DE102014106300A1 - Steam delivery device and method of providing steam - Google Patents
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Abstract
Um eine Dampfbereitstellungsvorrichtung zu schaffen, mittels welcher flexibel und effizient Dampf, insbesondere Sattdampf, bereitstellbar ist, wird vorgeschlagen, dass die Dampfbereitstellungsvorrichtung Folgendes umfasst: eine Wärmespeichervorrichtung; mehrere Druckwasserspeicherbehälter; eine Wasserzuführung zur Zuführung von Wasser zu den Druckwasserspeicherbehältern; eine Wärmeübertragungsvorrichtung, mittels welcher wahlweise einzelnen oder mehreren Druckwasserspeicherbehältern Wärme aus der Wärmespeichervorrichtung zuführbar ist.In order to provide a steam supply device by means of which flexible and efficient steam, in particular saturated steam, can be provided, it is proposed that the steam supply device comprises: a heat storage device; several pressurized water storage tanks; a water supply for supplying water to the pressurized water storage tanks; a heat transfer device by means of which optionally one or more pressurized water storage tanks heat from the heat storage device can be fed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dampfbereitstellungsvorrichtung zum Bereitstellen von Dampf, insbesondere Sattdampf.The present invention relates to a steam delivery device for providing steam, in particular saturated steam.
Eine solche Dampfbereitstellungsvorrichtung kann beispielsweise einen Druckwasserspeicherbehälter umfassen, in welchem unter hohem Druck heißes Wasser speicherbar ist. Durch Öffnen eines Ablassventils kann das Wasser bei Bedarf entnommen werden. Aufgrund der hohen Temperatur und des hohen Drucks kann das Wasser dabei insbesondere in Form von Sattdampf entnommen werden. Aufgrund der Entnahme von Wasser aus dem Druckwasserspeicherbehälter können die hohe Temperatur und/oder der hohe Druck in dem Druckwasserspeicherbehälter üblicherweise nur über kurze Zeit aufrechterhalten werden. Ein solcher Druckwasserspeicherbehälter weist folglich üblicherweise eine geringe Speicherkapazität auf. Such a steam supply device may for example comprise a pressurized water storage tank in which hot water can be stored under high pressure. By opening a drain valve, the water can be removed if necessary. Due to the high temperature and the high pressure, the water can be removed in particular in the form of saturated steam. Due to the removal of water from the pressurized water storage tank, the high temperature and / or the high pressure in the pressurized water storage tank can usually be maintained only for a short time. Consequently, such a pressurized water storage tank usually has a low storage capacity.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dampfbereitstellungsvorrichtung zu schaffen, mittels welcher flexibel und effizient Dampf, insbesondere Sattdampf, bereitstellbar ist. The present invention has for its object to provide a steam supply device by means of which flexible and efficient steam, in particular saturated steam, can be provided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dampfbereitstellungsvorrichtung zum Bereitstellen von Dampf, insbesondere Sattdampf, gelöst, wobei die Dampfbereitstellungsvorrichtung Folgendes umfasst:
eine Wärmespeichervorrichtung;
mehrere Druckwasserspeicherbehälter;
eine Wasserzuführung zur Zuführung von Wasser zu den Druckwasserspeicherbehältern;
eine Wärmeübertragungsvorrichtung, mittels welcher wahlweise einzelnen oder mehreren Druckwasserspeicherbehältern Wärme aus der Wärmespeichervorrichtung zuführbar ist. This object is achieved according to the invention by a steam supply device for providing steam, in particular saturated steam, the steam supply device comprising:
a heat storage device;
several pressurized water storage tanks;
a water supply for supplying water to the pressurized water storage tanks;
a heat transfer device by means of which optionally one or more pressurized water storage tanks heat from the heat storage device can be fed.
