DE102016218379A1 - Buffer method, buffer device and power plant - Google Patents

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Abstract

Um ein Pufferverfahren für ein Kraftwerk bereitzustellen, welches einfach und energieeffizient durchführbar ist sowie einen zuverlässigen Betrieb des Kraftwerks ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass das Kraftwerk eine Rauchgasführung, eine Dampfführung und eine Puffervorrichtung umfasst, wobei die Puffervorrichtung eine Wärmepuffereinheit zur Anbindung an die Rauchgasführung und eine Dampfpuffereinheit zur Anbindung an die Dampfführung umfasst, wobei die Puffervorrichtung mittels einer Steuervorrichtung wahlweise in einen Beladebetrieb und in einen Entladebetrieb versetzt wird, wobei im Beladebetrieb a) Rauchgas aus der Rauchgasführung abgezweigt und der Wärmepuffereinheit zugeführt sowie zeitgleich b) Dampf aus der Dampfführung abgezweigt und der Dampfpuffereinheit zugeführt wird.In order to provide a buffer process for a power plant, which is simple and energy-efficient feasible and allows reliable operation of the power plant, it is proposed that the power plant comprises a flue gas duct, a steam guide and a buffer device, wherein the buffer device comprises a heat buffer unit for connection to the flue gas duct and a Steam buffer unit for connection to the steam guide comprises, wherein the buffer device is offset by means of a control device either in a loading and unloading, wherein the loading operation a) branched off flue gas from the flue gas duct and fed to the heat buffer unit and at the same time b) branched off steam from the steam guide and the Steam buffer unit is supplied.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Pufferverfahren für ein Kraftwerk, insbesondere zur Zwischenspeicherung und/oder Vergleichmäßigung von bereitgestellter Wärme und/oder bereitgestelltem Dampf. The present invention relates to a buffer method for a power plant, in particular for the intermediate storage and / or equalization of provided heat and / or supplied steam.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pufferverfahren bereitzustellen, welches einfach und energieeffizient durchführbar ist sowie einen zuverlässigen Betrieb eines Kraftwerks ermöglicht. The present invention has for its object to provide a buffer method, which is simple and energy efficient feasible and allows reliable operation of a power plant.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch gelöst. This object is achieved by a method according to the independent method claim.

Das Pufferverfahren ist insbesondere ein Pufferverfahren für ein Kraftwerk. Das Kraftwerk umfasst vorzugsweise eine Rauchgasführung, eine Dampfführung und eine Puffervorrichtung. The buffering process is in particular a buffering process for a power plant. The power plant preferably comprises a flue gas duct, a steam guide and a buffer device.

Die Puffervorrichtung umfasst vorzugsweise eine Wärmepuffereinheit zur Anbindung an die Rauchgasführung und eine Dampfpuffereinheit zur Anbindung an die Dampfführung. The buffer device preferably comprises a heat buffer unit for connection to the flue gas duct and a steam buffer unit for connection to the steam duct.

Mittels einer Steuervorrichtung der Puffervorrichtung ist diese vorzugsweise wahlweise in einen Beladebetrieb und in einen Entladebetrieb versetzbar oder versetzt, wobei im Beladebetrieb a) Rauchgas aus der Rauchgasabführung abgezweigt und der Wärmepuffereinheit zugeführt sowie zeitgleich b) Dampf aus der Dampfführung abgezweigt und der Dampfpuffereinheit zugeführt wird. By means of a control device of the buffer device, this is preferably displaceable or offset into a loading operation and unloading operation, wherein in the loading operation a) branched off flue gas from the flue gas discharge and fed to the heat buffer unit and at the same time b) branched off steam from the steam guide and the steam buffer unit is supplied.

Bei dem erfindungsgemäßen Pufferverfahren ist somit vorzugsweise eine gleichzeitige Wärmespeicherung und Dampfspeicherung vorgesehen. In the buffer method according to the invention thus preferably a simultaneous heat storage and steam storage is provided.

Günstig kann es sein, wenn im Entladebetrieb Kaltgas durch die Wärmepuffereinheit hindurchgeführt, darin erhitzt und anschließend als Heißgas der Rauchgasführung zugeführt wird. It may be favorable if, during the discharge operation, cold gas is passed through the heat buffer unit, heated therein and then supplied as hot gas to the flue gas duct.

Kaltgas ist dabei insbesondere ein beliebiges Gas, vorzugsweise Umgebungsluft, welches als Wärmeträgermedium in der Wärmepuffereinheit Wärme aufnehmen kann und dann als Heißgas zu der Rauchgasführung zugeführt werden kann. Cold gas is in particular any gas, preferably ambient air, which can absorb heat as heat transfer medium in the heat buffer unit and can then be supplied as hot gas to the flue gas duct.

Das Heißgas ist insbesondere erhitztes Gas, welches insbesondere eine Temperatur aufweist, die der Temperatur des im Beladetrieb entnommenen Rauchgases entspricht. The hot gas is in particular heated gas, which in particular has a temperature which corresponds to the temperature of the flue gas removed in the loading operation.

Im Entladebetrieb wird vorzugsweise Dampf aus der Dampfpuffereinheit abgeführt und der Dampfführung zugeführt. In the discharge operation, steam is preferably removed from the steam buffer unit and fed to the steam guide.

Es kann vorgesehen sein, dass im Entladebetrieb unter Nutzung von Wärme aus der Wärmepuffereinheit Dampf in einer Dampfbereitstellungsvorrichtung erzeugt und der Dampfführung zugeführt wird. It can be provided that, in the discharge operation using heat from the heat buffer unit, steam is generated in a steam supply device and supplied to the steam guide.

Die Rauchgasabzweigung und/oder die Dampfabzweigung erfolgt im Beladebetrieb vorzugsweise bezüglich einer Hauptströmungsrichtung des Rauchgases in einem Dampferzeuger des Kraftwerks unmittelbar stromabwärts einer Flammzone. The flue gas branch and / or the steam branching takes place in the loading operation preferably with respect to a main flow direction of the flue gas in a steam generator of the power plant immediately downstream of a flame zone.

Der Dampferzeuger des Kraftwerks ist insbesondere ein Hauptwärmeübertrager des Kraftwerks, welcher zur Erzeugung des in Dampfturbinen des Kraftwerks zu nutzenden Dampfes dient. The steam generator of the power plant is in particular a main heat exchanger of the power plant, which serves to generate the steam to be used in steam turbines of the power plant.

Günstig kann es sein, wenn eine Heißgaszuführung und/oder eine Dampfzuführung im Entladebetrieb bezüglich einer Hauptströmungsrichtung des Rauchgases in einem Dampferzeuger der Kraftwerks unmittelbar stromabwärts einer Flammzone erfolgt. It may be favorable if a hot gas supply and / or a steam supply takes place in the discharge operation with respect to a main flow direction of the flue gas in a steam generator of the power plant immediately downstream of a flame zone.

Vorzugsweise umfasst der Dampferzeuger eine einzige Flammzone. Preferably, the steam generator comprises a single flame zone.

Günstig kann es sein, wenn die Rauchgasabzweigung und/oder die Dampfabzweigung und/oder die Heißgaszuführung und/oder die Dampfzuführung im Wesentlichen an ein und derselben Stelle des Dampferzeugers bezüglich einer Hauptströmungsrichtung des Rauchgases erfolgen. It may be favorable if the flue gas branch and / or the steam branching and / or the hot gas feed and / or the steam feed take place essentially at one and the same point of the steam generator with respect to a main flow direction of the flue gas.

Ein Volumenstrom und/oder ein Massenstrom des im Beladebetrieb abgezweigten Rauchgases einerseits und ein Volumenstrom und/oder Massenstrom des im Beladebetrieb abgezweigten Dampfs andererseits sind vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass eine Auslasstemperatur des Rauchgases an einem Rauchgasauslass eines Dampferzeugers des Kraftwerks und/oder eine maximale Dampftemperatur des in der Dampfführung geführten Dampfs im Beladebetrieb sowie in einem deaktivierten Zustand der Puffervorrichtung im Wesentlichen konstant sind. A volume flow and / or a mass flow of the branched off in loading flue gas on the one hand and a volume flow and / or mass flow of the branched off in the loading steam on the other hand are preferably coordinated such that an outlet temperature of the flue gas to a flue gas outlet of a steam generator of the power plant and / or a maximum steam temperature the steam guided in the steam guide in the loading operation and in a deactivated state of the buffer device are substantially constant.

Ein deaktivierter Zustand ist dabei insbesondere ein Zustand der Puffervorrichtung, in welchem keine Pufferung erfolgt. A deactivated state is in particular a state of the buffer device in which no buffering takes place.

Der deaktivierte Zustand der Puffervorrichtung ist somit insbesondere ein normaler Kraftwerksbetrieb (Feuerungsbetrieb), in welchem ein im Dampferzeuger erzeugter Dampf umgehend in vollem Umfang zur Stromerzeugung genutzt wird. The deactivated state of the buffer device is thus in particular a normal power plant operation (firing operation), in which a steam generated in the steam generator is immediately used in its entirety for power generation.

