Flüssigkeiten, die zur Zersetzung in gasförmige Zersetzungskomponenten neigen, sind zum Beispiel Salzschmelzen, die als Wärmeträgermedium und Wärmespeichermedium eingesetzt werden. Salzschmelzen finden insbesondere dort Anwendung, wo klassische Wärmeträgerme- dien und Wärmespeichermedien aufgrund der erforderlichen hohen Temperaturen nicht mehr sinnvoll eingesetzt werden können. Ein wichtiger Einsatzbereich von Salzschmelzen als Wärmeträgermedium sind Solarkraftwerke, in denen das Wärmeträgermedium in Receivern durch Sonnenstrahlung erhitzt und in einem heißen Speicher zwischengespeichert wird. Mit dem heißen Wärmeträgermedium wird Wasser verdampft und überhitzt und mit dem überhitzten Dampf wird ein Generator zur Stromerzeugung angetrieben.

Insbesondere bei den in Solarkraftwerken, beispielsweise Parabolrinnen-Solarkraftwerken, Fresnel-Solarkraftwerken oder Turm-Solarkraftwerken, eingesetzten Salzschmelzen auf Basis von Nitraten oder Nitriten der Alkalimetalle oder Erdalkalimetalle, wobei häufig eine Mischung aus Nitraten und Nitriten eingesetzt wird, besteht die Gefahr, dass sich das Salz aufgrund der hohen Temperaturen unter Ausbildung von Gasen zersetzt. So bilden zum Beispiel Nitratsalze von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen bei hohen Temperaturen die jeweils korrespondierenden Alkalimetalloxide beziehungsweise Erdalkalimetalloxide unter gleichzeitiger Bildung von Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid, im Folgenden unter dem Begriff Stickstoffoxide zusam- mengefasst. Die Stickstoffoxide lösen sich physikalisch in der Salzschmelze und können mit gelösten Alkalimetalloxiden oder Erdalkalimetalloxiden im Sinne eines chemischen Reaktionsgleichgewichtes rückreagieren. Die Stickstoffoxide können jedoch insbesondere auch bei sinkendem Druck oder zunehmender Konzentration in den Gaszustand übergehen und stehen dann nicht mehr für eine Rückreaktion zur Verfügung. Hierdurch kann es zu einer schädlichen Akkumulation von Alkalimetalloxiden oder Erdalkalimetalloxiden in der Salzschmelze kommen.

Da es sich bei der Zersetzung der Nitratsalze um eine Gleichgewichtsreaktion handelt, hemmen die in der Salzschmelze gelösten Stickstoffoxide auch die weitere Zersetzung des Nitratsalzes. Durch Ausgasen der Stickstoffoxide und der damit verbundenen Verringerung der Konzentrati- on an Stickstoffoxiden in der Salzschmelze wird dieser Schutz weniger wirksam und die Salze in der Salzschmelze können sich weiter zersetzen. Die Bildung der Oxide durch die Zersetzung der Nitratsalze ist nachteilig. Zum einen führt die Zersetzungsreaktion bei hoch Nitrit-haltigen Schmelzen zu einer Senkung der Nitritkonzentration und dadurch zu einer Anhebung des Schmelzpunktes. Zum anderen nimmt die Korrosivitat der Schmelze gegenüber den üblicherweise eingesetzten metallischen Werkstoffen, insbeson- dere Stahl, zu. Weiterhin können sich durch Überschreiten der Löslichkeitsgrenze der Alkalimetall- und Erdalkalimetall-Konzentration Feststoffe in der Salzschmelze bilden, die zu Abrasion an den Oberflächen der durchströmten Anlagenteile und damit ebenfalls zu einer Schädigung der Anlagenteile führen können. Neben der Abrasion durch mitgerissene Feststoffteilchen ist es auch möglich, dass Feststoffe aus der Salzschmelze ausfallen und zu Ablagerungen und Anba- ckungen an den Anlagenteilen führen. Dies kann weiterhin die Verblockung von Rohrleitungen oder Wärmeübertragern zur Folge haben.

Um die Lebensdauer von Nitrat-haltigen Salzschmelzen zu erhöhen, ist es derzeit zum Beispiel üblich, die Salzschmelze wie in WO-A 2014/1 14508 beschrieben, zu regenerieren.

Alternativ besteht auch die Möglichkeit, die Salzschmelze mit einer Gasphase zu überdecken, deren Gehalt an Stickstoffoxiden so hoch ist, dass eine ausreichend hohe Konzentration an gelöstem Stickstoffoxid in der Salzschmelze erhalten wird, und so die Zersetzung der Nitratsalze gehemmt werden kann. Insbesondere bei Einsatz in großen Behältern, die zum Beispiel als Wärmespeicher in einem Solarkraftwerk dienen, hat dies jedoch den Nachteil, dass aufgrund des zyklischen Betriebs die Wärmespeicher zyklischen Erwärmungen und Abkühlungen ausgesetzt sind, die zu erheblichen Druck- und Volumenänderungen insbesondere im Gasraum führen. Bedingt durch die großen Volumenänderungen ist es schwierig, eine ausreichend große Menge an Stickstoffoxiden auszuschleusen und für eine Regeneration wieder bereitzustellen. Somit wäre für die Bereitstellung einer ausreichend großen Menge an Stickstoffoxiden eine Vor- Ort-Erzeugung notwendig.

Es ist bekannt, den Gasraum durch konsequenten Abschluss in einem Gaspendelsystem zusammen mit dem Einsatz von Gasdruckspeichern oder Gasvolumenspeichern in einem Zu- stand zu halten, der ohne relevante Abgabe von Gasen an die Umgebung auskommt. Hierdurch ist es nicht erforderlich, große Mengen an Stickstoffoxiden oder an Ausgangsprodukten für die Herstellung der Stickstoffoxide anzuliefern. Nachteil ist jedoch, dass durch den notwendigen Einsatz der Gasdruckspeicher oder Gasvolumenspeicher ein zusätzlicher großer Investitionsaufwand und Instandhaltungsaufwand verbunden ist. Mit dem Schwimmdach wird der Behälter bei den bekannten Schwimmdachtanks nach oben zur Umgebung hin abgeschlossen.

