DE102015219398A1 - Method for operating a gas-and-steam combined cycle power plant and gas and steam combined cycle power plant - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks (10), bei welchem mittels Abgas einer Gasturbine (12) heißer Dampf erzeugt wird, mittels welchem über wenigstens eine Turbineneinrichtung (22) wenigstens ein Generator (30) zum Bereitstellen von elektrischem Strom angetrieben wird, wobei zumindest ein Teil von in dem Dampf enthaltener Wärme genutzt wird, um eine endotherme chemische Reaktion zu bewirken.The invention relates to a method for operating a gas-and-steam combined cycle power plant (10) in which hot steam is generated by means of exhaust gas of a gas turbine (12) by means of which at least one generator (30) is provided via at least one turbine device (22) is powered by electric current, wherein at least a portion of heat contained in the steam is used to effect an endothermic chemical reaction.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 8. The invention relates to a method for operating a gas-and-steam combined cycle power plant according to the preamble of patent claim 1 and to a gas-and-steam combined cycle power station according to the preamble of patent claim 8.

Ein solches Verfahren zum Betreiben eines Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks sowie ein solches Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk (GuD-Kraftwerk) sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Das Gas-und-Dampf-Kraftwerk wird auch als Combined Cycle Power Plant bezeichnet und umfasst wenigstens eine Turbineneinrichtung, wenigstens einen von der Turbineneinrichtung antreibbaren Generator zum Bereitstellen von elektrischem Strom und wenigstens eine Gasturbine. Wir der Generator von der Turbineneinrichtung angetrieben, so kann der Generator mechanische Energie in elektrische Energie bzw. elektrischen Strom umwandeln und diese elektrische Energie bzw. den elektrischen Strom bereitstellen. Der elektrische Strom kann dann beispielsweise in ein Stromnetz eingespeist werden. Such a method for operating a gas-and-steam combined cycle power plant and such a gas and steam combined cycle power plant (CCGT) are already well known from the general state of the art. The gas-and-steam power plant is also referred to as a combined cycle power plant and comprises at least one turbine device, at least one generator that can be driven by the turbine device for providing electric power and at least one gas turbine. If the generator is driven by the turbine device, then the generator can convert mechanical energy into electrical energy or electrical current and provide this electrical energy or the electric current. The electrical current can then be fed, for example, into a power grid.

Die Gasturbine stellt dabei Abgas bereit, mittels welchem heißer Dampf erzeugt wird. Beispielsweise wird der Gasturbine ein Brennstoff, insbesondere ein gasförmiger Brennstoff wie beispielsweise Erdgas, zugeführt, wobei der Brennstoff mittels der Gasturbine verbrannt wird. Insbesondere wird der Gasturbine zusätzlich zu dem Brennstoff Sauerstoff bzw. Luft zugeführt, sodass aus der Luft und dem Brennstoff ein Brennstoff-Luft-Gemisch entsteht. Dieses Brennstoff-Luft-Gemisch wird verbrannt, woraus Abgas der Gasturbine resultiert. Mittels des Abgases wird beispielsweise eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, erwärmt und dadurch verdampft, woraus heißer Dampf resultiert. Dies bedeutet, dass der heiße Dampf mittels des Abgases der Gasturbine derart erzeugt wird, dass mittels des heißen Abgases der Gasturbine eine Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser verdampft wird. The gas turbine thereby provides exhaust gas, by means of which hot steam is generated. For example, the gas turbine, a fuel, in particular a gaseous fuel such as natural gas supplied, wherein the fuel is burned by means of the gas turbine. In particular, the gas turbine is supplied in addition to the fuel oxygen or air, so that from the air and the fuel, a fuel-air mixture is formed. This fuel-air mixture is burned, resulting in exhaust gas of the gas turbine results. By means of the exhaust gas, for example, a liquid, in particular water, is heated and thereby evaporated, resulting in hot steam. This means that the hot steam is generated by means of the exhaust gas of the gas turbine such that by means of the hot exhaust gas of the gas turbine, a liquid such as water is evaporated.

Der Dampf wird der Turbineneinrichtung zugeführt, sodass die Turbineneinrichtung mittels des Dampfs angetrieben wird. Wie bereits beschrieben, wird über die Turbineneinrichtung bzw. mittels der Turbineneinrichtung der Generator angetrieben. Das Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk, welches auch als Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk bezeichnet wird, ist ein Kraftwerk, in dem die Prinzipien eines Gasturbinenkraftwerks und eines Dampfkraftwerks kombiniert werden. Die Gasturbine bzw. ihr Abgas dient dabei als Wärmequelle für einen nachgeschalteten Dampferzeuger, mittels welchem der Dampf für die Turbineneinrichtung bzw. zum Antreiben der Turbineneinrichtung erzeugt wird. Die Turbineneinrichtung ist somit als Dampfturbine ausgebildet. The steam is supplied to the turbine device, so that the turbine device is driven by means of the steam. As already described, the generator is driven via the turbine device or by means of the turbine device. The gas and steam combined cycle power plant, also referred to as gas and steam combined cycle power plant, is a power plant in which the principles of a gas turbine power plant and a steam power plant are combined. The gas turbine or its exhaust gas serves as a heat source for a downstream steam generator, by means of which the steam for the turbine device or for driving the turbine device is generated. The turbine device is thus designed as a steam turbine.

Es hat sich gezeigt, dass ein solches Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk (GuD-Kraftwerk), insbesondere je nach Strombedarf, abgeschaltet werden muss, sodass der Generator keinen elektrischen Strom bereitstellt und beispielsweise nicht angetrieben wird und sodass mittels des GuD-Kraftwerks kein Strom in das Stromnetz eingespeist wird. Infolge des Abschaltens kann das Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk auskühlen, woraufhin ein erneutes Anschalten bzw. ein Hochfahren des Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks eine besonders lange Zeit und einen besonders hohen Energiebedarf erfordert. Daher ist es üblicherweise vorgesehen, das Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk während einer Zeit, während welcher das Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk abgeschaltet ist, warm zu halten. Dabei wird das Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk mittels Dampf warmgehalten. Dieser dampf zum Warmhalten wird üblicherweise mittels eines Boilers, insbesondere eines Gasboilers, erzeugt. Mittels des Boilers wird eine Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser verdampft, wobei hierzu ein Brennstoff zum Einsatz kommt. Der mittels des Boilers erzeugte Dampf wird zumindest durch einen Teil des Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks geleitet, um dieses warm zu halten bzw. zu erwärmen. Dann kann das Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk nach einem Abschalten desselben im Rahmen eines Warmstarts gestartet werden, da das Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk dann eine bereits hinreichend hohe Temperatur, bei welcher es gestartet werden kann, aufweist. It has been found that such a combined cycle power plant (CCGT), in particular depending on the power requirements, must be switched off, so that the generator does not provide electrical power and, for example, is not driven and so by means of the combined cycle power plant no Electricity is fed into the grid. As a result of the shutdown, the gas-and-steam combined cycle power plant can cool down, whereupon a restart of the gas and steam combined cycle power plant requires a particularly long time and a particularly high energy consumption. Therefore, it is usually intended to keep the gas and steam combined cycle power plant warm during a time during which the gas and steam combined cycle power plant is off. The gas-and-steam combined cycle power plant is kept warm by means of steam. This steam for keeping warm is usually produced by means of a boiler, in particular a gas boiler. By means of the boiler, a liquid such as water is evaporated, for which purpose a fuel is used. The steam generated by the boiler is passed through at least part of the gas and steam combined cycle power plant to keep it warm. Then, the gas-and-steam combined cycle power plant can be started after a shutdown of the same as part of a warm start, since the gas-and-steam combined cycle power plant then has an already sufficiently high temperature at which it can be started.

