WO2012107177A1 - Stationäres kraftwerk, insbesondere gaskraftwerk, zur stromerzeugung - Google Patents

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WO2012107177A1
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Jürgen Berger
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Definitions

  • Stationary power plant in particular gas power plant, for power generation
  • the present invention relates to a stationary power plant for power generation, in particular a gas power plant, in detail according to the preamble of
  • the power plant is designed as a combined heat and power plant (CHP) with a combined heat and power.
  • CHP combined heat and power plant
  • Power plants are generally modular systems for the production of electrical energy and preferably heat that can be operated, for example, directly at the place of heat consumption or can feed useful heat into a district heating network or district heating network. Their mode of operation is based on the principle of combined heat and power.
  • an internal combustion engine into consideration, preferably a diesel or gas engine.
  • Embodiments with a gas turbine are also known.
  • US 2007/0007771 AI describes an internal combustion engine whose waste heat is used in a steam cycle with a turbine and a condenser.
  • the turbine drives a generator.
  • the present invention is based on the object, a stationary power plant of the type mentioned in terms of efficiency and the
  • An inventive stationary power plant which is designed in particular as a gas power plant, is used to generate electricity and has an internal combustion engine, by means of which an electric generator is driven.
  • Internal combustion engine has a combustion medium inlet and a Exhaust outlet on. At the combustion medium inlet is a
  • Combustion medium supply in particular gas supply, connected to the combustion medium, in particular gas> via the combustion medium inlet into the combustion chamber, in particular in the form of one or more
  • An exhaust gas stream of the internal combustion engine is discharged via the exhaust gas outlet, the exhaust gas stream containing waste heat.
  • the electric generator which is driven by the internal combustion engine, is coupled to a power grid or coupled to such a power supply to feed the electricity generated by it into this power grid.
  • rectifier or converter or other electrical components can be provided between the generator and the power grid.
  • Cooling water flow cooled, wherein the heat transfer medium waste heat of the engine is supplied.
  • the waste heat of the internal combustion engine can be directly transferred to the heat transfer stream in the internal combustion engine itself, in particular within the engine housing, and / or be withdrawn from the exhaust gas flow generated by the internal combustion engine and the
  • Heat transfer stream are supplied, for example via a heat exchanger in the exhaust stream.
  • the heat absorbed by the heat transfer heat of the engine is then a district heating network, local heating network,
  • the steam cycle includes a heat exchanger arranged in the exhaust gas flow, by means of which waste heat of the exhaust gas flow for the partial or complete evaporation of the Working medium is transferred to the working medium.
  • Heat exchangers could therefore also be called evaporators.
  • the steam cycle comprises a Hubkolbenexpander, in which the
  • the Hubkolbenexpander can also be coupled to a second additional electrical generator.
  • the coupling of the Hubkolbenexpanders to the internal combustion engine and / or the electric generator, which is driven by the internal combustion engine, is advantageously made by means of a releasable coupling. This allows that in case of problems in the steam cycle or the Hubkolbenexpander the clutch can be easily solved, so that the power plant can continue to operate as before without additional waste heat. Accordingly, the availability of the power plant is not limited. Furthermore, it is possible, without availability restrictions, the maintenance intervals of the steam cycle or the Hubkolbenexpanders regardless of the
  • the reciprocating piston expander has a crankshaft which is connected to a crankshaft of the internal combustion engine, in particular directly via the clutch.
  • the internal combustion engine is advantageously designed as a gas engine, wherein this gas is then supplied via a gas supply at the combustion medium inlet, in particular together with air, as a combustion medium.
  • the working medium of the steam cycle is water or a water mixture.
  • the heat transfer stream which is used for cooling of the internal combustion engine, at the same time the working medium of the steam cycle and in particular at the same time in the heat utilization system in a closed circuit or open current guided medium.
  • the heat of condensation of the working medium of the steam cycle is the heat transfer stream via a heat exchanger, in this case as the second
  • a working medium reservoir may be provided to compensate for leaks and / or volume fluctuations of the working medium.
