KRAFTWERK MIT WÄRMESPEICHER Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftwerk mit einem Wasserdampfkreislauf, welcher im Bereich eines

Abhitzedampferzeugers mit thermischer Energie zur Dampfberei ^¬ tung versorgbar ist, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftwerks.

Der heutige Energiemarkt erfordert Kraftwerke, die einen fle ^¬ xiblen Betrieb erlauben, um neben verhältnismäßig schnellen An- und Abfahrzeiten gleichzeitig auch einen großen Leistungsbereich abdecken zu können. Insbesondere da in den elektrischen Versorgungsnetzen große Fluktuationen von angebotenen und nachgefragten Strommengen vorliegen können, sind solche Kraftwerke, welche schnell Leistung an die Versor ^¬ gungsnetze abgeben können, bzw. schnell aus diesen entnehmen können, sehr vorteilhaft. Die Kraftwerke sollten zudem einen hohen Leistungsbereich abdecken, um sowohl bei Spitzenlastbetrieb wie auch bei niedrigen Teillastbetrieben Einsatz zu finden .

Aufgrund dieses erforderlichen Wechsellastbetriebs ist es mitunter auch notwendig, dass das Kraftwerk zeitweilig in Standby betrieben wird, bzw. vom Netz vollständig entfernt wird. Soll aus diesen Zuständen heraus ein möglichst schnel ^¬ les Anfahren erfolgen, müssen die Funktionsbauteile des Was ^¬ serdampfkreislaufs warm gehalten werden, um die thermische Materialermüdung, insbesondere bei dickwandigen Bauteilen durch thermische Spannungen gering zu halten.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren be ^¬ kannt, um thermische Energie in einem Kraftwerksprozess zu speichern, und wieder in den Kraftwerksprozess zurück zu führen. Die WO 2014/026784 AI offenbart beispielsweise eine Kraftwerksanordnung mit einer Hochtemperatur-Speichereinheit, die Betriebstemperaturen von über 600°C erfordert. Die DE 10 2012 108 733 AI beschreibt darüber hinaus ein System zur Erzeugung von Heißwasser oder Dampf durch einen Hochtemperaturspeicher für den Einsatz in einem Gasturbinenkraftwerk, bei dem sich in dem Hochtemperaturspeicher ein Speichermaterial befindet. Aus der EP 2 759 680 AI ist ein Gasturbinenkraft ^¬ werk mit verbesserter Flexibilität bekannt, wobei ein Wärme ^¬ speicher und ein Behältnis vorgesehen sind, sodass heißes Wasser aus dem Behältnis der Gasturbine im Betrieb zur Leis ^¬ tungserhöhung zugeführt werden kann. Die US 2014/0165572 AI offenbart überdies eine Vorwärmvorrichtung für Brenngas für eine Gasturbine, durch gespeicherte, thermische Energie.

Bisher ist es bei der Bereitstellung von Spitzenlasten etwa durch kombinierte Gas- und Dampfkraftwerke üblich, die Gas- turbine zu überfeuern, die Verdichterleitschaufeln stark zu öffnen oder auch eine Wassereindüsung in den Ansaugluftkanal (sog. wet compression) bzw. eine Dampfeindüsung in die Brennkammer der Gasturbine (sog. power augmentation) vorzunehmen. Herrschen verhältnismäßig hohe Außentemperaturen vor, kann die Leistungssteigerung auch dadurch erreicht werden, dass die Ansaugluft für die Gasturbine mit Verdunstungskühlern oder Kältemaschinen (sog. Chillern) abgekühlt wird. Ebenso kann der Abhitzedampferzeuger (AHDE) mit einer zusätzlichen Feuerung ausgestattet werden, um weitere thermische Energie in den Wasserdampfkreislauf einzubringen.

Bei reinen Dampfkraftwerken ist es darüber hinaus üblich, bei der Dampferzeugung eine Leistungsreserve von bis zu 5% der Spitzenlast vorzuhalten. Wird die Spitzenlast dann nachge- fragt, kann eine entsprechende Leistungssteigerung angeboten werden .

