion are passed through the primary heat exchange surfaces 17, 18. When the first control flap 28 is closed and the second control flap 29 is open Heat transfer surfaces 17, 18 transfer heat to water or steam circulating through the inlet and outlet water branches 19, 20 between the boiler 10 and the heat exchanger station 11. Heat exchanger 11 is supplied to the customer by hot water removal from the plant as needed. No hot air or flue gas flows through the secondary heat transfer surface 22 in this working variant.

Přechod mezi pracovními režimy se provede uzavřením nebo otevřením obsažených regulačních klapek 28, 29, připojovací armatury 23 a/nebo vstupní armatury 31 a provozem nebo stáním plynové turbíny 5. Dočasně se může rovněž odstavit horkovodní zařízení 6.The transition between the operating modes is effected by closing or opening the included control flaps 28, 29, the connection fitting 23 and / or the inlet fitting 31 and the operation or standstill of the gas turbine 5. The hot water device 6 can also be temporarily shut down.

Při optimálním provozu energetické centrály dochází ke střídavému provozování prvního a druhého pracovního režimu a dočasně i provozování třetího pracovního režimu, podle toho, kolik je v distribuční síti právě elektřiny a jak je naplněn vzduchový akumulátor 4. V době energetické špičky se vyrábí a do distribuční sítě dodává elektřina. V době přebytku elektřiny v distribuční síti se provozuje primární kompresor 1 a akumulují se média do zásoby pro dobu energetické špičky. Tím je dosaženo maximálního výkonu energetické centrály a nejlepších ekonomických výsledků. Provoz podle čtvrtého pracovního režimu umožňuje zajistit celoroční provoz energetické centrály i v době, kdy se nepožaduje akumulace médií, ani dodávka elektřiny vyrobené pomocí akumulovaných médií do sítě. Využije se i v případě nutnosti oprav nebo údržby na ostatních zařízeních.Optimum operation of the power plant involves alternating operation of the first and second operating modes, and temporarily operating the third operating mode, depending on how much electricity is in the distribution network and how much the air accumulator is filled at peak times. supplies electricity. At a time of excess electricity in the distribution network, the primary compressor 1 is operated and the media accumulates in the energy peak time reserve. This achieves maximum power center performance and best economic results. Operation according to the fourth operating mode allows to ensure year-round operation of the energy center even when no media accumulation or supply of electricity generated by accumulated media to the network is required. It is also used when repairs or maintenance on other equipment is needed.

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS

Claims

A device for generating electricity using media storage, comprising at least one compressor (1), an air accumulator (4), a gas turbine (5) with a working part (7) and an electric generator (8), a hot-water device (6), connecting air duct (12), water duct (13) and necessary shut-off and control elements, wherein the compressor (1) is equipped with at least one water cooler (2, 3) connected to its air duct (12) and wherein the air accumulator (4) is connected to the air duct (12) downstream of the compressor (1), the hot water device (6) comprising a boiler (10) and a heat exchanger station (11), and wherein inside the boiler (10) is located

2018 - 215 A3 primary heat transfer surface (17, 18), arranged from water tubes and connected via an inlet and outlet water branch (19, 20) to a heat exchanger station (11), the heat exchanger station (11) is provided with a hot water outlet (21) ) for the output medium carrying the heat produced therein, in the hot-water device (6), in addition to the primary heat transfer surfaces (17, 18), there is also at least one secondary heat exchange surface (22) for air preheating arranged from air tubes connected to the air a duct (12) downstream of the air accumulator (4) and has an outlet connected to an inlet of the working part (7) of the gas expansion turbine (5) with exhaust gas outlet (25) for expanded air discharged outside the apparatus; 2, 3) of the compressor (1) are connected to a water pipe (13), which is supplied from a water source and has an end connected to a heat exchanger station (11). characterized in that the gas turbine (5) is provided with a recuperator (9) connected both on the exhaust pipe (24) behind its working part (7) and on the air pipe running (12) between the air accumulator (4) and the secondary heat transfer surfaces (22), wherein all the secondary heat transfer surfaces (22) contained therein are located in the flue gas space of the boiler (10) of the hot water installation (6).

Device according to claim 1, characterized in that at least one secondary heat exchange surface (22) is located directly inside the boiler (10), in its flue gas part (16).

Device according to claim 2, characterized in that at least one secondary heat transfer surface (22) is arranged inside the boiler (10) parallel to the at least one primary heat transfer surface (17) and the space between them is divided by a partition (27), the flue gas channels formed, separated from one another by means of a partition (27), are each provided with at least one regulating flap (28, 29).

Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that at least one secondary heat exchange surface (22) is located outside the boiler (10) in an air heater (33), the interior of which (32) is connected to the flue gas part. (16) of the boiler (10) by means of a flue gas supply (34) to the air heater (33) and a flue gas exhaust (35) from the air heater (33), the flue gas exhaust (35) from the air heater (33) being provided with the control flap (28) and the flue gas part (16) of the boiler (10) being provided with a second control flap (29), the second control flap (29) being located below the flue outlet (35) above the first primary heat exchange surface (17) .

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a hot-water accumulator (30) which is connected to a water pipe (13) between at least one water cooler (2, 3) of the compressor (1) and a heat exchanger station (1). 11).