Für Flüssigkeiten, die einen hohen Dampfdruck aufweisen, beispielsweise in der Petrochemie, ist es bekannt, Schwimmdachtanks einzusetzen, bei denen ein Dach beweglich auf der Flüssigkeit im Behälter Schwimmt. Das Dach kann durch Membranen oder Gleitsysteme abgedichtet werden. Derartige Schwimmdachtanks sind zum Beispiel aus US 2,536,019 oder US 4,371 ,090 bekannt. Des Weiteren beschreibt JP-A S6484887 ein Schwimmdach, das in einem Heißwassertank eingesetzt wird. Keiner der hier beschriebenen Tanks wird jedoch unter den in einem Solarkraftwerk herrschenden Bedingungen, insbesondere bei den herrschenden Temperaturen des Wärmeträgermediums in einem Solarkraftwerk eingesetzt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen Behälter zur Speicherung einer Flüssigkeit, insbesondere eines Wärmeträgermediums in einem Solarkraftwerk, das bei den im Behälter herrschenden Bedingungen zur Zersetzung in gasförmige Zersetzungskomponenten neigt und bei der sich ein Gleichgewicht zwischen gasförmigen Zersetzungskomponenten und Flüssigkeit einstellt, bereitzustellen, der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile nicht aufweist.

Gelöst wird die Aufgabe durch einen Behälter zur Speicherung einer Flüssigkeit, die bei den im Behälter herrschenden Bedingungen zur Zersetzung in gasförmige Zersetzungskomponenten neigt und bei der sich ein chemisches Reaktionsgleichgewicht zwischen gasförmigen Zersetzungskomponenten und Flüssigkeit einstellt, wobei im Behälter ein Schwimmdach aufgenommen ist und das Schwimmdach Schwimmer umfasst, mit denen das Schwimmdach auf der Flüssigkeit schwimmt, und wobei das Schwimmdach mit einer Gleitdichtung im Behälter geführt ist.

Im Unterschied zu den bekannten Systemen, bei denen das Gas, das durch Zersetzung der Flüssigkeit entsteht, in einem zentralen Gasspeicher gespeichert wird, kann durch das Schwimmdach die Größe des Gasspeichers stark verringert oder sogar ganz auf einen Gas- Speicher verzichtet werden. Das Gas sammelt sich in einem Gasraum unterhalb des Schwimmdachs und ein Austritt des Gases in die Umgebung oder in eine Gasphase im Behälter oberhalb des Schwimmdachs wird behindert. Hierdurch kann eine Schädigung der Flüssigkeit, insbesondere einer Nitrate enthaltenden Salzschmelze verhindert oder zumindest stark verzögert werden.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei Einsatz in einem Zweispeichersystem, bei dem in einem ersten Behälter heißere Flüssigkeit und in einem zweiten Behälter kältere Flüssigkeit gespeichert ist, wobei der erste und der zweite Behälter miteinander verbunden sind, so dass Flüssigkeit aus dem ersten Behälter entnommen, abgekühlt und in den zweiten Behälter eingeleitet werden kann oder alternativ Flüssigkeit aus dem zweiten Behälter entnommen, erwärmt und in den ersten Behälter eingeleitet werden kann. So wird zum Beispiel in einem Solarkraftwerk die Flüssigkeit aus dem zweiten Behälter durch Sonneneinstrahlung entweder in einem Solarfeld eines Parabolrinnen- oder Fresnel-Solarkraftwerks oder in einem Zentralreceiver eines Turmkraftwerks erhitzt und in den ersten Behälter eingeleitet. Die Flüssigkeit aus dem ersten Behälter wird genutzt, um Wasser zu verdampfen und zu überhitzen, wobei Wärme abgegeben wird. Die so abgekühlte Flüssigkeit wird dann in den zweiten Behälter eingeleitet. Da sich durch den Betrieb der Flüssigkeitsstand im ersten und im zweiten Behälter zyklisch ändert, ändert sich auch das Gasvolumen oberhalb der Flüssigkeit im Behälter. Üblicherweise wird das Gas aus jeweils aus dem Behälter, in den die Flüssigkeit eingeleitet wird über ein Gaspendelsystem in den Be- hälter überführt, aus dem die Flüssigkeit entnommen wird. Als Flüssigkeit, die in einem Solarkraftwerk als Wärmeträgermedium eingesetzt wird, eignet sich insbesondere eine Salzschmelze. Übliche Salze, die in Form ihrer Schmelze genutzt werden, sind Nitrate oder Nitrite der Alkalimetalle und der Erdalkalimetalle sowie beliebige Mischungen daraus. Besonders bevorzugt ist dabei eine Mischung aus Kaliumnitrat und Kaliumnitrit. In einem Solarkraftwerk weisen die heißere und die kältere Flüssigkeit jedoch große Temperaturunterschiede auf. Dies führt dazu, dass das Gas im ersten Behälter mit der Flüssigkeit mit höherer Temperatur bei gleichem Druck ein sehr viel größeres spezifisches Volumen aufweist als das Gas im zweiten Behälter mit der kälteren Flüssigkeit. Um somit zu vermeiden, dass der Druck im ersten Behälter aufgrund des größeren spezifischen Volumens des Gases ansteigt, ist es notwendig, bei Befüllung des ersten und Entleerung des zweiten Behälters Gas aus dem System zu entfernen oder in einem Gasspeicher zwischenzuspeichern. Wenn der erfindungsgemäße Behälter mit Schwimmdach in einem solchen System als ersten Behälter für die Speicherung der heißen Flüssigkeit eingesetzt wird, wird das Schwimmdach vorzugsweise so ausgeführt, dass das Schwimmdach mindestens eine Kammer aufweist, die thermisch isolierendes Material enthält. Hierdurch wird eine thermische Isolierung der Flüssigkeit gegenüber dem oberhalb des Schwimmdachs ausgebildeten Gasraum erzielt. Die Isolie- rung des Schwimmdachs wird dabei vorzugsweise so ausgelegt, dass das Gas im Gasraum des ersten Behälters die gleiche Temperatur aufweist wie das Gas im zweiten Behälter. Hierdurch können Druckschwankungen des Gases aufgrund des gleichen spezifischen Volumens bei gleicher Temperatur und gleichem Druck ausgeglichen werden. Es ist somit nicht mehr erforderlich, zusätzlich einen Gasspeicher vorzugsehen, in dem das Gas zwischengespeichert werden kann.