Ist ein thermisches Kraftwerk abgeschaltet, dient bspw. im Falle eines Dampfkraftwerks oftmals Hilfsdampf aus einem Hilfsdampferzeuger oder einer Nachbaranlage zur Warmhaltung der Funktionsbauteile in dem Wasserdampfkreislauf . Die Hilfs ^¬ dampfdrücke sind jedoch verhältnismäßig niedrig, was wiederum die Temperaturen zum Warmhalten nach oben hin stark begrenzt. Außerdem benötigt der Hilfsdampferzeuger in der Regel relativ teures Erdgas bzw. elektrische Energie zur Bereitstellung der erforderlichen Energiemengen, wodurch dieses Verfahren wirtschaftliche Nachteile aufweist.

Aufgrund dieser Nachteile ist es erforderlich, eine weiterge ^¬ hende technische Kraftwerkslösung vorzuschlagen, welche nicht nur die Flexibilisierung des Kraftwerks gewährleistet, son ^¬ dern auch eine geeignete Warmhaltung der thermischen Funkti- onsbauteile ermöglicht während das Kraftwerk sich in einem Standby-Betrieb befindet bzw. abgeschaltet wurde.

Diese der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden gelöst durch ein Kraftwerk gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfah- ren zum Betreiben eines solchen vorab wie auch nachfolgend beschriebenen Kraftwerks gemäß Anspruch 11.

Insbesondere werden die der Erfindung zugrundliegenden Aufgaben gelöst durch ein Kraftwerk mit einem Wasserdampfkreis- lauf, welcher im Bereich eines Abhitzedampferzeugers mit thermischer Energie zur Dampfbereitung versorgbar ist, wobei der Wasserdampfkreislauf im Bereich des Abhitzedampferzeugers einen Hochdruckteil, einen Mitteldruckteil und einen Nieder ^¬ druckteil umfasst, und wobei weiterhin ein ein Phasenwechsel- material (PCM) aufweisender Wärmespeicher umfasst ist, welcher nicht im Bereich des Abhitzedampferzeugers angeordnet ist, wobei zur Versorgung des Wärmespeichers mit thermisch aufbereitetem Wasser eine Zuleitung abgehend vom Hochdruckteil oder dem Mitteldruckteil umfasst ist und eine Ableitung zur Abgabe von thermisch aufbereitetem Wasser aus dem Wärmespeicher, welche in den Mitteldruckteil, den Niederdruckteil oder eine Dampfturbine mündet.

Weiterhin werden die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines solchen vorab wie nachfolgend beschriebenen Kraftwerks, welches folgende Schritte umfasst: - Zuleiten von thermisch aufbereitetem Wasser aus dem Hochdruckteil oder dem Mitteldruckteil an den Wärmespeicher zum Aufladen;

- Rückführen von flüssigem Wasser mittels der Rückführleitung an das Mitteldruckteil;

- Unterbrechen der Zuleitung von thermisch aufbereitetem Wasser bei Erreichen eines vorbestimmten Drucks oder einer vorbestimmten Temperatur in dem Wärmespeicher;

- Ableiten des bevorrateten Wassers in dem Wärmespeicher nach dem Unterbrechen an den Mitteldruckteil, den Niederdruckteil oder die Dampfturbine mittels der Ableitung.

Erfindungsgemäß ist also ein energetisches Wärmespeicherkon ^¬ zept vorgeschlagen, welches in das Kraftwerk integriert ist. Der Wärmespeicher weist zur effizienten thermischen Energiebevorratung ein Trägermedium auf, welches nur verhältnismäßig geringe Volumenänderungen beim Ein- bzw. Ausspeichern der thermischen Energie vollführt. Diese Materialien, Phasenwech- selmaterialien (PCM) , werden in den Wärmespeicher integriert und ermöglichen die Speicherung von relativ großen thermischen Energiemengen auf verhältnismäßig kleinem Raum. Das Phasenwechselmaterial wird in dem Wärmespeicher durch Dampf aus dem Hochdruckteil oder dem Mitteldruckteil versorgt, wo ^¬ durch sich sowohl das sich in dem Wärmespeicher befindliche Phasenwechselmaterial thermisch auflädt als auch der Wärme ^¬ speicher selbst etwa mit Dampf anfüllen lässt.

Das thermisch aufgeladene Phasenwechselmaterial gewährleistet hierbei ein weitgehend konstantes Temperaturniveau, soweit der temperaturbedingte Phasenwechsel in dem Phasenwechselma ^¬ terial noch nicht abgeschlossen ist. Die thermischen Eigenschaften von Phasenwechselmaterialen sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.