Mittels der Puffervorrichtung und/oder des Pufferverfahrens kann somit der Dampferzeuger im Wesentlichen unverändert betrieben werden, das heißt mit unveränderter Feuerungsrate und/oder unveränderter Wasserzufuhr zur Dampferzeugung. Insbesondere muss ein Betrieb des Dampferzeugers nicht an schwankende Lastanforderungen des Kraftwerks angepasst werden. By means of the buffer device and / or the buffer method, the steam generator can thus be operated essentially unchanged, that is to say with an unchanged firing rate and / or unchanged water supply for steam generation. In particular, operation of the steam generator does not have to be adapted to fluctuating load requirements of the power plant.

Vielmehr erfolgt eine Anpassung an unterschiedliche Lastanforderungen mittels des Pufferverfahrens und/oder der Puffervorrichtung. Instead, adaptation to different load requirements takes place by means of the buffer method and / or the buffer device.

Dadurch, dass bei dem Verfahren vorzugsweise zeitgleich Wärme und Dampf gepuffert werden, kann insbesondere eine schwankende thermische Belastung des Dampferzeugers wirksam vermieden werden. Zudem ist eine aufwendige Steuerung des Dampferzeugers hinsichtlich der Feuerungsrate und/oder Wasserzuführung zur Dampferzeugung vorzugsweise entbehrlich. Due to the fact that heat and steam are preferably buffered at the same time in the process, in particular a fluctuating thermal load of the steam generator can be effectively avoided. In addition, a complicated control of the steam generator with respect to the firing rate and / or water supply for steam generation is preferably unnecessary.

Günstig kann es sein, wenn ein Volumenstrom und/oder ein Massenstrom des im Entladebetrieb zugeführten Rauchgases einerseits und/oder ein Volumenstrom und/oder ein Massenstrom des im Entladebetrieb zugeführten Dampfs andererseits derart aufeinander abgestimmt sind, dass eine Auslasstemperatur des Rauchgases an einem Rauchgasauslass eines Dampferzeugers des Kraftwerks und/oder eine maximale Dampftemperatur des in der Dampfführung geführten Dampfs im Entladebetrieb sowie in einem deaktivierten Zustand der Puffervorrichtung im Wesentlichen konstant sind. It can be favorable if a volumetric flow and / or a mass flow of the flue gas supplied in the discharge operation on the one hand and / or a volumetric flow and / or a mass flow of the steam supplied in the discharge operation are matched to one another such that an outlet temperature of the flue gas at a flue gas outlet of a steam generator of the power plant and / or a maximum steam temperature of the steam guided in the steam guide in the unloading operation and in a deactivated state of the buffer device are substantially constant.

Mittels der Puffervorrichtung und/oder des Pufferverfahrens kann somit vorzugsweise ausschließlich ein Volumenstrom und/oder Massenstrom des Rauchgases zeitgleich mit einem Volumenstrom und/oder einem Massenstrom des erzeugten Dampfes variiert werden, während im Wesentlichen sämtliche weiteren Parameter, insbesondere Temperatur, des Rauchgases und/oder des Dampfs konstant bleiben. By means of the buffer device and / or the buffer method, therefore, preferably only one volume flow and / or mass flow of the flue gas can be varied simultaneously with a volume flow and / or a mass flow of the generated steam, while substantially all other parameters, in particular temperature, of the flue gas and / or of the steam remain constant.

Das erfindungsgemäße Pufferverfahren eignet sich insbesondere zur Durchführung auf einer Puffervorrichtung. The buffer method according to the invention is particularly suitable for implementation on a buffer device.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch eine Puffervorrichtung für ein Kraftwerk. The present invention therefore also relates to a buffer device for a power plant.

Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, eine Puffervorrichtung bereitzustellen, welche einfach und zuverlässig aufgebaut ist sowie einen energieeffizienten Kraftwerksbetrieb ermöglicht. The invention is in this respect the task of providing a buffer device, which is simple and reliable and allows energy-efficient power plant operation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Puffervorrichtung gemäß dem unabhängigen Vorrichtungsanspruch gelöst. This object is achieved by a buffer device according to the independent device claim.

Die Puffervorrichtung umfasst vorzugsweise eine Wärmepuffereinheit zur Anbindung an eine Rauchgasführung des Kraftwerks und eine Dampfpuffereinheit zur Anbindung an eine Dampfführung des Kraftwerks. The buffer device preferably comprises a heat buffer unit for connection to a flue gas duct of the power plant and a steam buffer unit for connection to a steam duct of the power plant.

Die Puffervorrichtung umfasst ferner vorzugsweise eine Steuervorrichtung, welche so ausgebildet und eingerichtet ist, dass die Puffervorrichtung mittels der Steuervorrichtung wahlweise in einen Beladebetrieb und in einen Entladebetrieb versetzbar ist, wobei im Beladebetrieb Rauchgas aus der Rauchgasführung abgezweigt und der Wärmepuffereinheit zugeführt sowie zeitgleich Dampf aus der Dampfführung abgezweigt und der Dampfpuffereinheit zugeführt wird. The buffer device preferably further comprises a control device, which is designed and set up so that the buffer device can be displaced into a loading operation and a discharge operation by means of the control device, wherein in the loading operation, flue gas is branched off from the flue gas duct and fed to the heat buffer unit and, at the same time, steam from the steam guide branched off and the steam buffer unit is supplied.

Die Puffervorrichtung weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem Pufferverfahren beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf. The buffer device preferably has one or more of the features and / or advantages described in connection with the buffer method.

Günstig kann es sein, wenn die Steuervorrichtung ferner so ausgebildet und eingerichtet ist, dass im Entladebetrieb Kaltgas durch die Wärmepuffereinheit hindurchgeführt, darin erhitzt und anschließend als Rauchgas der Rauchgasführung zugeführt wird.It may be favorable if the control device is further designed and arranged such that in the discharge operation cold gas is passed through the heat buffer unit, heated therein and then supplied as flue gas to the flue gas duct.

Die Rauchgasabzweigung und die Heißgaszuführung (Rauchgaszuführung) sind vorzugsweise durch ein und denselben Zugang zu der Rauchgasführung des Dampferzeugers gebildet. The flue gas branch and the hot gas feed (flue gas feed) are preferably formed by one and the same access to the flue gas duct of the steam generator.

Es kann vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung ferner so ausgebildet und eingerichtet ist, dass im Entladebetrieb Dampf aus der Dampfpuffereinheit abgeführt und der Dampfführung zugeführt wird.It can be provided that the control device is further designed and set up so that in the unloading operation steam is removed from the steam buffer unit and fed to the steam guide.

Eine Dampfabzweigung und eine Dampfzuführung sind dabei vorzugsweise durch ein und denselben Zugang zu der Dampfführung des Dampferzeugers gebildet. A steam branch and a steam feed are preferably formed by one and the same access to the steam guide of the steam generator.

Die Dampfpuffereinheit umfasst vorzugsweise einen Gleitdruckspeicher, insbesondere einen Ruthsspeicher. The steam buffer unit preferably comprises a sliding pressure accumulator, in particular a Ruthsspeicher.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Dampfpuffereinheit ein Gleitdruckspeicher, insbesondere ein Ruthsspeicher, ist. Furthermore, it can be provided that the vapor buffer unit is a sliding pressure accumulator, in particular a Ruthspeicher.

Zudem kann vorgesehen sein, dass die Dampfpuffereinheit mehrere Gleitdruckspeicher, insbesondere Ruthsspeicher, umfasst. In addition, it can be provided that the steam buffer unit comprises a plurality of sliding pressure accumulators, in particular Ruth stores.

Die Wärmepuffereinheit ist vorzugsweise ein Direktkontakt-Feststoffspeicher. The heat buffer unit is preferably a direct contact solid reservoir.

Zur Wärmeaufnahme ist die Wärmepuffereinheit vorzugsweise mit Rauchgas durchströmbar. For heat absorption, the heat buffer unit is preferably flowed through with flue gas.

Vorzugsweise umfasst die Wärmepuffereinheit ein Wärmespeichermedium, welches zur Wärmeübertragung in stofflichen Kontakt mit dem Rauchgas und/oder dem zu erhitzenden Kaltgas bringbar ist. The heat buffer unit preferably comprises a heat storage medium, which can be brought into material contact with the flue gas and / or the cold gas to be heated for heat transfer.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Wärmepuffereinheit einen Direktkontakt-Feststoffspeicher oder mehrere solcher Direktkontakt-Feststoffspeicher umfasst. Furthermore, it can be provided that the heat buffer unit comprises a direct contact solid storage or a plurality of such direct contact solid storage.

Es kann vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung ferner so ausgebildet und eingerichtet ist, dass im Entladebetrieb unter Verwendung von Wärme aus der Wärmepuffereinheit Dampf erzeugt und/oder erhitzt und der Dampfführung zugeführt wird. It may be provided that the control device is further configured and arranged such that steam is generated and / or heated in the discharge operation using heat from the heat buffer unit and supplied to the steam guide.

Die Puffervorrichtung eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Kraftwerk. The buffer device is particularly suitable for use in a power plant.

Das Kraftwerk umfasst insbesondere eine Rauchgasführung, eine Dampfführung und eine Puffervorrichtung. The power plant comprises in particular a flue gas guide, a steam guide and a buffer device.