Jedoch ist mit zunehmender Zeit, die das Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk abgeschaltet ist, eine zunehmende Menge an Dampf zum Warmhalten bzw. Erwärmen des Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks erforderlich, da dieses sukzessive auskühlt. Das Erzeugen bzw. Bereitstellen von Dampf zum Warmhalten bzw. Erwärmen des abgeschalteten Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks ist üblicherweise sehr energieaufwändig. However, with increasing time that the gas and steam combined cycle power plant is shut down, an increasing amount of steam is required for keeping the gas and steam combined cycle power plant warm as it progressively cools down. Generating steam to keep warm or warm the shutdown gas and steam combined cycle power plant is usually very energy consuming.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und ein Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass das Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk besonders effizient erwärmt bzw. warmgehalten werden kann. It is therefore an object of the present invention to further develop a method and a gas-and-steam combined cycle power plant of the type mentioned at the beginning in such a way that the gas-and-steam combined cycle power plant can be heated or kept warm in a particularly efficient manner.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben. This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and by a gas-and-steam combined cycle power plant having the features of patent claim 8. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the other claims.

Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiter zu entwickeln, dass das Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk besonders effizient warmgehalten bzw. erwärmt werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein Teil von in dem mittels der Gasturbine erzeugten Dampf enthaltener Wärme genutzt wird, um eine endotherme chemische Reaktion, das heißt eine Wärme aufnehmende chemische Reaktion zu bewirken. Der Einfachheit und besseren Lesbarkeit wegen wird das Gas-und-Dampf- Kombinationskraftwerk im Folgenden als GuD-Kraftwerk oder einfach als Kraftwerk bezeichnet. In order to further develop a method of the kind specified in the preamble of patent claim 1 in such a way that the gas-and-steam combined cycle power plant can be kept warm or heated particularly efficiently, it is provided according to the invention that at least part of the part produced by means of the gas turbine Steam contained heat is used to effect an endothermic chemical reaction, that is, a heat-absorbing chemical reaction. For the sake of simplicity and readability, the gas and steam combined cycle power plant will hereinafter be referred to as a combined cycle power plant or simply a power plant.

Durch die Nutzung der in dem Dampf enthaltenen Wärme zum Bewirken der endothermen chemischen Reaktion ist es möglich, in Produkten der endothermen chemischen Reaktion zumindest einen Teil der Wärme, die zum Bewirken der endothermen chemischen Reaktion genutzt wird, zu speichern, wobei diese gespeicherte Wärme beispielsweise zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden kann, um zumindest einen Teil bzw. Teilbereich des Kraftwerks zu erwärmen bzw. warm zu halten. Durch das Nutzen einer endothermen chemischen Reaktion kann somit Wärme mit oder ohne Wärmeumwandlung effektiv und effizient gespeichert werden, sodass das Kraftwerk, insbesondere während dieses abgeschaltet ist, beispielsweise warmgehalten werden kann. Insbesondere können unterschiedliche Komponenten bzw. Bauteile auch mit zunehmender Zeit, während welcher das Kraftwerk abgeschaltet ist, erwärmt bzw. warmgehalten werden, um dadurch einen sich an ein Abschalten des Kraftwerks anschließenden Warmstart des Kraftwerks zu realisieren. Dadurch kann das Kraftwerk besonders schnell und energiegünstig aktiviert bzw. angeschaltet werden. By utilizing the heat contained in the vapor to effect the endothermic chemical reaction, it is possible to store in products of the endothermic chemical reaction at least a portion of the heat used to effect the endothermic chemical reaction, such stored heat, for example can be used at a later date to heat or keep at least a part or partial area of the power plant. Thus, by utilizing an endothermic chemical reaction, heat can be effectively and efficiently stored with or without heat conversion, such that the power plant can be kept warm, especially while it is turned off. In particular, different components or components can also be heated or kept warm with increasing time during which the power plant is switched off, in order thereby to realize a warm start of the power plant subsequent to a shutdown of the power plant. As a result, the power plant can be activated or turned on particularly quickly and with low energy.

Es wurde gefunden, dass das Kraftwerk durch Nutzen einer endothermen chemischen Reaktion wesentlich effizienter warmgehalten bzw. erwärmt werden kann, als wenn mittels eines Boilers, insbesondere Gasboilers, Dampf zum Warmhalten des Kraftwerks erzeugt werden würde. Ein solcher Gasboiler ist ein Gasbrenner, mittels welchem unter Einsatz von Brennstoff, insbesondere gasförmigem Brennstoff, Dampf zum Warmhalten bzw. Erwärmen des Kraftwerks erzeugt wird. It has been found that by utilizing an endothermic chemical reaction, the power plant can be maintained or heated much more efficiently than if steam were used to maintain the power plant warm by means of a boiler, particularly a gas boiler. Such a gas boiler is a gas burner, by means of which, with the use of fuel, in particular gaseous fuel, steam for keeping warm or heating of the power plant is generated.

Der Erfindung liegt nun die Idee zugrunde, während des Betriebs des Kraftwerks, d.h. während einer Zeit, während welcher das Kraftwerk angeschaltet ist, zumindest ein Teil der im ohnehin mittels des Abgases der Gasturbine erzeugten Dampf enthaltenen Energie abzuzweigen und zum Bewirken der endothermen Reaktion zu nutzen, um in den Produkten der endothermen Reaktion Energie bzw. Wärme zu speichern, die dann später, während das Kraftwerk abgeschaltet ist, zum Warmhalten des Kraftwerks genutzt werden kann. The invention is now based on the idea during the operation of the power plant, i. during a time during which the power plant is turned on, to divert at least a portion of the energy contained in the steam produced anyway by the exhaust gas of the gas turbine and to use for effecting the endothermic reaction to store energy or heat in the products of the endothermic reaction, which later, while the power plant is shut down, can be used to keep the power plant warm.

Somit wird ein thermochemischer Wärmespeicher genutzt, in welchem beispielsweise die endotherme Reaktion abläuft. In dem Wärmespeicher kann die in den Produkten der endothermen Reaktion gespeicherte Wärme gespeichert und für spätere Zwecke effektiv und effizient genutzt werden. Thus, a thermochemical heat storage is used, in which, for example, the endothermic reaction takes place. In the heat storage, the heat stored in the products of the endothermic reaction can be stored and used effectively and efficiently for later purposes.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass mittels Produkten der endothermen chemischen Reaktion eine exotherme chemische Reaktion durchgeführt wird, bei welcher Wärme freigesetzt wird, mittels welcher zumindest ein Teil des Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks erwärmt oder warmgehalten wird. Die endotherme Reaktion wird beispielsweise in einem endothermen Reaktor durchgeführt. Die exotherme Reaktion wird beispielsweise in einem exothermen Reaktor durchgeführt, mittels welchem die bei der exothermen Reaktion frei werdende Wärme zumindest indirekt genutzt wird, um das Kraftwerk, während dieses abgeschaltet ist, warm zu halten. In an advantageous embodiment, it is provided that by means of products of the endothermic chemical reaction, an exothermic chemical reaction is carried out, is released in which heat, by means of which at least a portion of the gas-and-steam combined cycle power plant is heated or kept warm. The endothermic reaction is carried out, for example, in an endothermic reactor. The exothermic reaction is carried out, for example, in an exothermic reactor, by means of which the heat released in the exothermic reaction is at least indirectly used to keep the power plant warm while it is switched off.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass mittels der bei der exothermen chemischen Reaktion freigesetzten Wärme Dampf erzeugt wird, mittels welcher zumindest der Teil des Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks erwärmt oder warmgehalten wird. In an advantageous embodiment, it is provided that by means of the heat released in the exothermic chemical reaction steam is generated, by means of which at least the part of the gas-and-steam combined cycle power plant is heated or kept warm.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass wenigstens ein Wärmetauscher vorgesehen ist, über welchen zumindest ein Teil der bei der exothermen Reaktion freigesetzten Wärme an den Teil des Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks oder an ein Medium, insbesondere eine Flüssigkeit oder ein Gas, oder ein Bauteil des Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks übertragen wird. In an advantageous embodiment, it is provided that at least one heat exchanger is provided, via which at least part of the heat released during the exothermic reaction to the part of the gas-and-steam combined cycle power plant or to a medium, in particular a liquid or a gas, or a component of the gas and steam combined cycle power plant is transmitted.