Das Phasenwechselmaterial kann in dem Wärmespeicher etwa in gekapselter Form vorliegen, z. B. kugelförmig, eiförmig, pelletförmig, in Form von kurzen oder langen Stangen, etc., und ist von dem Wasserdampf aus dem Hochdruckteil bzw. dem Mitteldruckteil umgeben bzw. wird von diesem umströmt. Es kann also ein direkter Kontakt zwischen dem Wasserdampf und dem möglicherweise verkapselten Phasenwechselmaterial erfol- gen .

An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass der Hochdruckteil, der Mitteldruckteil und der Niederdruckteil des Wasser dampfkreislaufs sich voneinander aufgrund der vorherrschende Temperaturen bzw. des Druckniveaus im Wasserdampfkreislauf unterscheiden. Niederdruckteil, Mitteldruckteil wie Hoch ^¬ druckteil können alle einen eigenen Druckkessel, einen eige ^¬ nen Economizer, einen eigenen Wärmetauscher sowie einen eige nen Überhitzer bzw. Zwischenüberhitzer aufweisen. Die Begrif fe Hochdruckteil, Mitteldruckteil sowie auch Niederdruckteil sind allgemeine Fachbegriffe und werden in der Kraftwerks ^¬ technik hinlänglich verwendet. Insbesondere ist darauf hinzu weisen, dass diese Begriffe nicht austauschbar verwendbar sind .

Aufgrund der Bevorratung von thermischer Energie, insbesonde re in Verbindung mit thermisch aufbereitetem oder

aufbereitbarem Wasserdampf können somit Lastwechsel des Kraftwerks unterstützt werden. Insbesondere bei Spitzenlast ^¬ betrieb kann Wasserdampf mit einem hohen Energieinhalt aus dem Wärmespeicher entnommen bzw. in diesem aufbereitet werde und zur elektrischen Stromerzeugung der Dampfturbine zugeführt werden. Aufgrund des zusätzlichen Dampfes steht zur Energieerzeugung relativ vermehrt thermische Energie bereit, welche in der Dampfturbine umgesetzt werden kann.

Ebenfalls kann beispielsweise Dampf aus dem Wärmespeicher entnommen bzw. in diesem aufbereitet werden, wenn die Funkti onsbauteile des Wasserdampfkreislaufs warmgehalten werden sollen, ohne dass jedoch etwa der Abhitzedampferzeuger regulär oder überhaupt befeuert würde. Mit anderen Worten kann das Kraftwerk sich etwa im Standby-Betrieb befinden bzw. abgeschaltet sein, wobei dennoch thermische Energie aus dem Wärmespeicher für die Warmhaltung der thermischen Funktionsbauteile des Wasserdampfkreislaufs zur Verfügung stehen kann.

Aufgrund der hohen speicherbaren thermischen Energiedichte in dem Wärmespeicher, welche durch die Verwendung des Phasen- wechselmaterials ermöglicht wird, kann energetisch besonders vorteilhaft eine Warmhaltung erreicht werden. Ein elektrisch bzw. ein Brennstoff betriebener Hilfsdampferzeuger ist damit nicht mehr notwendig. Da das Phasenwechselmaterial , nach sei ^¬ ner Aufladung, über verhältnismäßig lange Zeiträume auch ein weitgehend gleichbleibendes Temperaturniveau bereitstellen kann, kann auch der Wasserdampf in dem Wärmespeicher, welcher mit dem Phasenwechselmaterial in thermischer Wechselwirkung steht, auf einem weitgehend gleichen Temperaturniveau gehal ^¬ ten werden. Dies wiederum gewährleistet ein zeitlich langes Versorgen der thermischen Funktionsbauteile des Wasserdampfkreislaufs mit thermisch konditioniertem Wasser aus dem Wärmespeicher .

Gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftwerks ist vorgesehen, dass der Wärmespeicher als Druckbehälter ausgeführt ist, in welchem das Phasenwechselmaterial angeordnet ist. Das Phasenwechselmaterial kann hierbei in vereinzelten Stücken vorliegen, so dass es beim Beladen des Wärmespeichers mit thermisch aufbereitetem Wasser bzw. Wasserdampf direkt in Kontakt ist. Alternativ kann auch das Phasenwechselmaterial etwa auch um den Druckbehälter herum ange ^¬ ordnet sein, so dass die Wärmeübertragung zwischen Phasenwechselmaterial und Wasser bzw. Wasserdampf über die Seitenwandungen des Wärmespeichers erfolgt. Das Phasenwechselmate ^¬ rial sorgt für eine Erhöhung der Wärmekapazität des Wärme ^¬ speichers und damit für eine verhältnismäßig kleinere Bauart.