Bei einem solchen System mit zwei Behältern ist es auch möglich, ein Schwimmdach im zweiten Behälter mit der kälteren Flüssigkeit vorzusehen. Hier hat das Schwimmdach jedoch insbesondere die Aufgabe zu verhindern, dass Fremdstoffe, beispielsweise Kohlenstoffdioxid, Was- ser oder Aerosolpartikel, insbesondere Chlorid-haltige Aerosolpartikel aus der Gasphase in die Flüssigkeit gelangen können.

Das Eindringen von gasförmigen Verunreinigungen aus der Gasphase oberhalb des Schwimmdachs in die Flüssigkeit oder von aus der Flüssigkeit gebildeten Zersetzungsgasen in die Gas- phase oberhalb des Schwimmdachs wird durch den Einsatz der gasdichten Gleitdichtung verhindert. Insbesondere bei Einsatz des Behälters als Wärmespeicher in einem Solarkraftwerk können aufgrund der hohen Temperaturen der im Behälter aufgenommenen Flüssigkeit, nämlich der als Wärmeträgermedium dienenden Salzschmelze, keine Dichtungen aus organischen Materialien, insbesondere aus Polymeren wie Polytetrafluorethylen eingesetzt werden. Eine Möglichkeit besteht darin, Membrandichtungen vorzusehen, die aus Edelstahl gefertigt werden. Herbei weisen die Membrandichtungen mindestens eine Membran auf, die an der Innenwandung des Behälters federnd anliegt. Bei großen Behältern, wie sie als Wärmespeicher in Solarkraftwerken eingesetzt werden, ist es auch möglich, die Membrandichtung ohne Kontakt zur Innenwandung des Behälters auszuführen. In diesem Fall wird keine vollständige Abdichtung erzielt, jedoch wird die Abgabe von Stickstoffoxiden aus der als Wärmeträger eingesetzten Nitratsalze enthaltenden Salzschmelze hierdurch so weit reduziert, dass eine ausreichend lange Lebensdauer der Salzschmelze erreicht wird. Bevorzugt ist jedoch eine Gleitdichtung mit Membranen, die flexibel an der Wandung des Behälters anliegen, um eine gasdichte Abdichtung zu erhalten. Um eine vollständige Abdichtung gegen austretende oder eintretende Gase zu erhalten, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Gleitdichtung gegen die im Behälter gespeicherte Flüssigkeit thermisch isoliert ist. In diesem Fall lässt sich die Gleitdichtung in einem Bereich des Behälters mit niedrigerer Temperatur anordnen, so dass auch temperaturempfindlichere Materialien als Dichtungsmaterial eingesetzt werden können. Ein weiterer Vorteil der thermischen Isolierung und der Anordnung in einem Bereich mit niedrigerer Temperatur ist, dass die Gleitdichtung einer geringeren Korrosion ausgesetzt ist, da insbesondere bei Salzschmelzen die Korrosivität mit steigender Temperatur zunimmt. Da die Gleitdichtung das Austreten von Gasen aus der Flüssigkeit oder das Eintreten von Verunreinigungen in die Flüssigkeit verhindern soll, ist auch ein Kontakt der Gleitdichtung mit der Flüssigkeit nicht erforderlich.

Eine weiter verbesserte Abdichtung kann dadurch erzielt werden, dass unterhalb der Gleitdichtung am Schwimmdeckel Dichtungskammern angeordnet sind. Die Dichtungskammern können zum Beispiel wie auch die Gleitdichtung mehrere Membranen umfassen, die an der Innenwandung des Behälters anliegen, wobei zwischen den einzelnen Membranen jeweils ein so großer Abstand ist, dass sich die Membranen auch bei Bewegung des Schwimmdeckels nicht berühren. Die thermische Isolierung der Gleitdichtung kann zum Beispiel dadurch realisiert werden, dass zwischen der Flüssigkeit und der Gleitdichtung über den Umfang des Schwimmdeckels eine Isolierung angebracht ist. Eine solche Isolierung kann zum Beispiel durch mehrere parallele ringförmige Rippen entlang des Umfangs des Schwimmdeckels realisiert werden. Zwischen den ringförmigen Rippen bilden sich Gaspolster aus, die isolierend wirken. Alternativ ist es auch möglich, ein isolierendes Material, beispielsweise anorganische Fasern mit einem hohen Anteil an AI2O3, das heißt mit einem Anteil an AI2O3 von mindestens 80%, zwischen die Rippen einzubringen. Bei einer Gestaltung der Isolierung durch mehrere parallele ringförmige Rippen entlang des Umfangs des Schwimmdeckels und einem Gaspolster zwischen den Rippen kann die Isolierung gleichzeitig auch die Funktion der Dichtungskammern übernehmen. Wenn ein isolieren- des Material eingesetzt wird, wird dieses aufgrund der Korrosivität der Salzschmelze besonders bevorzugt mit einer Stahlummantelung versehen.