Ferner umfasst das Kraftwerk vorzugsweise eine Wärmequelle, insbesondere eine Verbrennungsvorrichtung (Feuerung), welche das Rauchgas erzeugt. Furthermore, the power plant preferably comprises a heat source, in particular a combustion device (firing), which generates the flue gas.

Die Puffervorrichtung umfasst vorzugsweise eine Dampfbereitstellungsvorrichtung zum Bereitstellen von Dampf, insbesondere Sattdampf. The buffer device preferably comprises a steam supply device for providing steam, in particular saturated steam.

Die Dampfbereitstellungsvorrichtung kann insbesondere die Dampfpuffereinheit bilden oder Bestandteil der Dampfpuffereinheit sein. The steam supply device may in particular form the steam buffer unit or be part of the steam buffer unit.

Ferner kann die Dampfbereitstellungsvorrichtung zumindest einen Teil der Wärmepuffereinheit bilden oder ein Bestandteil der Wärmepuffereinheit sein. Furthermore, the steam supply device may form at least part of the heat buffer unit or be part of the heat buffer unit.

Die Dampfbereitstellungsvorrichtung umfasst vorzugsweise Folgendes:
mehrere Druckwasserspeicherbehälter;
eine Wasserzuführung zur Zuführung von Wasser zu den Druckwasserspeicherbehältern;
eine Wärmeübertragungsvorrichtung, mittels welcher wahlweise einzelnen oder mehreren Druckwasserspeicherbehältern Wärme aus der Wärmepuffereinheit und/oder aus einer separaten Wärmespeichervorrichtung zuführbar ist;
eine Dampfleitung, mittels welcher in den Druckwasserspeicherbehältern erzeugter Dampf zu der Dampfführung zuführbar ist.
The steam delivery device preferably includes the following:
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 either one or more pressurized water storage tanks heat from the heat buffer unit and / or from a separate heat storage device can be fed;
a steam line, by means of which in the pressurized water storage tanks generated steam can be fed to the steam guide.

Die Wärmepuffereinheit kann insbesondere eine Wärmespeichervorrichtung sein oder umfassen. The heat buffer unit may in particular be or comprise a heat storage device.

Eine Dampfbereitstellungsvorrichtung der Puffervorrichtung und/oder des Kraftwerks kann insbesondere folgende Eigenschaften und/oder Vorteile aufweisen:
Eine 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.
A steam supply device of the buffer device and / or the power plant may in particular have the following properties and / or advantages:
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.

Dadurch, dass 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, it is preferable to achieve a 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 heat transfer fluid 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.

Es kann vorgesehen sein, dass die Dampfbereitstellungsvorrichtung eine Heizvorrichtung zum Erhitzen des den Druckwasserspeicherbehältern zuzuführenden Wassers umfasst.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 containers.

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.

Ein Verfahren zum Bereitstellen von Dampf, insbesondere Sattdampf, umfasst vorzugsweise Folgendes:
Speichern von Wärme mittels einer Wärmespeichervorrichtung;
Zuführen von Wasser zu Druckwasserspeicherbehältern mittels einer Wasserzuführung;
Übertragen von Wärme von der Wärmespeichervorrichtung auf einen oder mehrere Druckwasserspeicherbehälter;
Entnehmen von Dampf, insbesondere Sattdampf, aus mindestens einem Druckwasserspeicherbehälter.
A method for providing steam, in particular saturated steam, preferably comprises the following:
Storing heat by means of a heat storage device;
Supplying water to pressurized water storage tanks by means of a water supply;
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 Verfahren weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der Dampfbereitstellungsvorrichtung beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.The method preferably comprises one or more of the features and / or advantages described in connection with the steam delivery device.

Ferner weist vorzugsweise die Dampfbereitstellungsvorrichtung einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Bereitstellen von Dampf beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf. Further preferably, the steam delivery device has one or more of the features and / or advantages described in connection with the method of 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.

Es 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.It can be provided that water is supplied to one or more pressurized water storage tanks, while water is heated in one or more further pressurized water storage tanks and / or while water vapor, in particular saturated steam, is taken 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 Dampfbereitstellungsvorrichtung und/oder das Verfahren zum Bereitstellen von Dampf einzelne oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile aufweisen. Furthermore, the steam delivery device and / or the method 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 be a dynamic behavior of conventional power plant types, especially lignite or Hard coal-fired power plants, as part of the increased expansion of renewable energies with the associated high power fluctuations can be improved.

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. The heat transfer fluid may be, for example, liquid or gaseous.

Die Temperatur des Speichermediums beträgt vorzugsweise zwischen ungefähr 300 °C und ungefähr 400 °C, insbesondere im Fall von Thermoöl oder Mineralöl. 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.

Mittels der Puffervorrichtung ergibt sich vorzugsweise ein besonders flexibler Betrieb des Kraftwerks. By means of the buffer device preferably results in a particularly flexible operation of the power plant.

Insbesondere können die Wärmeerzeugung (Feuerung) und Frischdampferzeugung (Kessel) zeitlich voneinander entkoppelt werden. Dies kann insbesondere dadurch besonders effektiv sein, da der Dampferzeuger eines der thermisch trägsten Bauteile eines Dampfkraftwerks ist und folglich die vom Dampferzeuger belieferten Dampfturbinen unmittelbar in ihrer Dynamik begrenzt werden. Auch die Stromproduktion ist hierdurch üblicherweise in ihrer Dynamik stark begrenzt. In particular, the heat generation (firing) and fresh steam generation (boiler) can be decoupled from each other in time. This can be particularly effective because the steam generator is one of the most thermally inert components of a steam power plant and consequently the steam turbines supplied by the steam generator are directly limited in their dynamics. As a result, power generation is usually severely limited in its dynamics.

Mittels der Puffervorrichtung kann die Dynamik deutlich optimiert werden. By means of the buffer device, the dynamics can be significantly optimized.

Vorzugsweise erfolgen die Rauchgasabzweigung und die Dampfabzweigung derart, dass ein zur Wärmeentnahme äquivalenter Wasser-Dampfstromanteil entnommen wird. In bezüglich der Hauptströmungsrichtung des Rauchgases stromabwärts angeordneten Bereichen des Dampferzeugers kann hierdurch vorzugsweise ein gleichbleibendes Verhältnis von Wärmestrom zu Massenstrom aufrechterhalten werden. Insbesondere kann ein unerwünschtes Überhitzen oder Unterkühlen von konvektiven Heizflächen vermieden werden. Preferably, the flue gas branch and the steam branch take place in such a way that a water vapor stream proportion equivalent to the heat removal is removed. In relation to the main flow direction of the flue gas downstream arranged regions of the steam generator can thereby be maintained preferably a constant ratio of heat flow to mass flow. In particular, unwanted overheating or undercooling of convective heating surfaces can be avoided.

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:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Dampfbereitstellungsvorrichtung, wobei einem ersten Druckwasserspeicherbehälter Wärme zugeführt wird, wobei einem zweiten Druckwasserspeicherbehälter Wasser zugeführt wird und wobei aus einem dritten Druckwasserspeicherbehälter Dampf entnommen wird; 1 a schematic representation of an embodiment of a steam supply device, wherein a first pressurized water storage tank heat is supplied to a second pressurized water storage tank water is supplied and wherein from a third pressurized water storage tank steam is removed;

2 eine der 1 entsprechende schematische Darstellung der Dampfbereitstellungsvorrichtung, wobei aus dem ersten Druckwasserspeicherbehälter Dampf entnommen wird, wobei dem zweiten Druckwasserspeicherbehälter Wärme zugeführt wird und wobei dem dritten Druckwasserspeicherbehälter Wasser zugeführt wird; 2 one of the 1 corresponding schematic representation of the steam supply device, wherein from the first pressurized water storage tank steam is removed, wherein the second pressurized water storage tank heat is supplied and wherein the third pressurized water storage tank water is supplied;

3 eine der 1 entsprechende schematische Darstellung der Dampfbereitstellungsvorrichtung, wobei dem ersten Druckwasserspeicherbehälter Wasser zugeführt wird, wobei aus dem zweiten Druckwasserspeicherbehälter Dampf entnommen wird und wobei dem dritten Druckwasserspeicherbehälter Wärme zugeführt wird; 3 one of the 1 corresponding schematic representation of the steam supply device, wherein the first pressurized water storage tank water is supplied, wherein from the second pressurized water storage tank steam is removed and wherein the third pressurized water storage tank heat is supplied;

4 eine schematische Darstellung eines Kraftwerks, welches eine Puffervorrichtung umfasst, wobei die Puffervorrichtung in einem Beladebetrieb betrieben wird; und 4 a schematic representation of a power plant, which comprises a buffer device, wherein the buffer device is operated in a loading operation; and

5 eine der 4 entsprechende schematische Darstellung des Kraftwerks, wobei die Puffervorrichtung in einem Entladebetrieb betrieben wird. 5 one of the 4 corresponding schematic representation of the power plant, wherein the buffer device is operated in a discharge operation.

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 1 bis 3 dargestellte Ausführungsform einer als Ganzes mit 100 bezeichneten Dampfbereitstellungsvorrichtung dient insbesondere der Bereitstellung von Prozessdampf, beispielsweise zum Antreiben einer (nicht dargestellten) Dampfturbinenvorrichtung. One in the 1 to 3 illustrated embodiment of a whole with 100 Specifically, the designated steam supply device serves to provide process steam, for example for driving a steam turbine device (not shown).