Das Phasenwechselmaterial ist natürlich an die gewünschten bzw. vorherrschenden Temperaturen in dem Wärmespeicher geeignet angepasst. In anderen Worten liegt der Temperaturbereich des Phasenwechsels des Phasenwechselmaterials nahe oder an der erforderlichen bzw. gewünschten Speichertemperatur in dem Wärmespeicher. Dies gilt natürlich auch für alle Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kraftwerks.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorge sehen, dass der Wärmespeicher einen Sparger aufweist, über welchen das thermisch aufbereitete Wasser aus der Zuleitung in den Wärmespeicher verteilt werden kann. Ein Sparger ist hierbei im Wesentlichen ein Leitungsverbund, welcher zahlrei che kleine Öffnungen aufweist, über welche das thermisch auf bereitete Wasser in den Wärmespeicher verteilt werden kann. Der Sparger gewährleistet bei Einbringung des thermisch aufbereiteten Wassers in den Wärmespeicher eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung aller Bereiche des Wärmespeicher mit thermischer Energie, wodurch insbesondere die

Einspeicherraten erhöht werden können.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmespeicher mindestens eine Druckmesseinrichtung und/oder eine Temperaturmesseinrichtung aufweist. Die Beladung sowie auch die Entladung des Wärmespeichers kann damit temperaturabhängig bzw. druckabhängig erfolgen. Dazu kann das Kraftwerk zudem auch noch etwa ein Regelventil in der Zuleitung wie auch in der Ableitung umfassen, welche die erforderlichen Flüsse bzw. Drücke einzustellen erlauben. Mit Hilfe einer weitergehenden geeigneten Regelung kann so der Wärmespeicher druck- bzw. temperaturabhängig be- und entladen werden. Eine derartige Reglung kann in die Leittechnik des Kraftwerks integriert sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in die Ableitung ein Flash-Tank geschaltet ist, welcher eine Trennung von dampfförmigem und flüssigem Wasser ermöglicht. Über den Flash-Tank können so etwa dampfförmige Anteile des abgeleiteten Wassers abgetrennt und möglicherwei ^¬ se erneut dem Wasserdampfkreislauf zur weitergehenden Nutzung zugeführt werden. Insbesondere kann ein derartiger dampfförmiger Anteil in den Niederdruckteil des Wasserdampfkreislaufs eingeleitet werden, um für eine weitergehende Nutzung bereit ^¬ zustehen .

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zuleitung von einem Economizer oder von einer Dampftrommel des Mitteldruckteils abgeht. Demenspre ^¬ chend kann der Wärmespeicher mit verhältnismäßig günstig thermisch aufbereitetem Wasser versorgt werden, wodurch eine Aufladung des Wärmespeichers bei relativ geringen Kosten er- folgen kann.

Alternativ hierzu ist es auch denkbar, dass die Zuleitung von einem Economizer oder einem Überhitzer des Hochdruckteils abgeht. Da der Hochdruckteil Wasser bei deutlich höherem Druck bzw. höherer Temperatur bereitstellt, ist diese Ausführungs ^¬ form im Vergleich zu vorhergehenden wirtschaftlich weniger vorteilhaft, erlaubt jedoch den Wärmespeicher auf einen höhe ^¬ ren Druck bzw. ein höheres Temperaturniveau aufzuladen. Ebenfalls kann das in dem Wärmespeicher möglicherweise bevorrate- te thermisch konditionierte Wasser über einen längeren Zeitraum noch nutzbar bereitgehalten werden.

Weiterhin ist es denkbar, dass eine Rückführleitung vorgesehen ist, welche einerseits mit dem Wärmespeicher fluidtech- nisch verschaltet ist und andererseits in das Mitteldruckteil an einem Ort mündet, an welchem flüssiges Wasser geführt wird. Bevorzugt ist dieser Ort die Dampftrommel oder die Speisewasserleitung. Über die Rückführleitung kann somit aus dem Wärmespeicher thermisch angereichertes Wasser abgeführt und in den Wasserdampfkreislauf erneut eingeleitet werden.

