EP4332423A1 - Brenngasspeichersystem - Google Patents

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Publication number
EP4332423A1
EP4332423A1 EP23188888.4A EP23188888A EP4332423A1 EP 4332423 A1 EP4332423 A1 EP 4332423A1 EP 23188888 A EP23188888 A EP 23188888A EP 4332423 A1 EP4332423 A1 EP 4332423A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel gas
storage system
gas storage
heat exchanger
refrigerant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23188888.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Simon SCHMIDT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RWE Gas Storage West GmbH
Original Assignee
RWE Gas Storage West GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RWE Gas Storage West GmbH filed Critical RWE Gas Storage West GmbH
Publication of EP4332423A1 publication Critical patent/EP4332423A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • F17C2270/0149Type of cavity by digging cavities
    • F17C2270/0152Salt caverns

Definitions

  • the application relates to a fuel gas storage system, comprising at least one fuel gas connection, set up to provide a fuel gas from a fuel gas distribution network, at least one fuel gas compression arrangement, set up to compress the fuel gas provided, at least one fuel gas storage (e.g. a cavity artificially created in salt rock), set up to store the compressed Fuel gas, at least one fuel gas expansion arrangement, set up to expand the fuel gas removed from the fuel gas storage, the fuel gas connection being set up to feed the expanded fuel gas into the (public) fuel gas distribution network.
  • the application relates to a method for operating a fuel gas storage system.
  • fuel gas In a power plant, it is known from the prior art to burn a fuel gas in a power plant.
  • fuel gases include natural gas, biogas and hydrogen.
  • a fuel gas is transported via a pipeline network or fuel gas distribution network and is regularly stored using fuel gas storage systems.
  • Known fuel gas storage systems include at least one fuel gas storage in which the fuel gas is temporarily stored.
  • the fuel gas provided via the fuel gas distribution network is first compressed by a compression arrangement.
  • the compressed fuel gas is then stored in the fuel gas storage.
  • the fuel gas is removed from the storage via an expansion arrangement.
  • the expanded fuel gas is then fed back into the fuel gas distribution network.
  • at least one further process engineering system can be used to prepare the stored fuel gas in accordance with the specifications Return line to the fuel gas distribution network can be provided, such as fuel gas drying or the like.
  • the Figure 1 shows an exemplary fuel gas storage system 100 of the prior art.
  • the fuel gas storage system 100 includes a fuel gas compression arrangement 104, a fuel gas storage 106 and a fuel gas expansion arrangement 108. Furthermore, an internal fuel gas distribution network 126 is provided in the form of a plurality of pipes.
  • the fuel gas storage system 100 is coupled to a public fuel gas distribution network 102 via a fuel gas connection 122.
  • the fuel gas connection 122 is set up to provide fuel gas from the fuel gas distribution network 102. This fuel gas is in particular provided or supplied to the fuel gas compression arrangement 104. It should be noted that the direction of flow of the fuel gas in the internal fuel gas distribution network 126 is indicated by arrows.
  • a fuel gas compression arrangement 104 generally has a plurality of compression stages 114.1, 114.2, 114.x, where x is a natural number.
  • a compression stage 114.1, 114.2, 114.x of the prior art has in particular a compressor 110 and an air cooler 112 downstream of the respective compressor 110.
  • the fuel gas provided by the fuel gas connection 122 normally has a temperature between approximately 8 ° C and 15 ° C before the first compression stage 114.1.
  • the compressor 110 of the first compression stage 114.1 increases the temperature of the fuel gas to approximately 50 ° C to 150 ° C.
  • the work done on the fuel gas by the compressor 110 increases the internal energy of the fuel gas and thus its temperature.
  • an air cooler 112 is connected downstream of each compressor 110.
  • the fuel gas heated to a temperature of up to approximately 150 ° C can be cooled back down to approximately 45 ° C by a downstream air cooler 112.
  • the fuel gas After the fuel gas has been compressed by the last compression stage 114.x and then cooled down, it is fed into the fuel gas storage 106 through a storage connection 124 of the fuel gas storage 106 and stored there, in particular temporarily stored.
  • the stored fuel gas is removed from the fuel gas storage 106 via the storage connection 124 and, in particular, is made available to a fuel gas expansion arrangement 108.
  • the natural gas removed is first heated via a heating device 116 of the fuel gas expansion arrangement 108. Then the preheated natural gas is expanded via a control valve 118 or expansion valve 118. The relaxed natural gas is fed to a gas processing unit 120 and fed into the fuel gas distribution network 102 via the fuel gas connection.
  • the hydrogen removed is pre-cooled by a cooling device 116 of the fuel gas expansion arrangement 108.
  • the pre-cooled hydrogen is then relaxed via the control valve 118 or expansion valve 118.
  • the relaxed hydrogen is fed to a gas processing unit 120 and fed into the fuel gas distribution network 102 via the fuel gas connection.
  • the application is therefore based on the task of providing a fuel gas storage system in which the need for energy from external energy sources is at least reduced.
  • the fuel gas storage system comprises at least one fuel gas connection.
  • the fuel gas connection is set up to provide a fuel gas from a fuel gas distribution network.
  • the fuel gas storage system includes at least one fuel gas compression arrangement.
  • the fuel gas compression arrangement is set up to compress the fuel gas provided.
  • the fuel gas storage system includes at least one fuel gas storage.
  • the fuel gas storage is set up to store the compressed fuel gas.
  • the fuel gas storage system includes at least one fuel gas expansion arrangement.
  • the fuel gas expansion arrangement is set up to expand the fuel gas taken from the fuel gas storage.
  • the fuel gas connection is set up to feed the expanded fuel gas into the fuel gas distribution network.
  • the fuel gas expansion arrangement comprises at least one expansion work machine, in particular set up to expand the removed fuel gas, particularly preferably for making use of the internal energy of the fuel gas.
  • the fuel gas expansion arrangement comprising at least one expansion work machine, in particular set up to expand the removed fuel gas
  • the need for energy from external energy sources is at least reduced.
  • the expansion work machine can thus replace a heating device or a cooling device as well as the control valve, preferably in the form of a turbine device, so that the external energy requirement is reduced.
  • the use of a turbine device in particular offers the possibility of recovering energy through the expansion process or during the expansion process.
  • the internal energy of the fuel gas can be converted into usable energy by the relaxation work machine.
  • the fuel gas storage system is used to store a fuel gas, in particular for temporarily storing the fuel gas.
  • a fuel gas is to be understood in particular as meaning a combustible useful gas which is burned or oxidized in an electrochemical converter (e.g. a combustion device, a fuel cell, etc.) of a fuel gas consumer in order to provide, for example, thermal energy and/or electrical energy.
  • the fuel gas can be selected from the group comprising: natural gas, biogas and hydrogen.
  • the fuel gas storage system is particularly set up for storing and retrieving natural gas or hydrogen.
  • a fuel gas is transported in particular via an (external and in particular public) fuel gas distribution network from a fuel gas source to a fuel gas consumer (e.g. gas power plant, gas heating of a building, etc.).
  • a fuel gas distribution network or fuel gas transport network usually comprises a plurality of Transport network pipes or transport network lines through which the fuel gas is transported.
  • a fuel gas storage system is connected to such an external fuel gas distribution network via at least one fuel gas connection. If, for example, more fuel gas is fed into the external fuel gas distribution network by the at least one fuel gas source than is (currently) required by the at least one fuel gas consumer, then in particular fuel gas can be taken from the external fuel gas distribution network and stored in a fuel gas storage of the fuel gas storage system.
  • the fuel gas storage system in particular can be operated essentially seasonally. This means in particular that fuel gas is stored during the warm months and fuel gas is stored out during the cold months.
  • the fuel gas storage system can in particular follow the availability of electrical energy from so-called renewable energy sources (e.g. sun, wind, etc.).
  • the fuel source can in particular be an electrically operated electrolysis system.
  • the electrolysis system can in particular be operated with electrical energy to produce hydrogen when electrical energy is available from renewable energy sources, for example from wind power parks and/or photovoltaic parks due to the corresponding meteorological conditions (e.g. high wind speed and/or high solar radiation). Electrical energy is generated than is required by electrical consumers of an external (public) power distribution network.
  • the hydrogen produced can be at least partially taken from the external fuel gas distribution network in the form of a hydrogen distribution network and (intermediately) stored in the fuel gas storage system.
  • stored hydrogen can be removed from the fuel gas storage system, fed into the hydrogen distribution network and made available to a hydrogen power plant in order to generate electrical energy, in particular by burning the hydrogen provided.
  • the fuel gas connection (e.g. comprising a controllable valve arrangement) is fluidly coupled or connected to a fuel gas compression arrangement.
  • the fuel gas storage system can include an internal refrigerant distribution network (e.g. formed by a plurality of transport pipes). It is understood that further modules, for example for fuel gas cleaning and/or processing, can be arranged between the fuel gas connection and the fuel gas compression arrangement.
  • the fuel gas compression arrangement is set up to compress the fuel gas provided.
  • the fuel gas compression arrangement can comprise at least one compressor.
  • a compressor is set up to supply mechanical work to the (enclosed) fuel gas, so that in particular the pressure and density of the fuel gas increases.
  • a fuel gas compression arrangement can comprise a plurality of compression stages, each with a compressor, in order to bring about a specific (predeterminable) compression of the fuel gas provided.
  • the fuel gas compression arrangement is fluidly coupled or connected to the fuel storage.
  • the fuel gas storage can have one Include memory port.
  • the fuel gas compression arrangement is connected in particular to the storage connection.
  • the storage connection (e.g. comprising a controllable valve arrangement) can be set up to feed the compressed fuel gas to be stored into the fuel gas storage and/or to remove the stored fuel gas from the fuel gas storage.
  • the fuel gas storage system comprises at least one fuel gas expansion arrangement, which is fluidly connected in particular to the storage connection.
  • the fuel gas expansion arrangement has at least one expansion work machine which is set up to expand the fuel gas taken from the fuel gas storage. Relaxation means in particular that the pressure and density of the fuel gas are reduced.
  • the relaxation work machine can preferably be a turbine device. In other variants of the application, the relaxation work machine can also be a rotary piston device or the like.
  • a turbine device may comprise a turbine housing.
  • the turbine housing can be made of metal, especially steel.
  • the turbine housing can have an inlet to which a pipe or line of the internal refrigerant distribution network can be connected.
  • the pipe can lead to the storage connection.
  • the turbine housing can, in particular on the side of the turbine housing opposite the inlet, have an outlet to which a further pipe or a second line of the internal refrigerant distribution network can be connected.
  • the pipes can in particular be flangeable at the inlet or the outlet.
  • the turbine device in particular comprises at least one running device arranged (or mounted) on a turbine shaft.
  • the turbine shaft is arranged in particular within the turbine housing.
  • the turbine shaft can therefore be coupled to the running device (mechanically, in particular torque-locked).
  • the running device includes in particular an impeller with a plurality of impeller blades.
  • the fuel gas flowing from the inlet to the outlet of the turbine device causes in particular a mechanical movement of the running device. This leads to a relaxation of the fuel gas or the fuel gas pressure.
  • the mechanical movement of the running device is transmitted to the turbine shaft, in particular in a rotational movement of the turbine shaft. The rotational movement can be used further, as will be described.
  • the relaxed fuel gas is fed (again) into the external fuel gas distribution network via the fuel gas connection, if necessary after further fuel gas processing.
  • the at least one fuel gas storage can be a cavern, in particular a salt cavern.
  • a salt cavern is that an additional lining is not necessary due to the petrophysical properties of salt.
  • the expansion work machine can be a turbine device and comprise at least one generator.
  • the generator can be set up to generate electrical energy.
  • the turbine shaft is (mechanically) coupled to the at least one generator.
  • the generator is therefore particularly on the turbine shaft arranged or stored.
  • an indirect coupling can be provided, for example a gearbox can be interposed.
  • the generator can in particular convert the rotational movement of the shaft or the rotational energy into electrical energy.
  • the at least one generator which is preferably coupled to the turbine shaft, is in particular designed to convert the mechanical energy occurring during the expansion process into electrical energy.
  • the generator can be an asynchronous machine, for example.
  • the at least one generator can in particular be arranged "floating" in the turbine housing.
  • the generator or the generator housing can be at least partially flowed around by the fuel gas.
  • the at least one generator can be arranged in front of the running device in the direction of flow.
  • the at least one generator can be arranged behind the running device as seen in the direction of flow or, in addition to the generator as seen in the direction of flow, a further generator can be arranged behind the running device in front of the running device.
  • the arrangement of the at least one generator can depend in particular on the fuel gas to be expanded.
  • the fuel gas storage system can comprise an internal power network.
  • the internal power network can be formed from at least one electrically conductive line, in particular a plurality of lines. It goes without saying that further components such as fuses, switches, etc. can be provided.
  • the internal power network can in particular be set up to supply at least one electrical consumer of the fuel gas storage system at least partially with the electrical energy generated by the generator.
  • the electrical energy from an external power source in particular an external power distribution network
  • the at least one electrical consumer can be the at least one compressor of the fuel gas compression arrangement.
  • each electrical consumer of the fuel gas storage system can be connected to the internal power network.
  • the electrical energy generated by the at least one generator of the turbine device can be fed into the (external) power distribution network (via an electrical network connection) if more electrical energy is generated by the generator than in the fuel gas storage system is needed, and/or if there is high energy demand in the (external) electricity distribution network (or during peak load times).
  • the fuel gas storage system can comprise at least one rechargeable battery connected to the internal power network.
  • the electrical energy requirement of the fuel gas storage system during the expansion of the fuel gas or during storage is lower than the electrical energy generated by the at least one generator, excess electrical energy can be (at least partially) stored in the battery.
  • the at least one electrical consumer of the fuel gas compression arrangement can then preferably be supplied (at least partially) with the electrical energy stored in the battery.
  • the expansion work machine in particular the turbine device, can comprise at least a first heat exchanger.
  • the at least one first heat exchanger can be set up to cool a fluid refrigerant.
  • two first heat exchangers can also be provided in the relaxation work machine.
  • a first heat exchanger is in particular designed to (partially) transfer the thermal energy of the fuel gas to the fluid refrigerant.
  • the fluid refrigerant may be selected from the group comprising R124a, COz and NH 3 . It goes without saying that a different refrigerant can also be used in other variants of the application. In particular, partially halogenated hydrocarbons can be used as refrigerants.
  • the at least one first heat exchanger can be integrated in the turbine housing, in particular can be arranged behind the running device when viewed in the flow direction.
  • the generator can be arranged or mounted in particular on the turbine shaft in the flow direction in front of the running device and the first heat exchanger can in particular be arranged or mounted on the turbine shaft in the flow direction behind the running device.
  • the at least one first heat exchanger can also be arranged in the area of the outlet of the turbine housing or behind the outlet of the turbine housing.
  • the fuel gas cools down as a result of the expansion using the turbine device.
  • the cooled fuel gas can in particular be used for cooling and condensing the fluid refrigerant.
  • the fuel gas compression arrangement can comprise at least a second heat exchanger.
  • the second heat exchanger can be set up to cool the fuel gas.
  • the second heat exchanger is set up to cool the fuel gas flowing into and/or through the fuel gas compression arrangement.
  • the fuel gas storage system can preferably include at least one internal refrigerant distribution network.
  • the refrigerant distribution network can comprise at least one pipe or line, in particular a plurality of pipes or lines.
  • the internal refrigerant distribution network can be set up to supply the at least one second heat exchanger at least partially with the fluid refrigerant cooled by the first heat exchanger.
  • at least the second heat exchanger can be connected to the first heat exchanger (directly or indirectly) via the internal refrigerant distribution network.
  • the refrigerant cooled by the first heat exchanger can be transported through the internal refrigerant distribution network via, for example, a forward channel to the second heat exchanger, such that fuel gas and/or compressed fuel gas provided is cooled.
  • the refrigerant heated by the second heat exchanger can be transported through the internal refrigerant distribution network via, for example, a return channel to the first heat exchanger, such that the heated refrigerant is (re)cooled by the cooled fuel gas.
  • the fuel gas storage system can preferably comprise a refrigeration circuit, which can be formed at least by a first heat exchanger, a second heat exchanger and the internal refrigerant distribution network.
  • Air coolers can be dispensed with in the fuel gas compression arrangement or at least the number of air coolers and/or the performance of the air coolers can be reduced.
  • the at least one second heat exchanger can be arranged in the fuel gas compression arrangement, such that the fuel gas provided (seen in the direction of flow) is cooled in front of the at least one compressor (or the first compression stage) of the fuel gas compression arrangement.
  • the at least one second heat exchanger can be positioned between the fuel gas connection and the first compression stage of the fuel gas compression arrangement.
  • a second heat exchanger can advantageously be installed before the first compression stage in order to cool the fuel gas provided before the first compression.
  • the fuel gas provided by the second heat exchanger is heated to a temperature of at least less than 0° C., in particular less than -10° C., preferably less than -15° C., particularly preferably at least (less than) -20 °C can be cooled down. It can thus be achieved that the fuel gas (in particular regardless of the outside temperature) can be fed into the first compressor at a temperature between in particular -10° C and -20° C instead of a temperature between 8 ° C and 15 ° C. This temperature difference can extend through all compression stages. This makes it possible in particular to design the at least one compressor or the at least one compression system, in particular all compressors, with lower performance compared to a fuel gas compression arrangement of the prior art.
  • At least one further second heat exchanger can be arranged after the at least one first compressor and in particular before a further compressor of the fuel gas compression arrangement.
  • at least one further second heat exchanger can be arranged after each compressor.
  • every second heat exchanger can be connected to the internal refrigerant distribution network.
  • only one or two second heat exchangers and in particular additionally at least one air cooler can be provided.
  • the fuel gas storage system can comprise at least a first refrigerant storage.
  • the at least one first refrigerant storage can be set up for storage (in particular Intermediate storage) of the fluid refrigerant cooled by the first heat exchanger.
  • the at least one first refrigerant storage can be connected to the internal refrigerant distribution network, in particular to the forward channel.
  • the cooled down refrigerant can be temporarily stored in the first refrigerant storage. If cooling of the fuel gas is then required by the at least one second heat exchanger (and in particular no expansion is carried out), the second heat exchanger can be supplied with cooled down refrigerant from the first refrigerant storage.
  • the fuel gas storage system can comprise at least a second refrigerant storage.
  • the second refrigerant storage can be set up to store the fluid refrigerant heated by the at least one second heat exchanger.
  • the at least one second refrigerant storage can be connected to the internal refrigerant distribution network, in particular to the return channel.
  • the heated refrigerant is temporarily stored in the second refrigerant storage can be. This can, for example, prevent the heated refrigerant from heating the refrigerant that has been cooled down and stored in the first refrigerant storage.
  • the first heat exchanger can be supplied with the heated refrigerant from the second refrigerant storage.
  • the refrigeration circuit can include the first refrigerant storage and/or the second refrigerant storage.
  • the fuel gas storage system can comprise at least one refrigerant compressor.
  • the refrigerant compressor can be set up to compress the fluid refrigerant heated by the at least one second heat exchanger.
  • the refrigerant compressor can be installed in the return channel, in particular behind the optional second refrigerant reservoir when viewed in the flow direction.
  • a guide device or steering device can be arranged in the flow direction in front of the running device of the turbine device.
  • the guide device is coordinated in particular with the running device.
  • the guide device is set up to direct the fuel gas to the running device in a specific direction.
  • the fuel gas storage system can preferably comprise a control device set up to control the fuel gas storage system.
  • the control device can be set up to control the storage process, i.e. in particular by appropriately controlling the fuel gas connection (e.g. the valve arrangement), the fuel gas compression arrangement (e.g. the at least one compressor) and/or the storage connection (e.g. the valve arrangement).
  • the control device can be set up to control the removal process, i.e. in particular by appropriately controlling the fuel gas connection (eg the valve arrangement). Fuel gas expansion arrangement and/or the storage connection (e.g. the valve arrangement).
  • control device can control the previously described refrigeration circuit (as was previously described), in particular by controlling the first and/or second heat exchanger (e.g. the corresponding valves), the first and/or second refrigerant storage (e.g. the corresponding valves) and/or of the refrigerant compressor. Controlling the refrigeration circuit can depend on temperature data, for example from the first and/or second refrigerant storage, which can be provided, for example, by temperature sensors of the control device.
  • control device can be set up to control the distribution of the electrical energy generated by the generator.
  • the control can depend on the network status (in particular on the network frequency) of the external power distribution network to which the fuel gas storage system is connected and/or on the internal power requirement of the fuel gas storage system, as described above.
  • control device can comprise a communication module, set up to receive an instruction message for storing and/or retrieving fuel gas. The control device can then control the fuel gas storage system accordingly.
  • a module, a device in the present case is at least partially formed by software elements (in particular in the form of computer code that can be executed by a processor) and/or at least partially by hardware elements (processor, memory means, actuator, etc.). can be formed.
  • software elements in particular in the form of computer code that can be executed by a processor
  • hardware elements processor, memory means, actuator, etc.
  • expressions such as “first”, “second”, etc. do not indicate an order, but only serve to distinguish two elements.
  • the Figure 2 shows a schematic view of an embodiment of a fuel gas storage system 200 according to the present application.
  • the fuel gas storage system 200 is used to temporarily store a fuel gas, preferably natural gas or hydrogen.
  • the fuel gas storage system 200 includes at least one fuel gas connection 222 (e.g. with a controllable valve arrangement (not shown), set up to provide a fuel gas from an (external) fuel gas distribution network 202.
  • fuel gas can be supplied from the (external) fuel gas distribution network 202 through the fuel gas connection 222 are removed and fed into the internal fuel gas distribution network 226 of the fuel gas storage system 200.
  • the direction of flow of the fuel gas is indicated in particular by the arrows in the figures.
  • the fuel gas storage system 200 includes at least one fuel gas compression arrangement 204, in particular with at least one Compressor 210 or a compression system, set up to compress the fuel gas provided.
  • the fuel gas storage system 200 includes at least one fuel gas storage 206.
  • the fuel gas storage 206 can be a salt cavern 206.
  • the compressed fuel gas can be fed into the fuel gas storage 206 via a storage connection 224 (e.g. with a controllable valve arrangement) of the fuel gas storage 206.
  • the fuel gas storage 206 is set up to store the compressed fuel gas.
  • the fuel gas storage system 200 comprises at least one fuel gas expansion arrangement 208, set up to expand the fuel gas removed from the fuel gas storage 206.
  • the fuel gas can be removed from the fuel gas storage 206 via the storage connection 224.
  • the fuel gas storage system 200 comprises at least one expansion work machine 230.
  • the expansion work machine 230 is a turbine device 230, set up to expand the fuel gas taken from the fuel gas storage 206 and in particular still compressed.
  • the relaxation work machine can be a rotary piston device, reciprocating piston device or the like.
  • the fuel gas flowing from the inlet to the outlet of the turbine device 230 causes in particular a mechanical movement of a running device of the turbine device 230. This leads to a relaxation of the fuel gas or the fuel gas pressure.
  • the fuel gas connection 222 is also set up to feed the expanded fuel gas into the fuel gas distribution network 202.
  • FIG 3 shows a schematic view of a further preferred embodiment of a fuel gas storage system 300 according to the present application. To avoid repetition, essentially only the differences from the previous exemplary embodiment are described below Figure 2 described and otherwise reference is made to the comments on this exemplary embodiment.
  • the turbine device 330 includes a generator 334 and a first heat exchanger 336. It is understood that in variants of the application only a generator (with a corresponding internal power network) and no heat exchanger or only a first heat exchanger (with a corresponding refrigerant distribution network ) and no generator can be provided.
  • the generator 334 is set up to generate electrical energy.
  • the generated electrical energy can be fed into an internal power grid 340 (formed by a plurality of electrically conductive lines) and/or into an external (public) power distribution grid 350.
  • the distribution of the electrical energy to the internal power network 340 and/or the external power distribution network 350 can be carried out in particular by a control device 348 of the fuel gas storage system 300. This can depend in particular on the internal power requirement and/or on the network status of the external power distribution network 350.
  • At least one electrical consumer 310, 348 (compressor 310 and control device 348 are shown as electrical consumers as examples) of the fuel gas storage system 300 can be supplied with the electrical energy generated by the generator 334.
  • Fuel gas storage system 300 include at least one rechargeable battery (not shown).
  • the fuel gas storage system 300 in the present case comprises a refrigeration circuit 352.
  • the refrigeration circuit 352 includes the at least one first heat exchanger 336.
  • the first heat exchanger 336 is in particular set up for cooling or cooling a fluid refrigerant (in particular partially fluorinated hydrocarbons) of the refrigeration circuit 352.
  • the cooled refrigerant can be routed via the internal refrigerant distribution network 342 of the refrigeration circuit 352 to at least one second heat exchanger 338.1, 338.2.
  • the fuel gas compression arrangement 304 includes the at least one second heat exchanger 338.1, 338.2.
  • a second heat exchanger 338.1, 338.2 is in particular designed to cool the fuel gas that flows through the fuel gas compression arrangement 304.
  • the at least one second heat exchanger 338.1 can be arranged in front of the first compressor 310 or the first compression stage 310, in particular in the flow direction.
  • This second heat exchanger 338.1 is in particular designed to cool the fuel gas provided by the fuel gas connection 322 to at least less than -10 ° C, preferably to less than -15 ° C, particularly preferably to at least -20 ° C.
  • the refrigeration circuit 352 can comprise at least one further second heat exchanger 338.2, for example arranged between two compressors 310.
  • at least one further second heat exchanger can be provided and/or at least one air cooler (which can in particular be connected to the internal power network).
  • the fuel gas compression arrangement 304 may include three or more compressors or compression stages in other variants of the application.
  • the refrigeration circuit 352 can include at least a first refrigerant storage 344.
  • the cooled refrigerant can be temporarily stored in the first refrigerant storage 344. If cooling of the fuel gas by a second heat exchanger 338.1, 338.2 is then required (for example because a fuel gas is currently being compressed), the refrigerant can be provided to the second heat exchanger 338.1, 338.2 in particular by the first refrigerant storage 344 (particularly if there is currently no expansion of the fuel gas he follows).
  • the refrigeration circuit 352 may include at least a second refrigerant storage 346.
  • the heated refrigerant can be temporarily stored in the second refrigerant storage 346. If the fluid refrigerant can then be cooled by a first heat exchanger 336 (for example because a fuel gas is currently being expanded), the refrigerant can be provided to the first heat exchanger 336 in particular by the second refrigerant storage 346 (in particular if the fuel gas is not currently being expanded).
  • the refrigeration circuit 352 may include further components, such as at least one refrigerant compressor (not shown), for example between the second refrigerant storage and the first heat exchanger.
  • the control of the refrigeration circuit 352, in particular the components 336, 344, 338.1, 338.2, 346 (or the various valves, not shown) of the refrigeration circuit 352, can be carried out by the control device 348.
  • Sensors not shown in the refrigeration circuit e.g. temperature sensors for detecting the Temperature in the refrigerant stores 344, 346, level sensors for detecting the level in the refrigerant stores 344, 346 etc.
  • the control of the refrigeration circuit 352 may depend on this sensor data.
  • control device 348 can be set up to control the storage process and / or the removal process, for example depending on a received control signal or instruction message, for example containing an instruction to store a certain amount of fuel gas, for example within a certain period of time or to remove a certain amount of fuel gas, for example within a certain period of time.
  • a plurality of sequentially switched expansion machines in particular turbine devices, can be implemented in the fuel gas expansion arrangement, in particular in order to obtain a specific pressure level.
  • the Figure 4 shows a schematic view of a preferred embodiment of a turbine device 430 according to the present application for a fuel gas storage system according to the present application, for example as described in FIG Figure 2 or Figure 3 is shown.
  • the turbine device 430 is used in particular to carry out a fuel gas pressure relief from a first fuel gas pressure level (before the turbine device 430) to a second, lower fuel gas pressure level (after the turbine device 430), preferably at the same time mechanical energy being converted into electrical energy by a generator 434 of the turbine device 430 and in particular a fluid refrigerant is cooled by a first heat exchanger 436.
  • the turbine device 430 shown includes a turbine housing 456 (e.g. made of steel or another metal).
  • the turbine housing 456 is in particular essentially tubular. In variants of registration, a different form may also be provided.
  • the turbine housing 456 has an input 468 and an output 470.
  • the arrow 472 shows the direction of flow of the fuel gas through the turbine device 430. As can be seen, the fuel gas flows through the turbine housing 456 from the inlet 468 to the outlet 470 essentially without a change in direction.
  • the turbine device 430 shown comprises at least one running device 464 arranged on a turbine shaft 466.
  • the running device 464 can in particular comprise an impeller with a plurality of impeller blades.
  • the turbine device 430 in the present exemplary embodiment comprises at least one guide device 462 arranged in front of the running device 464 in the flow direction 472.
  • the guide device 462 can in particular have a plurality of nozzle channels, which in particular can and preferably impart a swirl to the fuel gas in accordance with the blading of the impeller 464 accelerate.
  • the turbine device 430 shown includes at least one generator 434 coupled to the turbine shaft 466 and set up to convert the mechanical energy into electrical energy.
  • the kinetic energy of the fuel gas flowing through the turbine device 430 is converted into electrical energy by the running device 464, turbine shaft 466 and generator 434.
  • the electrical energy generated can, for example, be fed into the described internal power network or external power distribution network.
  • the generator 434 is arranged in front of the guide device 462. As already described, the generator 434 can be held “floating” in the turbine housing 456 by a carrier 458.
  • the guide device 462 is integrated into the carrier 458 in this exemplary embodiment.
  • the first heat exchanger 436 is arranged behind the guide device 462 in the flow direction 472.
  • the thermal energy of the fuel gas flowing through the turbine device 430 is used by the first heat exchanger 436.
  • the fluid refrigerant can be cooled in a simple manner.
  • the first heat exchanger 436 can be held or stored in the turbine housing 456 via a further carrier 458.
  • the Figure 5 shows a diagram of an exemplary embodiment of a method according to the present application.
  • the method is used in particular to operate a fuel gas storage system, such as that in Figure 2 or 3 is described.
  • the method can in particular be carried out under control by a control device of the fuel gas storage system.
  • a fuel gas from a fuel gas distribution network is provided through at least one fuel gas connection, as described above.
  • the provided fuel gas is compressed by at least one fuel gas compression arrangement, as described above.
  • step 503 the compressed fuel gas is stored by at least one fuel gas storage, as described above.
  • Steps 501 to 503 are in particular steps of storage process 507.
  • step 504 fuel gas can be removed from the fuel gas storage.
  • step 505 the fuel gas removed from the fuel gas storage is expanded by at least one expansion machine, in particular a turbine device, at least one fuel gas expansion arrangement, as described above.
  • at least one expansion machine in particular a turbine device, at least one fuel gas expansion arrangement, as described above.
  • step 506 the expanded fuel gas is fed into the fuel gas distribution network through the fuel gas connection, as described above.
  • Steps 504 to 506 are in particular steps of the storage process 508.