Um zu verhindern, dass die Gleitdichtung und gegebenenfalls die Membranen der Dichtungskammern oder die Rippen der Isolierung eine zu große Kraft auf die Behälterwandung ausüben, wenn das Schwimmdach bewegt wird, ist es bevorzugt, wenn das Schwimmdach aus mindestens zwei Segmenten aufgebaut ist, wobei die Segmente beweglich miteinander verbunden sind. Die Krafteinwirkung auf die Innenwandung des Behälters kann sich zum Beispiel dadurch ergeben, dass die Wandungen nicht ideal mit durchgängig konstantem Abstand verlaufen sondern durch Fertigungstoleranzen vom idealen Verlauf abweichen. Durch die beweglichen Seg- mente kann das Schwimmdach ohne zu verkanten oder zu verklemmen innerhalb des Behälters bei steigendem beziehungsweise sinkendem Flüssigkeitsstand auf oder ab bewegt werden.

Um ein störungsfreies Bewegen des Schwimmdeckels zu ermöglichen und um das Schwimmdach innerhalb des Behälters an seiner Position zu halten ist es bevorzugt, wenn das Schwimmdach an mindestens einer Führung im Behälter geführt ist. Die Führung kann zum Beispiel in Form einer Schiene an der Behälterinnenwandung und einer auf der Schiene laufenden Nut an dem Schwimmdach ausgebildet werden. Alternativ ist es auch möglich, als Führung zum Beispiel Führungsstangen im Behälterinneren vorzusehen und im Schwimmdach Öffnun- gen auszubilden, durch die die Führungsstangen geführt werden.

In einer Ausführung der Erfindung sind im Schwimmdach Durchführungen ausgebildet. Durch die Durchführungen können Einbauten durch das Schwimmdach in die Flüssigkeit geführt werden. So kann zum Beispiel eine Tauchpumpe vorgesehen sein, mit der die Flüssigkeit aus dem Behälter abgepumpt werden kann. Die Pumpenwelle zum Betrieb der Tauchpumpe, die üblicherweise in einer Pumpenwellenführung geführt ist, und ein Strömungsrohr zur Entnahme der Flüssigkeit können dabei zum Beispiel in einem Hüllrohr geführt werden, wobei das Hüllrohr durch die Durchführung im Schwimmdach geführt ist. Das Hüllrohr ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Pumpenwelle, die Pumpenwellenführung und das Strömungsrohr segmentiert ausgeführt sind, wie dies insbesondere bei langen Tauchpumpen üblich ist. Hierdurch wird verhindert, dass Flüssigkeit aus dem Behälter im Bereich der Verbindungsstellen der einzelnen Segmente zum Beispiel in die Pumpenwelle eindringen und diese schädigen kann. Bei nicht segmentierter Pumpenwellenführung und Strömungsrohr kann auf das Hüllrohr auch verzichtet werden. In diesem Fall werden Pumpenwellenführung und Strömungsrohr jeweils durch separa- te Durchführungen im Schwimmdach geführt.

Weiterhin kann als Einbau, der durch eine Durchführung im Schwimmdach geführt wird, auch ein Tauchrohr vorgesehen sein, mit dem Flüssigkeit mit einer Unterspiegeleinfüllung in den Behälter eingeleitet wird. Zur Dämpfung von Schwingungen beim Einleiten von Flüssigkeiten ist es möglich, das Tauchrohr am Behälterboden zu fixieren. Hierzu kann das Tauchrohr zum Beispiel in einen Flüssigkeitsverteiler eingeführt und in diesem verklemmt werden.

Eine weitere Möglichkeit zur Dämpfung von Schwingungen ist, unterhalb der Mündung des Tauchrohres im Behälter eine Prallplatte vorzusehen. Beim Einleiten von Flüssigkeit strömt die- se zunächst gegen die Prallplatte und wird dabei umgelenkt. Durch eine geeignete Geometrie der Prallplatte kann Einfluss auf die Strömung innerhalb der Flüssigkeit genommen werden. Die Prallplatte kann zum Beispiel mit Öffnungen versehen werden oder konisch ausgebildet sein.

Um zu verhindern, dass an den Durchführungen im Schwimmdach Gas aus dem Gasraum oberhalb der Flüssigkeit in den Gasraum oberhalb des Schwimmdachs ausströmen kann oder Verunreinigungen oder Gase aus dem Gasraum oberhalb des Schwimmdachs in die Flüssigkeit gelangen können, werden die Durchführungen vorzugsweise mit einer geeigneten Dichtung abgedichtet. Hierzu ist es zum Beispiel möglich, die Durchführungen mit einer beweglichen Dichtplatte abzudichten. Durch die bewegliche Dichtplatte wird sichergestellt, dass die Dicht- platten keine zu großen Kräfte auf die Einbauten ausüben, wenn sich das Schwimmdach hebt oder senkt. Hierzu sind die beweglichen Dichtplatten so ausgebildet, dass sich diese horizontal auf dem Schwimmdach bewegen können. Gleichzeitig müssen die Dichtplatten so am Schwimmdach befestigt sein, dass sich diese beim Heben und Senken des Schwimmdachs mitbewegen und nicht an einer Position hängen bleiben. Bevorzugt liegen die Dichtplatten lose auf einer ebenen Fläche auf der Oberseite des Schwimmdachs auf und werden durch die Einbauten geführt. Somit können kleine Fertigungs- und Montageabweichungen der Einbauten vom ideal senkrechten Verlauf ausgeglichen werden. Alternativ ist es auch möglich, die Abdichtung der Durchführungen mit elastischen Gleitdichtungen zu realisieren.