Die Dampfbereitstellungsvorrichtung 100 umfasst mehrere Druckwasserspeicherbehälter 102, welche insbesondere als Ruthsspeicher 104 ausgebildet sind.The steam delivery device 100 includes several pressurized water storage tanks 102 , which in particular as Ruthsspeicher 104 are formed.

Ferner umfasst die Dampfbereitstellungsvorrichtung 100 eine Wärmespeichervorrichtung 106, mittels welcher Wärme aus einer Wärmequelle 108 speicherbar ist.Furthermore, the steam delivery device comprises 100 a heat storage device 106 by means of which heat from a heat source 108 is storable.

Die Wärmequelle 108 kann beispielsweise eine (nicht dargestellte) Gasturbinenvorrichtung sein, welche im Betrieb derselben eine überschüssige und somit möglicherweise nicht vollständig nutzbare Wärmemenge erzeugt.The heat source 108 For example, it may be a gas turbine apparatus (not shown) which, in use, generates an excess and thus possibly not fully usable amount of heat.

Mittels der Wärmespeichervorrichtung 106 kann die überschüssige Wärme vorzugsweise zur späteren Nutzung gespeichert werden.By means of the heat storage device 106 For example, the excess heat may be stored for later use.

Die Dampfbereitstellungsvorrichtung 100 umfasst ferner eine Wärmeübertragungsvorrichtung 110 zur Übertragung von Wärme von der Wärmespeichervorrichtung 106 auf die Druckwasserspeicherbehälter 102. The steam delivery device 100 further comprises a heat transfer device 110 for transferring heat from the heat storage device 106 on the pressurized water storage tank 102 ,

Die Wärmeübertragungsvorrichtung 110 umfasst insbesondere eine Übertragungsfluidführung 112, mittels welcher ein Wärmeübertragungsfluid wahlweise einem oder mehreren Druckwasserspeicherbehältern 102, der Wärmespeichervorrichtung 106 und/oder der Wärmequelle 108 zuführbar ist. The heat transfer device 110 includes in particular a transfer fluid guide 112 by which a heat transfer fluid optionally one or more pressurized water storage tanks 102 , the heat storage device 106 and / or the heat source 108 can be fed.

Mittels der Übertragungsfluidführung 112 ist insbesondere ein geschlossener Kreislauf für das Wärmeübertragungsfluid gebildet. By means of the transfer fluid guide 112 In particular, a closed circuit for the heat transfer fluid is formed.

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 112 umfasst die Wärmeübertragungsvorrichtung 110 vorzugsweise einen oder mehrere Ventilatoren 114.For driving the heat transfer fluid in the transfer fluid guide 112 includes the heat transfer device 110 preferably one or more fans 114 ,

Insbesondere zur Kopplung der Wärmeübertragungsvorrichtung 110 mit den Druckwasserspeicherbehältern 102 sind mehrere Wärmeübertrager 116 der Dampfbereitstellungsvorrichtung 100, insbesondere der Wärmeübertragungsvorrichtung 110, vorgesehen. In particular, for coupling the heat transfer device 110 with the pressurized water storage tanks 102 are several heat exchangers 116 the steam delivery device 100 , in particular the heat transfer device 110 , intended.

Die Wärmespeichervorrichtung 106 ist beispielsweise als ein Feststoffwärmespeicher 118 ausgebildet. The heat storage device 106 is for example as a solid heat storage 118 educated.

Die Wärmespeichervorrichtung 106 umfasst insbesondere einen oder mehrere Speicherbehälter 120, welche mit einem Speichermedium 122 gefüllt sind. The heat storage device 106 in particular comprises one or more storage containers 120 , which with a storage medium 122 are filled.

Der Speicherbehälter 120 ist mit dem Wärmeübertragungsfluid durchströmbar. Das Wärmeübertragungsfluid kommt dabei vorzugsweise unmittelbar mit dem Speichermedium 122 in Kontakt. Hierdurch kann sehr effizient Wärme von dem Wärmeübertragungsmedium auf das Speichermedium 122 und/oder von dem Speichermedium 122 auf das Wärmeübertragungsmedium übertragen werden. The storage tank 120 is traversed by the heat transfer fluid. The heat transfer fluid preferably comes directly to the storage medium 122 in contact. This can heat very efficiently from the heat transfer medium to the storage medium 122 and / or from the storage medium 122 be transferred to the heat transfer medium.

Die Wärmeübertragung in der Wärmespeichervorrichtung 106 ist somit eine Direktkontakt-Wärmeübertragung. The heat transfer in the heat storage device 106 is thus a direct contact heat transfer.

Die Wärmeübertragung im Bereich der Druckwasserspeicherbehälter 102 hingegen ist eine mittelbare Wärmeübertragung mittels der Wärmeübertrager 116. The heat transfer in the area of the pressurized water storage tank 102 on the other hand, there is an indirect heat transfer by means of the heat exchanger 116 ,

Die Dampfbereitstellungsvorrichtung 100 umfasst ferner eine Wasserzuführung 124, mittels welcher Wasser zu den Druckwasserspeicherbehältern 102 zuführbar ist. The steam delivery device 100 further comprises a water supply 124 , by means of which water to the pressurized water storage tanks 102 can be fed.

Die Wasserzuführung 124 umfasst eine Reservoirvorrichtung 126 zur Aufnahme und Bereitstellung des Wassers sowie eine Pumpenvorrichtung 128 zur Förderung des Wassers zu den Druckwasserspeicherbehältern 102.The water supply 124 includes a reservoir device 126 for receiving and providing the water and a pump device 128 for conveying the water to the pressurized water storage tanks 102 ,

Das in der Reservoirvorrichtung 126 aufgenommene Wasser ist vorzugsweise mittels einer Heizvorrichtung 130 der Dampfbereitstellungsvorrichtung 100 vorheizbar. Die Heizvorrichtung 130 kann hierfür insbesondere Wärme aus der Wärmespeichervorrichtung 106 und/oder aus der Wärmequelle 108 nutzen. That in the reservoir device 126 absorbed water is preferably by means of a heater 130 the steam delivery device 100 preheated. The heater 130 this can in particular heat from the heat storage device 106 and / or from the heat source 108 use.

Zur gezielten Zuführung von Wärme zu einzelnen der Druckwasserspeicherbehälter 102 sind mehrere Ventile 132 vorgesehen. For targeted supply of heat to each of the pressurized water storage tank 102 are several valves 132 intended.

Somit ist einzelnen Druckwasserspeicherbehältern 102 gezielt Wärme zuführbar, um Dampf zu erzeugen. Thus, individual pressurized water storage tanks 102 targeted heat supplied to generate steam.

Dieser Dampf kann über eine Wasserdampfabführung 134 der Dampfbereitstellungsvorrichtung 100 abgeführt werden. This steam can be via a steam discharge 134 the steam delivery device 100 be dissipated.

Die Druckwasserspeicherbehälter 102 sind mit jeweils einem Ausgleichsventil 136 versehen. Insbesondere kann das Ausgleichsventil 136 dazu verwendet werden, Wasserdampf aus dem Druckwasserspeicherbehälter 102 abzulassen, wenn der Druckwasserspeicherbehälter 102 mit flüssigem Wasser gefüllt wird. Eine unerwünschte Druckerhöhung beim Befüllen des Druckwasserspeicherbehälters 102 mit Wasser kann hierdurch vermieden werden. The pressurized water storage tanks 102 are each with a balance valve 136 Mistake. In particular, the compensation valve 136 be used to remove water vapor from the pressurized water storage tank 102 let off when the pressurized water storage tank 102 filled with liquid water. An undesirable increase in pressure when filling the pressurized water storage tank 102 with water can be avoided.

Die vorstehend beschriebene Dampfbereitstellungsvorrichtung 100 funktioniert wie folgt:
Mittels der Wärmequelle 108 wird zunächst die Wärmespeichervorrichtung 106 mit Wärme beladen.
The steam delivery device described above 100 works as follows:
By means of the heat source 108 First, the heat storage device 106 loaded with heat.

Hierzu wird insbesondere ein Wärmeübertragungsfluid alternierend der Wärmequelle 108 und der Wärmespeichervorrichtung 106 zugeführt, so dass das in dem Speicherbehälter 120 der Wärmespeichervorrichtung 106 angeordnete Speichermedium 122 erhitzt wird. For this purpose, in particular, a heat transfer fluid alternately the heat source 108 and the heat storage device 106 fed, so that in the storage container 120 the heat storage device 106 arranged storage medium 122 is heated.

Insbesondere bei abgeschalteter Wärmequelle 108 kann die Wärmespeichervorrichtung 106 zur Erzeugung und Bereitstellung von Dampf genutzt werden. Especially when the heat source is switched off 108 can the heat storage device 106 be used for the production and supply of steam.

Die Ventile 132 der Wärmeübertragungsvorrichtung 110 werden dabei so geschaltet, dass einem Druckwasserspeicherbehälter 102 Wärme aus der Wärmespeichervorrichtung 106 zuführbar ist. The valves 132 the heat transfer device 110 are switched so that a pressurized water storage tank 102 Heat from the heat storage device 106 can be fed.