Abstract

Die Anmeldung betrifft ein Brenngasspeichersystem (200, 300), umfassend mindestens einen Brenngasanschluss (222, 322), eingerichtet zum Bereitstellen eines Brenngases aus einem Brenngasverteilnetz (202, 302), mindestens eine Brenngasverdichtungsanordnung (204, 304), eingerichtet zum Verdichten des bereitgestellten Brenngases, mindestens einen Brenngasspeicher (206, 306), eingerichtet zum Speichern des verdichteten Brenngases, mindestens eine Brenngasentspannungsanordnung (208, 308), eingerichtet zum Entspannen des aus dem Brenngasspeicher (206, 306) entnommenen Brenngases, wobei der Brenngasanschluss (222, 322) eingerichtet ist zum Einspeisen des entspannten Brenngases in das Brenngasverteilnetz (202, 302), wobei die Brenngasentspannungsanordnung (208, 308) mindestens eine Entspannungsarbeitsmaschine (230, 330, 430) umfasst.The application relates to a fuel gas storage system (200, 300), comprising at least one fuel gas connection (222, 322), set up to provide a fuel gas from a fuel gas distribution network (202, 302), and at least one fuel gas compression arrangement (204, 304), set up to compress the fuel gas provided , at least one fuel gas storage (206, 306), set up for storing the compressed fuel gas, at least one fuel gas expansion arrangement (208, 308), set up for expanding the fuel gas taken from the fuel gas storage (206, 306), the fuel gas connection (222, 322) being set up is for feeding the expanded fuel gas into the fuel gas distribution network (202, 302), the fuel gas expansion arrangement (208, 308) comprising at least one expansion work machine (230, 330, 430).

Description

Die Anmeldung betrifft ein Brenngasspeichersystem, umfassend mindestens einen Brenngasanschluss, eingerichtet zum Bereitstellen eines Brenngases aus einem Brenngasverteilnetz, mindestens eine Brenngasverdichtungsanordnung, eingerichtet zum Verdichten des bereitgestellten Brenngases, mindestens einen Brenngasspeicher, (z.B. einen künstlich in Salzgestein angelegten Hohlraum), eingerichtet zum Speichern des verdichteten Brenngases, mindestens eine Brenngasentspannungsanordnung, eingerichtet zum Entspannen des aus dem Brenngasspeicher entnommenen Brenngases, wobei der Brenngasanschluss eingerichtet ist zum Einspeisen des entspannten Brenngases in das (öffentliche) Brenngasverteilnetz. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung ein Verfahren zum Betreiben eines Brenngasspeichersystems.The application relates to a fuel gas storage system, comprising at least one fuel gas connection, set up to provide a fuel gas from a fuel gas distribution network, at least one fuel gas compression arrangement, set up to compress the fuel gas provided, at least one fuel gas storage (e.g. a cavity artificially created in salt rock), set up to store the compressed Fuel gas, at least one fuel gas expansion arrangement, set up to expand the fuel gas removed from the fuel gas storage, the fuel gas connection being set up to feed the expanded fuel gas into the (public) fuel gas distribution network. In addition, the application relates to a method for operating a fuel gas storage system.