Insbesondere bei erstmaligem Aufladen des Wärmespeichers, bei welchem eine Dampfkondensation erfolgt, ist es wünschenswert, die kondensierten Anteile wieder in den Wasserdampfkreislauf zurückzuführen, insbesondere an einen Ort, an welchem eben- falls flüssiges Wasser geführt wird. Dies ist insbesondere im Mitteldruckteil im Bereich der Dampftrommel oder Speisewas ^¬ serleitung möglich. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass weiterhin eine Rückführleitung vorgesehen ist, welche einerseits mit dem Wärmespeicher fluidtechnisch verschaltet ist und andererseits in einen Flash-Tank mündet, von welchem eine Dampfleitung in das Niederdruckteil führt. Zusätzlich kann auch etwa noch eine Flüssigkeitsleitung in den Niederdruckteil an einer Stelle münden, an welcher flüs ^¬ siges Wasser geführt wird. Aufgrund der Trennung von dampfförmigen und flüssigen Anteilen in dem Flash-Tank kann so der Niederdruckteil mit dampfförmigen sowie auch mit flüssigen

Anteilen des thermisch konditionierten Wassers versorgt werden. Die Nutzung des Flash-Tanks erfordert also keine phasen ^¬ spezifische Rückführung von thermisch konditioniertem Wasser in der Rückführleitung, da die dampfförmige Phase von der flüssigen Phase in dem Flash-Tank abgetrennt werden kann. Infolgedessen kann etwa Nassdampf aus dem Wärmespeicher über die Rückführleitung an das Niederdruckteil zurückgeführt wer ^¬ den . Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kraftwerk weiterhin einen DampfÜberhitzer aufweist, welcher in die Ableitung stromab des Wärmespeichers geschaltet ist und ebenfalls ein Phasenwechselmaterial auf ^¬ weist. Der Dampfüberhitzer kann hierbei beispielsweise auch wie der Wärmespeicher als eine Kombination von DampfSpeicher und integriertem Phasenwechselmaterial ausgebildet sein. Eine beispielhafte Ausbildung weist etwa die Form einer Speicherbox auf, die in einen Standardcontainer integriert ist und geeignete Anschlussstellen für eine Zuleitung bzw. Ableitung aufweist. Die Zuführung von thermisch aufbereitetem Wasserdampf aus dem Wärmespeicher kann hierbei auf unterschiedliche Weise erfolgen. Je nach betrieblicher Anforderung kann etwa die Zuführung so gestaltet sein, dass z. B. erzeugter Sattdampf in die Dampfleitung des Mitteldruckteils vor dem Über- hitzer eingeleitet wird oder der überhitze Dampf aus dem

Dampfüberhitzer zwischen Zwischenüberhitzer-Heizflächen in die Leitung des Zwischenüberhitzers zugeführt wird. Andere Zuführungsmöglichkeiten sind je nach Erfordernis denkbar. Die Nutzung des DampfÜberhitzers erhöht weiterhin die Flexibili ^¬ tät des Kraftwerks und erlaubt auch überhitzten Dampf in dem Wasserdampfkreislauf kostengünstig zu nutzen. Gemäß einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb des Kraftwerks ist vorgesehen, dass das Ableiten des bevorrateten Wassers nach einer Anforderung zur Sekundärfrequenzstützung erfolgt und das bevorratete Wasser an dem Mitteldruckteil zwischen der Dampftrommel und dem Überhitzer des Mitteldruckteils abgeleitet wird. Das abgelei ^¬ tete, thermisch aufbereitete Wasser aus dem Wärmespeicher wird folglich in dem Überhitzer des Mitteldruckteils nochmal thermisch soweit konditioniert, dass Dampf von einem ausrei ^¬ chend hohen Temperaturniveau bereitgestellt werden kann, um den Leistungsbetrieb der Dampfturbine zu erhöhen. Obwohl teilweise thermische Energie aus dem Überhitzungsprozess zur Leistungssteigerung benutzt wird, wird dennoch eine signifikante Menge an thermischer Energie aus dem Wärmespeicher für die Leistungssteigerung abgeführt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ableiten des bevorrateten Wassers beim Start der Dampfturbine erfolgt und das bevorratete Wasser direkt an die Dampfturbine abgeleitet wird, ohne zunächst dem Mittel- druckteil oder dem Niederdruckteil des Kraftwerks zugeleitet zu werden. Bevorzugt wird hierbei also das abgeleitete Wasser nochmal thermisch weiter aufbereitet, indem etwa ein weite ^¬ rer, zweiter Wärmespeicher bzw. DampfÜberhitzer bereitgestellt wird, der in die Ableitung geschaltet ist und nochmals an das abgeleitete Wasser thermische Energie abgibt. Ein sol ^¬ cher zweiter Wärmespeicher kann beispielsweise auch als Wärmespeicher mit Phasenwechselmaterial ausgebildet sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Ableiten des bevorrateten Wassers bei einem Bereitschaftszustand der Dampftur ^¬ bine erfolgt, zu welchem die Dampfturbine keine Leistung ab ^¬ gibt. Das abgeleitete Wasser wird bevorzugt wieder mit einem zweiten Wärmespeicher nochmals thermisch aufbereitet und einer Zwischenüberhitzung zugeführt. Die Dampfturbine befindet sich hierbei etwa im Standby-Betrieb oder ist möglicherweise auch vollständig vom Netz entfernt. Durch die Ableitung des im Wärmespeicher bevorrateten Wassers können somit die thermischen Funktionsbauteile des Wasserdampfkreislaufs warmge ^¬ halten werden, wobei etwa auch ein Mindestdruck bereitgestellt werden kann. Dies wiederum fördert nicht nur die schnelle Einsatzbereitschaft des Wasserdampfkreislaufes , son- dern es werden auch thermische Materialermüdung vermindert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Ableiten des bevorrateten Wassers bei Normallast der Dampfturbine erfolgt und das be- vorratete Wasser an den Mitteldruckteil zur weiteren Leis ^¬ tungserhöhung abgeleitet wird. Das abgeleitete Wasser dient also zur Spitzenlastabdeckung.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand einzelner Figuren im Detail näher beschrieben werden. Hierbei ist darauf hinzuwei ^¬ sen, dass die in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehenden technischen Merkmale gleiche Wirkungsweisen zeigen.

