DE4323768C1

DE4323768C1 - Anlage zur Erzeugung von Energie

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Publication number: DE4323768C1
Application number: DE4323768A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-07-15
Filing date: 1993-07-15
Publication date: 1994-08-18
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: US5535591A; ZA945105B

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Erzeugung von Energie, insbesondere elektrischer Energie, umfassend einen mit Kohle betriebenen Dampferzeuger, dessen Dampf eine Turbine antreibt, die Energie liefert.

Eine Anlage zur Erzeugung von Energie dieser Art ist bekannt (Adrian, Quittek, Wittchow: Fossil beheizte Dampfkraftwerke, Handbuchreihe "Energie", Band 6, Seite 630-645, Verlag TÜV Rheinland, 1986).

Es ist zudem bekannt, daß die Kohleförderung bzw. der Kohleabbau unter Tage sehr kostenintensiv ist und Kohle nach der Förderung über weite Wege transportiert werden muß, um beispielsweise in konventionellen Kohlekraftwer ken zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet zu werden. Des weiteren ist bekannt, daß Kohlekraftwerke schlechthin, auch die, die mit den ausgefeiltesten Filtereinrichtungen zur Reinigung der bei der Verbren nung der Kohle entstehenden Abgase ausgerüstet sind, beträchtliche Mengen an ausgefiltertem Gut erzeugen, daß deponiert oder aber als Baustoff oder Zusatz zu Baustoffen Verwen dung bzw. Verwertung findet. Schließlich erzeugen herkömmliche Kohlekraftwerke naturgemäß durch die Verbrennung der Kohle beträchtliche Mengen an Asche und Schlacke, die wiederum ebenfalls deponiert oder einer sonstigen anderen geeigneten Verwendung zugeführt werden müssen.

Unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutzes sowie der Belastung der Umwelt mit notwendigerweise für die Asche und Schlacke sowie die Filterstoffe bereitzustellenden Deponieflächen sind Kohlekraftwerke in hohem Maße problematisch, wobei, wie eingangs erwähnt, hinzukommt, aufgrund des weiten Transportweges zwischen dem Ort der Kohleförderung und dem Ort des Einsatzes der Kohle im Kraftwerk weite Strecken zurückgelegt werden müssen, was in einem erheblichen Maße zu einer Verteuerung der durch das Kohlekraftwerk erzeugten Energie führt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anlage zur Erzeugung von Energie, insbesondere elektrischer Energie, zu schaffen, die einerseits im Gegensatz zu bekannten Kohlekraftwerken keine Deponiefläche für das Filtergut, das beim Betrieb des Kohlekraftwerkes zwangs weise anfällt, benötigt, bei der andererseits die Kohle unmittelbar nach Abbau ohne über weite Strecken trans portiert zu werden müssen, unmittelbar der Anlage zugeführt werden kann, bei der anfallende Schlacke sowie Asche nicht weit zu transportiert werden braucht, um deponiert zu werden und die insgesamt umweltschonender und kostengünstiger betrieben werden kann als herkömm liche Kohlekraftwerke, wobei die mit der erfindungsge mäßen Anlage erzeugte Energie zudem kostengünstiger bereitgestellt werden kann als bisher bei bisherigen Kohlekraftwerken.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Dampferzeuger unter Tage in einer Kohlebergwerksan lage angeordnet ist.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage besteht im wesentlichen darin, daß unmittelbar vor Ort der Kohle förderung die erfindungsgemäße Anlage betrieben werden kann, mit allen ihren sich daraus ergebenen Vorteilen, d. h. es findet praktisch zwischen dem unmittelbaren Abbauort und dem Einsatz der Kohle kein Transport der Kohle statt, die anfallenden Schlackereste bzw. die Asche sowie das Abgasfiltergut können unmittelbar an den Orten unter Tage verbleiben, an denen die Kohle abgebaut bzw. gefördert worden ist, um beispielsweise Stollen, nachdem sie erschöpft sind, zu verfüllen. Dieses mußte bisher auf aufwendige Weise durch bei der Kohleförderung entstehenden Abraum geschehen, was nunmehr gemäß der Erfindung unterbleiben kann, da die Rückstände aus der Kohleverbrennung schlechthin dafür verwendet werden können. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der er findungsgemäßen Anlage besteht darin, daß diese auch unter dem Gesichtspunkt der stadt- bzw. landschafts plannerischen Gestaltung nicht als Störfaktor hervor tritt, da diese Anlage, da sie unter Tage angeordnet ist, an sich über Tage nicht signifikant hervortritt. Dabei ist es von Vorteil, daß die erfindungsgemäße Anlage auch unmittelbar in Wohn- bzw. Gewerbeballungs räumen angeordnet werden kann, mit der weiteren vorteil haften Folge, daß auch die erzeugte elektrische Energie nicht weit zu transportiert werden braucht, d. h. Landleitungen zur Leitung der elektrischen Energie vom Kraftwerk zum unmittelbaren Benutzungsort sind nicht erforderlich.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Anlage ist ebenfalls die Turbine unter Tage angeordnet, was aller dings nicht in jedem Falle zwingend erforderlich wäre, da es grundsätzlich auch möglich ist, den vom Dampfer zeuger erzeugten Dampf zu einer Turbine bzw. einer Turbinenanlage zu fördern, die über Tage angeordnet ist. Bei einer Untertageanordnung der Turbine werden jedoch Wärmeverluste des Dampfes vermieden und es sind lange, kostspielige Förderwege nicht erforderlich.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anlage kann an sich über die Turbine mechanische Energie erzeugen. Um elektrische Energie erzeugen zu können, ist die Turbine vorteilhafterweise mit einem elektrischen Generator gekoppelt. Dabei kann der Generator vorteilhafterweise auch unter Tage, wenn die Turbine unter Tage angeordnet ist, angeordnet sein, so daß die wesentlichen Anlage komponenten vollständig unter Tage angeordnet sind, was auch einen kompakten Aufbau der Gesamtanlage gestattet.