Das Medium wird beispielsweise genutzt, um das Kraftwerk warm zu halten. Bei dem Medium handelt es sich beispielsweise um Wasser, welches mittels der frei werdenden Wärme verdampft werden kann. Das Medium kann beispielsweise Edukte und/oder Produkte der exothermen Reaktion direkt berühren, insbesondere anströmen bzw. umströmen, um das Medium zu erwärmen und dadurch beispielsweise zu verdampfen. Bei dem Bauteil kann es sich um einen Wärmetauscher handeln, über welchen die frei werdende Wärme beispielsweise an das Medium übertragen wird, um das Medium zu erwärmen, insbesondere zu verdampfen. Durch den Einsatz des Wärmetauschers ist eine räumliche Trennung des Mediums von den Edukten und/oder Produkten der exothermen Reaktion möglich, sodass das Medium die Produkte und/oder Edukte der exothermen Reaktion nicht direkt berühr. The medium is used, for example, to keep the power station warm. The medium is, for example, water, which can be vaporized by means of the heat released. The medium can, for example, contact educts and / or products of the exothermic reaction directly, in particular flowing or flowing around in order to heat the medium and thereby vaporize it, for example. The component may be a heat exchanger, via which the released heat is transferred, for example, to the medium in order to heat the medium, in particular to evaporate it. Through the use of the heat exchanger, a spatial separation of the medium from the educts and / or products of the exothermic reaction is possible, so that the medium does not directly touch the products and / or educts of the exothermic reaction.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass zumindest der Teil der in dem mittels des Abgases der Gasturbine erzeugten Dampf enthaltenen Wärme während eines Normalbetriebs des Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks genutzt wird, um die endotherme chemische Reaktion zu bewirken, wobei während des Normalbetriebs der Generator angetrieben und mittels des Generators elektrischer Strom bereitgestellt wird. In an advantageous embodiment, it is provided that at least the part of the in the means of the exhaust gas of the gas turbine generated steam during normal operation of the gas and steam combined cycle power plant is used to effect the endothermic chemical reaction, wherein during normal operation, the generator is driven and provided by the generator electrical current.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass nach dem Normalbetrieb ein Warmhaltebetrieb durchgeführt wird, in welchem das Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk mittels der freigesetzten Energie erwärmt oder warmgehalten wird, während ein durch den Generator bewirktes Bereitstellen von elektrischem Strom, insbesondere ein durch die Turbineneinrichtung bewirktes Antreiben des Generators, unterbleibt. Während des Warmhaltebetriebs ist das Kraftwerk also abgeschaltet. In an advantageous embodiment, it is provided that after normal operation, a holding operation is performed, in which the gas-and-steam combined cycle power plant is heated or kept warm by means of the energy released, while a caused by the generator providing electrical power, in particular a through the turbine means causes driving of the generator, is omitted. During the keep warm operation, the power plant is switched off.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass wenigstens ein Wärmetauscher vorgesehen ist, mittels welchem zumindest der Teil der in dem mittels des Abgases der Gasturbine erzeugten Dampf enthaltenen Wärme an Edukte der endothermen chemischen Reaktion übertragen wird. In an advantageous embodiment, it is provided that at least one heat exchanger is provided, by means of which at least the part of the heat contained in the steam generated by means of the exhaust gas of the gas turbine is transferred to educts of the endothermic chemical reaction.

Der abgezweigte Dampf kann die Edukte der endothermen Reaktion beispielsweise direkt berühren bzw. anströmen oder umströmen, um einen Wärmeübergang von dem Dampf an die Edukte der endothermen Reaktion zu realisieren. Durch den Einsatz eines Wärmetauschers ist eine räumliche Trennung des erzeugten Dampfes von den Edukten der endothermen Reaktion realisierbar, sodass der erzeugte Dampf die Edukte der endothermen Reaktion nicht direkt berührt. The branched off steam can, for example, directly touch or flow around the educts of the endothermic reaction, in order to realize heat transfer from the steam to the educts of the endothermic reaction. By using a heat exchanger, a spatial separation of the generated steam from the educts of the endothermic reaction can be realized, so that the generated steam does not directly touch the educts of the endothermic reaction.

Um ein Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk der im Oberbegriff des Patentanspruchs 8 angegebenen Art derart weiter zu entwickeln, dass das Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk besonders effizient, d.h. energiegünstig warmgehalten bzw. erwärmt werden kann, ist erfindungsgemäß wenigstens ein Reaktor vorgesehen, welchem zumindest ein Teil von in dem mittels der Gasturbine erzeugten Dampf enthaltener Wärme zuführbar ist, um in dem Reaktor mittels der zugeführten Wärme aus dem Dampf eine endotherme chemische Reaktion zu bewirken. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks anzusehen und umgekehrt. In order to further develop a gas-and-steam combined cycle power plant of the type specified in the preamble of claim 8 such that the gas-and-steam combined cycle power plant is particularly efficient, i. can be kept warm or heated energiegünstig, at least one reactor is provided according to the invention, which at least a portion of contained in the heat generated by the gas turbine steam can be supplied to cause an endothermic chemical reaction in the reactor by means of the supplied heat from the steam. Advantageous embodiments of the method according to the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the gas-and-steam combined cycle power plant according to the invention and vice versa.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the several figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur eine schematische Darstellung eines Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks, welches durch Nutzen einer endothermen chemischen Reaktion besonders energiegünstig warmgehalten werden kann. The drawing shows in the single FIGURE is a schematic representation of a gas and steam combined cycle power plant, which can be kept particularly energiegünstig by utilizing an endothermic chemical reaction.

Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Darstellung ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk, welches auch als GuD-Kraftwerk oder – der besseren Lesbarkeit wegen – als Kraftwerk bezeichnet wird. Das Kraftwerk umfasst wenigstens eine Gasturbine 12, welcher beispielsweise im Rahmen eines Verfahrens zum Betreiben des Kraftwerks Brennstoff zugeführt wird. Diese Zuführung von Brennstoff zu der Gasturbine 12 ist in der Figur durch einen Richtungspfeil 14 veranschaulicht. Bei dem Brennstoff handelt es sich insbesondere um einen gasförmigen Brennstoff wie beispielsweise Erdgas. Ferner wird der Gasturbine 12 Luft zugeführt, was in der Figur durch einen Richtungspfeil 16 veranschaulicht ist. Mittels der Gasturbine 12 wird der Brennstoff verbrannt, woraus Abgas der Gasturbine 12 resultiert. Somit stellt die Gasturbine 12 das Abgas bereit, was in der Figur durch einen Richtungspfeil 18 veranschaulicht ist. In der Gasturbine 12 bildet sich beispielsweise ein Gemisch aus dem Brennstoff und der Luft, wobei dieses Gemisch verbrannt wird. Daraus resultiert das Abgas der Gasturbine 12. The single figure shows a schematic representation of a whole 10 designated gas-and-steam combined cycle power plant, which is also referred to as a combined cycle power plant or - for better readability - as a power plant. The power plant comprises at least one gas turbine 12 which is supplied for example in the context of a method for operating the power plant fuel. This supply of fuel to the gas turbine 12 is in the figure by a directional arrow 14 illustrated. In particular, the fuel is a gaseous fuel such as natural gas. Furthermore, the gas turbine 12 Air supplied, which in the figure by a directional arrow 16 is illustrated. By means of the gas turbine 12 the fuel is burned, resulting in exhaust gas of the gas turbine 12 results. Thus, the gas turbine 12 the exhaust ready, which in the figure by a directional arrow 18 is illustrated. In the gas turbine 12 For example, a mixture of the fuel and the air is formed, and this mixture is burned. This results in the exhaust gas of the gas turbine 12 ,

Anhand des Richtungspfeils 18 ist erkennbar, dass das Abgas einem Dampferzeuger 20 des Kraftwerks zugeführt wird. Der Dampferzeuger 20 wird auch als Boiler oder Verdampfer bezeichnet. Ferner wird dem Dampferzeuger 20 eine Flüssigkeit, insbesondere in Form von Wasser, zugeführt. Dabei erfolgt ein Wärmeübergang von dem Abgas der Gasturbine 12 an das Wasser, wodurch das Wasser erwärmt und verdampft wird. Dadurch wird aus dem Wasser Dampf erzeugt. Dies bedeutet, dass mittels des Abgases der Gasturbine 12 und mittels des Dampferzeugers 20 Dampf aus dem dem Dampferzeuger 20 zugeführten Wasser (Flüssigkeit) erzeugt wird. Infolge dieses Wärmeübergangs von dem Abgas an das Wasser wird das Abgas gekühlt, sodass es beispielsweise mit einer ersten Temperatur T1 von dem Dampferzeuger 20 abgeführt wird. Die erste Temperatur T1 beträgt beispielsweise zumindest im Wesentlichen 90°C (Grad Celsius). Based on the directional arrow 18 it can be seen that the exhaust gas is a steam generator 20 the power plant is supplied. The steam generator 20 is also referred to as a boiler or evaporator. Further, the steam generator 20 a liquid, in particular in the form of water supplied. In this case, there is a heat transfer from the exhaust gas of the gas turbine 12 to the water, which heats and vaporizes the water. This will generate steam from the water. This means that by means of the exhaust gas of the gas turbine 12 and by means of the steam generator 20 Steam from the steam generator 20 supplied water (liquid) is generated. As a result of this heat transfer from the exhaust gas to the water, the exhaust gas is cooled, so that it, for example, with a first temperature T1 from the steam generator 20 is dissipated. For example, the first temperature T1 is at least substantially 90 ° C (degrees Celsius).

Das Kraftwerk umfasst ferner eine im Ganzen mit 22 bezeichnete Turbineneinrichtung, welche vorliegend eine erste Turbine 24 und eine zweite Turbine 26 umfasst. Die Turbine 24 ist beispielsweise als Hochdruckturbine ausgebildet, wobei die Turbine 26 als Mitteldruck- und Niederdruckturbine ausgebildet ist. Der mittels des Abgases der Gasturbine 12 und mithilfe des Dampferzeugers 20 erzeugte Dampf wird der Turbineneinrichtung 22 zugeführt, sodass die Turbineneinrichtung 22, insbesondere die Turbinen 24 und 26, mittels des erzeugten heißen Dampfs angetrieben werden. Mittels der Turbineneinrichtung 22 wird in dem heißen Dampf enthaltene Energie in mechanische Energie umgewandelt, wobei die mechanische Energie über eine Welle 28 bereitgestellt wird. Die Turbineneinrichtung 22 umfasst beispielsweise in der Figur nicht im Einzelnen dargestellte Turbinenräder, denen der Dampf zugeführt wird. Dadurch werden die Turbinenräder mittels des Dampfs angetrieben. Die Turbinenräder sind beispielsweise drehfest mit der Welle 28 verbunden, sodass die Welle 28 von den Turbinenrädern angetrieben wird, wenn die Turbinenräder mittels des Dampfs angetrieben werden. The power plant also includes a whole 22 designated turbine device, which in this case a first turbine 24 and a second turbine 26 includes. The turbine 24 is designed for example as a high pressure turbine, the turbine 26 is designed as a medium-pressure and low-pressure turbine. The means of the exhaust gas of the gas turbine 12 and with the help of the steam generator 20 generated steam is the turbine device 22 supplied, so that the turbine device 22 , especially the turbines 24 and 26 be powered by the generated hot steam. By means of the turbine device 22 For example, energy contained in the hot vapor is converted into mechanical energy, the mechanical energy being transmitted through a wave 28 provided. The turbine device 22 For example, in the figure, not shown in detail turbine wheels, where the steam is supplied. As a result, the turbine wheels are driven by the steam. The turbine wheels are, for example, non-rotatable with the shaft 28 connected, so the shaft 28 is driven by the turbine wheels when the turbine wheels are driven by the steam.

Das Kraftwerk umfasst ferner wenigstens einen Generator 30, welcher über die Welle 28 von der Turbineneinrichtung 22 antreibbar ist bzw. angetrieben wird. Dem Generator 30 wird somit die über die Welle 28 bereitgestellte mechanische Energie zugeführt, wobei mittels des Generators 30 zumindest ein Teil der zugeführten mechanischen Energie in elektrische Energie bzw. elektrischen Strom umgewandelt wird. Der Generator 30 kann diesen elektrischen Strom bereitstellen, welcher beispielsweise in ein Stromnetz eingespeist werden kann. The power plant further comprises at least one generator 30 , which over the shaft 28 from the turbine device 22 is driven or driven. The generator 30 is thus the over the shaft 28 supplied mechanical energy supplied, by means of the generator 30 at least a part of the supplied mechanical energy is converted into electrical energy or electric current. The generator 30 can provide this electrical power, which can be fed, for example in a power grid.

Der Dampf wird von der Turbineneinrichtung 22 abgeführt und einem Wärmetauscher 32 zugeführt, welcher als Kondensator fungiert bzw. ausgebildet ist. Mittels des Wärmetauschers 32 wird der Dampf gekühlt, wodurch der Dampf kondensiert. Hierdurch wird der Dampf wieder zu dem zuvor genannten Wasser, das dem Dampferzeuger 20 wieder zugeführt werden kann. The steam is from the turbine device 22 discharged and a heat exchanger 32 fed, which acts as a capacitor or is formed. By means of the heat exchanger 32 the steam is cooled, whereby the steam condenses. As a result, the steam is returned to the aforementioned water, which is the steam generator 20 can be fed again.

Um den Dampf mittels des Wärmetauschers 32 zu kühlen, wird dem Wärmetauscher 32 beispielsweise ein Kühlmedium, insbesondere eine Kühlflüssigkeit, zugeführt. Dabei kann ein Wärmeübergang von dem Dampf an die Kühlflüssigkeit erfolgen, wodurch der Dampf gekühlt wird und in der Folge kondensiert. To the steam by means of the heat exchanger 32 To cool, the heat exchanger 32 For example, a cooling medium, in particular a cooling liquid supplied. In this case, a heat transfer from the steam to the cooling liquid take place, whereby the steam is cooled and condenses in the sequence.