  • the working medium reservoir is designed as a container through which the working medium flows, that is, with a
  • the internal combustion engine and the reciprocating piston expander advantageously operate at the same speed level, in particular the drive shafts run
  • Both machines both of which are advantageously designed as reciprocating engines, according to one embodiment jointly drive one and the same generator or at a plurality of
  • the Hubkolbenexpander can be designed for example as a two-cylinder, three-cylinder, four-cylinder, five-cylinder or six-cylinder engine.
  • the internal combustion engine is designed as a gas engine, biogas,
  • combustion media in particular natural gas, landfill gas, wood gasification gas or sewage gas a suitable combustion medium.
  • Other combustion media are possible, however.
  • the entire steam cycle and its integration into the power plant can be controlled and / or monitored by a common system control.
  • FIG. 1 shows an internal combustion engine 1, here in the form of a gas engine, comprising a combustion medium inlet 2 and a
  • Combustion medium supply 19 is supplied to the one air from an air inlet 4 and the other gas from a gas supply 5 for common combustion in the internal combustion engine 1.
  • Hot exhaust gas flows via the exhaust gas outlet 3 first via a heat exchanger 6, by means of which a heat transfer stream 7, in particular cooling water flow, is heated, and then a
  • Heat exchanger 8 which serves as an evaporator for the working medium of a
  • the working medium of the steam cycle 9 is pumped by the heat exchanger 8 by means of a feed pump 11, which is driven by the Hubkolbenexpander 12, where it evaporates and then flows into the Hubkolbenexpander 12, where it expands while performing mechanical work.
  • a feed pump 11 which is driven by the Hubkolbenexpander 12, where it evaporates and then flows into the Hubkolbenexpander 12, where it expands while performing mechanical work.
  • the internal combustion engine 1 or its crankshaft is driven, which in turn utilizing the in
  • Combustion engine 1 paid mechanical work the generator 13 drives.
  • the generator 13 feeds the electric power generated by it into a power grid 14.
  • Hubkolbenexpander 12 working fluid flows through a condenser 15 in which it is condensed, and further through the
  • the condenser 15 is at the same time a second heat exchanger in the heat transfer stream 7 and transmits the heat of condensation to the heat transfer stream 7 in order to heat it, before the heat transfer stream 7 a
  • Heat utilization system 17 for example local heating network, district heating network or process heat network, is supplied.
  • the heat transfer stream 7 can, as
  • Heat transfer stream 7 are exchanged or it could be more Heat exchangers may be provided in the power plant for introducing heat into the heat transfer stream 7, for example in an exhaust gas recirculation of the
  • the reciprocating piston expander 12 is connected via a releasable coupling 18 to the internal combustion engine 1, wherein the clutch 18 according to a first embodiment is only solvable or closable at standstill and according to an alternative embodiment in the operation of the
  • the feed pump 11 could also be driven by the internal combustion engine 1 or by an additional drive, such as an electric motor.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein stationäres Kraftwerk, insbesondere Gaskraftwerk, zur Stromerzeugung; mit einem Verbrennungsmotor, umfassend einen Verbrennungsmediumeinlass und einen Abgasauslass, wobei über den Abgasauslass ein Abgasstrom des Verbrennungsmotors abgeführt wird; mit einem elektrischen Generator, der vom Verbrennungsmotor zur Stromerzeugung angetrieben wird, und der mit einem Stromnetz gekoppelt oder koppelbar ist, um den erzeugten Strom in dieses einzuspeisen; mit einer Verbrennungsmediumzufuhr, die am Verbrennungsmediumeinlass angeschlossen ist; wobei ein Dampfkreislauf, in welchem ein Arbeitsmedium mittels einer Speisepumpe umgewälzt wird, vorgesehen ist, umfassend einen im Abgasstrom angeordneten Wärmetauscher, mittels welchem Abwärme des Abgasstromes zur teilweisen oder vollständigen Verdampfung des Arbeitsmediums in das Arbeitsmedium übertragen wird, ferner umfassend einen Kondensator, in welchem das Arbeitsmedium teilweise oder vollständig kondensiert. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Dampfkreislauf ein Hubkolbenexpander vorgesehen ist, in welchem das Arbeitsmedium unter Verrichtung mechanischer Arbeit expandiert, und der Hubkolbenexpander mittels einer lösbaren Kupplung mechanisch an dem Verbrennungsmotor und/oder dem elektrischen Generator angeschlossen ist.