Weiterhin ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren lediglich schematisch zu verstehen sind und insbesondere keinerlei Ein ^¬ schränkungen hinsichtlich der Ausführbarkeit daraus resultie ^¬ ren kann.

Es ist auch anzumerken, dass die nachfolgend beschriebenen technischen Merkmale in beliebiger Kombination miteinander wie auch in beliebiger Kombination mit den vorab beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung beansprucht werden, soweit die daraus resultierende Lösung die der Erfindung zu ^¬ grundeliegende Aufgabe lösen kann.

Hierbei zeigen: FIG 1 eine schematische Schaltansicht einer ersten Aus ^¬ führungsform des erfindungsgemäßen Kraftwerks 1 ;

FIG 2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Kraftwerks 1 in schematischer Schaltansicht; eine darüber hinaus gehende dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftwerks 1 in schematischer Schaltansieht ; eine flussdiagrammatische Darstellung einer Ausfüh ^¬ rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Kraftwerks. FIG 1 zeigt eine schematische Schaltansicht einer Ausfüh ^¬ rungsform des erfindungsgemäßen Kraftwerks 1, in welchem über einen Abhitzedampferzeuger 3 Wasser in einen Wasserdampfkreislauf 2 thermisch aufbebreitet wird, um nachfolgend des ^¬ sen thermische Energie mittels einer Dampfturbine 4 in dreh- mechanische Energie umzusetzen. Der Abhitzedampferzeuger 3 wird insbesondere über das Abgas einer Gasturbine 8 mit ther ^¬ mischer Energie versorgt, wobei die Bereiche des Wasserdampf ^¬ kreislaufs 2, welche strömungstechnisch näher an der Gasturbine angeordnet sind, eine höhere Temperatur aufweisen. In- nerhalb des Abhitzedampferzeugers 3 können die einzelnen Wär ^¬ metauscher 3 unterschiedlichen Bereichen zugeordnet werden. Der Bereich, welcher die höchsten Temperaturen und Drücke aufweist, ist der Hochdruckteil 11, der Teil, welcher die nachfolgend höheren Drücke und Temperaturen aufweist, ist der Mitteldruckteil 12 sowie der dritte Teil, der Niederdruckteil 13, weist die geringsten Drücke bzw. Temperaturen auf. Sowohl der Hochdruckteil 11 wie der Mitteldruckteil 12, als auch der Niederdruckteil 13 können einen Economizer aufweisen, einen Wärmetauscher mit Dampftrommel wie auch einen Zwischenüber- hitzer oder Überhitzer. Die einzelnen Druckteile 11, 12, 13 sind entsprechend des Druck- bzw. Temperaturniveaus mit ein ^¬ zelnen Turbinen der mehrteiligen Dampfturbine 4 verbunden. So ist der Hochdruckteil 11 mit einer Hochdruck-Dampfturbine 5 verbunden, der Mitteldruckteil 12 mit einer Mitteldruck- Dampfturbine 6 wie auch der Niederdruckteil 13 mit einer Nie ^¬ derdruck-Dampfturbine 7. Die einzelnen Dampfturbinen 5, 6, 7 sind jeweils durch eine Welle miteinander verbunden, wobei auch die Gasturbine 8 etwa über eine Kupplung 9 mit der