Bei der in 1 dargestellten Schaltung der Ventile 132 ist ein erster Druckwasserspeicherbehälter 102a mittels Wärme aus der Wärmespeichervorrichtung 106 beheizbar. At the in 1 shown circuit of the valves 132 is a first pressurized water storage tank 102 by heat from the heat storage device 106 heated.

Der Druckwasserspeicherbehälter 102a ist während des Erhitzens von der Wasserzuführung 124 und von der Wasserdampfabführung 134 abgekoppelt. Zudem ist das Ausgleichsventil 136 des ersten Druckwasserspeicherbehälters 102a geschlossen.The pressurized water storage tank 102 is during the heating of the water supply 124 and from the water vapor removal 134 decoupled. In addition, the compensation valve 136 of the first pressurized water storage tank 102 closed.

Durch das Erhitzen des in dem ersten Druckwasserspeicherbehälters 102a angeordneten Wassers kann somit eine hohe Temperatur und zugleich ein hoher Druck in dem Druckwasserspeicherbehälter 102a erzeugt werden.By heating the in the first pressurized water storage tank 102 arranged water can thus a high temperature and at the same time a high pressure in the pressurized water storage tank 102 be generated.

Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, steht der erste Druckwasserspeicherbehälter 102a nach erfolgtem Beladen mit Wärme zur Bereitstellung von Dampf zur Verfügung. In particular 2 can be seen, is the first pressurized water storage tank 102 after being loaded with heat to provide steam.

Das Ventil 132 wird hierzu geschlossen. Ein (nicht dargestelltes) Ventil der Wasserdampfabführung 134 wird dann geöffnet. The valve 132 will be closed. A (not shown) valve of the water vapor removal 134 will be opened.

Über die Wasserdampfabführung 134 kann das unter hohem Druck stehende heiße Wasser aus dem ersten Druckwasserspeicherbehälter 102a insbesondere in Form von Sattdampf abgeführt und genutzt werden. About the steam removal 134 can the high pressure hot water from the first pressurized water storage tank 102 be dissipated and used in particular in the form of saturated steam.

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 102a sinkt der Wasserinhalt des Druckwasserspeicherbehälters 102a ebenso wie die Temperatur und der Druck in dem Druckwasserspeicherbehälter 102a. By removing steam from the first pressurized water storage tank 102 decreases the water content of the pressurized water storage tank 102 as well as the temperature and pressure in the pressurized water storage tank 102 ,

Nach der Abgabe einer gewissen Dampfmenge wird der Druckwasserspeicherbehälter 102a folglich erneut geschlossen, insbesondere wird ein Ventil der Wasserdampfabführung 134 geschlossen. After delivery of a certain amount of steam, the pressurized water storage tank 102 Consequently, again closed, in particular, a valve of the steam discharge 134 closed.

Wie insbesondere 3 zu entnehmen ist, wird der erste Druckwasserspeicherbehälter 102a dann mittels der Wasserzuführung 124 erneut mit Wasser gefüllt. Um einen unerwünschten Gegendruck beim Befüllen zu vermeiden, wird hierbei das Ausgleichsventil 136 geöffnet. In particular 3 can be seen, is the first pressurized water storage tank 102 then by means of the water supply 124 again filled with water. In order to avoid an undesirable back pressure during filling, this is the compensation valve 136 open.

Nach dem erfolgten Befüllen des ersten Druckwasserspeicherbehälters 102a mit Wasser kann durch erneute Wärmezuführung von der Wärmespeichervorrichtung 106 zu dem ersten Druckwasserspeicherbehälter 102a erneut der in 1 dargestellte Ausgangszustand erzielt werden.After filling the first pressurized water storage tank 102 with water can by re-supplying heat from the heat storage device 106 to the first pressurized water storage tank 102 again the in 1 shown initial state can be achieved.

Zusätzlich zu dem ersten Druckwasserspeicherbehälter 102a sind bei der in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform der Dampfbereitstellungsvorrichtung 100 zwei weitere Druckwasserspeicherbehälter 102, nämlich ein zweiter Druckwasserspeicherbehälter 102b und ein dritter Druckwasserspeicherbehälter 102c, vorgesehen. In addition to the first pressurized water storage tank 102 are at the in the 1 to 3 illustrated embodiment of the steam delivery device 100 two further pressurized water storage tanks 102 namely, a second pressurized water storage tank 102b and a third pressurized water storage tank 102c , intended.

Wie den 1 bis 3 zu entnehmen ist, liegen die Druckwasserspeicherbehälter 102a, 102b, 102c vorzugsweise stets in voneinander verschiedenen Betriebszuständen vor. Like that 1 to 3 it can be seen, are the pressurized water storage tank 102 . 102b . 102c preferably always in mutually different operating conditions.

Während beispielsweise der erste Druckwasserspeicherbehälter 102a erhitzt wird, wird der zweite Druckwasserspeicherbehälter 102b vorzugsweise mit Wasser befüllt. Aus dem dritten Druckwasserspeicherbehälter 102c wird währenddessen vorzugsweise Dampf, insbesondere Sattdampf, entnommen (siehe 1). For example, while the first pressurized water storage tank 102 is heated, the second pressurized water storage tank 102b preferably filled with water. From the third pressurized water storage tank 102c In the meantime, steam, in particular saturated steam, is preferably removed (see 1 ).

Wie insbesondere aus einem Vergleich der 1 bis 3 hervorgeht, werden die Druckwasserspeicherbehälter 102a, 102b, 102c jeweils nacheinander mit Wasser gefüllt, beheizt und schließlich zur Dampfbereitstellung genutzt. As in particular from a comparison of 1 to 3 shows, the pressurized water storage tank 102 . 102b . 102c one after the other filled with water, heated and finally used for steam supply.

Die Druckwasserspeicherbehälter 102a, 102b, 102c werden dabei insbesondere derart nacheinander in die unterschiedlichen Betriebszustände versetzt, dass insbesondere stets mindestens ein Druckwasserspeicherbehälter 102 zur Bereitstellung von Dampf vorbereitet ist. Mittels der Dampfbereitstellungsvorrichtung 100 kann somit über einen großen Zeitraum hinweg insbesondere kontinuierlich eine große Dampfmenge bereitgestellt werden.The pressurized water storage tanks 102 . 102b . 102c are in particular so sequentially in the different operating conditions, that in particular always at least one pressurized water storage tank 102 is prepared for the supply of steam. By means of the steam delivery device 100 Thus, in particular, a large amount of steam can be continuously provided over a long period of time.

Die vorstehend beschriebene Dampfbereitstellungsvorrichtung 100 eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Kraftwerk 200. The steam delivery device described above 100 is particularly suitable for use in a power plant 200 ,

Ein Kraftwerk 200 ist in den 4 und 5 schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. A power plant 200 is in the 4 and 5 shown schematically and will be explained in more detail below.

Das Kraftwerk 200 ist beispielsweise ein Dampfkraftwerk. The power plant 200 is for example a steam power plant.

Vorzugsweise umfasst das Kraftwerk 200 einen Dampferzeuger 202, welcher eine Flammzone 204 und eine Rauchgasführung 206 umfasst. Preferably, the power plant comprises 200 a steam generator 202 which is a flame zone 204 and a flue gas duct 206 includes.

Ferner umfasst der Dampferzeuger 202 vorzugsweise eine Dampfführung 208. Furthermore, the steam generator includes 202 preferably a steam guide 208 ,

Die Dampfführung 208 ist vorzugsweise derart in den Dampferzeuger 202 integriert, dass in der Dampfführung 208 geführtes Wasser und/oder in der Dampfführung 208 geführter Dampf unter Nutzung von in der Flammzone 204 und/oder der Rauchgasführung 206 enthaltener und/oder erzeugter Wärme erhitzbar ist. The steam guide 208 is preferably in the steam generator 202 integrated that in the steam guide 208 guided water and / or in the steam guide 208 guided steam using in the flame zone 204 and / or the flue gas duct 206 contained and / or generated heat is heated.

Insbesondere umfasst die Dampfführung 208 mehrere Heizschleifen 210, welche um die Flammzone 204 herumgeführt und/oder durch die Rauchgasführung 206 hindurchgeführt sind. In particular, the steam guide comprises 208 several heating loops 210 , which are around the flame zone 204 guided around and / or through the flue gas duct 206 passed through.

Der Dampferzeuger 202 ist somit insbesondere ein Wärmeübertrager zur Übertragung von durch Verbrennungsprozesse entstandener Wärme auf Wasser bzw. Dampf. The steam generator 202 is thus in particular a heat exchanger for the transmission of heat generated by combustion processes to water or steam.

Hierbei strömt in der Flammzone 204 erzeugtes Rauchgas längs einer Hauptströmungsrichtung 212 des Dampferzeugers 202 oder der Rauchgasführung 206 durch den Dampferzeuger 202 hindurch. This flows in the flame zone 204 generated flue gas along a main flow direction 212 of the steam generator 202 or the flue gas duct 206 through the steam generator 202 therethrough.

An einem Rauchgasauslass 214 wird das Rauchgas vorzugsweise aus dem Dampferzeuger 202 abgeführt. At a flue gas outlet 214 the flue gas is preferably from the steam generator 202 dissipated.