Description

Stationäres Kraftwerk, insbesondere Gaskraftwerk, zur Stromerzeugung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein stationäres Kraftwerk zur Stromerzeugung, insbesondere ein Gaskraftwerk, im Einzelnen gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1. Gemäß einer besonders günstigen Ausführungsform ist das Kraftwerk als Blockheizkraftwerk (BHKW) mit einer Kraft-Wärme-Kopplung ausgeführt.
Kraftwerke, insbesondere Blockheizkraftwerke, sind in der Regel modular aufgebaute Anlagen zur Gewinnung elektrischer Energie und vorzugsweise Wärme, die beispielsweise unmittelbar am Ort des Wärmeverbrauchs betrieben werden können oder aber Nutzwärme in ein Nahwärmenetz oder Fernwärmenetz einspeisen können. Ihre Arbeitsweise beruht auf dem Prinzip der Kraft-Wärme- Kopplung.
In der Regel kommt als Antriebsmaschine für den elektrischen Generator ein Verbrennungsmotor in Betracht, vorzugsweise ein Diesel- oder Gasmotor. Auch Ausführungsformen mit einer Gasturbine sind bekannt.
Durch die Kombination der Abwärmenutzung für eine Wärmestromerzeugung und Erzeugung elektrischer Energie durch Antrieb des Generators mit dem die
Abwärme erzeugenden Verbrennungsmotor können sehr hohe Wirkungsgrade erzielt werden, wodurch die eingesetzte Primärenergie zu 80 bis über 90 Prozent genutzt werden kann. Dies bedeutet im Vergleich zu herkömmlichen Kraftwerken, wie Dampfkraftwerken, eine Einsparung von bis zu 40 Prozent der Primärenergie. Solche stationäre Kraftwerke, die in der Regel elektrische Leistungen zwischen 5 kW und 5 oder 10 MW aufweisen, werden daher bereits als nahezu ideal angesehen. Trotzdem bedeutet eine weitere Wirkungsgradsteigerung eine noch bessere Ausnutzung vorhandener Primärenergien. Problematisch bei weiteren diesbezüglichen Verbesserungen ist jedoch, dass eine komplexere Ausgestaltung des bisher mechanisch sehr robusten Systems die sehr hohe Verfügbarkeit bekannter Kraftwerke der eingangs dargestellten Art potenziell einschränkt.
US 2007/0007771 AI beschreibt einen Verbrennungsmotor, dessen Abwärme in einem Dampfkreislauf mit einer Turbine und einem Kondensator genutzt wird. Die Turbine treibt einen Generator an.
Die nachveröffentlichte Offenlegungsschrift DE 10 2010 000 487 AI beschreibt die Nutzung der Abwärme einer Antriebsmaschine von Blockheizkraftwerken, bei welcher eine Verbrennungskraftmaschine und eine Expansionskraftmaschine mittels einer direkten mechanischen Kopplung gemeinsam eine Kurbelwelle antreiben können.
Zum weiteren Stand der Technik wird auf die US 2010/0242476 AI verwiesen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein stationäres Kraftwerk der eingangs genannten Art hinsichtlich des Wirkungsgrades und der
Energieausbeute noch weiter zu optimieren. Dabei sollen die bestehenden Vorteile unverändert weiter genutzt werden können und die Optimierung soll in keiner Weise die Verfügbarkeit des jeweiligen Kraftwerks einschränken.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein stationäres Kraftwerk mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind
vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung
angegeben.