Dampfturbine 4 über diese Welle verbunden sein kann. Gleichsam ist ein Generator 10 mit der Welle mechanisch verbunden, so dass bei Ausführen der Drehbewegung elektrische Leistung bereitgestellt werden kann.

Weiterhin ist ein Wärmespeicher 20 umfasst, welcher ein Pha- senwechselmaterial 21 aufweist, das in den Wärmespeicher 20 integriert ist. Insbesondere ist das Phasenwechselmaterial 21 in Form von Einzelstücken, die verkapselt sind, in dem Wärmespeicher 20 etwa als Schüttung vorliegend. Zur thermischen Aufladung des Wärmespeichers 20 zusammen mit dem darin be ^¬ findlichen Phasenwechselmaterial 21 kann aus dem Economizer 14 des Mitteldruckteils 12 zunächst thermisch aufbereitetes Wasser etwa in Form von Dampf entnommen werden und dem Wärmespeicher 20 zugeführt werden. Hierzu ist der Wärmespeicher 20 mit dem Economizer 14 des Mitteldruckteils 12 über eine Zu ^¬ leitung 25 verbunden, wobei mittels eines Zuleitungsventils 28 die Strömungsmenge an aus dem Mitteldruckteil 12 entnomme ^¬ nen thermisch aufbereitetem Wasser eingestellt werden kann. Während des Aufladevorgangs im Wärmespeicher 20 erfolgt nor ^¬ malerweise Kondensation des Dampfes, welcher sich etwa als flüssiges Wasser am Boden des Wärmespeichers 20 absetzt. Das kondensierte Wasser, welches dennoch weiterhin einen hohen thermischen Wärmeinhalt aufweist, kann aus dem Wärmespeicher 20 mittels einer Rückführleitung 24 wieder in die Dampftrommel 15 des Mitteldruckteils 12 zurückgeführt werden. Dort kann das rückgeführte Wasser erneut einer thermischen Aufbe ^¬ reitung im Abhitzedampferzeuger 3 zugeführt werden. Der Verlust von Wasser aus dem Wasserdampfkreislauf 2 kann folglich vermieden werden.

Ist der Wärmespeicher 20 etwa vollständig aufgeladen, d. h. das Volumen des Wärmespeichers 20 ist etwa mit Dampf gefüllt, wobei das Phasenwechselmaterial 21 ebenfalls vollständig auf ^¬ geladen vorliegt, kann der Dampf etwa zur Leistungssteigerung bei Betrieb des Kraftwerks 1 aus dem Wärmespeicher 20 wieder entnommen werden. Hierbei wird der Dampf etwa über eine Ab- leitung 26 dem Mitteldruckteil 12 im Bereich zwischen der

Dampftrommel 15 sowie dem Überhitzer 16 des Mitteldruckteils 12 zugeführt. Die Menge an zugeführtem Dampf kann wiederrum über ein Ableitungsventil 27 in der Ableitung 26 eingestellt werden .

Ist nun beispielsweise bei Spitzenlastbetrieb eine erhöhte Abgabe von elektrischer Energie erforderlich, kann die zusätzlich dem Mitteldruckteil 12 zugeführte Dampfmenge einen erhöhten Leistungsbetrieb der Dampfturbine 4 ermöglichen, wo- durch vermehrt elektrische Leistung durch den Generator 10 abgegeben werden kann.