Dadurch, dass erfindungsgemäß eine Wärmespeichervorrichtung und mehrere Druckwasserspeicherbehälter vorgesehen sind, kann vorzugsweise eine Trennung zwischen der Dampfbereitstellungsleistung der Dampfbereitstellungsvorrichtung einerseits und der Dampfkapazität der Dampfbereitstellungsvorrichtung andererseits erzielt werden. Insbesondere ist hierdurch flexibel und effizient eine große Menge Dampf, insbesondere Sattdampf, bereitstellbar. By providing a heat storage device and a plurality of pressurized water storage tanks according to the present invention, it is preferable to achieve separation between the steam supply performance of the steam supply device on the one hand and the steam capacity of the steam supply device on the other hand. In particular, this flexible and efficient, a large amount of steam, in particular saturated steam, can be provided.
Die Wärmespeichervorrichtung und die Druckwasserspeicherbehälter sind vorzugsweise voneinander verschiedene Vorrichtungen. The heat storage device and the pressurized water storage containers are preferably devices different from each other.
Günstig kann es sein, wenn die Druckwasserspeicherbehälter Ruthsspeicher sind. It may be beneficial if the pressurized water storage tank Ruthsspeicher.
Die Wärmespeichervorrichtung umfasst vorzugsweise einen oder mehrere Feststoffwärmespeicher. The heat storage device preferably comprises one or more solid heat storage.
Günstig kann es sein, wenn die Wärmeübertragungsvorrichtung eine Übertragungsfluidführung umfasst, mittels welcher ein Wärmeübertragungsfluid von der Wärmespeichervorrichtung zu den Druckwasserspeicherbehältern zuführbar ist. It may be favorable if the heat transfer device comprises a transfer fluid guide, by means of which a heat transfer fluid from the heat storage device to the pressurized water storage containers can be fed.
Das Wärmeübertragungsfluid ist insbesondere ein Gas, beispielsweise Luft, oder eine Flüssigkeit.The heat transfer fluid is in particular a gas, for example air, or a liquid.
Vorzugsweise ist ein Druck des Wärmeübertragungsfluids in der Übertragungsfluidführung geringer als ungefähr 5 bar, vorzugsweise geringer als ungefähr 2 bar. Beispielsweise entspricht der Druck des Wärmeübertragungsfluids in der Übertragungsfluidführung ungefähr dem Atmosphärendruck.Preferably, a pressure of the heat transfer fluid in the transfer fluid conduit is less than about 5 bar, preferably less than about 2 bar. For example, the pressure of the heat transfer fluid in the transfer fluid guide is approximately equal to the atmospheric pressure.
Der Druck des Wärmeübertragungsfluids ist vorzugsweise im Wesentlichen unabhängig von dem Druck des Wassers in den Druckwasserspeicherbehältern. The pressure of the heat transfer fluid is preferably substantially independent of the pressure of the water in the pressurized water storage tanks.
Die Übertragung von Wärme von dem Wärmeübertragungsfluid auf das Wasser in den Druckwasserspeicherbehältern erfolgt vorzugsweise mittels eines flüssig-flüssig-Wärmeübertragers oder mittels eines gasförmig-flüssig-Wärmeübertragers.The transfer of heat from the heat transfer fluid to the water in the pressurized water storage containers is preferably carried out by means of a liquid-liquid heat exchanger or by means of a gaseous-liquid heat exchanger.
Vorteilhaft kann es sein, wenn mindestens ein Speicherbehälter der Wärmespeichervorrichtung mit dem Wärmeübertragungsfluid durchströmbar ist. It may be advantageous if at least one storage container of the heat storage device can be flowed through by the heat transfer fluid.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Speicherbehälter der Wärmespeichervorrichtung derart mit dem Wärmeübertragungsfluid durchströmbar ist, dass durch Direktkontakt zwischen dem Wärmeübertragungsfluid und einem Speichermedium der Wärmespeichervorrichtung Wärme von dem Speichermedium auf das Wärmeübertragungsfluid übertragbar ist. In particular, it can be provided that at least one storage container of the heat storage device can be flowed through by the heat transfer fluid, that heat can be transferred from the storage medium to the heat transfer fluid by direct contact between the heat transfer fluid and a storage medium of the heat storage device.