Ein erfindungsgemäßes stationäres Kraftwerk, das insbesondere als Gaskraftwerk ausgeführt ist, dient der Stromerzeugung und weist einen Verbrennungsmotor auf, mittels welchem ein elektrischer Generator angetrieben wird. Der
Verbrennungsmotor weist einen Verbrennungsmediumeinlass und einen Abgasauslass auf. Am Verbrennungsmediumeinlass ist eine
Verbrennungsmediumzufuhr, insbesondere Gaszufuhr, angeschlossen, um das Verbrennungsmedium, insbesondere Gas> über den Verbrennungsmediumeinlass in den Brennraum, insbesondere in Form von einem oder mehreren
EExpansionszylindern, einzuleiten. Über den Abgasauslass wird ein Abgasstrom des Verbrennungsmotors abgeführt, wobei der Abgasstrom Abwärme beinhaltet.
Der elektrische Generator, der vom Verbrennungsmotor angetrieben wird, ist mit einem Stromnetz gekoppelt oder an ein solches koppelbar, um den von ihm erzeugten Strom in dieses Stromnetz einzuspeisen. Selbstverständlich können zwischen Generator und Stromnetz Gleichrichter beziehungsweise Umrichter oder andere elektrische Bauteile vorgesehen sein.
Wenn das Kraftwerk nach dem Kraft-Wärme-Kopplungsprinzip arbeitet, wird der Verbrennungsmotor mittels eines Wärmeträgerstromes, insbesondere
Kühlwasserstromes, gekühlt, wobei dem Wärmeträgerstrom Abwärme des Verbrennungsmotors zugeführt wird. Die Abwärme des Verbrennungsmotors kann dabei unmittelbar im Verbrennungsmotor selbst, insbesondere innerhalb dessen Motorgehäuses, auf den Wärmeträgerstrom übertragen werden, und/oder dem vom Verbrennungsmotor erzeugten Abgasstrom entzogen werden und dem
Wärmeträgerstrom zugeführt werden, beispielsweise über einen Wärmetauscher im Abgasstrom. Die vom Wärmeträgerstrom aufgenommene Abwärme des Verbrennungsmotors wird dann einem Fernwärmenetz, Nahwärmenetz,
Prozesswärmenetz oder einem anderen Wärmenutzungssystem zugeführt.
Erfindungsgemäß ist nun zur optimalen Nutzung der Abwärme, die noch im Abgasstrom enthalten ist, ein Dampfkreislauf vorgesehen, in welchem ein
Arbeitsmedium mittels einer Speisepumpe umgewälzt wird. Der Dampfkreislauf umfasst einen im Abgasstrom angeordneten Wärmetauscher, mittels welchem Abwärme des Abgasstromes zur teilweisen oder vollständigen Verdampfung des Arbeitsmediums in das Arbeitsmedium übertragen wird. Diesen ersten
Wärmetauscher könnte man demnach auch als Verdampfer bezeichnen. Ferner umfasst der Dampfkreislauf einen Hubkolbenexpander, in welchem das
Arbeitsmedium unter Verrichtung mechanischer Arbeit expandiert, sowie einen Kondensator, in welchem das Arbeitsmedium teilweise oder vollständig
kondensiert.
Erfindungsgemäß ist der Hubkolbenexpander mechanisch an dem
Verbrennungsmotor und/oder dem elektrischen Generator zum Antreiben desselben gekoppelt. Zusätzlich oder alternativ kann der Hubkolbenexpander auch an einen zweiten zusätzlichen elektrischen Generator gekoppelt sein.
Die Kopplung des Hubkolbenexpanders an den Verbrennungsmotor und/oder den elektrischen Generator, der vom Verbrennungsmotor angetrieben wird, ist vorteilhaft mittels einer lösbaren Kupplung hergestellt. Dies ermöglicht, dass bei Problemen im Dampfkreislauf beziehungsweise am Hubkolbenexpander die Kupplung einfach gelöst werden kann, sodass das Kraftwerk wie bisher ohne zusätzliche Abwärmenutzung weiterbetrieben werden kann. Demnach wird die Verfügbarkeit des Kraftwerks nicht eingeschränkt. Ferner ist es dadurch möglich, ohne Verfügbarkeitseinschränkungen die Wartungsintervalle des Dampfkreislaufes beziehungsweise des Hubkolbenexpanders unabhängig von den
Wartungsintervallen der übrigen Kraftwerkskomponenten auszuwählen.