Zur Erzeugung von elektrischer Energie und/oder Wärme ist es aus dem Stand der Technik bekannt, ein Brenngas in einem Kraftwerk zu verbrennen. Beispielhafte Brenngase sind Erdgas, Biogas und Wasserstoff. Ein Brenngas wird über ein Rohrleitungsnetz bzw. Brenngasverteilnetz transportiert und regelmäßig mittels Brenngasspeichersystemen zwischengespeichert.To generate electrical energy and/or heat, it is known from the prior art to burn a fuel gas in a power plant. Examples of fuel gases include natural gas, biogas and hydrogen. A fuel gas is transported via a pipeline network or fuel gas distribution network and is regularly stored using fuel gas storage systems.

Bekannte Brenngasspeichersysteme umfassen mindestens einen Brenngasspeicher, in dem das Brenngas zwischengespeichert wird. Hierzu wird das über das Brenngasverteilnetz bereitgestellte Brenngas zunächst durch eine Verdichtungsanordnung verdichtet. Das verdichtete Brenngas wird dann in dem Brenngasspeicher gespeichert. Wenn ein Bedarf an Brenngas besteht, wird das Brenngas aus dem Speicher über eine Entspannungsanordnung entnommen. Das entspannte Brenngas wird dann wieder in das Brenngasverteilnetz eingespeist. Ferner kann mindestens eine weitere verfahrenstechnische Anlage zu spezifikationsgerechten Aufbereitung des gespeicherten Brenngases vor einer Rückleitung ins Brenngasverteilnetz vorgesehen sein, wie eine Brenngastrocknung oder dergleichen.Known fuel gas storage systems include at least one fuel gas storage in which the fuel gas is temporarily stored. For this purpose, the fuel gas provided via the fuel gas distribution network is first compressed by a compression arrangement. The compressed fuel gas is then stored in the fuel gas storage. When there is a need for fuel gas, the fuel gas is removed from the storage via an expansion arrangement. The expanded fuel gas is then fed back into the fuel gas distribution network. Furthermore, at least one further process engineering system can be used to prepare the stored fuel gas in accordance with the specifications Return line to the fuel gas distribution network can be provided, such as fuel gas drying or the like.

Die Figur 1 zeigt ein beispielhaftes Brenngasspeichersystem 100 des Stands der Technik. Das Brenngasspeichersystem 100 umfasst eine Brenngasverdichtungsanordnung 104, einen Brenngasspeicher 106 und eine Brenngasentspannungsanordnung 108. Ferner ist ein internes Brenngasverteilnetz 126 in Form einer Mehrzahl von Rohren vorgesehen.The Figure 1 shows an exemplary fuel gas storage system 100 of the prior art. The fuel gas storage system 100 includes a fuel gas compression arrangement 104, a fuel gas storage 106 and a fuel gas expansion arrangement 108. Furthermore, an internal fuel gas distribution network 126 is provided in the form of a plurality of pipes.

Das Brenngasspeichersystem 100 ist über einen Brenngasanschluss 122 mit einem öffentlichen Brenngasverteilnetz 102 gekoppelt. Der Brenngasanschluss 122 ist eingerichtet zum Bereitstellen von Brenngas aus dem Brenngasverteilnetz 102. Dieses Brenngas wird insbesondere der Brenngasverdichtungsanordnung 104 bereitgestellt bzw. zugeführt. Hierbei sei angemerkt, dass die Strömungsrichtung des Brenngases in dem internen Brenngasverteilnetz 126 durch Pfeile angedeutet ist.The fuel gas storage system 100 is coupled to a public fuel gas distribution network 102 via a fuel gas connection 122. The fuel gas connection 122 is set up to provide fuel gas from the fuel gas distribution network 102. This fuel gas is in particular provided or supplied to the fuel gas compression arrangement 104. It should be noted that the direction of flow of the fuel gas in the internal fuel gas distribution network 126 is indicated by arrows.

Eine Brenngasverdichtungsanordnung 104 weist in der Regel eine Mehrzahl von Verdichtungsstufen 114.1, 114.2, 114.x auf, wobei x eine natürliche Zahl ist. Eine Verdichtungsstufe 114.1, 114.2, 114.x des Stands der Technik weist insbesondere einen Verdichter 110 und einen dem jeweiligen Verdichter 110 nachgelagerten Luftkühler 112 auf.A fuel gas compression arrangement 104 generally has a plurality of compression stages 114.1, 114.2, 114.x, where x is a natural number. A compression stage 114.1, 114.2, 114.x of the prior art has in particular a compressor 110 and an air cooler 112 downstream of the respective compressor 110.

Das durch den Brenngasanschluss 122 bereitgestellte Brenngas besitzt vor der ersten Verdichtungsstufe 114.1 normalerweise eine Temperatur zwischen ca. 8° C und 15° C. Durch den Verdichter 110 der ersten Verdichtungsstufe 114.1 erhöht sich die Temperatur des Brenngases auf ca. 50° C bis 150° C. Insbesondere wird durch die durch den Verdichter 110 an dem Brenngas verrichtete Arbeit die innere Energie des Brenngases und damit dessen Temperatur erhöht.The fuel gas provided by the fuel gas connection 122 normally has a temperature between approximately 8 ° C and 15 ° C before the first compression stage 114.1. The compressor 110 of the first compression stage 114.1 increases the temperature of the fuel gas to approximately 50 ° C to 150 ° C. In particular, the work done on the fuel gas by the compressor 110 increases the internal energy of the fuel gas and thus its temperature.

Um insbesondere bei einer Vielzahl von Verdichtungsstufen 114.1, 114.2, 114.x eine Beschädigung an den technischen Komponenten der Verdichtungsstufen 114.1, 114.2, 114.x zu vermeiden, ist es bekannt, dass jedem Verdichter 110 ein Luftkühler 112 nachgeschaltet ist. So kann beispielsweise bei der ersten Verdichtungsstufe 114.1 das auf eine Temperatur von bis zu ca. 150° C erwärmte Brenngas durch einen nachgeschalteten Luftkühler 112 wieder auf ca. 45° C heruntergekühlt werden.In order to avoid damage to the technical components of the compression stages 114.1, 114.2, particularly with a large number of compression stages 114.1, 114.2, 114.x, To avoid 114.x, it is known that an air cooler 112 is connected downstream of each compressor 110. For example, in the first compression stage 114.1, the fuel gas heated to a temperature of up to approximately 150 ° C can be cooled back down to approximately 45 ° C by a downstream air cooler 112.

Nachdem das Brenngas durch die letzte Verdichtungsstufe 114.x verdichtet und anschließend heruntergekühlt wurde, wird es durch einen Speicheranschluss 124 des Brenngasspeichers 106 in den Brenngasspeicher 106 eingespeist und dort gespeichert, insbesondere zwischengespeichert.After the fuel gas has been compressed by the last compression stage 114.x and then cooled down, it is fed into the fuel gas storage 106 through a storage connection 124 of the fuel gas storage 106 and stored there, in particular temporarily stored.

Insbesondere wenn in dem externen Brenngasverteilnetz 102 ein Bedarf an Brenngas vorliegt bzw. besteht, wird das gespeicherte Brenngas über den Speicheranschluss 124 aus dem Brenngasspeicher 106 entnommen und insbesondere einer Brenngasentspannungsanordnung 108 bereitgestellt. Bei Erdgas erfolgt beim Stand der Technik zunächst über eine Wärmeeinrichtung 116 der Brenngasentspannungsanordnung 108 eine Erwärmung des entnommenen Erdgases. Dann wird das vorgewärmte Erdgas über ein Regelventil 118 bzw. Entspannungsventil 118 entspannt. Das entspannte Erdgas wird einer Gasaufbereitung 120 zugeführt und über den Brenngasanschluss in das Brenngasverteilnetz 102 eingespeist.In particular, if there is or is a need for fuel gas in the external fuel gas distribution network 102, the stored fuel gas is removed from the fuel gas storage 106 via the storage connection 124 and, in particular, is made available to a fuel gas expansion arrangement 108. In the case of natural gas, in the prior art the natural gas removed is first heated via a heating device 116 of the fuel gas expansion arrangement 108. Then the preheated natural gas is expanded via a control valve 118 or expansion valve 118. The relaxed natural gas is fed to a gas processing unit 120 and fed into the fuel gas distribution network 102 via the fuel gas connection.

Wenn es sich bei dem Brenngas um Wasserstoff handelt, dann erfolgt aufgrund des im Vergleich zum Erdgas negativen Joule-Thomson-Koeffizienten des Wasserstoffs anstelle einer Erwärmung des entnommenen Wasserstoffs eine Vorkühlung des entnommenen Wasserstoffs durch eine Kühleinrichtung 116 der Brenngasentspannungsanordnung 108. Anschließend wird der vorgekühlte Wasserstoff über das Regelventil 118 bzw. Entspannungsventil 118 entspannt. Der entspannte Wasserstoff wird einer Gasaufbereitung 120 zugeführt und über den Brenngasanschluss in das Brenngasverteilnetz 102 eingespeist.If the fuel gas is hydrogen, then due to the negative Joule-Thomson coefficient of hydrogen compared to natural gas, instead of heating the hydrogen removed, the hydrogen removed is pre-cooled by a cooling device 116 of the fuel gas expansion arrangement 108. The pre-cooled hydrogen is then relaxed via the control valve 118 or expansion valve 118. The relaxed hydrogen is fed to a gas processing unit 120 and fed into the fuel gas distribution network 102 via the fuel gas connection.

Zum Betreiben eines derartigen Brenngasspeichersystems wird eine erhebliche Menge an externer Energie benötigt. So ist es erforderlich, die Verdichter und die Luftkühler der Brenngasverdichtungsanordnung mit elektrischer Energie aus einer externen Energiequelle zu versorgen. Ebenso ist es erforderlich, die elektrischen Komponenten der beschriebenen Entspannungsanordnung mit elektrischer Energie aus einer externen Energiequelle. Mit anderen Worten ist der Energieaufwand bei der Einlagerung und/oder Auslagerung von Brenngas bei den bekannten Brenngasspeichersystemen hoch.A significant amount of external energy is required to operate such a fuel gas storage system. It is therefore necessary to supply the compressors and the air coolers of the fuel gas compression arrangement with electrical energy from an external energy source. It is also necessary to supply the electrical components of the relaxation arrangement described with electrical energy from an external energy source. In other words, the energy expenditure when storing and/or retrieving fuel gas in the known fuel gas storage systems is high.

Daher liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, ein Brenngasspeichersystem bereitzustellen, bei dem der Bedarf an Energie aus externen Energiequellen zumindest reduziert ist.The application is therefore based on the task of providing a fuel gas storage system in which the need for energy from external energy sources is at least reduced.

Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung gelöst durch ein Brenngasspeichersystem nach Anspruch 1. Das Brenngasspeichersystem umfasst mindestens einen Brenngasanschluss. Der Brenngasanschluss ist eingerichtet zum Bereitstellen eines Brenngases aus einem Brenngasverteilnetz. Das Brenngasspeichersystem umfasst mindestens eine Brenngasverdichtungsanordnung. Die Brenngasverdichtungsanordnung ist eingerichtet zum Verdichten des bereitgestellten Brenngases. Das Brenngasspeichersystem umfasst mindestens einen Brenngasspeicher. Der Brenngasspeicher ist eingerichtet zum Speichern des verdichteten Brenngases. Das Brenngasspeichersystem umfasst mindestens eine Brenngasentspannungsanordnung. Die Brenngasentspannungsanordnung ist eingerichtet zum Entspannen des aus dem Brenngasspeicher entnommenen Brenngases. Der Brenngasanschluss ist eingerichtet zum Einspeisen des entspannten Brenngases in das Brenngasverteilnetz. Die Brenngasentspannungsanordnung umfasst mindestens eine Entspannungsarbeitsmaschine, insbesondere eingerichtet zum Entspannen des entnommenen Brenngases, besonders bevorzugt zum Nutzbarmachen der inneren Energie des Brenngases.This object is achieved according to a first aspect of the application by a fuel gas storage system according to claim 1. The fuel gas storage system comprises at least one fuel gas connection. The fuel gas connection is set up to provide a fuel gas from a fuel gas distribution network. The fuel gas storage system includes at least one fuel gas compression arrangement. The fuel gas compression arrangement is set up to compress the fuel gas provided. The fuel gas storage system includes at least one fuel gas storage. The fuel gas storage is set up to store the compressed fuel gas. The fuel gas storage system includes at least one fuel gas expansion arrangement. The fuel gas expansion arrangement is set up to expand the fuel gas taken from the fuel gas storage. The fuel gas connection is set up to feed the expanded fuel gas into the fuel gas distribution network. The fuel gas expansion arrangement comprises at least one expansion work machine, in particular set up to expand the removed fuel gas, particularly preferably for making use of the internal energy of the fuel gas.

Indem im Gegensatz zum Stand der Technik anmeldungsgemäß ein Brenngasspeichersystem mit einer Brenngasentspannungsanordnung bereitgestellt wird, wobei die Brenngasentspannungsanordnung mindestens eine Entspannungsarbeitsmaschine umfasst, insbesondere eingerichtet zum Entspannen des entnommenen Brenngases, wird der Bedarf an Energie aus externen Energiequellen zumindest reduziert. So kann die Entspannungsarbeitsmaschine vorzugsweise in Form einer Turbinenvorrichtung eine Wärmeeinrichtung oder eine Kühleinrichtung sowie das Regelventil ersetzen, so dass der externe Energiebedarf reduziert wird. Zudem bietet insbesondere die Verwendung einer Turbinenvorrichtung die Möglichkeit, Energie durch den Entspannungsvorgang bzw. während des Entspannungsvorgangs zurückzugewinnen. Insbesondere kann durch die Entspannungsarbeitsmaschine die innere Energie des Brenngases in nutzbare Energie gewandelt werden.By providing, in contrast to the prior art, a fuel gas storage system with a fuel gas expansion arrangement according to the application, the fuel gas expansion arrangement comprising at least one expansion work machine, in particular set up to expand the removed fuel gas, the need for energy from external energy sources is at least reduced. The expansion work machine can thus replace a heating device or a cooling device as well as the control valve, preferably in the form of a turbine device, so that the external energy requirement is reduced. In addition, the use of a turbine device in particular offers the possibility of recovering energy through the expansion process or during the expansion process. In particular, the internal energy of the fuel gas can be converted into usable energy by the relaxation work machine.

Das Brenngasspeichersystem dient der Speicherung von einem Brenngas, insbesondere zum Zwischenspeichern des Brenngases.The fuel gas storage system is used to store a fuel gas, in particular for temporarily storing the fuel gas.

Unter einem Brenngas ist insbesondere ein brennbares Nutzgas zu verstehen, welches zur Bereitstellung von beispielsweise Wärmeenergie und/oder elektrische Energie in einem elektrochemischen Wandler (z.B. eine Verbrennungseinrichtung, eine Brennstoffzelle etc.) eines Brenngasverbrauchers verbrannt bzw. oxidiert wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Brenngasspeichersystems kann das Brenngas ausgewählt sein aus der Gruppe, umfassend: Erdgas, Biogas und Wasserstoff. Mit anderen Worten, das Brenngasspeichersystem ist insbesondere eingerichtet zum Einlagern und Auslagern von Erdgas oder Wasserstoff.A fuel gas is to be understood in particular as meaning a combustible useful gas which is burned or oxidized in an electrochemical converter (e.g. a combustion device, a fuel cell, etc.) of a fuel gas consumer in order to provide, for example, thermal energy and/or electrical energy. According to a preferred embodiment of the fuel gas storage system according to the application, the fuel gas can be selected from the group comprising: natural gas, biogas and hydrogen. In other words, the fuel gas storage system is particularly set up for storing and retrieving natural gas or hydrogen.

Ein Brenngas wird insbesondere über ein (externes und insbesondere öffentliches) Brenngasverteilnetz von einer Brenngasquelle zu einem Brenngasverbraucher (z.B. Gaskraftwerk, Gasheizung eines Gebäudes etc.) transportiert. Ein Brenngasverteilnetz bzw. Brenngastransportnetz umfasst in der Regel eine Mehrzahl von Transportnetzrohren bzw. Transportnetzleitungen, durch die das Brenngas transportiert wird.A fuel gas is transported in particular via an (external and in particular public) fuel gas distribution network from a fuel gas source to a fuel gas consumer (e.g. gas power plant, gas heating of a building, etc.). A fuel gas distribution network or fuel gas transport network usually comprises a plurality of Transport network pipes or transport network lines through which the fuel gas is transported.