Das Speichermedium ist vorzugsweise ein Feststoff, beispielsweise eine Schüttung.The storage medium is preferably a solid, for example a bed.
Als Speichermedium kann beispielsweise ein keramisches Material und/oder ein Steinmaterial vorgesehen sein.As a storage medium may be provided, for example, a ceramic material and / or a stone material.
Das Wärmeübertragungsfluid ist vorzugsweise mittels eines Ventilators und/oder Gebläses in einem Kreislauf führbar.The heat transfer fluid is preferably feasible by means of a fan and / or fan in a cycle.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Wärmeübertragungsfluid in einer geschlossenen Übertragungsfluidführung führbar ist.In particular, it can be provided that the heat transfer fluid can be guided in a closed transfer fluid guide.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Übertragungsfluid in der geschlossenen Übertragungsfluidführung wahlweise und/oder wiederholt nacheinander der Wärmespeichervorrichtung, einem oder mehreren Druckwasserspeicherbehältern und/oder einer Wärmequelle zuführbar ist. It may be advantageous if the transfer fluid in the closed transfer fluid guide optionally and / or repeatedly successively the heat storage device, one or more pressurized water storage tanks and / or a heat source can be fed.
Das Wärmeübertragungsfluid und das Wasser der Druckwasserspeicherbehälter sind vorzugsweise voneinander verschiedene Fluide.The heat transfer fluid and the water of the pressurized water storage tanks are preferably fluids different from each other.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Wärmeübertragungsfluid und das Wasser der Druckwasserspeicherbehälter räumlich getrennt voneinander geführt sind. Furthermore, it can be provided that the heat transfer fluid and the water of the pressurized water storage tank are spatially separated from each other.
Den Druckwasserspeicherbehältern ist mittels der Wasserzuführung vorzugsweise flüssiges Wasser zuführbar.The pressurized water storage tanks by means of the water supply preferably liquid water can be fed.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass den Druckwasserspeicherbehältern mittels der Wasserzuführung im Wesentlichen drucklos Wasser zuführbar ist. In particular, it can be provided that the pressurized water storage containers by means of the water supply substantially pressureless water is supplied.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Dampfbereitstellungsvorrichtung eine Heizvorrichtung zum Erhitzen des den Druckwasserspeicherbehältern zuzuführenden Wassers umfasst.In one embodiment of the invention it can be provided that the steam supply device comprises a heating device for heating the water to be supplied to the pressurized water storage tanks.
Insbesondere kann hierbei ein Wärmeübertrager vorgesehen sein, welcher beispielsweise ein Aufheizen von Wasser in einer Reservoirvorrichtung der Wasserzuführung ermöglicht.In particular, in this case, a heat exchanger may be provided which, for example, allows heating of water in a reservoir device of the water supply.
Das Wasser in der Wasserzuführung wird vorzugsweise nicht verdampft und vorzugsweise nicht unter Druck gesetzt.The water in the water feed is preferably not evaporated and preferably not pressurized.
Günstig kann es sein, wenn die Heizvorrichtung eine von der Wärmespeichervorrichtung verschiedene Vorrichtung ist und/oder Wärme aus einer von der Wärmequelle für die Wärmespeichervorrichtung verschiedenen Wärmequelle nutzt. It may be favorable if the heating device is a device which is different from the heat storage device and / or uses heat from a heat source different from the heat source for the heat storage device.