Insbesondere dann, wenn die Flüssigkeit in dem Behälter eine Salzschmelze ist, die zum Kriechen neigt, ist es vorteilhaft, wenn die Gleitdichtung Schutzeinrichtungen gegen aufwärts kriechende Flüssigkeit aufweist. Hierdurch wird vermieden, dass die Gleitdichtung mit der Flüssigkeit in Kontakt kommt und durch die Flüssigkeit, beispielsweise durch Korrosion, geschädigt wird. Als Schutzeinrichtung gegen aufwärts kriechende Flüssigkeit kann zum Beispiel eine Tropfkante an dem Schwimmdach ausgebildet werden. Zusätzlich sollte ein Mindestabstand zwischen Oberfläche der Flüssigkeit und Gleitdichtung eingehalten werden. Der Mindestabstand beträgt dabei vorzugsweise mindestens 50 cm. Beim Einsatz des Behälters als Wärmespeicher in einem Solarkraftwerk können hohe Temperaturunterschiede zwischen der Unterseite des Schwimmdachs und der Oberseite des Schwimmdachs auftreten. Diese ergeben sich durch die hohe Temperatur der Flüssigkeit von in der Regel 450 bis 550°C und dem kälteren Gas im Gasraum oberhalb des Schwimmdachs. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Schwimmdach thermisch isolierend ausgeführt ist. Um die aufgrund der Temperaturunterschiede auftretenden unterschiedlichen Wärmausdehnung und damit verbundenen Spannungen auszugleichen weist das Schwimmdach vorzugsweise Einrichtungen zur Kompensation thermischer Ausdehnungen auf. Da im Normalbetrieb die Temperaturunterschiede im Wesentlichen konstant bleiben, können als Einrichtungen zur Kompensation thermischer Ausdehnungen zum Beispiel Kompensationsstrecken und/oder eine ge- eignete Vorspannung vorgesehen sein.

Damit das Schwimmdach auf der Flüssigkeit schwimmt, ist dieses mit Schwimmern ausgestattet. Damit das Schwimmdach auch über einen langen Betriebszeitraum nicht in die Flüssigkeit eintaucht, ist es notwendig, dass die Schwimmer ihr Volumen beibehalten und nicht eingedrückt werden. Dies könnte zum Beispiel durch hohen Druck oder Druckschwankungen erfolgen. Für eine druckfeste Gestaltung ist es zum Beispiel möglich, die Schwimmer mit einem Isolationsmaterial mit geringer Dichte und hoher Druckfestigkeit zu füllen. Derartige geeignete Isolationsmaterialien sind zum Beispiel Keramiken mit Gaseinschlüssen, beispielsweise Keramikschäume. Der Behälter wird besonders bevorzugt in einem Solarkraftwerk als Wärmespeicher eingesetzt. Es ist jedoch auch ein Einsatz in jeder beliebigen anderen Vorrichtung denkbar, in der eine Flüssigkeit eingesetzt wird, die unter Speicherbedingungen dazu neigt, unter Ausbildung von gasförmigen Zersetzungsprodukten zu zerfallen, wobei die Flüssigkeit und die gasförmigen Zersetzungsprodukte im chemischen Reaktionsgleichgewicht stehen.

Eine Vorrichtung zur Speicherung von Wärme, umfasst einen ersten Behälter zur Speicherung einer kälteren Flüssigkeit und einen zweiten Behälter zur Speicherung einer heißeren Flüssigkeit, wobei die Behälter miteinander verbunden sind, so dass die kältere Flüssigkeit aus dem ersten Behälter nach Aufnahme von Wärme in den zweiten Behälter strömt und aus dem zwei- ten Behälter nach Wärmeabgabe in den ersten Behälter, wobei zumindest der zweite Behälter ein Behälter wie vorstehen beschrieben ist.

Eine solche Vorrichtung zur Speicherung von Wärme wird besonders vorteilhaft in solarthermi- sehen Kraftwerken, kurz Solarkraftwerken, beispielsweise Parabolrinnen-, Fresnel- oder Turmkraftwerken eingesetzt.

In einer besonders bevorzugten Erfindung ist im ersten Behälter und im zweiten Behälter oberhalb des Schwimmdachs jeweils ein Gasraum ausgebildet und die Gasräume des ersten und des zweiten Behälters sind miteinander über eine Verbindungsleitung verbunden. Durch die Verbindungsleitung kann das Gas jeweils aus dem Behälter, der befüllt wird, in den Behälter, der entleert wird, strömen. Hierdurch wird jeweils ohne zusätzliche Gaszufuhr ein Druckausgleich in den jeweiligen Behältern realisiert. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen: Figur 1 einen Behälter mit einem Schwimmdach gemäß der Erfindung, Figur 2 ein Detail des Schwimmdachs,

Figur 3 eine schematische Darstellung eines solarthermischen Kraftwerks, in dem ein Be- hälter mit Schwimmdach eingesetzt wird.

Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Behälter mit Schwimmdach.

Ein Behälter 1 , wie er zum Beispiel in einem solarthermischen Kraftwerk als Speicher für heißes Wärmeträgermedium, insbesondere eine Salzschmelze, eingesetzt wird, umfasst einen Behälterboden 3, eine Behälterwandung 5 und einen Deckel 7.