Das Kraftwerk weist eine Mehrzahl von in der Figur nicht näher dargestellten Leitungen auf, durch welche jeweilige Strömungen des mittels des Abgases der Gasturbine 12 erzeugten Dampfs strömen. Diese Strömungen können unterschiedliche Temperaturen aufweisen. In der Figur sind unterschiedliche Temperaturen T2, T3 und T4 des mittels des Abgases der Gasturbine 12 erzeugten Dampfs dargestellt, wobei die Temperatur T2 beispielsweise 595°C, die Temperatur T3 360°C und die Temperatur T4 240°C beträgt. Das Wasser verlässt den Kondensator beispielsweise mit einer Temperatur T5, welche beispielsweise 40°C beträgt. The power plant has a plurality of lines not shown in detail in the figure, through which respective flows of the means of the exhaust gas of the gas turbine 12 generated steam flow. These flows can have different temperatures. In the figure, different temperatures T2, T3 and T4 of the by means of the exhaust gas of the gas turbine 12 shown, wherein the temperature T2, for example, 595 ° C, the temperature T3 360 ° C and the temperature T4 is 240 ° C. The water leaves the condenser, for example, at a temperature T5, which is for example 40 ° C.

Je nach Strombedarf, d.h. je nach Menge an elektrischem Strom, welche von dem Stromnetz bereitgestellt werden muss, wird das Kraftwerk aktiviert, d.h. angeschaltet, und deaktiviert, d.h. abgeschaltet. Beispielsweise wird das Kraftwerk bei nur geringem Strombedarf abgeschaltet. Steigt der Strombedarf, so wird das Kraftwerk nach dem Abschalten wieder angeschaltet. Dieses Anschalten, das sich zeitlich an ein Abschalten des Kraftwerks anschließt, erfolgt vorzugsweise als ein Warmstart, um das Kraftwerk schnell und energiegünstig anschalten zu können. Zur Realisierung dieses Warmstarts, insbesondere zur Realisierung eines besonders energiegünstigen Warmstarts, wird das Kraftwerk nach dem Abschalten und während einer Zeit, während welcher das Kraftwerk abgeschaltet ist, warmgehalten bzw. erwärmt, um ein übermäßiges Auskühlen bzw. Abkühlen des Kraftwerks zu vermeiden. Depending on the power requirement, i. depending on the amount of electrical power that must be provided by the power grid, the power plant is activated, i. turned on, and deactivated, i. off. For example, the power plant is switched off with only a small power requirement. If the power requirement increases, the power plant is switched on again after switching off. This switching, which is connected in time to a shutdown of the power plant, preferably takes place as a warm start to turn on the power plant quickly and energy-efficient. To realize this warm start, in particular to realize a particularly energiegünstigen warm start, the power plant after switching off and during a time during which the power plant is switched off, kept warm or heated to avoid excessive cooling or cooling of the power plant.

Um nun das Kraftwerk besonders energiegünstig warmzuhalten bzw. zu erwärmen, wird zumindest ein Teil von in dem mittels der Gasturbine 12 erzeugten Dampf enthaltener Wärme genutzt, um eine endotherme chemische Reaktion zu bewirken. Hierzu umfasst das Kraftwerk wenigstens einen Reaktor 34, in welchem die endotherme chemische Reaktion ablaufen kann. In order to heat up or heat the power station particularly energiegünstig, at least a part of in by means of the gas turbine 12 used steam generated heat used to effect an endothermic chemical reaction. For this purpose, the power plant comprises at least one reactor 34 in which the endothermic chemical reaction can take place.

Beispielsweise wird der mittels des Abgases der Gasturbine 12 erzeugte Dampf bzw. eine der zuvor genannten Strömungen oder zumindest ein Teil einer der zuvor genannten Strömungen des mittels des Abgases der Gasturbine 12 erzeugten Dampfes aus wenigstens einer der zuvor genannten Leitungen abgezweigt. Dieser abgezweigte, mittels des Abgases der Gasturbine 12 erzeugte Dampf kann beispielsweise eine Leitung 36 des Kraftwerks durchströmen und wird mittels der Leitung 36 zu dem Reaktor 34 geführt. Zumindest ein Teil der in dem die Leitung 36 durchströmenden Dampf enthaltenen Wärme wird genutzt, um die endotherme chemische Reaktion im Reaktor 34 zu bewirken. For example, by means of the exhaust gas of the gas turbine 12 generated steam or one of the aforementioned flows or at least a part of one of the aforementioned flows of means of the exhaust gas of the gas turbine 12 generated steam branched off from at least one of the aforementioned lines. This branched off, by means of the exhaust gas of the gas turbine 12 steam generated, for example, a line 36 flow through the power plant and is by means of the line 36 to the reactor 34 guided. At least part of the line 36 Throughgoing steam contained heat is used to control the endothermic chemical reaction in the reactor 34 to effect.

Hierzu wird die Wärme des die Leitung 36 durchströmenden Dampfs Edukten der endothermen chemischen Reaktion zugeführt. Bei der endothermen chemischen Reaktion handelt es sich um eine Reaktion, welche Energie bzw. Wärme aufnimmt. Diese Wärme stammt somit von dem die Leitung 36 durchströmenden Dampf. Insbesondere durchströmt der dem Reaktor 34 zugeführte Dampf beispielsweise einen Wärmetauscher 38, mittels welchem zumindest ein Teil der in dem den Wärmetauscher 38 durchströmenden Dampf enthaltenen Wärme an die Edukte der endothermen chemischen Reaktion übertragen wird. Durch die endotherme chemische Reaktion entstehen aus den Edukten Produkte der endothermen chemischen Reaktion. In diesen Produkten ist zumindest ein Teil der Wärme gespeichert, die zum Bewirken der endothermen chemischen Reaktion genutzt wird. For this, the heat of the line 36 flowing through educts fed to the endothermic chemical reaction. The endothermic chemical reaction is a reaction that absorbs energy or heat. This heat thus comes from the line 36 flowing steam. In particular, flows through the reactor 34 supplied steam, for example, a heat exchanger 38 , by means of which at least a part of which in the heat exchanger 38 passing through heat transmitted to the reactants of the endothermic chemical reaction. The endothermic chemical reaction produces products from the educts endothermic chemical reaction. These products store at least a portion of the heat used to effect the endothermic chemical reaction.

Die endotherme chemische Reaktion ist beispielsweise eine Hinreaktion einer chemischen Gleichgewichtsreaktion. Diese chemische Gleichgewichtsreaktion umfasst beispielsweise eine Rückreaktion, welche eine exotherme chemische Reaktion ist. Im Rahmen der Rückreaktion sind die Produkte der endothermen chemischen Reaktion (Hinreaktion) Edukte der Rückreaktion, wobei die Edukte der Hinreaktion Produkte der Rückreaktion sind. The endothermic chemical reaction is, for example, a forward reaction of a chemical equilibrium reaction. This chemical equilibrium reaction includes, for example, a reverse reaction, which is an exothermic chemical reaction. In the context of the reverse reaction, the products of the endothermic chemical reaction (forward reaction) are starting materials of the reverse reaction, the starting reaction starting materials being products of the reverse reaction.