Alternativ hierzu kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Heizvorrichtung Wärme aus der Wärmespeichervorrichtung und/oder aus einer Wärmequelle für die Wärmespeichervorrichtung nutzt. Alternatively, however, it can also be provided that the heating device uses heat from the heat storage device and / or from a heat source for the heat storage device.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Dampfbereitstellungsvorrichtung eine Wärmezwischenspeichervorrichtung umfasst, mittels welcher Wärme von einem oder mehreren Druckwasserspeicherbehältern zwischenspeicherbar ist. It may be advantageous if the steam supply device comprises a heat buffer device, by means of which heat from one or more pressurized water storage tanks is temporarily stored.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zum Zuführen von Wasser zu einem oder mehreren Druckwasserspeicherbehältern dieser eine Druckwasserspeicherbehälter oder diese mehreren Druckwasserspeicherbehälter durch Übertragung von Wärme auf die Wärmezwischenspeichervorrichtung abgekühlt werden. Das zuzuführende Wasser kann somit insbesondere mit geringem Druck zugeführt werden. In particular, it may be provided that, for supplying water to one or more pressurized water storage tanks, these one pressurized water storage tanks or these multiple pressurized water storage tanks are cooled by transfer of heat to the intermediate heat storage device. The supplied water can thus be supplied in particular at low pressure.
Nachdem das Wasser zu dem einen Druckwasserspeicherbehälter oder zu den mehreren Druckwasserspeicherbehältern zugeführt wurde, kann die in der Wärmezwischenspeichervorrichtung zwischengespeicherte Wärme vorzugsweise erneut dem einen Druckwasserspeicherbehälter oder den mehreren Druckwasserspeicherbehältern zugeführt werden, um das darin enthaltene Wasser zu erhitzen.Preferably, after the water has been supplied to the one pressurized water storage tank or to the plurality of pressurized water storage tanks, the heat stored in the heat buffer storage device may be again supplied to the one pressurized water storage tank or the plurality of pressurized water storage tanks to heat the water contained therein.
Die Wärmezwischenspeichervorrichtung umfasst vorzugsweise mehrere Speicherelemente oder Speicherabschnitte zur Speicherung von Wärme auf unterschiedlichen Temperaturniveaus. Auf diese Weise kann insbesondere eine effiziente Wärmezwischenspeicherung ermöglicht werden. The intermediate heat storage device preferably comprises a plurality of storage elements or storage sections for storing heat at different temperature levels. In particular, efficient heat buffering can be made possible in this way.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bereitstellen von Dampf, insbesondere Sattdampf. The present invention further relates to a method for providing steam, in particular saturated steam.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem Dampf, insbesondere Sattdampf, flexibel und effizient bereitstellbar ist. The invention is in this respect the task of creating a method by means of which steam, in particular saturated steam, flexible and efficient to provide.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Bereitstellen von Dampf, insbesondere Sattdampf, gelöst, welches Folgendes umfasst:
Speichern von Wärme mittels einer Wärmespeichervorrichtung; Zuführen von Wasser zu Druckwasserspeicherbehältern mittels einer Wasser
zuführung;
Übertragen von Wärme von der Wärmespeichervorrichtung auf einen oder mehrere Druckwasserspeicherbehälter;
Entnehmen von Dampf, insbesondere Sattdampf, aus mindestens einem Druckwasserspeicherbehälter. This object is achieved according to the invention by a method for providing steam, in particular saturated steam, comprising:
Storing heat by means of a heat storage device; Supplying water to pressurized water storage tanks by means of a water
supplying;
Transferring heat from the heat storage device to one or more pressurized water storage tanks;
Removing steam, in particular saturated steam, from at least one pressurized water storage tank.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dampfbereitstellungsvorrichtung beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.The method according to the invention preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the steam delivery device according to the invention.
Ferner weist vorzugsweise die erfindungsgemäße Dampfbereitstellungsvorrichtung einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Bereitstellen von Dampf beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf. Furthermore, the steam delivery device according to the invention preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the method for providing steam.