Die Temperatur des Rauchgases am Rauchgasauslass 214 ist vorzugsweise minimal, da vorzugsweise die im Rauchgas enthaltene Wärme möglichst größtenteils auf das in der Dampfführung 208 geführte Wasser und/oder den in der Dampfführung 208 geführten Dampf übertragbar ist. The temperature of the flue gas at the flue gas outlet 214 is preferably minimal, since preferably the heat contained in the flue gas as much as possible to that in the steam guide 208 Guided water and / or in the steam guide 208 guided steam is transferable.

Der in der Dampfführung 208 geführte und erhitzte Dampf kann insbesondere einer oder mehreren (nicht dargestellten) Dampfturbinen des Kraftwerks 200 zugeführt werden, um letztlich die erzeugte und übertragene Wärme in mechanische Energie und schließlich elektrische Energie umzuwandeln. The one in the steam guide 208 guided and heated steam can in particular one or more (not shown) steam turbines of the power plant 200 are fed to ultimately convert the generated and transmitted heat into mechanical energy and finally electrical energy.

Insbesondere dann, wenn die Lastanforderungen des Kraftwerks 200 Schwankungen unterliegen, muss der Dampferzeuger 202 oftmals mit stark schwankenden Betriebsparametern betrieben werden. In particular, when the load requirements of the power plant 200 Subject to fluctuations, the steam generator needs 202 often operated with widely varying operating parameters.

Aufgrund der Auslegung des Dampferzeugers 202 kann ein solcher variabler Betrieb problematisch sein und letztlich sogar zu einer zu starken Belastung von einzelnen Komponenten des Dampferzeugers 202 führen. Due to the design of the steam generator 202 Such a variable operation can be problematic and ultimately even too heavy a burden of individual components of the steam generator 202 to lead.

Das Kraftwerk 200 umfasst daher vorzugsweise eine Puffervorrichtung 216 zur Optimierung einer Dynamik des Dampferzeugers 202. The power plant 200 therefore preferably comprises a buffer device 216 to optimize the dynamics of the steam generator 202 ,

Insbesondere kann mittels der Puffervorrichtung 216 vorzugsweise unabhängig von einem sonstigen Betrieb des Dampferzeugers 202 eine für die Dampfturbinen und somit letztlich die Generatoren des Kraftwerks 202 bereitgestellte Dampfmenge gezielt variiert werden. In particular, by means of the buffer device 216 preferably independent of any other operation of the steam generator 202 one for the steam turbines and thus ultimately the generators of the power plant 202 provided amount of steam can be varied specifically.

Ohne eine Variation des Betriebs des Dampferzeugers 202 kann somit das Kraftwerk 200 vorzugsweise einfach und effizient unterschiedlichen Lastanforderungen entsprechen. Without a variation of the operation of the steam generator 202 thus can the power plant 200 preferably easily and efficiently meet different load requirements.

Die Puffervorrichtung 216 umfasst vorzugsweise eine Wärmepuffereinheit 218 und eine Dampfpuffereinheit 220. The buffer device 216 preferably comprises a heat buffer unit 218 and a vapor buffer unit 220 ,

Die Wärmepuffereinheit 218 ist vorzugsweise an die Rauchgasführung 206 gekoppelt. The heat buffer unit 218 is preferably to the flue gas duct 206 coupled.

Insbesondere ist hierbei eine Rauchgasabzweigung 222 vorgesehen, mittels welcher Rauchgas aus der Rauchgasführung 206 des Dampferzeugers 202 abzweigbar und der Wärmepuffereinheit 218 zuführbar ist. In particular, this is a flue gas branch 222 provided by means of which flue gas from the flue gas duct 206 of the steam generator 202 branchable and the heat buffer unit 218 can be fed.

Die Rauchgasabzweigung 222 ist dabei insbesondere unmittelbar stromabwärts der Flammzone 204 des Dampferzeugers 202 angeordnet, so dass insbesondere sehr heißes Rauchgas aus dem Dampferzeuger 202 abgeführt werden kann. The flue gas branch 222 is in particular immediately downstream of the flame zone 204 of the steam generator 202 arranged so that in particular very hot flue gas from the steam generator 202 can be dissipated.

Das aus dem Dampferzeuger 202 abgezweigte Rauchgas kann vorzugsweise unmittelbar in die Wärmepuffereinheit 218 eingeleitet werden. That from the steam generator 202 branched flue gas may preferably directly into the heat buffer unit 218 be initiated.

Die Wärmepuffereinheit 218 ist insbesondere als ein Direktkontakt-Feststoffspeicher 224 ausgebildet. The heat buffer unit 218 is especially as a direct contact solid reservoir 224 educated.

Die Wärmepuffereinheit 218 ist somit insbesondere mit dem Rauchgas durchströmbar, wobei Wärme durch unmittelbaren stofflichen Kontakt von dem Rauchgas auf ein Wärmespeichermaterial des Direktkontakt-Feststoffspeichers 224 übertragen wird. The heat buffer unit 218 is thus flowed through in particular with the flue gas, wherein heat by direct material contact of the flue gas to a heat storage material of the direct-contact solid reservoir 224 is transmitted.

Die Wärmepuffereinheit 218 ist insbesondere eine Wärmespeichervorrichtung 106 einer Dampfbereitstellungsvorrichtung 100. The heat buffer unit 218 is in particular a heat storage device 106 a steam delivery device 100 ,

Die Puffervorrichtung 216 umfasst ferner eine Dampfabzweigung 226, mittels welcher Dampf aus der Dampfführung 208 abzweigbar und der Dampfpuffereinheit 220 zuführbar ist. The buffer device 216 further includes a steam branch 226 , by means of which steam from the steam guide 208 branchable and the steam buffer unit 220 can be fed.

Die Dampfabzweigung 226 ist dabei vorzugsweise bezüglich einer Hauptströmungsrichtung 212 des Rauchgases in der Rauchgasführung 206 unmittelbar stromabwärts der Flammzone 204 angeordnet. The steam branch 226 is preferably with respect to a main flow direction 212 the flue gas in the flue gas duct 206 immediately downstream of the flame zone 204 arranged.

Hierdurch kann vorzugsweise besonders heißer Dampf aus der Dampfführung 208 abgeführt werden. As a result, preferably particularly hot steam from the steam guide 208 be dissipated.

Über die Dampfabzweigung 226 kann der Dampf insbesondere einem als Gleitdruckspeicher 228 ausgebildeten Druckwasserspeicherbehälter 102 zugeführt werden. About the steam diversion 226 In particular, the steam can be used as a sliding pressure accumulator 228 trained pressurized water storage tank 102 be supplied.

Der Gleitdruckspeicher 228 ist insbesondere ein Ruthsspeicher 230. The sliding pressure accumulator 228 is in particular a Ruth store 230 ,

Vorzugsweise umfasst die Dampfpuffereinheit 220 mehrere Gleitdruckspeicher 228, insbesondere mehrere Ruthsspeicher 230. Preferably, the vapor buffer unit comprises 220 several sliding pressure accumulators 228 , in particular several Ruthsspeicher 230 ,

Die Puffervorrichtung 216 umfasst ferner vorzugsweise eine Steuervorrichtung 232 zur Steuerung der Puffervorrichtung 216. The buffer device 216 further preferably comprises a control device 232 for controlling the buffer device 216 ,

Insbesondere sind mittels der Steuervorrichtung 232 ein oder mehrere Ventilvorrichtungen 234 der Puffervorrichtung 216 gezielt ansteuerbar, vorzugsweise zur wahlweisen Öffnung oder zum wahlweisen Schließen derselben. In particular, by means of the control device 232 one or more valve devices 234 the buffer device 216 selectively controlled, preferably for selective opening or for selectively closing the same.

Mittels der Steuervorrichtung 232 kann die Puffervorrichtung 216 vorzugsweise wahlweise in einen Beladebetrieb (siehe 4) und in einen Entladebetrieb (siehe 5) versetzt werden. By means of the control device 232 can the buffer device 216 preferably optionally in a loading operation (see 4 ) and in a discharge operation (see 5 ).

In dem Beladebetrieb der Puffervorrichtung 216 wird vorzugsweise gleichzeitig Dampf aus der Dampfführung 208 abgeführt und der Dampfpuffereinheit 220 zugeführt sowie Rauchgas aus der Rauchgasführung 206 abgezweigt und der Wärmepuffereinheit 218 zugeführt. In the loading operation of the buffer device 216 is preferably at the same time steam from the steam guide 208 discharged and the steam buffer unit 220 supplied as well as flue gas from the flue gas duct 206 branched off and the heat buffer unit 218 fed.

Mittels der Puffervorrichtung 216 wird im Beladebetrieb somit einerseits das zum Erhitzen genutzte Medium aus dem Dampferzeuger 202 und andererseits das zu erhitzende Medium aus dem Dampferzeuger 202 abgeführt.By means of the buffer device 216 In loading mode, on the one hand, therefore, the medium used for heating from the steam generator 202 and on the other hand, the medium to be heated from the steam generator 202 dissipated.