Im Rahmen der Rückreaktion (exotherme chemische Reaktion) wird Wärme freigesetzt. Diese freigesetzte Wärme kann zumindest zum Teil genutzt werden, um das Kraftwerk, insbesondere während das Kraftwerk abgeschaltet ist, warm zu halten. Dies bedeutet, dass mittels der Produkte der endothermen chemischen Reaktion eine exotherme chemische Reaktion (Rückreaktion) durchgeführt wird, bei welcher Wärme freigesetzt wird. Mittels der freigesetzten Wärme wird zumindest ein Teil des Kraftwerks erwärmt oder warmgehalten. Somit ist ein thermochemischer Wärmespeicher geschaffen, in welchem während des Betriebs des Kraftwerks Wärme gespeichert wird. Diese gespeicherte Wärme wird, während das Kraftwerk abgeschaltet ist, genutzt, um das Kraftwerk zu erwärmen bzw. warm zu halten. Dies bedeutet, dass der thermochemische Wärmespeicher während des Betriebs des Kraftwerks beladen oder aufgeladen und, während das Kraftwerk abgeschaltet ist, entladen wird. In the context of the reverse reaction (exothermic chemical reaction) heat is released. This released heat can be used at least in part to keep the power plant warm, especially while the power plant is off. This means that by means of the products of the endothermic chemical reaction an exothermic chemical reaction (reverse reaction) is carried out in which heat is released. By means of the released heat at least a part of the power plant is heated or kept warm. Thus, a thermochemical heat storage is provided in which heat is stored during operation of the power plant. This stored heat is used while the power plant is shut down to heat or keep the power plant warm. This means that the thermochemical heat accumulator is charged or charged during operation of the power plant and discharged while the power plant is shut down.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels der bei der exothermen chemischen Reaktion freigesetzten Wärme Dampf erzeugt wird. Hierzu ist beispielsweise ein von dem Dampferzeuger 20 unterschiedlicher, zusätzlich dazu vorgesehener Dampferzeuger 40 vorgesehen, welchem zumindest ein Teil der bei der Rückreaktion freigesetzten Wärme zugeführt wird. Mittels der dem Dampferzeuger 40 zugeführten Wärme wird eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, erwärmt und dadurch verdampft, wodurch mittels des Dampferzeugers 40 Dampf erzeugt wird. Die Flüssigkeit, insbesondere das Wasser, wird somit dem Dampferzeuger 40 zugeführt. Der mittels des Dampferzeugers 40 mithilfe der freigesetzten Wärme erzeugte Dampf wird von dem Dampferzeuger 40 abgeführt, was in der Figur durch einen Richtungspfeil 42 veranschaulicht ist. Der dem Dampferzeuger 40 abgeführte Dampf wird beispielsweise zumindest einem Teil des Kraftwerks zugeführt, um zumindest diesen Teil des Kraftwerks mittels des Dampfs, der mithilfe der bei der Rückreaktion freigesetzten Wärme erzeugt wurde, warm zu halten bzw. zu erwärmen. In particular, it can be provided that steam is generated by means of the heat released during the exothermic chemical reaction. For example, one of the steam generator 20 different, additionally provided steam generator 40 provided, which is supplied to at least part of the heat released in the reverse reaction. By means of the steam generator 40 supplied heat is a liquid, especially water, heated and thereby evaporated, whereby by means of the steam generator 40 Steam is generated. The liquid, in particular the water, thus becomes the steam generator 40 fed. The by means of the steam generator 40 Steam generated by the heat released is taken from the steam generator 40 dissipated, which in the figure by a directional arrow 42 is illustrated. The steam generator 40 For example, discharged steam is supplied to at least a portion of the power plant to heat or heat at least that portion of the power plant by means of the steam generated by the heat released during the reverse reaction.

Das Kraftwerk umfasst dabei beispielsweise einen weiteren Wärmetauscher 44, über welchen zumindest ein Teil der bei der exothermen chemischen Reaktion freigesetzten Wärme an den warm zu haltenden Teil des Kraftwerks oder an ein Medium zum Warmhalten des Kraftwerks oder aber an ein Bauteil des Kraftwerks übertragen wird. Bei dem Medium handelt es sich beispielsweise um das Wasser, das dem Dampferzeuger 40 zugeführt wird. The power plant includes, for example, another heat exchanger 44 via which at least part of the heat released during the exothermic chemical reaction is transferred to the part of the power plant to be kept warm or to a medium for keeping the power station warm or else to a component of the power plant. The medium is, for example, the water that is the steam generator 40 is supplied.

Bei diesem Bauteil handelt es sich vorliegend um den Dampferzeuger 40, sodass dem Dampferzeuger 40 über den Wärmetauscher 44 die bei der exothermen chemischen Reaktion freigesetzte Wärme zugeführt wird. Dies ist in der Figur durch einen Richtungspfeil 46 veranschaulicht. In der Folge kann mittels des Dampferzeugers 40 unter Zuhilfenahme der im Rahmen der exothermen chemischen Reaktion freigesetzten Wärme auf die beschriebene Weise Dampf erzeugt werden, mittels welchem schließlich zumindest ein Teil des Kraftwerks warm gehalten werden kann. Der Wärmetauscher 44 ist beispielsweise im Dampferzeuger 40 angeordnet, sodass die bei der Rückreaktion freigesetzte Wärme dem Dampferzeuger 40 zugeführten Wasser zugeführt werden kann, wodurch das dem Dampferzeuger 40 zugeführte Wasser verdampft wird. In this case, this is the steam generator 40 so that the steam generator 40 over the heat exchanger 44 the heat released in the exothermic chemical reaction is supplied. This is in the figure by a directional arrow 46 illustrated. In the consequence can by means of the steam generator 40 with the aid of the heat released in the context of the exothermic chemical reaction steam can be generated in the manner described, by means of which finally at least a part of the power plant can be kept warm. The heat exchanger 44 is for example in the steam generator 40 arranged so that the heat released in the reverse reaction to the steam generator 40 supplied water can be supplied, causing the steam generator 40 supplied water is evaporated.

Insbesondere ist es denkbar, Komponenten bzw. Bauelemente des Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks 10 warm zu halten bzw. zu erwärmen, während das Kraftwerk abgeschaltet ist. Dadurch weist das Kraftwerk bei einem gewünschten Anschalten eine hinreichend hohe und vorteilhafte Temperatur auf, um das Kraftwerk mittels eines Warmstarts wieder aktivieren bzw. anschalten zu können. In particular, it is conceivable components or components of the gas-and-steam combined cycle power plant 10 to keep warm or warm while the power plant is shut down. As a result, the power plant at a desired power on a sufficiently high and advantageous temperature to enable the power plant by means of a warm start again or turn on.

Dem Kraftwerk liegt insbesondere die Idee zugrunde, während des Betriebs des Kraftwerks Wärmequellen, insbesondere ohnehin zur Verfügung stehende Wärmequellen, wie beispielsweise den mittels des Abgases der Gasturbine 12 erzeugten Dampf zu nutzen, um daraus Wärme zu gewinnen, welche mithilfe der endothermen chemischen Reaktion gespeichert werden kann. The power plant is based in particular on the idea during the operation of the power plant heat sources, in particular already available heat sources, such as by means of the exhaust gas of the gas turbine 12 use generated steam to recover heat, which can be stored using the endothermic chemical reaction.