Günstig kann es sein, wenn die Wärme mittels eines Wärmeübertragungsfluids von der Wärmespeichervorrichtung auf den einen oder die mehreren Druckwasserspeicherbehälter übertragen wird. It may be beneficial if the heat is transferred by means of a heat transfer fluid from the heat storage device to the one or more pressurized water storage tank.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Speicherbehälter der Wärmespeichervorrichtung mit dem Wärmeübertragungsfluid durchströmt wird, so dass vorzugsweise durch Direktkontakt zwischen dem Wärmeübertragungsfluid und einem Speichermedium der Wärmespeichervorrichtung Wärme von dem Speichermedium auf das Wärmeübertragungsfluid übertragen wird.In particular, it can be provided that at least one storage container of the heat storage device is flowed through with the heat transfer fluid, so that preferably by direct contact between the heat transfer fluid and a storage medium of the heat storage device heat is transferred from the storage medium to the heat transfer fluid.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass einem oder mehreren Druckwasserspeicherbehältern Wasser zugeführt wird, während Wasser in einem oder mehreren weiteren Druckwasserspeicherbehältern erhitzt wird und/oder während Wasserdampf, insbesondere Sattdampf, aus einem oder mehreren weiteren Druckwasserspeicherbehältern entnommen wird.In one embodiment of the invention can be provided that water is supplied to one or more pressurized water storage tanks, while water is heated in one or more other pressurized water storage tanks and / or steam, in particular saturated steam, is removed from one or more further pressurized water storage tanks.
Ferner kann vorgesehen sein, dass Wasserdampf, insbesondere Sattdampf, aus einem oder mehreren Druckwasserspeicherbehältern entnommen wird, während einem oder mehreren weiteren Druckwasserspeicherbehältern Wasser zugeführt wird und/oder während Wasser in einem oder mehreren weiteren Druckwasserspeicherbehältern erhitzt wird.Furthermore, it can be provided that water vapor, in particular saturated steam, is withdrawn from one or more pressurized water storage containers while water is supplied to one or more further pressurized water storage containers and / or is heated in one or more further pressurized water storage containers.
In einem entladenen Zustand der Druckwasserspeicherbehälter beträgt eine Temperatur des darin enthaltenen Wassers vorzugsweise mindestens ungefähr 150 °C bei einem Druck von vorzugsweise mindestens ungefähr 5 bar. In a discharged state of the pressurized water storage tank, a temperature of the water contained therein is preferably at least about 150 ° C at a pressure of preferably at least about 5 bar.
In einem beladenen Zustand der Druckwasserspeicherbehälter weist das Wasser in den Druckwasserspeicherbehältern vorzugsweise eine Temperatur von mindestens ungefähr 250 °C, beispielsweise ungefähr 300 °C, und/oder einen Druck von mindestens ungefähr 30 bar, beispielsweise ungefähr 40 bar bis ungefähr 100 bar, auf. In a loaded condition of the pressurized water storage tanks, the water in the pressurized water storage tanks preferably has a temperature of at least about 250 ° C, for example about 300 ° C, and / or a pressure of at least about 30 bar, for example about 40 bar to about 100 bar.
Ferner können die erfindungsgemäße Dampfbereitstellungsvorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Verfahren zum Bereitstellen von Dampf einzelne oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile aufweisen. Furthermore, the steam supply device according to the invention and / or the method according to the invention for providing steam may have one or more of the features and / or advantages described below.
Mittels der Wärmespeichervorrichtung ist vorzugsweise Wärme auf einem Temperaturniveau von mindestens ungefähr 400 °C bis beispielsweise ungefähr 1000 °C speicherbar. By means of the heat storage device, preferably, heat can be stored at a temperature level of at least about 400 ° C to, for example, about 1000 ° C.
Die Wärmespeichervorrichtung ist vorzugsweise als ein direkt durchströmbarer Wärmespeicher, insbesondere als ein so genannter Regenerator, ausgebildet. The heat storage device is preferably designed as a directly through-flow heat storage, in particular as a so-called regenerator.
Vorzugsweise umfasst die Dampfbereitstellungsvorrichtung eine Kombination aus einem Regenerator und mehreren Ruthsspeichern. Preferably, the steam delivery device comprises a combination of a regenerator and a plurality of ruth stores.