Im Endeffekt kann hierdurch eine Dampfbereitstellungsleistung, insbesondere ein Massenstrom und/oder Volumenstrom des für die Dampfturbinen des Kraftwerks 200 zur Verfügung gestellten Dampfs einfach variiert werden, ohne dabei ein Überhitzen von einzelnen Komponenten des Dampferzeugers 202 zu riskieren, da ja zugleich auch das wärmebereitstellende (Rauchgas) abgezweigt wird. In the end, this can provide a steam delivery performance, in particular a mass flow and / or volumetric flow rate for the steam turbines of the power plant 200 provided steam can be easily varied, without overheating of individual components of the steam generator 202 to risk, since at the same time the heat-providing (flue gas) is diverted.

Die abgezweigte Dampfmenge und die abgezweigte Rauchgasmenge sind vorzugsweise derart aneinander angepasst, dass eine Temperatur des Rauchgases am Rauchgasauslass 214 sowie die maximale Temperatur des in der Dampfführung 208 geführten Dampfs vorzugsweise unverändert bleibt, unabhängig davon, ob die Puffervorrichtung 216 im Beladebetrieb, im Entladebetrieb und/oder in einem deaktivierten Betrieb betrieben wird. The branched off steam quantity and the branched off flue gas quantity are preferential adapted to one another such that a temperature of the flue gas at the flue gas outlet 214 as well as the maximum temperature of the steam guide 208 guided steam is preferably unchanged, regardless of whether the buffer device 216 is operated in loading, unloading and / or in a deactivated operation.

Nachdem die Puffervorrichtung 216 eine Zeitlang im Beladebetrieb (siehe 4) betrieben wurde, ist die Wärmepuffereinheit 218 mit Wärme beladen. Die Dampfpuffereinheit 220 ist entsprechend mit Dampf beladen. After the buffer device 216 for a while during loading operation (see 4 ) is the heat buffer unit 218 loaded with heat. The steam buffer unit 220 is loaded with steam accordingly.

Die Puffervorrichtung 216 bildet somit eine Wärme- und Dampf-Speichervorrichtung. The buffer device 216 thus forms a heat and steam storage device.

Zur erneuten Bereitstellung der gespeicherten Wärme und/oder des gespeicherten Dampfs ist die Puffervorrichtung 216 vorzugsweise in den in 5 dargestellten Entladebetrieb versetzbar. To re-supply the stored heat and / or the stored vapor is the buffer device 216 preferably in the 5 shown unloading operation displaceable.

In diesem Entladebetrieb wird über eine Kaltgaszuführung 236 der Puffervorrichtung 216 Kaltgas zu der Wärmepuffereinheit 218 zugeführt. In this unloading operation is via a cold gas supply 236 the buffer device 216 Cold gas to the heat buffer unit 218 fed.

Dieses Kaltgas wird in der Wärmepuffereinheit 218 erhitzt und als Heißgas in die Rauchgasführung 206 eingeleitet. This cold gas is in the heat buffer unit 218 heated and as a hot gas in the flue gas duct 206 initiated.

Der im Beladebetrieb als Rauchgasabzweigung 222 dienende Zugang zu der Rauchgasführung 206 bildet somit im Entladebetrieb eine Heißgaszuführung 238 der Puffervorrichtung 216. The in loading operation as flue gas branch 222 serving access to the flue gas duct 206 thus forms a hot gas supply in the unloading operation 238 the buffer device 216 ,

Im Entladebetrieb der Puffervorrichtung 216 wird somit unter Nutzung der in der Wärmepuffereinheit 218 gespeicherten Wärme die im Dampferzeuger 202 zur Verfügung stehende Wärmemenge erhöht, indem zusätzliches Heißgas zu der Rauchgasführung 206 zugeführt wird. In the unloading operation of the buffer device 216 is thus using the in the heat buffer unit 218 stored heat in the steam generator 202 increases the amount of heat available by adding additional hot gas to the flue gas duct 206 is supplied.

Zeitgleich und vorzugsweise angepasst an die zugeführte Heißgasmenge wird mittels der Dampfpuffereinheit 220 Dampf zu der Dampfführung 208 zugeführt. At the same time and preferably adapted to the supplied hot gas quantity is by means of the steam buffer unit 220 Steam to the steam guide 208 fed.

Insbesondere wird dabei der im Beladebetrieb als Dampfabzweigung 226 dienende Zugang zu der Dampfführung 208 im Entladebetrieb als Dampfzuführung 240 genutzt, so dass Dampf aus der Dampfpuffereinheit 220 zu der Dampfführung 208 zuführbar ist. In particular, in the loading operation as steam diversion 226 serving access to the steam guide 208 in unloading operation as a steam supply 240 used so that steam from the steam buffer unit 220 to the steam guide 208 can be fed.

Die Wärmepuffereinheit 218 und die Dampfpuffereinheit 220 können dabei im Wesentlichen voneinander unabhängig ausgebildet sein und im Wesentlichen unabhängig voneinander betrieben werden. The heat buffer unit 218 and the vapor buffer unit 220 In this case, they can essentially be formed independently of one another and can be operated essentially independently of one another.

Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Wärmepuffereinheit 218 zugleich eine Wärmespeichervorrichtung 106 bildet, welche gemäß einer Dampfbereitstellungsvorrichtung 100, insbesondere der in den 1 bis 3 dargestellten Art, zur zusätzlichen Dampfbereitstellung genutzt werden kann. However, it can also be provided that the heat buffer unit 218 at the same time a heat storage device 106 which forms according to a steam delivery device 100 , especially in the 1 to 3 shown, can be used for additional steam supply.

Die Wärmepuffereinheit 218 und die Dampfpuffereinheit 220 bilden dann insbesondere gemeinsam eine Dampfbereitstellungsvorrichtung 100. The heat buffer unit 218 and the vapor buffer unit 220 then in particular together form a steam delivery device 100 ,

Dadurch, dass das Kraftwerk 200 eine Puffervorrichtung 216 umfasst, kann das Kraftwerk 200 besonders flexibel und mit hoher Dynamik betrieben werden. Insbesondere kann einfach und effizient auf schwankende elektrische Lastanforderungen reagiert werden. Because of that the power plant 200 a buffer device 216 includes, the power plant can 200 be operated very flexibly and with high dynamics. In particular, it is easy and efficient to respond to fluctuating electrical load requirements.

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
200200
Kraftwerk power plant
202202
Dampferzeuger steam generator
204204
Flammzone flame zone
206206
Rauchgasführung Exhaust gas line
208208
Dampfführung steam flow
210210
Heizschleife heating loop
212212
Hauptströmungsrichtung Main flow direction
214214
Rauchgasauslass flue gas outlet
216216
Puffervorrichtung buffer device
218218
Wärmepuffereinheit Heat buffer unit
220220
Dampfpuffereinheit Steam buffer unit
222222
Rauchgasabzweigung Rauchgasabzweigung
224224
Direktkontakt-Feststoffspeicher Touch-solid storage
226226
Dampfabzweigung vapor tap
228228
Gleitdruckspeicher Gleitdruckspeicher
230230
Ruthsspeicher Ruth memory
232232
Steuervorrichtung  control device
234234
Ventilvorrichtung valve device
236236
Kaltgaszuführung Cold gas supply
238238
Heißgaszuführung  Hot gas supply
240240
Dampfzuführung steam supply

Claims (15)