Ein Brenngasspeichersystem ist über mindestens einen Brenngasanschluss an ein solches externes Brenngasverteilnetz angeschlossen. Wenn zum Beispiel durch die mindestens eine Brenngasquelle mehr Brenngas in das externe Brenngasverteilnetz eingespeist wird, als von dem mindestens einen Brenngasverbraucher (augenblicklich) benötigt wird, dann kann insbesondere Brenngas aus dem externen Brenngasverteilnetz entnommen werden und in einem Brenngasspeicher des Brenngasspeichersystem gespeichert werden.A fuel gas storage system is connected to such an external fuel gas distribution network via at least one fuel gas connection. If, for example, more fuel gas is fed into the external fuel gas distribution network by the at least one fuel gas source than is (currently) required by the at least one fuel gas consumer, then in particular fuel gas can be taken from the external fuel gas distribution network and stored in a fuel gas storage of the fuel gas storage system.

Wenn das Brenngas beispielsweise Erdgas ist, kann insbesondere das Brenngasspeichersystem im Wesentlichen saisonal betrieben werden. Dies meint insbesondere, dass während der warmen Monate Brenngas eingelagert wird und während der kalten Monate Brenngas ausgelagert wird.If the fuel gas is natural gas, for example, the fuel gas storage system in particular can be operated essentially seasonally. This means in particular that fuel gas is stored during the warm months and fuel gas is stored out during the cold months.

Bei dem besonders bevorzugten Brenngas Wasserstoff kann ein multizyklischer Betrieb des Brenngasspeichersystems vorgesehen sein. Der Betrieb des Brenngasspeichersystems kann insbesondere der Verfügbarkeit von elektrischer Energie aus sogenannten erneuerbaren Energiequellen (z.B. Sonne, Wind etc.) folgen. Die Brennstoffquelle kann bei Wasserstoff insbesondere eine elektrisch betriebene Elektrolyseanlage sein. Die Elektrolyseanlage kann insbesondere dann mit elektrischer Energie betrieben werden, um Wasserstoff zu produzieren, wenn elektrische Energie aus den erneuerbaren Energiequellen verfügbar ist, also z.B. durch Windkraftparks und/oder Photovoltaikparks aufgrund der entsprechenden meteorologischen Bedingungen (z.B. hohe Windgeschwindigkeit und/oder hohe Solarstrahlung) mehr elektrische Energie erzeugt wird, als von elektrischen Verbraucher eines externen (öffentlichen) Stromverteilnetzes benötigt wird. Der erzeugte Wasserstoff kann zumindest teilweise aus dem externen Brenngasverteilnetz in Form eines Wasserstoffverteilnetzes entnommen und in dem Brenngasspeichersystem (zwischen-) gespeichert werden.With the particularly preferred fuel gas hydrogen, multicyclic operation of the fuel gas storage system can be provided. The operation of the fuel gas storage system can in particular follow the availability of electrical energy from so-called renewable energy sources (e.g. sun, wind, etc.). For hydrogen, the fuel source can in particular be an electrically operated electrolysis system. The electrolysis system can in particular be operated with electrical energy to produce hydrogen when electrical energy is available from renewable energy sources, for example from wind power parks and/or photovoltaic parks due to the corresponding meteorological conditions (e.g. high wind speed and/or high solar radiation). Electrical energy is generated than is required by electrical consumers of an external (public) power distribution network. The hydrogen produced can be at least partially taken from the external fuel gas distribution network in the form of a hydrogen distribution network and (intermediately) stored in the fuel gas storage system.

Wenn elektrische Energie aus den erneuerbaren Energiequellen nicht oder kaum verfügbar ist, also wenn z.B. durch Windkraftparks und/oder Photovoltaikparks aufgrund der entsprechenden meteorologischen Bedingungen (z.B. niedrige Windgeschwindigkeit und/oder niedrige Solarstrahlung) weniger elektrische Energie erzeugt wird, als von elektrischen Verbrauchern des Stromverteilnetzes benötigt wird, kann gespeicherter Wasserstoff aus dem Brenngasspeichersystem entnommen werden, in das Wasserstoffverteilnetz eingespeist werden und einem Wasserstoffkraftwerk bereitgestellt werden, um insbesondere durch Verbrennen des bereitgestellten Wasserstoffs elektrische Energie zu erzeugen.If electrical energy from renewable energy sources is not or hardly available, i.e. if, for example, wind power parks and/or photovoltaic parks generate less electrical energy than is required by electrical consumers of the electricity distribution network due to the corresponding meteorological conditions (e.g. low wind speed and/or low solar radiation). is, stored hydrogen can be removed from the fuel gas storage system, fed into the hydrogen distribution network and made available to a hydrogen power plant in order to generate electrical energy, in particular by burning the hydrogen provided.

Der Brenngasanschluss (z.B. umfassend eine ansteuerbare Ventilanordnung) ist mit einer Brenngasverdichtungsanordnung fluidtechnisch gekoppelt bzw. verbunden. Insbesondere kann das Brenngasspeichersystem ein internes Kältemittelverteilnetz (z.B. gebildet durch eine Mehrzahl an Transportrohren) umfassen. Es versteht sich, dass zwischen dem Brenngasanschluss und der Brenngasverdichtungsanordnung weitere Module z.B. zur Brenngasreinigung und/oder -aufbereitung angeordnet sein können.The fuel gas connection (e.g. comprising a controllable valve arrangement) is fluidly coupled or connected to a fuel gas compression arrangement. In particular, the fuel gas storage system can include an internal refrigerant distribution network (e.g. formed by a plurality of transport pipes). It is understood that further modules, for example for fuel gas cleaning and/or processing, can be arranged between the fuel gas connection and the fuel gas compression arrangement.

Die Brenngasverdichtungsanordnung ist eingerichtet zum Verdichten des bereitgestellten Brenngases. Die Brenngasverdichtungsanordnung kann mindestens einen Verdichter bzw. Kompressor umfassen. Ein Verdichter ist eingerichtet zum Zuführen von mechanischer Arbeit zu dem (eingeschlossenen) Brenngas, so dass sich insbesondere der Druck und die Dichte des Brenngases erhöht.The fuel gas compression arrangement is set up to compress the fuel gas provided. The fuel gas compression arrangement can comprise at least one compressor. A compressor is set up to supply mechanical work to the (enclosed) fuel gas, so that in particular the pressure and density of the fuel gas increases.

Vorzugsweise kann eine Brenngasverdichtungsanordnung eine Mehrzahl von Verdichtungsstufen jeweils mit einem Verdichter umfassen, um eine bestimmte (vorgebbare) Verdichtung des bereitgestellten Brenngases zu bewirken.Preferably, a fuel gas compression arrangement can comprise a plurality of compression stages, each with a compressor, in order to bring about a specific (predeterminable) compression of the fuel gas provided.

Die Brenngasverdichtungsanordnung ist mit dem Brennstoffspeicher fluidtechnisch gekoppelt bzw. verbunden. Insbesondere kann der Brenngasspeicher einen Speicheranschluss umfassen. Die Brenngasverdichtungsanordnung ist insbesondere mit dem Speicheranschluss verbunden.The fuel gas compression arrangement is fluidly coupled or connected to the fuel storage. In particular, the fuel gas storage can have one Include memory port. The fuel gas compression arrangement is connected in particular to the storage connection.

Der Speicheranschluss (z.B. umfassend eine ansteuerbare Ventilanordnung) kann eingerichtet sein zum Einspeisen des verdichteten und zu speichernden Brenngases in den Brenngasspeicher und/oder zum Entnehmen des gespeicherten Brenngases aus dem Brenngasspeicher.The storage connection (e.g. comprising a controllable valve arrangement) can be set up to feed the compressed fuel gas to be stored into the fuel gas storage and/or to remove the stored fuel gas from the fuel gas storage.

Darüber hinaus umfasst das Brenngasspeichersystem mindestens eine Brenngasentspannungsanordnung, die insbesondere mit dem Speicheranschluss fluidtechnisch verbunden ist. Die Brenngasentspannungsanordnung weist anmeldungsgemäß mindestens eine Entspannungsarbeitsmaschine auf, die eingerichtet ist zum Entspannen des aus dem Brenngasspeicher entnommenen Brenngases. Entspannen meint insbesondere, dass der Druck und die Dichte des Brenngases reduziert werden.In addition, the fuel gas storage system comprises at least one fuel gas expansion arrangement, which is fluidly connected in particular to the storage connection. According to the application, the fuel gas expansion arrangement has at least one expansion work machine which is set up to expand the fuel gas taken from the fuel gas storage. Relaxation means in particular that the pressure and density of the fuel gas are reduced.

Die Entspannungsarbeitsmaschine kann vorzugsweise eine Turbinenvorrichtung sein. Bei anderen Varianten der Anmeldung kann die Entspannungsarbeitsmaschine auch eine Drehkolbenvorrichtung oder dergleichen sein.The relaxation work machine can preferably be a turbine device. In other variants of the application, the relaxation work machine can also be a rotary piston device or the like.

Eine anmeldungsgemäße Turbinenvorrichtung kann ein Turbinengehäuse umfassen. Das Turbinengehäuse kann aus Metall hergestellt sein, insbesondere Stahl. Das Turbinengehäuse kann einen Eingang aufweisen, an dem ein Rohr bzw. eine Leitung des internen Kältemittelverteilnetzes anschließbar ist. Das Rohr kann zu dem Speicheranschluss führen.A turbine device according to the application may comprise a turbine housing. The turbine housing can be made of metal, especially steel. The turbine housing can have an inlet to which a pipe or line of the internal refrigerant distribution network can be connected. The pipe can lead to the storage connection.

Das Turbinengehäuse kann, insbesondere an der zu dem Eingang gegenüberliegenden Seite des Turbinengehäuses, einen Ausgang aufweisen, an dem ein weiteres Rohr bzw. eine zweite Leitung des internen Kältemittelverteilnetzes anschließbar ist. Die Rohre können insbesondere an dem Eingang bzw. dem Ausgang anflanschbar sein.The turbine housing can, in particular on the side of the turbine housing opposite the inlet, have an outlet to which a further pipe or a second line of the internal refrigerant distribution network can be connected. The pipes can in particular be flangeable at the inlet or the outlet.

Die Turbinenvorrichtung umfasst insbesondere mindestens eine auf einer Turbinenwelle angeordnete (bzw. gelagerte) Laufeinrichtung. Die Turbinenwelle ist insbesondere innerhalb des Turbinengehäuses angeordnet. Die Turbinenwelle kann also mit der Laufeinrichtung (mechanisch, insbesondere drehmomentschlüssig) gekoppelt sein. Die Laufeinrichtung umfasst insbesondere ein Laufrad mit einer Mehrzahl an Laufradschaufeln.The turbine device in particular comprises at least one running device arranged (or mounted) on a turbine shaft. The turbine shaft is arranged in particular within the turbine housing. The turbine shaft can therefore be coupled to the running device (mechanically, in particular torque-locked). The running device includes in particular an impeller with a plurality of impeller blades.

Das von dem Eingang zu dem Ausgang der Turbinenvorrichtung strömende Brenngas bewirkt insbesondere eine mechanische Bewegung der Laufeinrichtung. Dies führt zu einer Entspannung des Brenngases bzw. des Brenngasdrucks. Darüber hinaus wird die mechanische Bewegung der Laufeinrichtung auf die Turbinenwelle übertragen, insbesondere in eine Rotationsbewegung der Turbinenwelle. Die Rotationsbewegung kann noch weiter genutzt werden, wie noch beschrieben wird.The fuel gas flowing from the inlet to the outlet of the turbine device causes in particular a mechanical movement of the running device. This leads to a relaxation of the fuel gas or the fuel gas pressure. In addition, the mechanical movement of the running device is transmitted to the turbine shaft, in particular in a rotational movement of the turbine shaft. The rotational movement can be used further, as will be described.

Das entspannte Brenngas wird, ggf. nach einer weiteren Brenngasaufbereitung, über den Brenngasanschluss (wieder) in das externe Brenngasverteilnetz eingespeist.The relaxed fuel gas is fed (again) into the external fuel gas distribution network via the fuel gas connection, if necessary after further fuel gas processing.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Brenngasspeichersystems kann der mindestens eine Brenngasspeicher eine Kaverne sein, insbesondere ein Salzkaverne. Der Vorteil einer Salzkaverne ist insbesondere, dass eine zusätzliche Auskleidung aufgrund der petrophysikalischen Eigenschaften von Salz entfallen kann.According to a further embodiment of the fuel gas storage system according to the application, the at least one fuel gas storage can be a cavern, in particular a salt cavern. The particular advantage of a salt cavern is that an additional lining is not necessary due to the petrophysical properties of salt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Brenngasspeichersystems kann die Entspannungsarbeitsmaschine eine Turbinenvorrichtung sein und mindestens einen Generator umfassen. Der Generator kann eingerichtet sein zum Generieren von elektrischer Energie.According to a further preferred embodiment of the fuel gas storage system according to the application, the expansion work machine can be a turbine device and comprise at least one generator. The generator can be set up to generate electrical energy.

Vorzugsweise ist die Turbinenwelle mit dem mindestens einen Generator (mechanisch) gekoppelt. Der Generator ist also insbesondere auf der Turbinenwelle angeordnet bzw. gelagert. Bei anderen Varianten kann eine mittelbare Kopplung vorgesehen sein, beispielsweise ein Getriebe zwischengeschaltet sein.Preferably, the turbine shaft is (mechanically) coupled to the at least one generator. The generator is therefore particularly on the turbine shaft arranged or stored. In other variants, an indirect coupling can be provided, for example a gearbox can be interposed.

Der Generator kann insbesondere die Rotationsbewegung der Welle bzw. die Rotationsenergie in elektrische Energie umwandeln. Mit anderen Worten, der mindestens eine vorzugsweise mit der Turbinenwelle gekoppelte Generator ist insbesondere eingerichtet zum Wandeln der beim Entspannungsvorgang auftretenden mechanischen Energie in elektrische Energie.The generator can in particular convert the rotational movement of the shaft or the rotational energy into electrical energy. In other words, the at least one generator, which is preferably coupled to the turbine shaft, is in particular designed to convert the mechanical energy occurring during the expansion process into electrical energy.

Der Generator kann beispielsweise eine Asynchron-Maschine sein. Der mindestens eine Generator kann in dem Turbinengehäuse insbesondere "schwebend" angeordnet sein. Der Generator bzw. das Generatorgehäuse kann von dem Brenngas zumindest teilweise umströmt werden.The generator can be an asynchronous machine, for example. The at least one generator can in particular be arranged "floating" in the turbine housing. The generator or the generator housing can be at least partially flowed around by the fuel gas.

Der mindestens eine Generator kann in Strömungsrichtung vor der Laufeinrichtung angeordnet sein. Alternativ kann der mindestens eine Generator in Strömungsrichtung gesehen hinter der Laufeinrichtung oder zusätzlich zu dem Generator in Strömungsrichtung gesehen vor der Laufeinrichtung ein weiterer Generator hinter derselben angeordnet sein. Die Anordnung des mindestens einen Generators kann insbesondere von dem zu entspannenden Brenngas abhängen.The at least one generator can be arranged in front of the running device in the direction of flow. Alternatively, the at least one generator can be arranged behind the running device as seen in the direction of flow or, in addition to the generator as seen in the direction of flow, a further generator can be arranged behind the running device in front of the running device. The arrangement of the at least one generator can depend in particular on the fuel gas to be expanded.

Insbesondere bei Wasserstoff ist es von Vorteil, den Generator in Strömungsrichtung vor der Laufeinrichtung anzuordnen. Durch eine entsprechende Anordnung kann bei Wasserstoff eine optimierte Kühlung des Generators erreicht werden.Particularly with hydrogen, it is advantageous to arrange the generator in front of the running device in the direction of flow. With hydrogen, an appropriate arrangement can achieve optimized cooling of the generator.

Bei Erdgas oder Biogas kann es von Vorteil sein, den Generator in Strömungsrichtung hinter der Laufeinrichtung anzuordnen. Grund hierfür ist, dass durch die Gasentspannung die Gastemperatur sinkt und daher das Gas in Strömungsrichtung hinter der Laufeinrichtung eine niedrigere Temperatur als vor der Laufeinrichtung besitzt. Die Kühlung kann verbessert werden. Der Vorteil von zwei Generatoren kann insbesondere sein, dass diese bei gleicher Gesamtleistung eine kleinere Störkontur aufweisen können.With natural gas or biogas, it can be advantageous to arrange the generator behind the running device in the direction of flow. The reason for this is that the gas temperature drops due to the gas expansion and therefore the gas in the direction of flow behind the running device has a lower temperature than in front of the running device. Cooling can be improved. The advantage of two generators can in particular, that these can have a smaller interference contour with the same overall performance.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Brenngasspeichersystems kann das Brenngasspeichersystem ein internes Stromnetz umfassen. Das interne Stromnetz kann aus mindestens einer elektrisch leitfähigen Leitung gebildet sein, insbesondere einer Mehrzahl von Leitungen. Es versteht sich, dass weitere Komponenten, wie Sicherungen, Schalter etc. vorgesehen sein können.According to a further embodiment of the fuel gas storage system according to the application, the fuel gas storage system can comprise an internal power network. The internal power network can be formed from at least one electrically conductive line, in particular a plurality of lines. It goes without saying that further components such as fuses, switches, etc. can be provided.