Vorteilhafterweise wird das Speisewasser für den Dampf erzeuger aus unter Tage gefördertem bzw. anfallendem Wasser bereitgestellt. Das heißt mit anderen Worten, daß das natürlicherweise in den meisten Fällen im Bergbau anfallende Wasser, das bisher gesondert aus den Schacht anlagen bzw. den Stollen des Bergwerks herausgefördert werden mußte, nunmehr unmittelbar vor Ort einer Verwen dung zugeführt werden kann, und zwar einerseits als Speisewasser für den Dampferzeuger bzw. für den Antrieb der Turbine und andererseits als Kühl- und Kondensati onswasser für die gesamte Anlage.

Bei einer noch anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Anlage wird das bei der Verbrennung der Kohle anfallende Abgas mittels einer Filtereinrichtung unter Tage von Schadstoffen befreit, d. h. das die Bergwerksanlage verlassende Abgas ist bis auf die zwingend sich erge benden Restbestandteile an Kohlendioxid, Wasserdampf und anderen nichtabfilterbaren Bestandteilen ansonsten vollständig von Schadstoffen befreit.

Die bei der Filterung aufgefangenen Schadstoffe werden dabei vorzugsweise unmittelbar vor Ort unter Tage deponiert, d. h. zum Verfüllen der Stollen, wenn sie erschöpft sind, benutzt, nämlich für die Verfüllung nicht mehr benutzter Stollen wird die bei der Verbren nung der Kohle in der Anlage anfallende Asche bzw. Schlacke unter Tage deponiert.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die einzige nachfolgende schematische Zeichnung anhand eines Aus führungsbeispieles im einzelnen beschrieben. Diese zeigt:

eine erfindungsgemäße Anlage in unter Tage angeordneter Weise sowie eine Filtereinrich tung, die im Abgasstrom des Kohlebetriebenen Dampferzeugers vorgesehen ist.