Besonders günstig ist es, wenn der Hubkolbenexpander eine Kurbelwelle aufweist, die an einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, insbesondere unmittelbar über die Kupplung, angeschlossen ist.
Der Verbrennungsmotor ist vorteilhaft als Gasmotor ausgeführt, wobei diesem dann über eine Gaszufuhr am Verbrennungsmediumeinlass ein Gas, insbesondere zusammen mit Luft, als Verbrennungsmedium zugeführt wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Arbeitsmedium des Dampfkreislaufes Wasser oder ein Wassergemisch. Insbesondere bei der Ausführung des Verbrennungsmotors als Gasmotor führt dies zu dem Vorteil, dass sich das Arbeitsmedium bei den hohen Abgastemperaturen, welche ein solcher Gasmotor erzeugt, nicht zersetzt und andererseits bei einer Kondensation im Temperaturbereich 80° C bis 99° C bei Umgebungsdruck die aus dem Abgas entnommene Wärme, die dem Arbeitsmedium zugeführt wird, noch sehr gut für eine Kraftwärmekopplung auf üblichem Temperaturniveau verwendet werden kann. Hierzu ist gemäß einer ersten Ausführungsform der Wärmeträgerstrom, der zur Kühlung des Verbrennungsmotors genutzt wird, zugleich das Arbeitsmedium des Dampfkreislaufes und insbesondere zugleich das im Wärmenutzungssystem in einem geschlossenen Kreislauf oder offenen Strom geführte Medium. Alternativ wird die Kondensationswärme des Arbeitsmediums des Dampfkreislaufes dem Wärmeträgerstrom über einen Wärmetauscher, vorliegend als zweiter
Wärmetauscher bezeichnet, zugeführt, wobei der zweite Wärmetauscher den Kondensator beispielsweise teilweise oder vollständig ausbilden kann.
Im Dampfkreislauf kann ein Arbeitsmediumvorratsbehälter vorgesehen sein, um Leckagen und/oder Volumenschwankungen des Arbeitsmediums auszugleichen. Gemäß einer Ausführungsform ist der Arbeitsmediumvorratsbehälter als vom Arbeitsmedium durchströmter Behälter ausgeführt, das heißt mit einem
Arbeitsmediumeinlass, in welchen insbesondere sämtliches im Dampfkreislauf mittels der Speisepumpe umgewälztes Arbeitsmedium permanent einströmt, und mit einem Arbeitsmediumauslass, über welchen dieses Arbeitsmedium wieder aus dem Arbeitsmediumvorratsbehälter ausströmt.
Der Verbrennungsmotor und der Hubkolbenexpander arbeiten vorteilhaft auf- demselben Drehzahlniveau, insbesondere laufen die Antriebswellen
beziehungsweise Kurbelwellen beider Maschinen mit im Wesentlichen oder genau derselben Drehzahl um. Beide Maschinen, die beide vorteilhaft als Hubkolbenmaschinen ausgeführt sind, treiben gemäß einer Ausführungsform gemeinsam ein und denselben Generator oder bei einer Vielzahl von
vorgesehenen Generatoren dieselben Generatoren an.
Der Hubkolbenexpander kann beispielsweise als Zweizylinder-, Dreizylinder-, Vierzylinder-, Fünfzylinder- oder Sechszylindermaschine ausgeführt sein.
Entsprechendes gilt für den Verbrennungsmotor. Wenn der Verbrennungsmotor als Gasmotor ausgeführt ist, ist Biogas,
insbesondere Erdgas, Deponiegas, Holzvergasungsgas oder Klärgas ein geeignetes Verbrennungsmedium. Andere Verbrennungsmedien sind jedoch möglich.
Der gesamte Dampfkreislauf und dessen Einbindung in das Kraftwerk kann durch eine gemeinsame Systemsteuerung gesteuert und/oder überwacht werden.