Vorzugsweise ist Hochtemperaturwärme mittels gasförmigen Wärmeträgern, beispielsweise Luft oder Rauchgas, in einem Wärmespeicher mit hoher Kapazität speicherbar, insbesondere wenn ein geringer Wärmebedarf und/oder elektrischer Energiebedarf vorliegt. Preferably, high-temperature heat by means of gaseous heat carriers, for example air or flue gas, can be stored in a heat accumulator with high capacity, in particular if there is a low heat requirement and / or electrical energy requirement.
Bei hohem Wärmebedarf und/oder elektrischem Energiebedarf kann vorzugsweise über mehrere alternierend verschaltete Druckwasserspeicherbehälter, insbesondere Ruthsspeicher, Sattdampf mit hohen Entladeleistungen bereitgestellt werden. At high heat demand and / or electrical energy demand can be provided with high discharge capacity preferably via a plurality of alternately interconnected pressurized water storage tank, in particular Ruthsspeicher, saturated steam.
Insbesondere kann hierfür Wärme von der Wärmespeichervorrichtung mittels Wärmeübertragern auf das unter Druck stehende Wasser in den Druckwasserspeicherbehältern übertragen werden, um letztlich durch Entspannung der Druckwasserspeicherbehälter Sattdampf bereitzustellen. In particular, this heat can be transferred from the heat storage device by means of heat exchangers to the pressurized water in the pressurized water storage tanks to ultimately provide saturated steam by relaxing the pressurized water storage tank.
Vorzugsweise kann bei vielfältigen Anwendungen eine hochflexible Bereitstellung von Sattdampf mit hohen Temperaturen und Leistungen bei gleichzeitig großen Speicherkapazitäten ermöglicht werden. Preferably, a highly flexible provision of saturated steam with high temperatures and power with simultaneously large storage capacities can be made possible in a variety of applications.
Insbesondere kann hierdurch ein dynamisches Verhalten von konventionellen Kraftwerkstypen, insbesondere Braunkohle oder Steinkohlekraftwerke, im Zuge des verstärkten Ausbaus der erneuerbaren Energien mit den damit verbundenen hohen Leistungsschwankungen verbessert werden. In particular, this can improve the dynamic behavior of conventional power plant types, in particular lignite or hard coal-fired power plants, as part of the increased expansion of renewable energies with the associated high power fluctuations.
Die Dampfbereitstellungsvorrichtung eignet sich vorzugsweise zur Verwendung in der chemischen Industrie zur flexiblen Bereitstellung von Prozessdampf, in Kraftwerksanlagen mit Wasser (Dampf) als Wärmeträger oder Energieträger und in der großmaßstäblichen Speicherung von elektrischer Energie. Die elektrische Energie ist dabei insbesondere durch die Nutzung des Sattdampfs zum Antreiben einer Sattdampfturbine und einer hiermit gekoppelten Generatorvorrichtung erzeugbar. The steam delivery device is preferably suitable for use in the chemical industry for the flexible provision of process steam, in power plants with water (steam) as a heat carrier or energy carrier and in the large-scale storage of electrical energy. The electrical energy is generated in particular by the use of saturated steam for driving a saturated steam turbine and a generator device coupled thereto.
Vorzugsweise wird der Dampf als Sattdampf aus mindestens einem Druckwasserspeicherbehälter entnommen. Preferably, the steam is removed as saturated steam from at least one pressurized water storage tank.
Günstig kann es sein, wenn der Dampf, insbesondere der Sattdampf, nach der Entnahme aus dem mindestens einen Druckwasserspeicherbehälter überhitzt wird.It may be favorable if the steam, in particular the saturated steam, is overheated after removal from the at least one pressurized water storage tank.
Beispielsweise kann die Überhitzung durch Zuführung von Wärme von der Wärmespeichervorrichtung auf den entnommenen Dampf, insbesondere den Sattdampf, erfolgen. For example, the overheating by supplying heat from the heat storage device on the extracted steam, in particular the saturated steam occur.