Gerade die in der Figur dargestellte Anlage 10 weist an sich einen konventionellen Aufbau auf, wie er typisch für Kohlekraftwerke ist. Die Anlage 10 umfaßt einen Dampferzeuger 11, der mit Kohle 12 betrieben wird. Über einen Wärmetauscher als Teil des Dampferzeugers 11 wird auf an sich bekannte Weise Dampf 13 erzeugt, der eine Turbine 14 bzw. eine Turbinenanlage antreibt, wobei die Turbine 14 mit einem Generator 16 zur Erzeugung elek trischer Energie verbunden ist.

Das Speisewasser 17 zum Betrieb des Dampferzeugers 12 bzw. der Turbine 14 wird aus unter Tage 15 anfallendem Wasser bereitgestellt. Das unter Tage anfallende Speise wasser 17 kann zudem auch zur Kühlung der Anlage dienen im allgemeinen und zur Kondensation des aus der Turbine 14 austretenden Dampfes genutzt werden.

Das den Dampferzeuger 11 verlassende Abgas 18 wird vorab über eine Filtereinrichtung 19, die an sich bekannt ist, geführt, so daß das die Anlage 10 verlassende Abgas als gereinigtes Abgas 22 an die Oberfläche, d. h. aus dem Kohlebergwerk heraus gefördert werden kann.

Der in der Filtereinrichtung 19 aufgefangene Schadstoff 20 wird unmittelbar unter Tage in die Stollenanlagen verbracht, die nicht weiter abbaufähig sind, d. h. dort deponiert, und zwar auf eine sehr umweltverträgliche Weise, so daß keinerlei Verunreinigung des erdober flächennahen Wassers befürchtet zu werden braucht. Der anfallende Schadstoff 20 wird somit unmittelbar zur Verfüllung erschöpfter Bergwerksstollen verwendet.

Die beim Verbrennungsvorgang der Kohle anfallende Asche 21 kann unmittelbar vor Ort ebenfalls in den nicht mehr abbaufähigen, erschöpften Stollen gelagert werden bzw. dient zur Verfüllung dieser Stollen.

Die gesamte in der einzigen Figur dargestellte Anlage 10 ist unmittelbar unter Tage 15 in einem Kohlebergwerk angeordnet und kann somit auch unmittelbar in Wohn- und Gewerbeballungsgebieten Einsatz finden, in denen Bergbau betrieben wird, wobei keinerlei störende Einflüsse auf die Umgebung über Tage, seien es akustische, optische oder sonstige Eindrücke, ausgehen und mit der Anlage 10 auch dem Gedanken auf optimale Weise Rechnung getragen werden kann, daß Kraftwerksanlagen in großer Anzahl dezentralisiert angeordnet sind, d. h. der Trend weg von wenigen Großkraftwerken somit sinnvoll gefördert werden kann.

Bezugszeichenliste

10 Anlage
11 Dampferzeuger
12 Kohle
13 Dampf
14 Turbine
15 Unter Tage
16 Generator
17 Speisewasser
18 Abgas
19 Filtereinrichtung
20 Schadstoff
21 Asche
22 gereinigtes Abgas

Claims

1. Anlage zur Erzeugung von Energie, insbesondere elektrischer Energie, umfassend einen mit Kohle betrie benen Dampferzeuger, dessen Dampf eine Turbine antreibt, die Energie liefert, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampferzeuger (11) unter Tage (15) in einer Kohleberg werksanlage angeordnet ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (14) unter Tage (15) angeordnet ist.

3. Anlage nach einem oder beiden der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (14) mit einem elektrischen Generator (16) gekoppelt ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (16) unter Tage angeordnet ist.

5. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Speisewasser (17) für den Energieerzeuger (11) aus unter Tage (15) gefördertem bzw. anfallendem Wasser bereitstellbar ist.

6. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Verbrennung der Kohle anfallenden Abgase (18) mittels einer Filter einrichtung (19) unter Tage (15) von Schadstoffen (20) befreit werden.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schadstoffe (20) unter Tage (15) deponiert werden.

8. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Verbrennung der Kohle (12) anfallende Asche (21) unter Tage (15) deponiert wird.