Hierdurch ist ein robustes wartungsarmes System mit geschlossenem Kreislauf, selbstregulierendem Steuersystem und anpassbar an die verschiedenen
Verbrennungsmotoren erreichbar. Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels exemplarisch beschrieben werden.
In der Figur 1 ist ein Verbrennungsmotor 1, hier in Form eines Gasmotors, dargestellt, umfassend einen Verbrennungsmediumeinlass 2 und einen
Abgasauslass 3.
Über eine am Verbrennungsmediumeinlass 2 angeschlossene
Verbrennungsmediumzufuhr 19 wird zum einen Luft aus einem Lufteinlass 4 und zum anderen Gas aus einem Gasvorrat 5 zur gemeinsamen Verbrennung im Verbrennungsmotor 1 zugeführt. Über den Abgasauslass 3 strömt heißes Abgas zunächst über einen Wärmetauscher 6, mittels welchem ein Wärmeträgerstrom 7, insbesondere Kühlwasserstrom, aufgeheizt wird, und anschließend einen
Wärmetauscher 8, der als Verdampfer für das Arbeitsmedium eines
Dampfkreislaufes 9 arbeitet. Der Abgasstrom selbst ist vorliegend mit 10 bezeichnet.
Das Arbeitsmedium des Dampfkreislaufes 9 wird mittels einer Speisepumpe 11, die von dem Hubkolbenexpander 12 angetrieben wird, durch den Wärmetauscher 8 gepumpt, dort verdampft und strömt dann in den Hubkolbenexpander 12, wo es unter Verrichtung mechanischer Arbeit expandiert. Mittels dieser mechanischen Arbeit wird der Verbrennungsmotor 1 beziehungsweise dessen Kurbelwelle angetrieben, welcher/welche wiederum unter Ausnutzung der im
Verbrennungsmotor 1 entrichteten mechanischen Arbeit den Generator 13 antreibt. Der Generator 13 speist den von ihm erzeugten elektrischen Strom in ein Stromnetz 14.
Das im Hubkolbenexpander 12 expandierte Arbeitsmedium strömt durch einen Kondensator 15, in welchem es kondensiert wird, und weiter durch den
Arbeitsmediumvorratsbehälter 16 zurück in die Speisepumpe 11.
Der Kondensator 15 ist zugleich ein zweiter Wärmetauscher im Wärmeträgerstrom 7 und überträgt die Kondensationswärme auf den Wärmeträgerstrom 7, um diesen zu erwärmen, bevor der Wärmeträgerstrom 7 einem
Wärmenutzungssystem 17, beispielsweise Nahwärmenetz, Fernwärmenetz oder Prozesswärmenetz, zugeführt wird. Der Wärmeträgerstrom 7 kann, wie
dargestellt, als offener Strom oder, wie durch die gestrichelten Linien dargestellt ist, als geschlossener Kreislauf geführt werden.
Selbstverständlich könnte die Reihenfolge der Wärmetauscher 6, 15 im
Wärmeträgerstrom 7 umgetauscht werden oder es könnten weitere Wärmetauscher im Kraftwerk zum Eintrag von Wärme in den Wärmeträgerstrom 7 vorgesehen sein, beispielsweise in einer Abgasrückführung des
Verbrennungsmotors 1 (nicht dargestellt).
Vorliegend ist der Hubkolbenexpander 12 über eine lösbare Kupplung 18 am Verbrennungsmotor 1 angeschlossen, wobei die Kupplung 18 gemäß einer ersten Ausführungsform nur im Stillstand lösbar beziehungsweise schließbar ist und gemäß einer alternativen Ausführungsform auch im Betrieb des
Verbrennungsmotors 1 und/oder des Hubkolbenexpanders 12.
Abweichend von der dargestellten Ausführungsform könnte die Speisepumpe 11 auch vom Verbrennungsmotor 1 angetrieben werden oder von einem zusätzlichen Antrieb, beispielsweise einem Elektromotor.