Das interne Stromnetz kann insbesondere eingerichtet sein zum Versorgen mindestens eines elektrischen Verbrauchers des Brenngasspeichersystems zumindest teilweise mit der durch den Generator generierten elektrischen Energie. Hierdurch kann die elektrische Energie aus einer externen Stromquelle (insbesondere ein externes Stromverteilnetz), die zum Betrieb des Brenngasspeichersystems benötigt wird, noch weiter reduziert werden. Insbesondere kann der mindestens eine elektrische Verbraucher der mindestens eine Verdichter der Brenngasverdichtungsanordnung sein. Vorzugsweise kann jeder elektrische Verbraucher des Brenngasspeichersystems an dem internen Stromnetz angeschlossen sein.The internal power network can in particular be set up to supply at least one electrical consumer of the fuel gas storage system at least partially with the electrical energy generated by the generator. As a result, the electrical energy from an external power source (in particular an external power distribution network), which is required to operate the fuel gas storage system, can be reduced even further. In particular, the at least one electrical consumer can be the at least one compressor of the fuel gas compression arrangement. Preferably, each electrical consumer of the fuel gas storage system can be connected to the internal power network.

Bei Varianten der Anmeldung kann vorgesehen sein, dass die von dem mindestens einen Generator der Turbinenvorrichtung erzeugte elektrische Energie (über einen elektrischen Netzanschluss) in das (externe) Stromverteilnetz eingespeist werden kann, wenn mehr elektrische Energie von dem Generator erzeugt wird, als in dem Brenngasspeichersystem benötigt wird, und/oder wenn in dem (externen) Stromverteilnetz eine hohe Energienachfrage besteht (bzw. in Spitzenlastzeiten),.In variants of the application, it can be provided that the electrical energy generated by the at least one generator of the turbine device can be fed into the (external) power distribution network (via an electrical network connection) if more electrical energy is generated by the generator than in the fuel gas storage system is needed, and/or if there is high energy demand in the (external) electricity distribution network (or during peak load times).

Insbesondere ist erkannt worden, dass bei Wasserstoff eine Auslagerung des Wasserstoffs häufig in Spitzenlastzeiten erfolgt, also dann, wenn (augenblicklich) weniger elektrische Energie in das externe Stromverteilnetz eingespeist wird, als aus diesem entnommen wird. Zum einen kann der entnommene Wasserstoff zur Erzeugung von elektrischer Energie durch ein Wasserstoffkraftwerk verbrannt werden. Zusätzlich kann, insbesondere zur noch weiteren Stabilisierung des Stromverteilnetzes, die durch den mindestens einen Generator der Turbinenvorrichtung erzeugte elektrische Energie in das Stromverteilnetz eingespeist werden.In particular, it has been recognized that with hydrogen, hydrogen is often swapped out during peak load times, i.e. when (currently) less electrical energy is fed into the external power distribution network than is taken from it. On the one hand, the hydrogen removed can be used Generation of electrical energy is burned by a hydrogen power plant. In addition, in particular to further stabilize the power distribution network, the electrical energy generated by the at least one generator of the turbine device can be fed into the power distribution network.

Darüber hinaus kann, gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Brenngasspeichersystems, das Brenngasspeichersystem mindestens eine mit dem internen Stromnetz verbundene wiederaufladbare Batterie umfassen. Insbesondere wenn der elektrische Energiebedarf des Brenngasspeichersystems während der Entspannung des Brenngas bzw. während der Auslagerung geringer ist als die durch den mindestens einen Generator erzeugte elektrische Energie, kann überschüssige elektrische Energie (zumindest teilweise) in der Batterie (zwischen-) gespeichert werden. Während der Einlagerung bzw. Verdichtung des Brenngases kann dann vorzugsweise der mindestens eine elektrische Verbraucher der Brenngasverdichtungsanordnung mit der in der Batterie gespeicherten elektrischen Energie (zumindest teilweise) versorgt werden.In addition, according to a further embodiment of the fuel gas storage system according to the application, the fuel gas storage system can comprise at least one rechargeable battery connected to the internal power network. In particular, if the electrical energy requirement of the fuel gas storage system during the expansion of the fuel gas or during storage is lower than the electrical energy generated by the at least one generator, excess electrical energy can be (at least partially) stored in the battery. During the storage or compression of the fuel gas, the at least one electrical consumer of the fuel gas compression arrangement can then preferably be supplied (at least partially) with the electrical energy stored in the battery.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Brenngasspeichersystems kann die Entspannungsarbeitsmaschine, insbesondere die Turbinenvorrichtung, mindestens einen ersten Wärmetauscher umfassen. Der mindestens eine erste Wärmetauscher kann eingerichtet sein zum Abkühlen eines fluiden Kältemittels. Bei Varianten der Anmeldung können beispielsweise auch zwei erste Wärmetauscher in der Entspannungsarbeitsmaschine vorgesehen sein. Ein erster Wärmetauscher ist insbesondere eingerichtet zum (teilweisen) Übertragen der thermischen Energie des Brenngases auf das fluide Kältemittel.According to a particularly preferred embodiment of the fuel gas storage system according to the application, the expansion work machine, in particular the turbine device, can comprise at least a first heat exchanger. The at least one first heat exchanger can be set up to cool a fluid refrigerant. In variants of the registration, for example, two first heat exchangers can also be provided in the relaxation work machine. A first heat exchanger is in particular designed to (partially) transfer the thermal energy of the fuel gas to the fluid refrigerant.

Vorzugsweise kann das fluide Kältemittel ausgewählt sein aus der Gruppe, umfassend R124a, COz und NH3. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Anmeldung auch ein anderes Kältemittel verwendet werden kann. Insbesondere können als Kältemittel teilhalogenierte Kohlenwasserstoffe verwendet werden.Preferably, the fluid refrigerant may be selected from the group comprising R124a, COz and NH 3 . It goes without saying that a different refrigerant can also be used in other variants of the application. In particular, partially halogenated hydrocarbons can be used as refrigerants.

Bevorzugt kann der mindestens eine erste Wärmetauscher in dem Turbinengehäuse integriert sein, insbesondere in Strömungsrichtung gesehen hinter der Laufeinrichtung angeordnet sein.Preferably, the at least one first heat exchanger can be integrated in the turbine housing, in particular can be arranged behind the running device when viewed in the flow direction.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann der Generator insbesondere auf der Turbinenwelle in Strömungsrichtung vor der Laufeinrichtung angeordnet bzw. gelagert sein und der erste Wärmetauscher kann insbesondere auf der Turbinenwelle in Strömungsrichtung hinter der Laufeinrichtung angeordnet bzw. gelagert sein. Bei Varianten der Anmeldung kann der mindestens eine erste Wärmetauscher auch im Bereich des Ausgangs des Turbinengehäuses oder hinter dem Ausgang des Turbinengehäuses angeordnet sein.In a preferred embodiment, the generator can be arranged or mounted in particular on the turbine shaft in the flow direction in front of the running device and the first heat exchanger can in particular be arranged or mounted on the turbine shaft in the flow direction behind the running device. In variants of the application, the at least one first heat exchanger can also be arranged in the area of the outlet of the turbine housing or behind the outlet of the turbine housing.

Insbesondere ist erkannt worden, dass sich das Brenngas durch die Entspannung mittels der Turbinenvorrichtung abkühlt. Das abgekühlte Brenngas kann insbesondere verwendet werden zum Abkühlen und Kondensieren des fluiden Kältemittels.In particular, it has been recognized that the fuel gas cools down as a result of the expansion using the turbine device. The cooled fuel gas can in particular be used for cooling and condensing the fluid refrigerant.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Brenngasspeichersystems kann die Brenngasverdichtungsanordnung mindestens einen zweiten Wärmetauscher umfassen. Der zweite Wärmetauscher kann eingerichtet sein zum Kühlen des Brenngases. Insbesondere ist der zweite Wärmetauscher eingerichtet zum Kühlen des in und/oder durch die Brenngasverdichtungsanordnung strömenden Brenngases.According to a further preferred embodiment of the fuel gas storage system according to the application, the fuel gas compression arrangement can comprise at least a second heat exchanger. The second heat exchanger can be set up to cool the fuel gas. In particular, the second heat exchanger is set up to cool the fuel gas flowing into and/or through the fuel gas compression arrangement.

Das Brenngasspeichersystem kann vorzugsweise mindestens ein internes Kältemittelverteilnetz umfassen. Das Kältemittelverteilnetz kann mindestens ein Rohr bzw. eine Leitung umfassen, insbesondere eine Mehrzahl von Rohren bzw. Leitungen. Das interne Kältemittelverteilnetz kann eingerichtet sein zum Versorgen des mindestens einen zweiten Wärmetauschers zumindest teilweise mit der durch den ersten Wärmetauscher abgekühlten fluiden Kältemittels. Insbesondere kann zumindest der zweite Wärmetauscher mit dem ersten Wärmetauscher (unmittelbar oder mittelbar) über das interne Kältemittelverteilnetz verbunden sein.The fuel gas storage system can preferably include at least one internal refrigerant distribution network. The refrigerant distribution network can comprise at least one pipe or line, in particular a plurality of pipes or lines. The internal refrigerant distribution network can be set up to supply the at least one second heat exchanger at least partially with the fluid refrigerant cooled by the first heat exchanger. In particular can at least the second heat exchanger can be connected to the first heat exchanger (directly or indirectly) via the internal refrigerant distribution network.

Insbesondere kann das durch den ersten Wärmetauscher abgekühlte Kältemittel durch das interne Kältemittelverteilnetz über z.B. einen Hinkanal zu dem zweiten Wärmetauscher transportiert werden, derart, dass bereitgestelltes Brenngas und/oder verdichtetes Brenngas abgekühlt wird. Das durch den zweiten Wärmetauscher erwärmte Kältemittel kann durch das interne Kältemittelverteilnetz über z.B. einen Rückkanal zu dem ersten Wärmetauscher transportiert werden, derart, dass das erwärmte Kältemittel durch das abgekühlte Brenngas (erneut) abgekühlt wird. Mit anderen Worte, das Brenngasspeichersystem kann vorzugsweise einen Kältekreislauf umfassen, der zumindest durch einen ersten Wärmetauscher, einen zweiten Wärmetauscher und dem internen Kältemittelverteilnetz gebildet werden kann.In particular, the refrigerant cooled by the first heat exchanger can be transported through the internal refrigerant distribution network via, for example, a forward channel to the second heat exchanger, such that fuel gas and/or compressed fuel gas provided is cooled. The refrigerant heated by the second heat exchanger can be transported through the internal refrigerant distribution network via, for example, a return channel to the first heat exchanger, such that the heated refrigerant is (re)cooled by the cooled fuel gas. In other words, the fuel gas storage system can preferably comprise a refrigeration circuit, which can be formed at least by a first heat exchanger, a second heat exchanger and the internal refrigerant distribution network.

Der Bedarf an Energie aus externen Energiequellen kann noch weiter reduziert werden. Auf Luftkühler kann in der Brenngasverdichtungsanordnung verzichtet werden oder es kann zumindest die Anzahl an Luftkühlern und/oder die Leistung der Luftkühler reduziert werden.The need for energy from external energy sources can be reduced even further. Air coolers can be dispensed with in the fuel gas compression arrangement or at least the number of air coolers and/or the performance of the air coolers can be reduced.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Brenngasspeichersystems kann der mindestens eine zweite Wärmetauscher in der Brenngasverdichtungsanordnung angeordnet sein, derart, dass das bereitgestellte Brenngas (in Strömungsrichtung gesehen) vor dem mindestens einen Verdichter (bzw. der ersten Verdichtungsstufe) der Brenngasverdichtungsanordnung abgekühlt wird. Mit anderen Worten, in Strömungsrichtung gesehen kann der mindestens eine zweite Wärmetauscher zwischen dem Brenngasanschluss und der ersten Verdichtungsstufe der Brenngasverdichtungsanordnung positioniert sein.According to a further preferred embodiment of the fuel gas storage system according to the application, the at least one second heat exchanger can be arranged in the fuel gas compression arrangement, such that the fuel gas provided (seen in the direction of flow) is cooled in front of the at least one compressor (or the first compression stage) of the fuel gas compression arrangement. In other words, viewed in the direction of flow, the at least one second heat exchanger can be positioned between the fuel gas connection and the first compression stage of the fuel gas compression arrangement.

Insbesondere ist anmeldungsgemäß erkannt worden, dass im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem aufgrund der geringen Leistung eines Luftkühlers vor der ersten Verdichtungsstufe kein Luftkühler vorgesehen ist, ein zweiter Wärmetauscher vorteilhafterweise bereits vor der ersten Verdichtungsstufe installiert werden kann, um das bereitgestellte Brenngas bereits vor der ersten Verdichtung abzukühlen.In particular, it has been recognized according to the application that, in contrast to the prior art, in which due to the low performance of an air cooler before the first Compression stage no air cooler is provided, a second heat exchanger can advantageously be installed before the first compression stage in order to cool the fuel gas provided before the first compression.

Insbesondere haben Tests gezeigt, dass das bereitgestellte Brenngas durch den zweiten Wärmetauscher auf eine Temperatur von zumindest kleiner als 0° C, insbesondere kleiner als -10° C, vorzugsweise auf kleiner als -15° C, besonders bevorzugt auf zumindest (kleiner) -20° C abgekühlt werden kann. Somit kann erreicht werden, dass das Brenngas (insbesondere unabhängig von der Außentemperatur) anstelle einer Temperatur zwischen 8° C und 15° C mit einer Temperatur zwischen insbesondere -10° C und -20° C in den ersten Verdichter geleitet werden kann. Diese Temperaturdifferenz kann sich durch sämtliche Verdichtungsstufen ziehen. Dies ermöglicht es insbesondere, den mindestens einen Verdichter bzw. die mindestens eine Verdichtungsanlage, insbesondere sämtliche Verdichter, im Vergleich zu einer Brenngasverdichtungsanordnung des Stands der Technik mit geringerer Leistung auszulegen.In particular, tests have shown that the fuel gas provided by the second heat exchanger is heated to a temperature of at least less than 0° C., in particular less than -10° C., preferably less than -15° C., particularly preferably at least (less than) -20 °C can be cooled down. It can thus be achieved that the fuel gas (in particular regardless of the outside temperature) can be fed into the first compressor at a temperature between in particular -10° C and -20° C instead of a temperature between 8 ° C and 15 ° C. This temperature difference can extend through all compression stages. This makes it possible in particular to design the at least one compressor or the at least one compression system, in particular all compressors, with lower performance compared to a fuel gas compression arrangement of the prior art.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Brenngasspeichersystems kann mindestens ein weiterer zweiter Wärmetauscher nach dem mindestens einen ersten Verdichter und insbesondere vor einem weiteren Verdichter der Brenngasverdichtungsanordnung angeordnet sein. Beispielsweise kann nach jedem Verdichter jeweils mindestens ein weiterer zweiter Wärmetauscher angeordnet sein. Insbesondere kann jeder zweite Wärmetauscher mit dem internen Kältemittelverteilnetz verbunden sein. Bei Varianten der Anmeldung kann/können auch nur einer oder zwei zweite Wärmetauscher und insbesondere zusätzlich mindestens ein Luftkühler vorgesehen sein.According to a further embodiment of the fuel gas storage system according to the application, at least one further second heat exchanger can be arranged after the at least one first compressor and in particular before a further compressor of the fuel gas compression arrangement. For example, at least one further second heat exchanger can be arranged after each compressor. In particular, every second heat exchanger can be connected to the internal refrigerant distribution network. In variants of the application, only one or two second heat exchangers and in particular additionally at least one air cooler can be provided.

Darüber hinaus kann, gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Brenngasspeichersystems das Brenngasspeichersystem mindestens einen ersten Kältemittelspeicher umfassen. Der mindestens eine erste Kältemittelspeicher kann eingerichtet sein zum Speichern (insbesondere Zwischenspeichern) des durch den ersten Wärmetauscher abgekühlten fluiden Kältemittels. Der mindestens eine erste Kältemittelspeicher kann an dem internen Kältemittelverteilnetz, insbesondere an dem Hinkanal, angeschlossen sein.In addition, according to a further preferred embodiment of the fuel gas storage system according to the application, the fuel gas storage system can comprise at least a first refrigerant storage. The at least one first refrigerant storage can be set up for storage (in particular Intermediate storage) of the fluid refrigerant cooled by the first heat exchanger. The at least one first refrigerant storage can be connected to the internal refrigerant distribution network, in particular to the forward channel.