Dabei ist es vorgesehen, dass zumindest der Teil der in dem mittels der Gasturbine 12 erzeugten Dampf enthaltenen Wärme während eines Normalbetriebs des Kraftwerks genutzt wird, um die endotherme chemische Reaktion zu bewirken, wobei während des Normalbetriebs der Generator 30 angetrieben wird, sodass während des Normalbetriebs mittels des Generators 30 elektrischer Strom bereitgestellt wird. It is provided that at least the part of the in the means of the gas turbine 12 generated steam during normal operation of the power plant is used to effect the endothermic chemical reaction, wherein during normal operation of the generator 30 is driven so that during normal operation by means of the generator 30 electric power is provided.

Durch Abschalten des Kraftwerks wird der Normalbetrieb beendet. Um ein übermäßiges Auskühlen des Kraftwerks zu vermeiden, wird nach dem Normalbetrieb und infolge des Abschaltens des Kraftwerks ein Warmhaltebetrieb durchgeführt, in welchem das Kraftwerk mittels der freigesetzten Energie erwärmt oder warmgehalten wird, während ein durch den Generator 30 bewirktes Bereitstellen von elektrischem Strom, insbesondere während ein durch die Turbineneinrichtung 22 bewirktes Antreiben des Generators 30, unterbleibt. By switching off the power plant normal operation is stopped. In order to avoid excessive cooling of the power plant, a warming operation is performed after normal operation and due to the shutdown of the power plant, in which the power plant is heated or kept warm by means of the energy released, while a through the generator 30 causing provision of electrical current, in particular during a through the turbine device 22 causes driving of the generator 30 , stays undone.

Der abgezweigte, mittels des Abgases der Gasturbine 12 erzeugte Dampf, dessen Wärme zum Bewirken der Hinreaktion genutzt und, insbesondere in den Produkten der Hinreaktion, gespeichert wird, weist beispielsweise einen Massenstrom von 14,4 kg/s und eine Temperatur von 152°C auf. Durch einen Wärmeübergang von dem Dampf über den Wärmetauscher 38 an die Edukte der Hinreaktion wird der Dampf beispielsweise von 152°C auf 105°C abgekühlt. Ferner kann der Dampf beispielsweise einen Druck von 5 bar aufweisen. The branched off, by means of the exhaust gas of the gas turbine 12 produced steam, whose heat is used to effect the forward reaction and, in particular, stored in the products of the forward reaction, for example, has a mass flow of 14.4 kg / s and a temperature of 152 ° C. By a heat transfer from the steam through the heat exchanger 38 For example, the steam is cooled from 152 ° C. to 105 ° C. to the educts of the forward reaction. Furthermore, the steam may for example have a pressure of 5 bar.

Alternativ ist es denkbar, dass der mittels des Abgases der Gasturbine 12 erzeugte Dampf, der zum Bewirken der Hinreaktion genutzt wird, einen Druck von 38 bar und einen Massenstrom von weniger als 21,4 kg/s aufweist. Infolge des Wärmeübergangs von dem die Leitung 36 bzw. den Wärmetauscher 38 durchströmenden Dampfs über den Wärmetauscher 38 an die Edukte der Hinreaktion wird der Dampf beispielsweise von 334°C auf ca. 247°C abgekühlt. Dies bedeutet, dass die Hinreaktion beispielsweise bei 152°C bzw. bei 334°C stattfindet. Die Rückreaktion findet beispielsweise bei 250°C statt, sodass beispielsweise der Dampf, der mittels der bei der Rückreaktion freigesetzten Wärme erzeugt wird, eine Temperatur von 250°C aufweist. Alternatively, it is conceivable that the means of the exhaust gas of the gas turbine 12 generated steam used to effect the forward reaction has a pressure of 38 bar and a mass flow of less than 21.4 kg / s. As a result of the heat transfer from the line 36 or the heat exchanger 38 flowing steam through the heat exchanger 38 to the educts of the forward reaction, the steam is cooled, for example, from 334 ° C to about 247 ° C. This means that the forward reaction takes place, for example, at 152 ° C. or at 334 ° C. For example, the back reaction takes place at 250 ° C so that, for example, the steam generated by the heat released in the back reaction has a temperature of 250 ° C.

Alternativ oder zusätzlich zur Erzeugung von Dampf mittels der freigesetzten Wärme ist es denkbar, Dampf bereitzustellen und diesen bereitgestellten Dampf mittels der bei der exothermen chemischen Reaktion freigesetzten Wärme zu erwärmen, insbesondere zu überhitzen. Somit kann der Dampf zum Warmhalten des Kraftwerks 250°C aufweisen und dabei beispielsweise auf die beschriebene Weise von einer Temperatur auf 250°C oder von 250°C auf eine noch höhere Temperatur aufgewärmt werden. Der Dampf zum Warmhalten des Kraftwerks weist beispielsweise einen Massenstrom von 1,4 kg/s bis 5 kg/s und einen Druck von 5 bar auf. Im Rahmen des Warmhaltens des Kraftwerks erfolgt ein Wärmeübergang von dem mittels der bei der Rückreaktion freigesetzten Wärme erzeugten Dampf an das Kraftwerk bzw. an Bauteile des Kraftwerks, sodass der Dampf beispielsweise von 250°C auf eine demgegenüber geringere Temperatur, insbesondere 150°C abkühlt. Insbesondere ist es denkbar, dass der Dampf, mittels welchem zumindest ein Teil des Kraftwerks warmgehalten bzw. erwärmt wird, 250°C aufweist. Dem warmzuhaltenden Teil des Kraftwerks wird der Dampf zum Warmhalten des Kraftwerks zugeführt, sodass ein Wärmeübergang von dem Dampf zum Warmhalten des Kraftwerks an das Kraftwerk bzw. an den warmzuhaltenden Teil des Kraftwerks erfolgen kann. In der Folge wird der Dampf zum Warmhalten des Teils des Kraftwerks gekühlt, sodass die Temperatur des Dampfs beispielsweise von 250°C auf 150°C sinkt. Der Dampf weist dann eine sehr hohe Temperatur auf, sodass Wärme, die in dem Dampf nach Warmhalten zumindest des Teils des Kraftwerks enthalten ist, für weitere Zwecke gegebenenfalls genutzt werden kann. Alternatively or additionally to the generation of steam by means of the released heat, it is conceivable to provide steam and to heat this supplied steam by means of the heat released in the exothermic chemical reaction, in particular to overheat it. Thus, the steam for holding the power plant 250 ° C and thereby, for example, in the manner described from a temperature to 250 ° C or 250 ° C to an even higher temperature to be warmed up. The steam for keeping the power plant warm, for example, has a mass flow of 1.4 kg / s to 5 kg / s and a pressure of 5 bar. As part of keeping the power plant warm, heat transfer from the steam generated by the heat released in the reverse reaction to the power plant or components of the power plant, so that the steam, for example, from 250 ° C to a contrast lower temperature, in particular 150 ° C cools. In particular, it is conceivable that the steam, by means of which at least a part of the power plant is kept warm or heated, 250 ° C. The heat to be kept part of the power plant, the steam is supplied to keep warm the power plant, so that a heat transfer from the steam to keep the power plant warm to the power plant or to be kept warm part of the power plant. As a result, the steam is cooled to keep the part of the power plant warm so that the temperature of the steam, for example, drops from 250 ° C to 150 ° C. The steam then has a very high temperature, so that heat contained in the steam after keeping warm at least the part of the power plant can optionally be used for other purposes.