Claims

Patentansprüche
1. Stationäres Kraftwerk, insbesondere Gaskraftwerk, zur Stromerzeugung;
1.1 mit einem Verbrennungsmotor (1), umfassend einen
Verbrennungsmediumeinlass (2) und einen Abgasauslass (3), wobei über den Abgasauslass (3) ein Abgasstrom (10) des Verbrennungsmotors (1) abgeführt wird;
1.2 mit einem elektrischen Generator (13), der vom Verbrennungsmotor (1) zur Stromerzeugung angetrieben wird, und der mit einem Stromnetz (14) gekoppelt oder koppelbar ist, um den erzeugten Strom in dieses
einzuspeisen;
1.3 mit einer Verbrennungsmediumzufuhr (19), die am
Verbrennungsmediumeinlass (2) angeschlossen ist; wobei
1.4 ein Dampfkreislauf (9), in welchem ein Arbeitsmedium mittels einer
Speisepumpe (11) umgewälzt wird, vorgesehen ist, umfassend einen im Abgasstrom (10) angeordneten Wärmetauscher (8), mittels welchem
Abwärme des Abgasstromes (10) zur teilweisen oder vollständigen
Verdampfung des Arbeitsmediums in das Arbeitsmedium übertragen wird, ferner umfassend einen Kondensator (15), in welchem das Arbeitsmedium teilweise oder vollständig kondensiert,
dadurch gekennzeichnet, dass
1.5 im Dampfkreislauf (9) ein Hubkolbenexpander (12) vorgesehen ist, in
welchem das Arbeitsmedium unter Verrichtung mechanischer Arbeit expandiert, und
1.6 der Hubkolbenexpander (12) mittels einer lösbaren Kupplung (18)
mechanisch an dem Verbrennungsmotor (1) und/oder dem elektrischen Generator (13) angeschlossen ist.
2. Stationäres Kraftwerk gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmedium Wasser oder ein Wassergemisch ist.
3. Stationäres Kraftwerk gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubkolbenexpander (12) eine Kurbelwelle aufweist, die an einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors (1),
insbesondere unmittelbar, angeschlossen ist.
4. Stationäres Kraftwerk gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (1) als Gasmotor ausgeführt ist und eine Gaszufuhr am Verbrennungsmediumeinlass (2) angeschlossen ist, um ein Gas, insbesondere zusammen mit Luft, dem Gasmotor als Verbrennungsmedium zuzuführen.
5. Stationäres Kraftwerk gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Kraft-Wärme-Kopplung vorgesehen ist, umfassend einen Wärmeträgerstrom (7), insbesondere Kühlwasserstrom, mittels welchem der Verbrennungsmotor (1) gekühlt wird, und der einem Nahwärmenetz, Fernwärmenetz, Prozesswärmenetz oder anderen
Wärmenutzungssystem (17) zugeführt wird, wobei der Wärmeträger des Wärmeträgerstromes (7) zugleich das Arbeitsmedium des Dampfkreislaufes (9) ist.
6. Stationäres Kraftwerk gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Kraft-Wärme-Kopplung vorgesehen ist, umfassend einen Wärmeträgerstrom (7), insbesondere Kühlwasserstrom, mittels welchem der Verbrennungsmotor (1) gekühlt wird, und der einem Nahwärmenetz, Fernwärmenetz, Prozesswärmenetz oder anderen
Wärmenutzungssystem (17) zugeführt wird, wobei im Wärmeträgerstrom (7) ein zweiter Wärmetauscher vorgesehen ist, der mit der
Kondensationswärme des Arbeitsmediums beaufschlagt ist, um den
Wärmeträgerstrom (7) aufzuheizen.
7. Stationäres Kraftwerk gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmetauscher den Kondensator (15) teilweise oder vollständig ausbildet.
8. Stationäres Kraftwerk gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass im Dampfkreislauf (9) ein
Arbeitsmediumvorratsbehälter (16) vorgesehen ist, der als vom
Arbeitsmedium durchströmter Behälter ausgeführt ist.
9. Stationäres Kraftwerk gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass das Verbrennungsmedium ein Biogas, insbesondere Erdgas, Deponiegas, Holzvergasungsgas oder Klärgas ist.
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