Durch das Vorsehen mindestens eines ersten Kältemittelspeichers kann erreicht werden, dass für den Fall, dass während der Entspannung keine Kühlung des Brenngases durch den mindestens einen zweiten Wärmetauscher erforderlich ist, das heruntergekühlte Kältemittel in dem ersten Kältemittelspeicher zwischengespeichert werden kann. Wenn dann eine Kühlung des Brenngases durch den mindestens einen zweiten Wärmetauscher erforderlich ist (und insbesondere keine Entspannung durchgeführt wird), kann der zweite Wärmetauscher mit heruntergekühltem Kältemittel aus dem ersten Kältemittelspeicher versorgt werden.By providing at least a first refrigerant storage, it can be achieved that in the event that no cooling of the fuel gas is required by the at least one second heat exchanger during expansion, the cooled down refrigerant can be temporarily stored in the first refrigerant storage. If cooling of the fuel gas is then required by the at least one second heat exchanger (and in particular no expansion is carried out), the second heat exchanger can be supplied with cooled down refrigerant from the first refrigerant storage.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Brenngasspeichersystems kann das Brenngasspeichersystem mindestens einen zweiten Kältemittelspeicher umfassen. Der zweite Kältemittelspeicher kann eingerichtet sein zum Speichern des durch den mindestens einen zweiten Wärmetauscher erwärmten fluiden Kältemittels. Der mindestens eine zweite Kältemittelspeicher kann an dem internen Kältemittelverteilnetz, insbesondere an dem Rückkanal, angeschlossen sein.According to a further embodiment of the fuel gas storage system according to the application, the fuel gas storage system can comprise at least a second refrigerant storage. The second refrigerant storage can be set up to store the fluid refrigerant heated by the at least one second heat exchanger. The at least one second refrigerant storage can be connected to the internal refrigerant distribution network, in particular to the return channel.

Durch das Vorsehen mindestens eines zweiten Kältemittelspeichers kann erreicht werden, dass für den Fall, dass während der Verdichtung keine Kühlung des fluiden Kältemittels durch den mindestens einen ersten Wärmetauscher möglich ist (da beispielsweise augenblicklich keine Entspannung erfolgt), das erwärmte Kältemittel in dem zweiten Kältemittelspeicher zwischengespeichert werden kann. Hierdurch kann beispielweise verhindert werden, dass das erwärmte Kältemittel das heruntergekühlte und in dem ersten Kältemittelspeicher gespeicherte Kältemittel erwärmt.By providing at least one second refrigerant storage, it can be achieved that in the event that cooling of the fluid refrigerant by the at least one first heat exchanger is not possible during compression (since, for example, no expansion is taking place at the moment), the heated refrigerant is temporarily stored in the second refrigerant storage can be. This can, for example, prevent the heated refrigerant from heating the refrigerant that has been cooled down and stored in the first refrigerant storage.

Wenn dann eine Kühlung durch den mindestens einen ersten Wärmetauscher möglich ist (und insbesondere eine Entspannung des Brenngases durchgeführt wird), kann der erste Wärmetauscher mit dem erwärmten Kältemittel aus dem zweiten Kältemittelspeicher versorgt werden.If cooling is then possible through the at least one first heat exchanger (and in particular expansion of the fuel gas is carried out), the first heat exchanger can be supplied with the heated refrigerant from the second refrigerant storage.

Insbesondere kann der Kältekreislauf den ersten Kältemittelspeicher und/oder den zweiten Kältemittelspeicher umfassen.In particular, the refrigeration circuit can include the first refrigerant storage and/or the second refrigerant storage.

Vorzugsweise kann das Brenngasspeichersystem mindestens einen Kältemittelverdichter umfassen. Der Kältemittelverdichter kann eingerichtet sein zum Verdichten des durch den mindestens einen zweiten Wärmetauscher erwärmten fluiden Kältemittels. Insbesondere kann der Kältemittelverdichter in dem Rückkanal installiert sein, insbesondere in Strömungsrichtung gesehen hinter dem optionalen zweiten Kältemittelspeicher.Preferably, the fuel gas storage system can comprise at least one refrigerant compressor. The refrigerant compressor can be set up to compress the fluid refrigerant heated by the at least one second heat exchanger. In particular, the refrigerant compressor can be installed in the return channel, in particular behind the optional second refrigerant reservoir when viewed in the flow direction.

Insbesondere für eine optimierte Anströmung der Laufeinrichtung (insbesondere der Laufradschaufeln) mit dem Brenngas kann in Strömungsrichtung vor der Laufeinrichtung der Turbinenvorrichtung eine Leiteinrichtung bzw. Lenkeinrichtung angeordnet sein. Die Leiteinrichtung ist insbesondere auf die Laufeinrichtung abgestimmt. Vorzugsweise ist die Leiteinrichtung eingerichtet, das Brenngas auf die Laufeinrichtung mit einer bestimmten Richtung zu leiten.In particular, for an optimized flow of fuel gas to the running device (in particular the impeller blades), a guide device or steering device can be arranged in the flow direction in front of the running device of the turbine device. The guide device is coordinated in particular with the running device. Preferably, the guide device is set up to direct the fuel gas to the running device in a specific direction.

Ferner kann das Brenngasspeichersystem vorzugsweise eine Steuervorrichtung umfassen, eingerichtet zum Steuern des Brenngasspeichersystems. Insbesondere kann die Steuervorrichtung eingerichtet sein zum Steuern des Einlagerungsvorgangs, also insbesondere durch entsprechendes Ansteuern des Brenngasanschlusses (z.B. der Ventilanordnung), der Brenngasverdichtungsanordnung (z.B. des mindestens einen Verdichters) und/oder des Speicheranschlusses (z.B. der Ventilanordnung). Darüber hinaus kann die Steuervorrichtung eingerichtet sein zum Steuern des Auslagerungsvorgangs, also insbesondere durch entsprechendes Ansteuern des Brenngasanschlusses (z.B. der Ventilanordnung), der Brenngasentspannungsanordnung und/oder des Speicheranschlusses (z.B. der Ventilanordnung).Furthermore, the fuel gas storage system can preferably comprise a control device set up to control the fuel gas storage system. In particular, the control device can be set up to control the storage process, i.e. in particular by appropriately controlling the fuel gas connection (e.g. the valve arrangement), the fuel gas compression arrangement (e.g. the at least one compressor) and/or the storage connection (e.g. the valve arrangement). In addition, the control device can be set up to control the removal process, i.e. in particular by appropriately controlling the fuel gas connection (eg the valve arrangement). Fuel gas expansion arrangement and/or the storage connection (e.g. the valve arrangement).

Besonders bevorzugt kann die Steuervorrichtung den zuvor beschriebenen Kältekreislauf steuern (wie zuvor beschrieben wurde), insbesondere durch Ansteuern des ersten und/oder zweiten Wärmeaustauschers (z.B. der entsprechenden Ventile), des ersten und/oder zweiten Kältemittelspeichers (z.B. der entsprechenden Ventile) und/oder des Kältemittelverdichters. Das Steuern des Kältekreislaufs kann von Temperaturdaten z.B. des ersten und/oder zweiten Kältemittelspeichers abhängen, die beispielsweise durch Temperatursensoren der Steuervorrichtung bereitgestellt werden können.Particularly preferably, the control device can control the previously described refrigeration circuit (as was previously described), in particular by controlling the first and/or second heat exchanger (e.g. the corresponding valves), the first and/or second refrigerant storage (e.g. the corresponding valves) and/or of the refrigerant compressor. Controlling the refrigeration circuit can depend on temperature data, for example from the first and/or second refrigerant storage, which can be provided, for example, by temperature sensors of the control device.

Darüber hinaus kann die Steuervorrichtung zum Steuern der Verteilung der durch den Generator generierten elektrischen Energie eingerichtet sein. Das Steuern kann von dem Netzzustand (insbesondere von der Netzfrequenz) des externen Stromverteilnetzes abhängen, an den das Brenngasspeichersystem angeschlossen ist, und/oder an dem internen Strombedarf des Brenngasspeichersystems, wie zuvor beschrieben wurde.In addition, the control device can be set up to control the distribution of the electrical energy generated by the generator. The control can depend on the network status (in particular on the network frequency) of the external power distribution network to which the fuel gas storage system is connected and/or on the internal power requirement of the fuel gas storage system, as described above.

Insbesondere kann die Steuervorrichtung ein Kommunikationsmodul umfassen, eingerichtet zum Empfangen einer Instruktionsnachricht zum Einlagern und/oder Auslagern von Brenngas. Daraufhin kann die Steuervorrichtung das Brenngasspeichersystem entsprechend steuern.In particular, the control device can comprise a communication module, set up to receive an instruction message for storing and/or retrieving fuel gas. The control device can then control the fuel gas storage system accordingly.

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Brenngasspeichersystems, insbesondere eines zuvor beschriebenen Brenngasspeichersystems. Das Verfahren umfasst:

  • Bereitstellen, durch mindestens einen Brenngasanschluss, eines Brenngases aus einem Brenngasverteilnetz,
  • Verdichten, durch mindestens eine Brenngasverdichtungsanordnung, des bereitgestellten Brenngases,
  • Speichern, durch mindestens einen Brenngasspeicher, des verdichteten Brenngases,
  • Entspannen, durch mindestens eine Turbinenvorrichtung mindestens einer Brenngasentspannungsanordnung, des aus dem Brenngasspeicher entnommenen Brenngases, und
  • Einspeisen, durch den Brenngasanschluss, des entspannten Brenngases in das Brenngasverteilnetz.
Another aspect of the application is a method for operating a fuel gas storage system, in particular a previously described fuel gas storage system. The procedure includes:
  • Providing, through at least one fuel gas connection, a fuel gas from a fuel gas distribution network,
  • Compressing, by at least one fuel gas compression arrangement, the fuel gas provided,
  • Storing, through at least one fuel gas storage, the compressed fuel gas,
  • Relaxing, by at least one turbine device at least one fuel gas expansion arrangement, the fuel gas taken from the fuel gas storage, and
  • Feeding the relaxed fuel gas into the fuel gas distribution network through the fuel gas connection.

Es sei angemerkt, dass ein Modul, eine Vorrichtung (z.B. die Steuervorrichtung), etc. vorliegend zumindest teilweise durch Softwareelemente (insbesondere in Form von durch einen Prozessor ausführbarem Computercode) und/oder zumindest teilweise durch Hardwareelemente (Prozessor, Speichermittel, Aktor etc.) gebildet sein können. Ferner sei angemerkt, dass Ausdrücke, wie "erster", "zweiter" etc. keine Reihenfolge angeben, sondern lediglich der Unterscheidung zweier Elemente dienen.It should be noted that a module, a device (e.g. the control device), etc. in the present case is at least partially formed by software elements (in particular in the form of computer code that can be executed by a processor) and/or at least partially by hardware elements (processor, memory means, actuator, etc.). can be formed. Furthermore, it should be noted that expressions such as "first", "second", etc. do not indicate an order, but only serve to distinguish two elements.

Die Merkmale der Brenngasspeichersysteme und Verfahren sind frei miteinander kombinierbar. Insbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert eigenständig erfinderisch sein.The features of the fuel gas storage systems and processes can be freely combined with one another. In particular, features of the description and/or the dependent claims can be independently inventive, even if features of the independent claims are completely or partially circumvented, on their own or freely combined with one another.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das anmeldungsgemäße Brenngasspeichersystem und das anmeldungsgemäße Verfahren auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1
eine schematische Ansicht eines beispielhaften Brenngasspeichersystems des Stands der Technik,
Fig. 2
eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Brenngasspeichersystems gemäß der vorliegenden Anmeldung,
Fig. 3
eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Brenngasspeichersystems gemäß der vorliegenden Anmeldung,
Fig. 4
eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Turbinenvorrichtung gemäß der vorliegenden Anmeldung für ein Brenngasspeichersystem gemäß der vorliegenden Anmeldung, und
Fig. 5
ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung.
There are now a variety of options for designing and further developing the fuel gas storage system according to the application and the method according to the application. On the one hand, reference is made to the patent claims subordinate to the independent patent claims, and on the other hand to the description of exemplary embodiments in conjunction with the drawing. In the drawing shows:
Fig. 1
a schematic view of an exemplary fuel gas storage system from the prior art,
Fig. 2
a schematic view of an exemplary embodiment of a fuel gas storage system according to the present application,
Fig. 3
a schematic view of a further embodiment of a fuel gas storage system according to the present application,
Fig. 4
a schematic view of an embodiment of a turbine device according to the present application for a fuel gas storage system according to the present application, and
Fig. 5
a diagram of an embodiment of a method according to the present application.

Ähnliche Bezugszeichen werden nachfolgend für ähnliche Elemente verwendet.Similar reference numerals are used below for similar elements.

Die Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Brenngasspeichersystems 200 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Brenngasspeichersystem 200 dient zum Zwischenspeichern eines Brenngases, vorzugsweise Erdgas oder Wasserstoff.The Figure 2 shows a schematic view of an embodiment of a fuel gas storage system 200 according to the present application. The fuel gas storage system 200 is used to temporarily store a fuel gas, preferably natural gas or hydrogen.

Das Brenngasspeichersystem 200 umfasst mindestens einen Brenngasanschluss 222 (z.B. mit einer (nicht gezeigten) ansteuerbaren Ventilanordnung), eingerichtet zum Bereitstellen eines Brenngases aus einem (externen) Brenngasverteilnetz 202. Mit anderen Worten, durch den Brenngasanschluss 222 kann Brenngas aus dem (externen) Brenngasverteilnetz 202 entnommen werden und in das interne Brenngasverteilnetz 226 des Brenngasspeichersystems 200 eingespeist werden. Die Strömungsrichtung des Brenngases ist in den Figuren insbesondere durch die Pfeile angedeutet.The fuel gas storage system 200 includes at least one fuel gas connection 222 (e.g. with a controllable valve arrangement (not shown), set up to provide a fuel gas from an (external) fuel gas distribution network 202. In other words, fuel gas can be supplied from the (external) fuel gas distribution network 202 through the fuel gas connection 222 are removed and fed into the internal fuel gas distribution network 226 of the fuel gas storage system 200. The direction of flow of the fuel gas is indicated in particular by the arrows in the figures.

Ferner umfasst das Brenngasspeichersystem 200 mindestens eine Brenngasverdichtungsanordnung 204, insbesondere mit mindestens einem Verdichter 210 bzw. einer Verdichtungsanlage, eingerichtet zum Verdichten des bereitgestellten Brenngases.Furthermore, the fuel gas storage system 200 includes at least one fuel gas compression arrangement 204, in particular with at least one Compressor 210 or a compression system, set up to compress the fuel gas provided.

Das Brenngasspeichersystem 200 umfasst mindestens einen Brenngasspeicher 206. Vorzugsweise kann der Brenngasspeicher 206 eine Salzkaverne 206 sein. Über einen Speicheranschluss 224 (z.B. mit einer ansteuerbaren Ventilanordnung) des Brenngasspeichers 206 kann das verdichtete Brenngas in den Brenngasspeicher 206 eingespeist werden. Mit anderen Worten, der Brenngasspeicher 206 ist eingerichtet zum Speichern des verdichteten Brenngases.The fuel gas storage system 200 includes at least one fuel gas storage 206. Preferably, the fuel gas storage 206 can be a salt cavern 206. The compressed fuel gas can be fed into the fuel gas storage 206 via a storage connection 224 (e.g. with a controllable valve arrangement) of the fuel gas storage 206. In other words, the fuel gas storage 206 is set up to store the compressed fuel gas.

Wie ferner aus der Figur 2 zu erkennen ist, umfasst das Brenngasspeichersystem 200 mindestens eine Brenngasentspannungsanordnung 208, eingerichtet zum Entspannen des aus dem Brenngasspeicher 206 entnommenen Brenngases. Insbesondere kann das Brenngas über den Speicheranschluss 224 aus dem Brenngasspeicher 206 entnommen werden.How further from the Figure 2 can be seen, the fuel gas storage system 200 comprises at least one fuel gas expansion arrangement 208, set up to expand the fuel gas removed from the fuel gas storage 206. In particular, the fuel gas can be removed from the fuel gas storage 206 via the storage connection 224.

Im Unterschied zum Stand der Technik (vgl. Figur 1) umfasst das anmeldungsgemäße Brenngasspeichersystem 200 mindestens eine Entspannungsarbeitsmaschine 230. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist die Entspannungsarbeitsmaschine 230 eine Turbinenvorrichtung 230, eingerichtet zum Entspannen des aus dem Brenngasspeicher 206 entnommen und insbesondere noch immer verdichteten Brenngases. Bei anderen Varianten der Anmeldung kann die Entspannungsarbeitsmaschine eine Drehkolbenvorrichtung, Hubkolbenvorrichtung oder dergleichen sein.In contrast to the state of the art (cf. Figure 1 ) the fuel gas storage system 200 according to the application comprises at least one expansion work machine 230. In the preferred embodiment shown, the expansion work machine 230 is a turbine device 230, set up to expand the fuel gas taken from the fuel gas storage 206 and in particular still compressed. In other variants of the application, the relaxation work machine can be a rotary piston device, reciprocating piston device or the like.