Über ein Tauchrohr 9 kann Flüssigkeit in den Behälter eingeleitet werden. Durch die Zufuhr der Flüssigkeit durch das Tauchrohr 9 kann vermieden werden, dass beim Einleiten der Flüssigkeit in den Behälter 1 unzulässig große Turbulenzen in der Flüssigkeit entstehen. Eine weitere Reduzierung von Turbulenzen beim Einfüllen der Flüssigkeit in den Behälter 1 kann dadurch erreicht werden, dass unterhalb des Tauchrohres 9 eine Prallplatte 1 1 positioniert ist. Die durch das Tauchrohr 9 einströmende Flüssigkeit strömt auf die Prallplatte 1 1 , wird dadurch umgelenkt und verteilt, so dass entsprechend der Gestaltung der Prallplatte 1 1 oder dem Winkel, in dem die Prallplatte 1 1 unterhalb des Tauchrohres 9 angeordnet ist, eine gezielte Strömungsverbreiterung eingestellt werden kann. Ein weiterer Vorteil der Prallplatte 1 1 ist, dass die einströmende Flüssigkeit nicht direkt auf den Behälterboden 3 aufprallt und hierdurch möglicherweise dort abgelagerte Feststoffe mitgerissen und aufgewirbelt werden, so dass sich diese in der Flüssigkeit verteilen. Der Behälter ist dabei in der hier dargestellten Ausführungsform so ausgelegt, dass immer so viel Flüssigkeit im Behälter 1 ist, dass das Tauchrohr 9 auch bei entleertem Behälter 1 noch in die Flüssigkeit eintaucht.

Die Entnahme der Flüssigkeit erfolgt beispielsweise über eine Tauchpumpe 13. Die Tauchpum- pe 13 ist dabei ebenfalls in die Flüssigkeit eingetaucht. Über die Tauchpumpe 13 kann so lange Flüssigkeit aus dem Behälter entnommen werden, bis der Ansaugstutzen 15 der Tauchpumpe 13 nicht mehr in die Flüssigkeit eingetaucht ist. Durch die Lage des Ansaugstutzens ergibt sich somit der minimale Füllstand der Flüssigkeit im Behälter 1. Die von der Tauchpumpe 13 angesaugte Flüssigkeit fließt durch ein Strömungsrohr 17 aus dem Behälter 1. Der Antrieb der Tauchpumpe 13 erfolgt mit einer durch den Deckel 7 des Behälters 1 geführten Pumpenwelle 19. Zum Schutz gegen eintretende Flüssigkeit ist die Pumpenwelle 19 in einem Rohr 21 geführt. Da insbesondere bei langen Tauchpumpen, das heißt bei großer Höhe des Behälters 1 und entsprechend langem Strömungsrohr 17 und Pumpenwelle 19, das Strömungsrohr 17 und die Pumpenwelle 19 segmentiert sind, werden Strömungsrohr 17 und Pumpenwelle 19 vorzugsweise in einem Hüllrohr 21 geführt. Das Hüllrohr 21 behindert den unkontrollierten Gasaustausch zwischen der Unter- und der Oberseite des Schwimmdaches. Bevorzugt ist, dass das Hüllrohr gegen die Gasphase oberhalb des Schwimmdaches dicht ist, während es am unteren Ende offen ist. Dadurch wird vermieden, dass mit einer hohen Konzent- ration an Stickoxiden beladenes Gas in den Gasraum oberhalb des Schwimmdaches eindringt. Das Hüllrohr besitzt bevorzugt einen so großen Durchmesser, dass die Tauchpumpe durch das Hüllrohr gezogen werden kann, zum Beispiel zu Wartungszwecken.

In der hier dargestellten Ausführungsform befindet sich unterhalb der Tauchpumpe 13 ein Ver- teiler 25. Dieser kann zum Beispiel in Form eines Lochbodens ausgeführt sein. Der Verteiler befindet sich dabei an der Position des niedrigsten Flüssigkeitsstandes im Behälter 1 . Der Verteiler 25 wird eingesetzt, um Turbulenzen, die durch das Einlaufen der Flüssigkeit entstehen können, zu dämpfen, damit die Flüssigkeit oberhalb des Verteilers 25 ruhig bleibt und keine Wellen an der Oberfläche entstehen, durch die das Schwimmdach 29 in Bewegung geraten kann. Wenn, wie hier dargestellt, ein Verteiler 25 vorgesehen ist, besteht die Möglichkeit, zum Beispiel das Tauchrohr 9 durch eine Durchführung 27 im Verteiler 25 zu führen und am Verteiler 25 zu fixieren. Zusätzlich kann auch das Hüllrohr 21 der Tauchpumpe 13 am Verteiler 25 fixiert werden. Durch die Fixierung von Tauchrohr 9 und Tauchpumpe 13 wird vermieden, dass diese beginnen zu schwingen und hierdurch Schäden an Einbauten oder am Behälter 1 verur- Sachen können.

Erfindungsgemäß ist im Behälter 1 ein Schwimmdach 29 aufgenommen. Das Schwimmdach 29 schwimmt dabei auf der Oberfläche 31 der Flüssigkeit im Behälter. Hierzu sind am Schwimmdach 29 Schwimmer 33 ausgebildet, die auf der Flüssigkeit schwimmen und das Schwimmdach 29 tragen. In der hier dargestellten Ausführungsform ist nicht das gesamte Schwimmdach 29 in Kontakt mit der Oberfläche 31 der Flüssigkeit sondern nur die Schwimmer 33. Alternativ ist es jedoch auch möglich, das gesamte Schwimmdach 29 in Form von Schwimmern zu gestalten, so dass das gesamte Schwimmdach 29 auf der Oberfläche 31 der Flüssigkeit schwimmt. Insbesondere bei Einsatz als heißer Tank eines solarthermischen Kraftwerks ist es bevorzugt, wenn das Schwimmdach thermisch isolierend ausgeführt ist. Hierzu ist es zum Beispiel möglich, das Schwimmdach 29 als Hohlkörper zu gestalten und mit einem Isoliermaterial zu befüllen. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, das Schwimmdach 29 komplett aus dem Isoliermaterial zu fertigen. Als Isoliermaterialien eignen sich insbesondere Stahlblech-umhullte Keramiken mit Gaseinschluss, wie zum Beispiel Schaumkeramik oder Schaumglas, die temperatur- und druckstabil sind und es ermöglichen, sehr dünne Umhüllungsbleche einzusetzen. Alternativ ist auch möglich, zum Beispiel übliche anorganische Fasermatten zur thermischen Isolation zu verwenden, muss dann aber auftretende externe Drücke durch eine ausreichend stabil ausgeführte Umhüllung abfangen. Im Schwimmdach sind in der hier dargestellten Ausführungsform Durchführungen für Einbauten ausgebildet. Durch eine erste Durchführung 35 ist das Tauchrohr 9 geführt und durch eine zweite Durchführung 37 die Tauchpumpe 13. Hierbei ist die zweite Durchführung 37 so groß gestaltet, dass der Pumpenkopf der Tauchpumpe 13 durch die Durchführung in den Behälter eingeführt werden kann.