Durch das Überhitzen des Sattdampfes ist insbesondere überhitzter Dampf bereitstellbar. By overheating the saturated steam in particular superheated steam can be provided.
Die Übertragung von Wärme von der Wärmespeichervorrichtung auf den entnommenen Dampf zur Erzeugung von überhitztem Dampf kann insbesondere mittels eines Wärmeübertragers erfolgen. The transfer of heat from the heat storage device to the extracted steam to produce superheated steam can be done in particular by means of a heat exchanger.
Die Wärmespeichervorrichtung ist vorzugsweise ein Feststoffspeicher oder Flüssigspeicher. The heat storage device is preferably a solid storage or liquid storage.
Beispielsweise kann ein Flüssigspeicher vorgesehen sein, welcher ein Thermoöl, ein Mineralöl oder ein Flüssigsalz als Speichermedium umfasst. Vorzugsweise ist das Speichermedium ein Speichermedium mit hoher Wärmekapazität und geringen Kosten. Das Speichermedium ermöglicht insbesondere die Herstellung eines kosteneffizienten Kapazitätsspeichers. For example, a liquid reservoir may be provided, which comprises a thermal oil, a mineral oil or a liquid salt storage medium. Preferably, the storage medium is a storage medium with high heat capacity and low cost. The storage medium makes it possible, in particular, to produce a cost-effective capacity store.
Das Wärmeübertragungsfluid kann beispielsweise flüssig oder gasförmig sein. Die Temperatur des Speichermediums beträgt vorzugsweise zwischen ungefähr 300 °C und ungefähr 400 °C, insbesondere im Fall von Thermoöl oder Mineralöl. The heat transfer fluid may be, for example, liquid or gaseous. The temperature of the storage medium is preferably between about 300 ° C and about 400 ° C, especially in the case of thermal oil or mineral oil.
Bei der Verwendung von Flüssigsalz als Speichermedium kann insbesondere eine Temperatur von 450 °C bis ungefähr 500 °C vorgesehen sein. When using liquid salt as a storage medium, in particular a temperature of 450 ° C to about 500 ° C may be provided.
Bei der Verwendung eines Feststoffs als Speichermedium beträgt die Temperatur beispielsweise bis ungefähr 1000 °C. For example, when using a solid as a storage medium, the temperature is up to about 1000 ° C.
Günstig kann es sein, wenn zur Beladung der Wärmespeichervorrichtung mit Wärme Frischdampf aus einem Kessel eines Kohlekraftwerks oder einer Turbinenvorrichtung, insbesondere aus Turbinenabzweigungen, zu der Wärmespeichervorrichtung zugeführt wird. It may be favorable if fresh steam from a boiler of a coal-fired power plant or a turbine device, in particular from turbine branches, is supplied to the heat storage device in order to load the heat storage device with heat.
Insbesondere kann zur Beladung der Wärmespeichervorrichtung mit Wärme eine Kopplung mit einem Wasser-Dampf-Kreislauf eines Kohlekraftwerks genutzt werden, wodurch insbesondere eine gewünschte Flexibilität des Kraftwerks durch Verbesserung der Mindestlastfähigkeit und der Laständerungsgeschwindigkeit erzielbar ist. In particular, can be used for loading the heat storage device with heat coupling with a water-steam cycle of a coal power plant, which in particular a desired flexibility of the power plant by improving the minimum load capacity and load change speed can be achieved.
Grundsätzlich kann die Wärme zur Beladung der Wärmespeichervorrichtung ferner aus der Verbrennungsluft aus dem Kessel und/oder bei GuD-Kraftwerken (Gas- und Dampf-Kombikraftwerk) aus der Abwärme der Gasturbine stammen. In principle, the heat for loading the heat storage device can also originate from the combustion air from the boiler and / or from combined cycle power plants (gas and steam combined cycle power plant) from the waste heat of the gas turbine.
Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels. Further preferred features and / or advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of an embodiment.
In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference numerals in all figures.