Das von dem Eingang zu dem Ausgang der Turbinenvorrichtung 230 strömende Brenngas bewirkt insbesondere eine mechanische Bewegung einer Laufeinrichtung der Turbinenvorrichtung 230. Dies führt zu einer Entspannung des Brenngases bzw. des Brenngasdrucks.The fuel gas flowing from the inlet to the outlet of the turbine device 230 causes in particular a mechanical movement of a running device of the turbine device 230. This leads to a relaxation of the fuel gas or the fuel gas pressure.

Der Brenngasanschluss 222 ist ferner eingerichtet zum Einspeisen des entspannten Brenngases in das Brenngasverteilnetz 202.The fuel gas connection 222 is also set up to feed the expanded fuel gas into the fuel gas distribution network 202.

Die Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Brenngasspeichersystems 300 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel nach Figur 2 beschrieben und ansonsten auf die Ausführungen zu diesem Ausführungsbeispiel verwiesen.The Figure 3 shows a schematic view of a further preferred embodiment of a fuel gas storage system 300 according to the present application. To avoid repetition, essentially only the differences from the previous exemplary embodiment are described below Figure 2 described and otherwise reference is made to the comments on this exemplary embodiment.

In dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Turbinenvorrichtung 330 einen Generator 334 und einen ersten Wärmetauscher 336. Es versteht sich, dass bei Varianten der Anmeldung nur ein Generator (mit einem entsprechenden internen Stromnetz) und kein Wärmetauscher oder nur ein erster Wärmetauscher (mit einem entsprechenden Kältemittelverteilnetz) und kein Generator vorgesehen sein können.In the illustrated preferred embodiment, the turbine device 330 includes a generator 334 and a first heat exchanger 336. It is understood that in variants of the application only a generator (with a corresponding internal power network) and no heat exchanger or only a first heat exchanger (with a corresponding refrigerant distribution network ) and no generator can be provided.

Der Generator 334 ist eingerichtet zum Generieren von elektrischer Energie. Die generierte elektrische Energie kann in ein internes Stromnetz 340 (gebildet durch eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Leitungen) und/oder in ein externes (öffentliches) Stromverteilnetz 350 eingespeist werden. Die Verteilung der elektrischen Energie auf das interne Stromnetz 340 und/oder das externe Stromverteilnetz 350 kann insbesondere durch eine Steuervorrichtung 348 des Brenngasspeichersystems 300 durchgeführt werden. Dies kann insbesondere von dem internen Strombedarf und/oder von dem Netzzustand des externen Stromverteilnetzes 350 abhängen.The generator 334 is set up to generate electrical energy. The generated electrical energy can be fed into an internal power grid 340 (formed by a plurality of electrically conductive lines) and/or into an external (public) power distribution grid 350. The distribution of the electrical energy to the internal power network 340 and/or the external power distribution network 350 can be carried out in particular by a control device 348 of the fuel gas storage system 300. This can depend in particular on the internal power requirement and/or on the network status of the external power distribution network 350.

Insbesondere kann mindestens ein elektrischer Verbraucher 310, 348 (beispielhaft sind als elektrische Verbraucher Verdichter 310 und Steuervorrichtung 348 dargestellt) des Brenngasspeichersystems 300 mit der durch den Generator 334 generierten elektrischen Energie versorgt werden. Optional kann das Brenngasspeichersystem 300 mindestens eine (nicht gezeigte) wiederaufladbare Batterie umfassen.In particular, at least one electrical consumer 310, 348 (compressor 310 and control device 348 are shown as electrical consumers as examples) of the fuel gas storage system 300 can be supplied with the electrical energy generated by the generator 334. This can be optional Fuel gas storage system 300 include at least one rechargeable battery (not shown).

Wie ferner der Figur 3 zu entnehmen ist, umfasst das Brenngasspeichersystem 300 vorliegend einen Kältekreislauf 352. Der Kältekreislauf 352 umfasst den mindestens einen ersten Wärmetauscher 336. Der erste Wärmetauscher 336 ist insbesondere eingerichtet zum Abkühlen bzw. Kühlen eines fluiden Kältemittels (insbesondere teilfluorierte Kohlenwasserstoffe) des Kältekreislaufs 352.How further the Figure 3 As can be seen, the fuel gas storage system 300 in the present case comprises a refrigeration circuit 352. The refrigeration circuit 352 includes the at least one first heat exchanger 336. The first heat exchanger 336 is in particular set up for cooling or cooling a fluid refrigerant (in particular partially fluorinated hydrocarbons) of the refrigeration circuit 352.

Das abgekühlte Kältemittel kann über das interne Kältemittelverteilnetz 342 des Kältekreislaufs 352 zu mindestens einen zweiten Wärmetauscher 338.1, 338.2 geleitet werden. Insbesondere umfasst die Brenngasverdichtungsanordnung 304 den mindestens einen zweiten Wärmetauscher 338.1, 338.2. Ein zweiter Wärmetauscher 338.1, 338.2 ist insbesondere eingerichtet zum Kühlen des Brenngases, das durch die Brenngasverdichtungsanordnung 304 strömt.The cooled refrigerant can be routed via the internal refrigerant distribution network 342 of the refrigeration circuit 352 to at least one second heat exchanger 338.1, 338.2. In particular, the fuel gas compression arrangement 304 includes the at least one second heat exchanger 338.1, 338.2. A second heat exchanger 338.1, 338.2 is in particular designed to cool the fuel gas that flows through the fuel gas compression arrangement 304.

Wie in der Figur 3 gezeigt ist, kann der mindestens eine zweite Wärmetauscher 338.1 insbesondere in Strömungsrichtung vor dem ersten Verdichter 310 bzw. der ersten Verdichtungsstufe 310 angeordnet sein. Dieser zweite Wärmetauscher 338.1 ist insbesondere eingerichtet zum Abkühlen des durch den Brenngasanschluss 322 bereitgestellten Brenngases auf zumindest kleiner als -10° C, vorzugsweise auf kleiner als -15° C, besonders bevorzugt auf zumindest -20° C.Like in the Figure 3 is shown, the at least one second heat exchanger 338.1 can be arranged in front of the first compressor 310 or the first compression stage 310, in particular in the flow direction. This second heat exchanger 338.1 is in particular designed to cool the fuel gas provided by the fuel gas connection 322 to at least less than -10 ° C, preferably to less than -15 ° C, particularly preferably to at least -20 ° C.

Beispielhaft kann der Kältekreislauf 352 mindestens einen weiteren zweiten Wärmetauscher 338.2 umfassen, beispielsweise angeordnet zwischen zwei Verdichtern 310. Bei weiteren Varianten der Anmeldung kann mindestens ein weiterer zweiter Wärmetauscher vorgesehen und/oder mindestens ein Luftkühler (der insbesondere an das interne Stromnetz angeschlossen sein kann). Es versteht sich, dass die Brenngasverdichtungsanordnung 304 bei anderen Varianten der Anmeldung drei oder mehr Verdichter bzw. Verdichtungsstufen umfassen kann.By way of example, the refrigeration circuit 352 can comprise at least one further second heat exchanger 338.2, for example arranged between two compressors 310. In further variants of the application, at least one further second heat exchanger can be provided and/or at least one air cooler (which can in particular be connected to the internal power network). It is understood that the fuel gas compression arrangement 304 may include three or more compressors or compression stages in other variants of the application.

Optional kann der Kältekreislauf 352 mindestens einen ersten Kältemittelspeicher 344 umfassen. Insbesondere dann, wenn augenblicklich kein Abkühlen des Brenngases durch den zweiten Wärmetauscher 338.1, 338.2 erforderlich ist (beispielsweise weil augenblicklich kein Brenngas verdichtet wird), kann das abgekühlte Kältemittel in dem ersten Kältemittelspeicher 344 zwischengespeichert werden. Wenn dann ein Abkühlen des Brenngases durch einen zweiten Wärmetauscher 338.1, 338.2 erforderlich ist (beispielsweise weil augenblicklich ein Brenngas verdichtet wird), kann das Kältemittel insbesondere durch den ersten Kältemittelspeicher 344 dem zweiten Wärmetauscher 338.1, 338.2 bereitgestellt werden (insbesondere wenn augenblicklich kein Entspannen des Brenngases erfolgt).Optionally, the refrigeration circuit 352 can include at least a first refrigerant storage 344. In particular, if no cooling of the fuel gas is currently required by the second heat exchanger 338.1, 338.2 (for example because no fuel gas is currently being compressed), the cooled refrigerant can be temporarily stored in the first refrigerant storage 344. If cooling of the fuel gas by a second heat exchanger 338.1, 338.2 is then required (for example because a fuel gas is currently being compressed), the refrigerant can be provided to the second heat exchanger 338.1, 338.2 in particular by the first refrigerant storage 344 (particularly if there is currently no expansion of the fuel gas he follows).

Darüber hinaus kann der Kältekreislauf 352 mindestens einen zweiten Kältemittelspeicher 346 umfassen. Insbesondere dann, wenn augenblicklich kein Abkühlen des fluiden Kältemittels durch einen ersten Wärmetauscher 336 erfolgen kann (beispielsweise weil augenblicklich kein Brenngas entspannt wird), kann das erwärmte Kältemittel in dem zweiten Kältemittelspeicher 346 zwischengespeichert werden. Wenn dann ein Abkühlen des fluiden Kältemittels durch einen ersten Wärmetauscher 336 erfolgen kann (beispielsweise weil augenblicklich ein Brenngas entspannt wird), kann das Kältemittel insbesondere durch den zweiten Kältemittelspeicher 346 dem ersten Wärmetauscher 336 bereitgestellt werden (insbesondere wenn augenblicklich kein Entspannen des Brenngases erfolgt).In addition, the refrigeration circuit 352 may include at least a second refrigerant storage 346. In particular, if the fluid refrigerant cannot currently be cooled by a first heat exchanger 336 (for example because no fuel gas is currently being expanded), the heated refrigerant can be temporarily stored in the second refrigerant storage 346. If the fluid refrigerant can then be cooled by a first heat exchanger 336 (for example because a fuel gas is currently being expanded), the refrigerant can be provided to the first heat exchanger 336 in particular by the second refrigerant storage 346 (in particular if the fuel gas is not currently being expanded).

Bei Varianten der Anmeldung kann der Kältekreislauf 352 weitere Komponenten umfassen, wie beispielsweise mindestens einen (nicht gezeigten) Kältemittelverdichter, beispielweise zwischen dem zweitem Kältemittelspeicher und dem ersten Wärmetauscher.In variants of the application, the refrigeration circuit 352 may include further components, such as at least one refrigerant compressor (not shown), for example between the second refrigerant storage and the first heat exchanger.

Die Steuerung des Kältekreislaufs 352, insbesondere der Komponenten 336, 344, 338.1, 338.2, 346 (bzw. der verschiedenen nicht gezeigten Ventile) des Kältekreislaufs 352, kann durch die Steuervorrichtung 348 erfolgen. Hierbei können in dem Kältekreislauf nicht gezeigte Sensoren (z.B. Temperatursensoren zum Erfassen der Temperatur in den Kältemittelspeichern 344, 346, Füllstandsensoren zum Erfassen des Füllstands in den Kältemittelspeichern 344, 346 etc.) angeordnet sein, die der Steuervorrichtung 348 die jeweils erfassten Sensordaten bereitstellen können. Die Steuerung des Kältekreislaufs 352 kann von diesen Sensordaten abhängen.The control of the refrigeration circuit 352, in particular the components 336, 344, 338.1, 338.2, 346 (or the various valves, not shown) of the refrigeration circuit 352, can be carried out by the control device 348. Sensors not shown in the refrigeration circuit (e.g. temperature sensors for detecting the Temperature in the refrigerant stores 344, 346, level sensors for detecting the level in the refrigerant stores 344, 346 etc.), which can provide the control device 348 with the respectively recorded sensor data. The control of the refrigeration circuit 352 may depend on this sensor data.

Zudem kann die Steuervorrichtung 348 eingerichtet sein zum Steuern des Einlagerungsvorgang und/oder des Auslagerungsvorgangs, beispielweise abhängig von einem empfangenen Steuersignal bzw. Instruktionsnachricht, beispielsweise enthaltend eine Instruktion zum Einlagern einer bestimmten Brenngasmenge beispielsweise innerhalb einer bestimmten Zeitdauer oder zum Auslagern einer bestimmten Brenngasmenge beispielsweise innerhalb einer bestimmten Zeitdauer.In addition, the control device 348 can be set up to control the storage process and / or the removal process, for example depending on a received control signal or instruction message, for example containing an instruction to store a certain amount of fuel gas, for example within a certain period of time or to remove a certain amount of fuel gas, for example within a certain period of time.

Es versteht sich, dass bei Varianten der Anmeldung auch eine Mehrzahl von sequentiell geschalteten Entspannungsarbeitsmaschinen, insbesondere Turbinenvorrichtungen, in der Brenngasentspannungsanordnung implementiert sein können, insbesondere um ein bestimmtes Druckniveau zu erhalten.It is understood that in variants of the application, a plurality of sequentially switched expansion machines, in particular turbine devices, can be implemented in the fuel gas expansion arrangement, in particular in order to obtain a specific pressure level.

Die Figur 4 zeigt eine schematische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Turbinenvorrichtung 430 gemäß der vorliegenden Anmeldung für ein Brenngasspeichersystem gemäß der vorliegenden Anmeldung, beispielsweise wie es in der Figur 2 oder Figur 3 dargestellt ist.The Figure 4 shows a schematic view of a preferred embodiment of a turbine device 430 according to the present application for a fuel gas storage system according to the present application, for example as described in FIG Figure 2 or Figure 3 is shown.

Die Turbinenvorrichtung 430 wird insbesondere verwendet zur Durchführung einer Brenngasdruckentspannung von einem ersten Brenngasdruckniveau (vor der Turbinenvorrichtung 430) auf ein zweites, geringeres Brenngasdruckniveau (nach der Turbinenvorrichtung 430), wobei vorzugsweise gleichzeitig durch einen Generator 434 der Turbinenvorrichtung 430 mechanische Energie in elektrische Energie gewandelt wird und insbesondere durch einen ersten Wärmetauscher 436 ein fluides Kältemittel abgekühlt wird.The turbine device 430 is used in particular to carry out a fuel gas pressure relief from a first fuel gas pressure level (before the turbine device 430) to a second, lower fuel gas pressure level (after the turbine device 430), preferably at the same time mechanical energy being converted into electrical energy by a generator 434 of the turbine device 430 and in particular a fluid refrigerant is cooled by a first heat exchanger 436.

Die gezeigte Turbinenvorrichtung 430 umfasst ein Turbinengehäuse 456 (z.B. aus Stahl oder einem anderen Metall). Das Turbinengehäuse 456 ist insbesondere im Wesentlichen rohrförmig gebildet. Bei Varianten der Anmeldung kann auch eine andere Form vorgesehen sein.The turbine device 430 shown includes a turbine housing 456 (e.g. made of steel or another metal). The turbine housing 456 is in particular essentially tubular. In variants of registration, a different form may also be provided.

Das Turbinengehäuse 456 weist einen Eingang 468 und einen Ausgang 470 auf. Der Pfeil 472 zeigt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Strömungsrichtung des Brenngases durch die Turbinenvorrichtung 430. Wie zu erkennen ist, strömt das Brenngas vorliegend durch das Turbinengehäuse 456 von dem Eingang 468 zu dem Ausgang 470 im Wesentlichen ohne eine Richtungsänderung.The turbine housing 456 has an input 468 and an output 470. In the present exemplary embodiment, the arrow 472 shows the direction of flow of the fuel gas through the turbine device 430. As can be seen, the fuel gas flows through the turbine housing 456 from the inlet 468 to the outlet 470 essentially without a change in direction.

Die dargestellte Turbinenvorrichtung 430 umfasst mindestens eine auf einer Turbinenwelle 466 angeordnete Laufeinrichtung 464. Die Laufeinrichtung 464 kann insbesondere ein Laufrad mit einer Mehrzahl von Laufradschaufeln umfassen.The turbine device 430 shown comprises at least one running device 464 arranged on a turbine shaft 466. The running device 464 can in particular comprise an impeller with a plurality of impeller blades.

Ferner umfasst die Turbinenvorrichtung 430 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mindestens eine in Strömungsrichtung 472 vor der Laufeinrichtung 464 angeordnete Leiteinrichtung 462. Die Leiteinrichtung 462 kann insbesondere eine Mehrzahl von Düsenkanälen aufweisen, welche insbesondere dem Brenngas einen Drall entsprechend der Beschaufelung des Laufrads 464 aufprägen können und es vorzugsweise beschleunigen.Furthermore, the turbine device 430 in the present exemplary embodiment comprises at least one guide device 462 arranged in front of the running device 464 in the flow direction 472. The guide device 462 can in particular have a plurality of nozzle channels, which in particular can and preferably impart a swirl to the fuel gas in accordance with the blading of the impeller 464 accelerate.