Pufferverfahren für ein Kraftwerk (200), welches eine Rauchgasführung (206), eine Dampfführung (208) und eine Puffervorrichtung (216) umfasst, wobei die Puffervorrichtung (216) eine Wärmepuffereinheit (218) zur Anbindung an die Rauchgasführung (206) und eine Dampfpuffereinheit (220) zur Anbindung an die Dampfführung (208) umfasst, wobei die Puffervorrichtung (216) mittels einer Steuervorrichtung (232) wahlweise in einen Beladebetrieb und in einen Entladebetrieb versetzt wird, wobei im Beladebetrieb a) Rauchgas aus der Rauchgasführung (206) abgezweigt und der Wärmepuffereinheit (218) zugeführt sowie zeitgleich b) Dampf aus der Dampfführung (208) abgezweigt und der Dampfpuffereinheit (220) zugeführt wird.Buffering process for a power plant ( 200 ), which a flue gas duct ( 206 ), a steam guide ( 208 ) and a buffer device ( 216 ), wherein the buffer device ( 216 ) a heat buffer unit ( 218 ) for connection to the flue gas duct ( 206 ) and a vapor buffer unit ( 220 ) for connection to the steam guide ( 208 ), wherein the buffer device ( 216 ) by means of a control device ( 232 ) is optionally placed in a loading operation and in an unloading operation, wherein in the loading operation a) flue gas from the flue gas duct ( 206 ) and the heat buffer unit ( 218 ) and at the same time b) steam from the steam guide ( 208 ) and the steam buffer unit ( 220 ) is supplied. Pufferverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Entladebetrieb Kaltgas durch die Wärmepuffereinheit (218) hindurchgeführt, darin erhitzt und anschließend als Heißgas der Rauchgasführung (206) zugeführt wird.Buffer method according to claim 1, characterized in that in the discharge operation cold gas through the heat buffer unit ( 218 ), heated therein and then as hot gas of the flue gas duct ( 206 ) is supplied. Pufferverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Entladebetrieb Dampf aus der Dampfpuffereinheit (220) abgeführt und der Dampfführung (208) zugeführt wird.Buffer method according to one of claims 1 or 2, characterized in that in the unloading steam from the steam buffer unit ( 220 ) and the steam guide ( 208 ) is supplied. Pufferverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Entladebetrieb unter Nutzung von Wärme aus der Wärmepuffereinheit (218) Dampf in einer Dampfbereitstellungsvorrichtung (100) erzeugt und der Dampfführung (208) zugeführt wird.Buffer method according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the unloading operation using heat from the heat buffer unit ( 218 ) Steam in a steam delivery device ( 100 ) and the steam guide ( 208 ) is supplied. Pufferverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauchgasabzweigung und/oder die Dampfabzweigung im Beladebetrieb bezüglich einer Hauptströmungsrichtung (212) des Rauchgases in einem Dampferzeuger (202) des Kraftwerks (200) unmittelbar stromabwärts einer Flammzone (204) erfolgt.Buffer method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the flue gas branch and / or the steam branch in the loading operation with respect to a main flow direction ( 212 ) of the flue gas in a steam generator ( 202 ) of the power plant ( 200 ) immediately downstream of a flame zone ( 204 ) he follows. Pufferverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heißgaszuführung und/oder eine Dampfzuführung im Entladebetrieb bezüglich einer Hauptströmungsrichtung (212) des Rauchgases in einem Dampferzeuger (202) des Kraftwerks (200) unmittelbar stromabwärts einer Flammzone (204) erfolgt.Buffer method according to one of claims 1 to 5, characterized in that a hot gas supply and / or a steam supply in the discharge operation with respect to a main flow direction ( 212 ) of the flue gas in a steam generator ( 202 ) of the power plant ( 200 ) immediately downstream of a flame zone ( 204 ) he follows. Pufferverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumenstrom und/oder ein Massenstrom des im Beladebetrieb abgezweigten Rauchgases einerseits und ein Volumenstrom und/oder ein Massenstrom des im Beladebetrieb abgezweigten Dampfs andererseits derart aufeinander abgestimmt sind, dass eine Auslasstemperatur des Rauchgases an einem Rauchgasauslass (214) eines Dampferzeugers (202) des Kraftwerks (200) und/oder eine maximale Dampftemperatur des in der Dampfführung (208) geführten Dampfs im Beladebetrieb sowie in einem deaktivierten Zustand der Puffervorrichtung (216) im Wesentlichen konstant sind.Buffer method according to one of claims 1 to 6, characterized in that a volume flow and / or a mass flow of the branched off in loading flue gas on the one hand and a volume flow and / or a mass flow of the branched off in the loading steam on the other hand are coordinated such that an outlet temperature of the flue gas at a flue gas outlet ( 214 ) of a steam generator ( 202 ) of the power plant ( 200 ) and / or a maximum steam temperature of the steam in the ( 208 ) guided steam in the loading operation and in a deactivated state of the buffer device ( 216 ) are substantially constant. Puffervorrichtung (216) für ein Kraftwerk (200), wobei die Puffervorrichtung (216) eine Wärmepuffereinheit (218) zur Anbindung an eine Rauchgasführung (206) des Kraftwerks (200) und eine Dampfpuffereinheit (220) zur Anbindung an eine Dampfführung (208) des Kraftwerks (200) umfasst, wobei die Puffervorrichtung (216) eine Steuervorrichtung (232) umfasst, welche so ausgebildet und eingerichtet ist, dass die Puffervorrichtung (216) mittels der Steuervorrichtung (232) wahlweise in einen Beladebetrieb und in einen Entladebetrieb versetzbar ist, wobei im Beladebetrieb Rauchgas aus der Rauchgasführung (206) abgezweigt und der Wärmepuffereinheit (218) zugeführt sowie zeitgleich Dampf aus der Dampfführung (208) abgezweigt und der Dampfpuffereinheit (220) zugeführt wird. Buffer device ( 216 ) for a power plant ( 200 ), the buffer device ( 216 ) a heat buffer unit ( 218 ) for connection to a flue gas duct ( 206 ) of the power plant ( 200 ) and a vapor buffer unit ( 220 ) for connection to a steam guide ( 208 ) of the power plant ( 200 ), wherein the buffer device ( 216 ) a control device ( 232 ) which is designed and arranged such that the buffer device ( 216 ) by means of the control device ( 232 ) optionally in a loading operation and in a discharge operation is displaceable, wherein in the loading operation flue gas from the flue gas duct ( 206 ) and the heat buffer unit ( 218 ) and at the same time steam from the steam guide ( 208 ) and the steam buffer unit ( 220 ) is supplied. Puffervorrichtung (216) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (232) ferner so ausgebildet und eingerichtet ist, dass im Entladebetrieb Kaltgas durch die Wärmepuffereinheit (218) hindurchgeführt, darin erhitzt und anschließend als Rauchgas der Rauchgasführung (206) zugeführt wird.Buffer device ( 216 ) according to claim 8, characterized in that the control device ( 232 ) is further designed and arranged such that cold gas is passed through the heat buffer unit (16) during the discharge operation ( 218 ), heated therein and then as flue gas of the flue gas duct ( 206 ) is supplied. Puffervorrichtung (216) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (232) ferner so ausgebildet und eingerichtet ist, dass im Entladebetrieb Dampf aus der Dampfpuffereinheit (220) abgeführt und der Dampfführung (208) zugeführt wird.Buffer device ( 216 ) according to one of claims 8 or 9, characterized in that the control device ( 232 ) is further configured and arranged such that in the unloading operation steam from the steam buffer unit ( 220 ) and the steam guide ( 208 ) is supplied. Puffervorrichtung (216) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfpuffereinheit (220) ein Gleitdruckspeicher (228), insbesondere ein Ruthsspeicher (230), ist oder einen Gleitdruckspeicher (228), insbesondere einen Ruthsspeicher (230), umfasst.Buffer device ( 216 ) according to one of claims 8 to 10, characterized in that the vapor buffer unit ( 220 ) a sliding pressure accumulator ( 228 ), in particular a Ruth store ( 230 ), or is a sliding pressure accumulator ( 228 ), in particular a Ruth store ( 230 ). Puffervorrichtung (216) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Puffervorrichtung (216) eine Dampfbereitstellungsvorrichtung (100) zum Bereitstellen von Dampf, insbesondere Sattdampf, umfasst, wobei die Dampfbereitstellungsvorrichtung (100) Folgendes umfasst: – mehrere Druckwasserspeicherbehälter (102); – eine Wasserzuführung (124) zur Zuführung von Wasser zu den Druckwasserspeicherbehältern (102); – eine Wärmeübertragungsvorrichtung (110), mittels welcher wahlweise einzelnen oder mehreren Druckwasserspeicherbehältern (102) Wärme aus der Wärmepuffereinheit (218) und/oder aus einer separaten Wärmespeichervorrichtung (106) zuführbar ist; – eine Dampfleitung, mittels welcher in den Druckwasserspeicherbehältern (102) erzeugter Dampf zu der Dampfführung (208) zuführbar ist. Buffer device ( 216 ) according to one of claims 8 to 11, characterized in that the buffer device ( 216 ) a steam delivery device ( 100 ) for providing steam, in particular saturated steam, wherein the steam supply device ( 100 ) Comprising: - several pressurized water storage tanks ( 102 ); A water supply ( 124 ) for supplying water to the pressurized water storage tanks ( 102 ); A heat transfer device ( 110 ), by means of which optionally one or more pressurized water storage tanks ( 102 ) Heat from the heat buffer unit ( 218 ) and / or from a separate heat storage device ( 106 ) can be supplied; - A steam line, by means of which in the pressurized water storage tanks ( 102 ) generated steam to the steam guide ( 208 ) can be fed. Puffervorrichtung (216) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepuffereinheit (218) ein Direktkontakt-Feststoffspeicher (224) ist, welcher zur Wärmeaufnahme mit Rauchgas durchströmbar ist und ein Wärmespeichermedium umfasst, welches zur Wärmeübertragung in stofflichen Kontakt mit dem Rauchgas bringbar ist.Buffer device ( 216 ) according to one of claims 8 to 12, characterized in that the heat buffer unit ( 218 ) a direct contact solid reservoir ( 224 ), which can flow through the flue gas for heat absorption and comprises a heat storage medium which can be brought into material contact with the flue gas for heat transfer. Puffervorrichtung (216) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (232) ferner so ausgebildet und eingerichtet ist, dass im Entladebetrieb unter Verwendung von Wärme aus der Wärmepuffereinheit (218) Dampf erzeugt und/oder erhitzt und der Dampfführung (208) zugeführt wird.Buffer device ( 216 ) according to one of claims 8 to 13, characterized in that the control device ( 232 ) is further configured and arranged such that in the discharge operation using heat from the heat buffer unit ( 218 ) Steam is generated and / or heated and the steam guide ( 208 ) is supplied. Kraftwerk (200), umfassend eine Rauchgasführung(206), eine Dampfführung (208) und eine Puffervorrichtung (216) nach einem der Ansprüche 8 bis 14. Power plant ( 200 ), comprising a flue gas duct ( 206 ), a steam guide ( 208 ) and a buffer device ( 216 ) according to one of claims 8 to 14.
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