Damit kein Gas aus der Flüssigkeit durch das Schwimmdach 29 entweichen kann, sind die Durchführungen 35, 37 vorzugsweise mit einer beweglichen Dichtplatte 39 versehen. Die bewegliche Dichtplatte 39 ist dabei so gestaltet, dass sich diese sowohl vertikal mit dem Schwimmdach 29 heben und senken kann und zudem eine horizontale Bewegung möglich ist, um bei nicht vollständig vertikal verlaufenden Rohren der Einbauten, zum Beispiel Tauchrohr 9 und Hüllrohr 23, eine zu große Krafteinwirkung auf die Einbauten zu verhindern, durch die eine Schädigung hervorgerufen werden kann.

Um ein Verkanten des Schwimmdachs 29 zu verhindern, wenn sich das Schwimmdach 29 hebt oder senkt, wird vorzugsweise eine Führung 40 vorgesehen, entlang der das Schwimmdach 29 geführt wird. Als Führung 40 kann zum Beispiel eine Führungsstange an der Behälterwand 5 angebracht sein und das Schwimmdach 29 umschließt die Führungsstange so, dass das Schwimmdach 29 entlang der Führungsstange bewegt wird. Alternativ ist es auch möglich, Führungsstangen im Behälterinneren vorzusehen, die durch entsprechende Durchführungen im Schwimmdach 29 geführt werden. Zudem können auch die Einbauten, beispielsweise das Tauchrohr 9 oder das Hüllrohr 23 der Tauchpumpe 13 als Führung dienen.

Oberhalb des Schwimmdachs 29 ist ein Gasraum 41 zwischen Schwimmdach 29 und Deckel 7 des Behälters. Um zu verhindern, dass das Gas im Gasraum komprimiert wird, wenn sich das Schwimmdach 29 hebt, ist im Deckel ein Gasauslass 43 vorgesehen.

Wenn der Behälter 1 Teil eines Zwei-Tank-Systems ist, wie es zum Beispiel in solarthermischen Kraftwerken eingesetzt wird, bei dem in einem ersten Behälter die kältere Flüssigkeit und in einem zweiten Behälter die wärmere Flüssigkeit gespeichert wird, so dass jeweils ein Behälter entleert und der andere entsprechend befüllt wird, ist es bevorzugt, wenn die Behälter über den Gasauslass 43 im Deckel miteinander verbunden sind, so dass jeweils das Gas aus dem Behälter, der entleert wird, in den Behälter, der befüllt wird, strömen kann. Bei einer thermischen Isolierung des Schwimmdeckels 29 ist es dabei möglich, dass die Gasphasen im ersten Behälter und im zweiten Behälter im Wesentlichen die gleiche Temperatur und damit bei gleichem Druck auch das gleiche spezifische Volumen aufweisen.

In Figur 2 ist ein Detail des Schwimmdachs 29 dargestellt.

Das Schwimmdach 29 ist mit einer Gleitdichtung 45 an der Behälterwandung geführt. Mit der Gleitdichtung 45 wird der Raum unterhalb des Schwimmdachs 29 gegenüber dem Gasraum 41 abgedichtet, damit kein aus der Flüssigkeit entstammendes Zersetzungsgas in den Gasraum 41 entweichen kann. Weiterhin wird hierdurch auch verhindert, dass insbesondere gasförmige und flüssige Verunreinigungen aus dem Gasraum 41 in die Flüssigkeit gelangen können.

Zur Verbesserung der Dichtigkeit ist es vorteilhaft, wenn sich oberhalb der Gleitdichtung zusätzlich eine Dichtlippe 47 befindet. Die Dichtlippe 47 wird dabei entlang der Behälterwandung 5 geführt und hat eine zusätzliche Dichtwirkung.

Unterhalb der Gleitdichtung 45 sind am Schwimmer 33 Rippen 49 ausgebildet. Die Rippen 49 sind voneinander beabstandet, so dass sich jeweils zwischen den Rippen 49 ein Gasraum 51 ausbildet. Die Rippen 49 können als zusätzliche Abdichtung eingesetzt werden. Weiterhin wirken insbesondere die Gasräume 51 als zusätzliche Isolierung, so dass die Temperatur im Be- reich der Gleitdichtung 45 niedriger ist als direkt oberhalb der Flüssigkeit. Hierdurch wird die Gleitdichtung 45 vor zu hohen Temperaturen und einer möglichen Schädigung aufgrund der hohen Temperaturen geschützt. Insbesondere ist es hierdurch auch möglich, Dichtungsmaterialien einzusetzen, die bei den hohen Temperaturen der Flüssigkeit geschädigt werden würden. Um weiterhin zu vermeiden, dass nach oben kriechende Flüssigkeit aus dem Behälter mit der Gleitdichtung 45 in Kontakt kommt, ist es vorteilhaft, eine Tropfkante 53 unterhalb der Gleitdichtung 45 anzubringen. An der Tropfkante 53 tropft nach oben kriechende Flüssigkeit ab und fällt wieder nach unten in die Flüssigkeit. Im Unterschied zu der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform mit ungefüllten Schwimmern 33 sind die Schwimmer bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform mit einem thermisch isolierenden Material 55 gefüllt. Hierdurch wird vermieden, dass die Schwimmer als Wärmebrücken wirken und Wärme aus der Flüssigkeit an den Gasraum 41 oberhalb des Schwimmdachs 29 abgeben.