Die gezeigte Turbinenvorrichtung 430 umfasst mindestens einen mit der Turbinenwelle 466 gekoppelten Generator 434, eingerichtet zum Wandeln der mechanischen Energie in elektrische Energie. Insbesondere wird die Bewegungsenergie des durch die Turbinenvorrichtung 430 strömenden Brenngases durch Laufeinrichtung 464, Turbinenwelle 466 und Generator 434 in elektrische Energie gewandelt. Die erzeugte elektrische Energie kann beispielsweise in das beschriebene interne Stromnetz oder externe Stromverteilnetz eingespeist werden.The turbine device 430 shown includes at least one generator 434 coupled to the turbine shaft 466 and set up to convert the mechanical energy into electrical energy. In particular, the kinetic energy of the fuel gas flowing through the turbine device 430 is converted into electrical energy by the running device 464, turbine shaft 466 and generator 434. The electrical energy generated can, for example, be fed into the described internal power network or external power distribution network.

Wie aus der Figur 4 zu erkennen ist, ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Generator 434 vor der Leiteinrichtung 462 angeordnet. Wie bereits beschrieben wurde, kann der Generator 434 "schwebend" in dem Turbinengehäuse 456 durch einen Träger 458 gehalten bzw. gelagert sein. Die Leiteinrichtung 462 ist in diesem Ausführungsbeispiel in den Träger 458 integriert.Like from the Figure 4 As can be seen, in the present exemplary embodiment the generator 434 is arranged in front of the guide device 462. As already described, the generator 434 can be held “floating” in the turbine housing 456 by a carrier 458. The guide device 462 is integrated into the carrier 458 in this exemplary embodiment.

Darüber hinaus ist vorliegend in Strömungsrichtung 472 hinter der Leiteinrichtung 462 der erste Wärmetauscher 436 angeordnet. Insbesondere wird die thermische Energie des durch die Turbinenvorrichtung 430 strömenden Brenngases durch den ersten Wärmetauscher 436 genutzt. Das fluide Kältemittel kann in einfacher Weise abgekühlt werden. Der erste Wärmetauscher 436 kann über einen weiteren Träger 458 in dem Turbinengehäuse 456 gehalten bzw. gelagert sein.In addition, in the present case the first heat exchanger 436 is arranged behind the guide device 462 in the flow direction 472. In particular, the thermal energy of the fuel gas flowing through the turbine device 430 is used by the first heat exchanger 436. The fluid refrigerant can be cooled in a simple manner. The first heat exchanger 436 can be held or stored in the turbine housing 456 via a further carrier 458.

Die Figur 5 zeigt ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Verfahren dient insbesondere zum Betreiben eines Brenngasspeichersystems, wie es beispielsweise in der Figur 2 oder 3 beschrieben ist. Das Verfahren kann insbesondere unter Steuerung durch eine Steuervorrichtung des Brenngasspeichersystems ausgeführt werden.The Figure 5 shows a diagram of an exemplary embodiment of a method according to the present application. The method is used in particular to operate a fuel gas storage system, such as that in Figure 2 or 3 is described. The method can in particular be carried out under control by a control device of the fuel gas storage system.

In einem ersten Schritt 501 erfolgt ein Bereitstellen, durch mindestens einen Brenngasanschluss, eines Brenngases aus einem Brenngasverteilnetz, wie zuvor beschrieben wurde.In a first step 501, a fuel gas from a fuel gas distribution network is provided through at least one fuel gas connection, as described above.

In dem nächsten Schritt 502 erfolgt ein Verdichten, durch mindestens eine Brenngasverdichtungsanordnung, des bereitgestellten Brenngases, wie zuvor beschrieben wurde.In the next step 502, the provided fuel gas is compressed by at least one fuel gas compression arrangement, as described above.

In Schritt 503 erfolgt ein Speichern, durch mindestens einen Brenngasspeicher, des verdichteten Brenngases, wie zuvor beschrieben wurde. Die Schritte 501 bis 503 sind insbesondere Schritte des Einlagerungsvorgangs 507.In step 503, the compressed fuel gas is stored by at least one fuel gas storage, as described above. Steps 501 to 503 are in particular steps of storage process 507.

In Schritt 504 kann ein Entnehmen von Brenngas aus dem Brenngasspeicher erfolgen.In step 504, fuel gas can be removed from the fuel gas storage.

Dann erfolgt in Schritt 505 ein Entspannen, durch mindestens eine Entspannungsarbeitsmaschine, insbesondere eine Turbinenvorrichtung, mindestens einer Brenngasentspannungsanordnung, des aus dem Brenngasspeicher entnommenen Brenngases, wie zuvor beschrieben wurde.Then, in step 505, the fuel gas removed from the fuel gas storage is expanded by at least one expansion machine, in particular a turbine device, at least one fuel gas expansion arrangement, as described above.

In Schritt 506 erfolgt ein Einspeisen, durch den Brenngasanschluss, des entspannten Brenngases in das Brenngasverteilnetz, wie zuvor beschrieben wurde. Die Schritte 504 bis 506 sind insbesondere Schritte des Einlagerungsvorgangs 508.In step 506, the expanded fuel gas is fed into the fuel gas distribution network through the fuel gas connection, as described above. Steps 504 to 506 are in particular steps of the storage process 508.

BezugszeichenlisteReference symbol list

100100
Brenngasspeichersystem des Stands der TechnikPrior art fuel gas storage system
102102
BrenngasverteilnetzFuel gas distribution network
104104
Brenngasverdichtungsanordnung,fuel gas compression arrangement,
106106
BrenngasspeicherFuel gas storage
108108
BrenngasentspannungsanordnungFuel gas expansion arrangement
110110
Verdichtercompressor
112112
LuftkühlerAir cooler
114114
Verdichtungsstufecompression stage
116116
Kühleinrichtung, WärmeeinrichtungCooling device, heating device
118118
Regelventil bzw. EntspannungsventilControl valve or relief valve
120120
GasaufbereitungGas processing
122122
BrenngasanschlussFuel gas connection
124124
SpeicheranschlussMemory port
126126
BrenngasverteilnetzFuel gas distribution network
200200
BrenngasspeichersystemFuel gas storage system
202202
BrenngasverteilnetzFuel gas distribution network
204204
BrenngasverdichtungsanordnungFuel gas compression arrangement
206206
BrenngasspeicherFuel gas storage
208208
BrenngasentspannungsanordnungFuel gas expansion arrangement
210210
Verdichtercompressor
222222
BrenngasanschlussFuel gas connection
224224
SpeicheranschlussMemory port
226226
BrenngasverteilnetzFuel gas distribution network
230230
Entspannungsarbeitsmaschine, insbesondere TurbinenvorrichtungRelaxation work machine, especially turbine device
300300
BrenngasspeichersystemFuel gas storage system
304304
BrenngasverdichtungsanordnungFuel gas compression arrangement
310310
Verdichtercompressor
322322
BrenngasanschlussFuel gas connection
330330
Entspannungsarbeitsmaschine, insbesondere TurbinenvorrichtungRelaxation work machine, especially turbine device
334334
Generatorgenerator
336336
erster Wärmetauscherfirst heat exchanger
338338
zweiter Wärmetauschersecond heat exchanger
340340
Stromnetzpower grid
342342
KältemittelverteilnetzRefrigerant distribution network
344344
erster Kältemittelspeicherfirst refrigerant storage
346346
zweiter Kältemittelspeichersecond refrigerant storage
348348
SteuervorrichtungControl device
350350
StromverteilnetzElectricity distribution network
352352
KältekreislaufRefrigeration cycle
430430
Entspannungsarbeitsmaschine, insbesondere TurbinenvorrichtungRelaxation work machine, especially turbine device
434434
Generatorgenerator
436436
erster Wärmetauscherfirst heat exchanger
456456
TurbinengehäuseTurbine housing
458458
Trägercarrier
462462
LeiteinrichtungGuidance device
464464
LaufeinrichtungRunning facility
466466
Turbinenwelleturbine shaft
468468
EingangEntrance
470470
AusgangExit
472472
StrömungsrichtungDirection of flow

Claims (10)

Brenngasspeichersystem (200, 300), umfassend: - mindestens einen Brenngasanschluss (222, 322), eingerichtet zum Bereitstellen eines Brenngases aus einem Brenngasverteilnetz (202, 302), - mindestens eine Brenngasverdichtungsanordnung (204, 304), eingerichtet zum Verdichten des bereitgestellten Brenngases, - mindestens einen Brenngasspeicher (206, 306), eingerichtet zum Speichern des verdichteten Brenngases, - mindestens eine Brenngasentspannungsanordnung (208, 308), eingerichtet zum Entspannen des aus dem Brenngasspeicher (206, 306) entnommenen Brenngases, - wobei der Brenngasanschluss (222, 322) eingerichtet ist zum Einspeisen des entspannten Brenngases in das Brenngasverteilnetz (202, 302),
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Brenngasentspannungsanordnung (208, 308) mindestens eine Entspannungsarbeitsmaschine (230, 330, 430) umfasst.
Fuel gas storage system (200, 300), comprising: - at least one fuel gas connection (222, 322), set up to provide a fuel gas from a fuel gas distribution network (202, 302), - at least one fuel gas compression arrangement (204, 304), set up to compress the fuel gas provided, - at least one fuel gas storage (206, 306), set up to store the compressed fuel gas, - at least one fuel gas expansion arrangement (208, 308), set up to expand the fuel gas taken from the fuel gas storage (206, 306), - wherein the fuel gas connection (222, 322) is set up to feed the expanded fuel gas into the fuel gas distribution network (202, 302),
characterized in that
- The fuel gas expansion arrangement (208, 308) comprises at least one expansion work machine (230, 330, 430).
Brenngasspeichersystem (200, 300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - das Brenngas ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend: Erdgas, Biogas und Wasserstoff. Fuel gas storage system (200, 300) according to claim 1, characterized in that - the fuel gas is selected from the group comprising: natural gas, biogas and hydrogen. Brenngasspeichersystem (200, 300) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - die Entspannungsarbeitsmaschine (230, 330, 430) eine Turbinenvorrichtung (230, 330, 430) ist und mindestens einen Generator (334, 434) umfasst, eingerichtet zum Generieren von elektrischer Energie. Fuel gas storage system (200, 300) according to claim 1 or 2, characterized in that - The relaxation work machine (230, 330, 430) is a turbine device (230, 330, 430) and comprises at least one generator (334, 434), set up to generate electrical energy. Brenngasspeichersystem (200, 300) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass - das Brenngasspeichersystem (200, 300) ein internes Stromnetz (340) umfasst, eingerichtet zum Versorgen mindestens eines elektrischen Verbrauchers (310, 348) des Brenngasspeichersystems (200, 300) zumindest teilweise mit der durch den Generator (334, 434) generierten elektrischen Energie. Fuel gas storage system (200, 300) according to claim 3, characterized in that - the fuel gas storage system (200, 300) comprises an internal power network (340), set up to supply at least one electrical consumer (310, 348) of the fuel gas storage system (200, 300) at least partially with the electrical energy generated by the generator (334, 434). . Brenngasspeichersystem (200, 300) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass - die Entspannungsarbeitsmaschine (230, 330, 430) mindestens einen ersten Wärmetauscher (336, 436) umfasst, eingerichtet zum Abkühlen eines fluiden Kältemittels.
Fuel gas storage system (200, 300) according to one of the preceding claims,
characterized in that - The expansion work machine (230, 330, 430) comprises at least one first heat exchanger (336, 436), set up for cooling a fluid refrigerant.
Brenngasspeichersystem (200, 300) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass - die Brenngasverdichtungsanordnung (204, 304) mindestens einen zweiten Wärmetauscher (338.1, 338.2) umfasst, eingerichtet zum Kühlen des Brenngases, und - das Brenngasspeichersystem (200, 300) mindestens ein internes Kältemittelverteilnetz (342) umfasst, eingerichtet zum Versorgen des mindestens einen zweiten Wärmetauschers (338.1, 338.2) zumindest teilweise mit der durch den ersten Wärmetauscher (336) abgekühlten fluiden Kältemittels. Fuel gas storage system (200, 300) according to claim 5, characterized in that - the fuel gas compression arrangement (204, 304) comprises at least one second heat exchanger (338.1, 338.2), set up to cool the fuel gas, and - the fuel gas storage system (200, 300) comprises at least one internal refrigerant distribution network (342), set up to supply the at least one second heat exchanger (338.1, 338.2) at least partially with the fluid refrigerant cooled by the first heat exchanger (336). Brenngasspeichersystem (200, 300) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass - der mindestens eine zweite Wärmetauscher (338.1, 338.2) in der Brenngasverdichtungsanordnung (204, 304) angeordnet ist, derart, dass das bereitgestellte Brenngas vor dem mindestens einen Verdichter (310) der Brenngasverdichtungsanordnung (204, 304) abgekühlt wird. Fuel gas storage system (200, 300) according to claim 6, characterized in that - The at least one second heat exchanger (338.1, 338.2) is arranged in the fuel gas compression arrangement (204, 304) in such a way that the fuel gas provided is cooled in front of the at least one compressor (310) of the fuel gas compression arrangement (204, 304). Brenngasspeichersystem (200, 300) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass - das Brenngasspeichersystem (200, 300) mindestens einen ersten Kältemittelspeicher (344) umfasst, eingerichtet zum Speichern des durch den ersten Wärmetauscher (336) abgekühlten fluiden Kältemittels. Fuel gas storage system (200, 300) according to one of claims 5 to 7, characterized in that - The fuel gas storage system (200, 300) comprises at least one first refrigerant storage (344), set up to store the fluid refrigerant cooled by the first heat exchanger (336). Brenngasspeichersystem (200, 300) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass - das Brenngasspeichersystem (200, 300) mindestens einen zweiten Kältemittelspeicher (346) umfasst, eingerichtet zum Speichern des durch den mindestens einen zweiten Wärmetauscher (338.1, 338.2) erwärmten fluiden Kältemittels. Fuel gas storage system (200, 300) according to one of claims 5 to 8, characterized in that - The fuel gas storage system (200, 300) comprises at least one second refrigerant storage (346), set up to store the fluid refrigerant heated by the at least one second heat exchanger (338.1, 338.2). Verfahren zum Betreiben eines Brenngasspeichersystems (200, 300), insbesondere eines Brenngasspeichersystems (200, 300) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend: - Bereitstellen, durch mindestens einen Brenngasanschluss (222, 322), eines Brenngases aus einem Brenngasverteilnetz (202, 302), - Verdichten, durch mindestens eine Brenngasverdichtungsanordnung (204, 304), des bereitgestellten Brenngases, - Speichern, durch mindestens einen Brenngasspeicher (206, 306), des verdichteten Brenngases, - Entspannen, durch mindestens eine Entspannungsarbeitsmaschine (230, 330, 430) mindestens einer Brenngasentspannungsanordnung (208, 308), des aus dem Brenngasspeicher (206, 306) entnommenen Brenngases, und - Einspeisen, durch den Brenngasanschluss (222, 322), des entspannten Brenngases in das Brenngasverteilnetz (202, 302). Method for operating a fuel gas storage system (200, 300), in particular a fuel gas storage system (200, 300) according to one of the preceding claims, comprising: - Providing, through at least one fuel gas connection (222, 322), a fuel gas from a fuel gas distribution network (202, 302), - Compressing, by at least one fuel gas compression arrangement (204, 304), the fuel gas provided, - storing, through at least one fuel gas storage (206, 306), the compressed fuel gas, - Relaxing, by at least one expansion machine (230, 330, 430) at least one fuel gas expansion arrangement (208, 308), the fuel gas taken from the fuel gas storage (206, 306), and - Feeding the relaxed fuel gas into the fuel gas distribution network (202, 302) through the fuel gas connection (222, 322).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9383105B2 (en) * 2012-07-30 2016-07-05 Apex Compressed Air Energy Storage, Llc Compressed air energy storage system having variable generation modes
US9803803B1 (en) * 2014-06-20 2017-10-31 Northwest Natural Gas Company System for compressed gas energy storage
US10145509B2 (en) * 2011-06-30 2018-12-04 Kobe Steel, Ltd. Hydrogen station
US11015763B2 (en) * 2016-02-23 2021-05-25 Tokico System Solutions, Ltd. Expansion turbine and compressor-type high-pressure hydrogen filling system and control method for same
US20220074547A1 (en) * 2017-03-09 2022-03-10 Hydrostor Inc. Thermal Storage in Pressurized Fluid for Compressed Air Energy Storage Systems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10145509B2 (en) * 2011-06-30 2018-12-04 Kobe Steel, Ltd. Hydrogen station
US9383105B2 (en) * 2012-07-30 2016-07-05 Apex Compressed Air Energy Storage, Llc Compressed air energy storage system having variable generation modes
US9803803B1 (en) * 2014-06-20 2017-10-31 Northwest Natural Gas Company System for compressed gas energy storage
US11015763B2 (en) * 2016-02-23 2021-05-25 Tokico System Solutions, Ltd. Expansion turbine and compressor-type high-pressure hydrogen filling system and control method for same
US20220074547A1 (en) * 2017-03-09 2022-03-10 Hydrostor Inc. Thermal Storage in Pressurized Fluid for Compressed Air Energy Storage Systems

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