Durch den Einsatz des Wärmetauschers 38 kann eine räumliche Trennung der Edukte der Hinreaktion von dem abgezweigten Dampf realisiert werden, sodass der abgezweigte Dampf die Edukte der Hinreaktion nicht direkt berührt. Alternativ ist es denkbar, dass der abgezweigte Dampf die Edukte der Hinreaktion direkt berührt und dabei anströmt bzw. umströmt. Dann entfällt beispielsweise der Wärmetauscher 38. Dies ist auch auf die Rückreaktion übertragbar: Durch den Einsatz des Wärmetauschers 44 kann eine räumliche Trennung der Edukte und/oder Produkte der Rückreaktion von dem Medium, welches mittels der freigesetzten Wärme erwärmt und zum Warmhalten des Kraftwerks genutzt wird, realisiert werden, sodass das Medium die Edukte und/oder Produkte der Rückreaktion nicht direkt berührt. Alternativ ist es denkbar, dass das Medium die Edukte und/oder Produkte der Rückreaktion direkt berührt und dabei anströmt bzw. umströmt. Dann entfällt beispielsweise der Wärmetauscher 44. By using the heat exchanger 38 a spatial separation of the reactants of the forward reaction of the branched off steam can be realized, so that the branched off steam does not directly touch the reactants of the forward reaction. Alternatively, it is conceivable that the branched off steam directly touches the educts of the forward reaction and thereby flows against or flows around it. Then, for example, eliminates the heat exchanger 38 , This is also transferable to the reverse reaction: through the use of the heat exchanger 44 For example, a spatial separation of the educts and / or products of the reverse reaction from the medium, which is heated by means of the released heat and used to keep the power plant warm, can be realized, so that the medium does not directly touch the reactants and / or products of the reverse reaction. Alternatively, it is conceivable that the medium directly touches the educts and / or products of the reverse reaction and flows against or flows around. Then, for example, eliminates the heat exchanger 44 ,

Insgesamt ist aus der Figur erkennbar, dass durch das Nutzen der endothermen Reaktion ohnehin zur Verfügung stehende Wärme effizient und effektiv gespeichert werden kann. Die gespeicherte Wärme kann insbesondere zu einem späteren Zeitpunkt effektiv und effizient genutzt werden, um zumindest einen Teil des Kraftwerks zu erwärmen bzw. warm zu halten. Overall, it can be seen from the figure that by utilizing the endothermic reaction, any heat available anyway can be efficiently and effectively stored. The stored heat can in particular be used effectively and efficiently at a later time in order to heat or keep warm at least part of the power plant.

Claims (8)

Verfahren zum Betreiben eines Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks (10), bei welchem mittels Abgas einer Gasturbine (12) heißer Dampf erzeugt wird, mittels welchem über wenigstens eine Turbineneinrichtung (22) wenigstens ein Generator (30) zum Bereitstellen von elektrischem Strom angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil von in dem Dampf enthaltener Wärme genutzt wird, um eine endotherme chemische Reaktion zu bewirken. Method for operating a gas-and-steam combined cycle power plant ( 10 ), in which by means of exhaust gas of a gas turbine ( 12 ) hot steam is generated by means of which at least one turbine device ( 22 ) at least one generator ( 30 ) is powered to provide electric power, characterized in that at least a portion of heat contained in the steam is utilized to effect an endothermic chemical reaction. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Produkten der endothermen chemischen Reaktion eine exotherme chemische Reaktion durchgeführt wird, bei welcher Wärme freigesetzt wird, mittels welcher zumindest ein Teil des Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks (10) erwärmt oder warmgehalten wird. A method according to claim 1, characterized in that by means of products of the endothermic chemical reaction, an exothermic chemical reaction is carried out, in which heat is released, by means of which at least a part of the gas and steam combined cycle power plant ( 10 ) is heated or kept warm. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der bei der exothermen chemischen Reaktion freigesetzten Wärme Dampf erzeugt wird, mittels welcher zumindest der Teil des Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks (10) erwärmt oder warmgehalten wird. Process according to Claim 2, characterized in that steam is generated by means of the heat released during the exothermic chemical reaction, by means of which at least the part of the gas-and-steam combined cycle power plant ( 10 ) is heated or kept warm. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Wärmetauscher (44) vorgesehen ist, über welchen zumindest ein Teil der freigesetzten Wärme an den Teil des Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks (10) oder an ein Medium, insbesondere eine Flüssigkeit oder ein Gas, oder ein Bauteil (40) des Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks (10) übertragen wird. Method according to claim 2 or 3, characterized in that at least one heat exchanger ( 44 ) is provided, via which at least a part of the heat released to the part of the gas-and-steam combined cycle power plant ( 10 ) or to a medium, in particular a liquid or a gas, or a component ( 40 ) of the gas and steam combined cycle power plant ( 10 ) is transmitted. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Teil der in dem Dampf enthaltenen Wärme während eines Normalbetriebs des Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks (10) genutzt wird, um die endotherme chemische Reaktion zu bewirken, wobei während des Normalbetriebs der Generator (30) angetrieben und mittels des Generators (30) elektrischer Strom bereitgestellt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least the part of the heat contained in the steam during a normal operation of the gas-and-steam combined cycle power plant ( 10 ) is used to effect the endothermic chemical reaction whereby, during normal operation, the generator ( 30 ) and by means of the generator ( 30 ) Electricity is provided. Verfahren nach Anspruch 5 in dessen Rückbezug auf einen der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Normalbetrieb ein Warmhaltebetrieb durchgeführt wird, in welchem das Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk (10) mittels der freigesetzten Energie erwärmt oder warmgehalten wird, während ein durch den Generator (30) bewirktes Bereitstellen von elektrischem Strom, insbesondere ein durch die Turbineneinrichtung (22) bewirktes Antreiben des Generators (30), unterbleibt. Method according to Claim 5, in which reference is made to one of Claims 2 to 4, characterized in that, after normal operation, a holding operation is carried out, in which the gas-and-steam combined cycle power plant ( 10 ) is heated or kept warm by means of the released energy, while a through the generator ( 30 ) provides electrical power, in particular a through the turbine device ( 22 ) causes the generator to be driven ( 30 ), is omitted. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Wärmetauscher (38) vorgesehen ist, mittels welchem zumindest der Teil der in dem Dampf enthaltenen Wärme an Edukte der endothermen chemischen Reaktion übertragen wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one heat exchanger ( 38 ) is provided, by means of which at least the part of the heat contained in the vapor is transferred to reactants of the endothermic chemical reaction. Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk (10), mit wenigstens einer Turbineneinrichtung (22), mit wenigstens einem von der Turbineneinrichtung (22) antreibbaren Generator (30) zum Bereitstellen von elektrischem Strom, und mit wenigstens einer Gasturbine (12), mittels welcher Abgas zum Erzeugen von heißem Dampf bereitstellbar ist, mittels welchem die Turbineneinrichtung (22) und über diese der Generator (30) antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Reaktor (34) vorgesehen ist, welchem zumindest ein Teil von in dem Dampf enthaltene Wärme zuführbar ist, um in dem Reaktor (34) mittels der zugeführten Wärme aus dem Dampf eine endotherme chemische Reaktion zu bewirken. Gas and steam combined cycle power plant ( 10 ), with at least one turbine device ( 22 ), with at least one of the turbine device ( 22 ) drivable generator ( 30 ) for providing electrical power, and with at least one gas turbine ( 12 ), by means of which exhaust gas can be provided for generating hot steam, by means of which the turbine device ( 22 ) and over this the generator ( 30 ), characterized in that at least one reactor ( 34 ) to which at least part of the heat contained in the steam can be supplied in order to 34 ) by means of the supplied heat from the steam to effect an endothermic chemical reaction.
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