In Figur 3 ist ein solarthermisches Kraftwerk dargestellt, in dem mindestens ein Behälter 1 mit Schwimmdach 29 eingesetzt wird.

In einem solarthermischen Kraftwerk mit einem ersten Behälter 57 zur Speicherung einer kälte- ren Flüssigkeit und einem zweiten Behälter 59 zur Speicherung einer heißeren Flüssigkeit ist zumindest der zweite Behälter 59 mit einem Schwimmdach 29 ausgestattet. In der hier dargestellten Ausführungsform ist das Schwimmdach 29 aus mehreren Segmenten 61 aufgebaut, die beweglich miteinander verbunden sind. Die Segmente 61 sind dabei jeweils mit Schwimmern ausgestattet, so dass jedes Segment für sich auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmt. Die Flüssigkeit, die im ersten Behälter 57 und im zweiten Behälter 59 gespeichert ist, wird als Wärmeträgermedium genutzt und ist üblicherweise eine Salzschmelze. Salze, die für die Salzschmelze genutzt werden, sind insbesondere Nitrate und Nitrite der Alkalimetalle und Erdalkalimetalle sowie beliebige Mischungen daraus. Ein üblicherweise eingesetztes Salz ist eine Mi- schung aus Kaliumnitrat und Kaliumnitrit im Gewichtsverhältnis von 60:40.

Im Betrieb des solarthermischen Kraftwerks wird zu Zeiten mit solarer Einstrahlung, die Flüssigkeit aus dem ersten Behälter 57 entnommen und durch ein Solarfeld 63 geleitet. Das Solarfeld 63 weist Receiver 65 auf, in denen die Flüssigkeit durch einstrahlende Sonnenenergie erwärmt wird. Die so erwärmte Flüssigkeit wird in den zweiten Behälter 59 eingeleitet. Hierbei nimmt das Flüssigkeitsvolumen im ersten Behälter 57 ab, wodurch sich der Gasraum vergrößert. Gleichzeitig nimmt das Flüssigkeitsvolumen im zweiten Behälter 59 zu, so dass sich der Gasraum 41 im zweiten Behälter 59 verkleinert. Dabei wird das Gas aus dem Gasraum des zweiten Behälters 59 über eine Gaspendelleitung 67 in den ersten Behälter 57 eingeleitet. Überschüssiges Gas, das zum Beispiel durch Ausgasen von in der Flüssigkeit gelösten Gasen entstehen kann, die zum Beispiel dann, wenn der erste Behälter 57 nicht mit einem Schwimmdach ausgestattet ist, in die Gasphase gelangen können, kann über einen Gasauslass 69 entnommen werden.

Zur Stromerzeugung wird die heiße Flüssigkeit aus dem zweiten Behälter 59 einem ersten Wärmetauscher 71 eines Dampfkreislaufs 73 zugeführt. Im ersten Wärmetauscher 71 wird durch Wärmeübertragung von der heißen Flüssigkeit an den Wasserkreislauf das Wasser verdampft und überhitzt. Der so erzeugte überhitzte Dampf treibt eine Dampfturbine 75 an, die ihrerseits einen Generator 77 zur Stromerzeugung antreibt. In der Dampfturbine 75 wird der überhitzte Dampf dabei entspannt.

Der aus der Dampfturbine 75 ausströmende Dampf wird in einem zweiten Wärmetauscher 79 kondensiert, wobei die Wärme vom Wasser des Dampfkreislaufs 73 an einen Kühlkreislauf 81 übertragen wird. Der Kühlkreislauf 81 wird dabei üblicherweise ebenfalls mit Wasser betrieben, wobei das Wasser des Kühlkreislaufs 81 in einem Kühlturm 83 abgekühlt wird.

Nach der Kondensation wird das Wasser des Dampfkreislaufs 73 mit einer Pumpe wieder auf den Druck komprimiert, der zum Antrieb der Dampfturbine 75 erforderlich ist, bevor das Wasser erneut in den ersten Wärmetauscher 71 zur Verdampfung und Überhitzung einströmt. Als Receiver 65 im Solarfeld 63 können zum Beispiel Parabolrinnen oder Fresnel-Receiver eingesetzt werden. Alternativ ist es auch möglich, anstelle des Solarfeldes 63 einen Zentralre- ceiver eines Turmkraftwerks zu nutzen, wobei die Flüssigkeit dann im Turm erhitzt wird. Bezugszeichenliste

1 Behälter

3 Behälterboden

5 Behälterwandung

7 Deckel

9 Tauchrohr

1 1 Prallplatte

13 Tauchpumpe

15 Ansaugstutzen

17 Strömungsrohr

19 Pumpenwelle

21 Rohr

23 Hüllrohr

25 Verteiler

27 Durchführung

29 Schwimmdach

31 Oberfläche der Flüssigkeit

33 Schwimmer

35 erste Durchführung

37 zweite Durchführung

39 bewegliche Dichtplatte

40 Führung

41 Gasraum

43 Gasauslass

45 Gleitdichtung

47 Dichtlippe

49 Rippe

51 Gasraum

53 Tropfkante

55 thermisch isolierendes Material

57 erster Behälter

59 zweiter Behälter

61 Segment

63 Solarfeld

65 Receiver

67 Gaspendelleitung

69 Gasauslass

71 erster Wärmetauscher

73 Dampfkreislauf

75 Dampfturbine

77 Generator

79 zweiter Wärmetauscher

81 Kühlkreislauf

83 Kühlturm