Eine in den
Die Dampfbereitstellungsvorrichtung
Ferner umfasst die Dampfbereitstellungsvorrichtung
Die Wärmequelle
Mittels der Wärmespeichervorrichtung
Die Dampfbereitstellungsvorrichtung
Die Wärmeübertragungsvorrichtung
Mittels der Übertragungsfluidführung
Das Wärmeübertragungsfluid ist insbesondere ein Gas, beispielsweise Luft. The heat transfer fluid is in particular a gas, for example air.
Zum Antreiben des Wärmeübertragungsfluids in der Übertragungsfluidführung
Insbesondere zur Kopplung der Wärmeübertragungsvorrichtung
Die Wärmespeichervorrichtung
Die Wärmespeichervorrichtung
Der Speicherbehälter
Die Wärmeübertragung in der Wärmespeichervorrichtung
Die Wärmeübertragung im Bereich der Druckwasserspeicherbehälter
Die Dampfbereitstellungsvorrichtung
Die Wasserzuführung
Das in der Reservoirvorrichtung
Zur gezielten Zuführung von Wärme zu einzelnen der Druckwasserspeicherbehälter
Somit ist einzelnen Druckwasserspeicherbehältern
Dieser Dampf kann über eine Wasserdampfabführung
Die Druckwasserspeicherbehälter
Die vorstehend beschriebene Dampfbereitstellungsvorrichtung
Mittels der Wärmequelle
By means of the
Hierzu wird insbesondere ein Wärmeübertragungsfluid alternierend der Wärmequelle
Insbesondere bei abgeschalteter Wärmequelle
Die Ventile
Bei der in
Der Druckwasserspeicherbehälter
Durch das Erhitzen des in dem ersten Druckwasserspeicherbehälters
Wie insbesondere
Das Ventil
Über die Wasserdampfabführung
Beispielsweise kann dieser Sattdampf zum Antreiben einer (nicht dargestellten) Dampfturbinenvorrichtung genutzt werden. For example, this saturated steam can be used to drive a steam turbine device (not shown).
Durch das Entnehmen von Dampf aus dem ersten Druckwasserspeicherbehälter
Nach der Abgabe einer gewissen Dampfmenge wird der Druckwasserspeicherbehälter
Wie insbesondere
Nach dem erfolgten Befüllen des ersten Druckwasserspeicherbehälters
Zusätzlich zu dem ersten Druckwasserspeicherbehälter
Wie den
Während beispielsweise der erste Druckwasserspeicherbehälter
Wie insbesondere aus einem Vergleich der
Die Druckwasserspeicherbehälter
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Dampfbereitstellungsvorrichtung Steam supply device
- 102102
- Druckwasserspeicherbehälter Pressurized water storage tank
- 102a102
- erster Druckwasserspeicherbehälter first pressurized water storage tank
- 102b102b
- zweiter Druckwasserspeicherbehälter second pressurized water storage tank
- 102c102c
- dritter Druckwasserspeicherbehälter third pressurized water storage tank
- 104104
- Ruthsspeicher Ruth memory
- 106106
- Wärmespeichervorrichtung Heat storage device
- 108108
- Wärmequelle heat source
- 110110
- Wärmeübertragungsvorrichtung Heat transfer device
- 112112
- Übertragungsfluidführung Transmission fluid guide
- 114114
- Ventilator fan
- 116116
- Wärmeübertrager Heat exchanger
- 118118
- Feststoffwärmespeicher Solid heat storage
- 120120
- Speicherbehälter storage container
- 122122
- Speichermedium storage medium
- 124124
- Wasserzuführung water supply
- 126126
- Reservoirvorrichtung reservoir means
- 128128
- Pumpenvorrichtung pump device
- 130130
- Heizvorrichtung heater
- 132132
- Ventil Valve
- 134134
- Wasserdampfabführung Steam export
- 136136
- Ausgleichsventil equalization valve
Claims (16)
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- 2014-05-06 DE DE102014106300.7A patent/DE102014106300B4/en active Active
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