FIG 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemä ^¬ ßen Kraftwerks 1 in schematischer Schaltansicht. Hierbei gleicht der grundlegende Aufbau des Wasserdampfkreislaufs 2 des Kraftwerks 1 der Ausführungsform gemäß Figur 1. Lediglich die Verschaltung des Wärmespeichers 20 ist insofern unterschiedlich, als dass die Zuleitung 25 nicht mit dem Mittel ^¬ druckteil 12 sondern dem Hochdruckteil 11 verschalten ist. Die Verschaltung liegt hierbei unmittelbar stromauf des Über ^¬ hitzers 17 des Hochdruckteils 11 vor. Infolgedessen kann der Wärmespeicher 20 mit Dampf auf einem deutlich höheren Temperaturniveau wie auch Druckniveau aufgeladen werden. Dies wie ^¬ derum resultiert in einem höheren Energieinhalt in dem Wärme- Speicher 20, so dass bei Entladung über die Ableitung 26 in den Mitteldruckteil 12 vergleichsweise mehr Energie zur Leis ^¬ tungssteigerung der Dampfturbine 4 abgeführt werden kann.

FIG 3 zeigt eine weitergehende Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Kraftwerks 1, dessen grundlegender Aufbau des

Wasserdampfkreislaufs 2 wiederrum den vorhergehenden Ausführungsformen im Wesentlichen gleicht. Der Wärmespeicher 20 hingegen ist als Dampfdruckspeicher ausgeführt, in welchem ein Sparger 32 angeordnet ist, über welchen der über die Zuleitung 25 zugeführte Dampf aus dem Hochdruckteil 11 verhält ^¬ nismäßig gleichmäßig verteilt werden kann. Der zum Laden des Wärmespeichers 20 erforderliche Dampf wird hierbei aus dem Überhitzer 17 des Hochdruckteils 11 entnommen.

Nach Entnahme von Hochdruckdampf aus dem Wasserdampfkreislauf 2 und Zuleiten in den Wärmespeicher 20 kommt es typischerweise zu einer Kondensation einiger Anteile des Dampfes, wobei diese über die Rückführleitung 24 dem Niederdruckteil 13 zu ^¬ geleitet werden können. Zur Trennung der dampfförmigen Anteile wie der flüssigen Anteile vor Zuführung an den Niederdruckteil 13 weist das Kraftwerk 1 noch einen Flash-Tank 30 auf, der ebenfalls in die Rückführleitung 24 verschaltet ist. Aus dem Flash-Tank 30 führt eine Dampfleitung 31 ab, die mit der Dampftrommel des Niederdruckteils 13 verschaltet ist. Gleichzeitig kann das flüssige Kondensat in dem Flash-Tank 30 ebenfalls der Dampftrommel des Niederdruckteils 13 zugeführt werden, jedoch in einem Bereich, in welchem die flüssigen Phasen des Wassers angesammelt ist.

Zur weitergehenden thermischen Beladung des Wärmespeichers ist auch eine Wasserzuleitung 33 vorgesehen, welche thermisch aufbereitetes Wasser aus dem Economizer des Mitteldruckteils 12 abführen kann. Die Menge des hierbei geführten Wassers wird über ein Wasserzuleitungsventil 34 in der Wasserzulei ^¬ tung 33 eingestellt.

Bei Entnahme von thermischer Energie aus dem Wärmespeicher 20 wird der in dem Wärmespeicher 20 angesammelte Dampf über ein nicht weiter mit Bezugszeichen versehenes Flash-Ventil einem Dampfüberhitzer 40 zugeführt, welcher etwa als Speicherbox ausgebildet ist. Der aus diesem Dampfüberhitzer 40 austretende Wasserdampf wird anschließend der Mitteldruck-Dampfturbine 6 der Dampfturbine 4 zugeleitet. Um den aus dem DampfÜberhit ^¬ zer 40 entnommenen Dampf noch weitergehende thermische Energie zuzuführen, weist der Wasserdampfkreislauf eine

Bypassleitung 35 auf, welche den aus dem Dampfüberhitzer 40 abgeführten Dampf mit Dampf aus dem Überhitzer 17 des Hochdruckteils 11 mischt. Der DampfÜberhitzer 40 ist bevorzugt ebenfalls als Wärmespeicher mit Phasenwechselmaterial ausge ^¬ bildet, wobei die thermische Beladung dieses DampfÜberhitzers 40 im Wesentlichen vergleichbar erfolgt wie die Ladung des

Wärmespeichers 20. Die erforderlichen Leitungsabschnitte bzw. Verfahrensschritte sind in der vorliegenden Anmeldung nicht weiter beschrieben, jedoch dem Fachmann verständlich. FIG 4 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines vorab beschriebenen Kraftwerks, welches folgende Schritte umfasst:

- Zuleiten von thermisch aufbereitetem Wasser aus dem

Hochdruckteil (11) oder dem Mitteldruckteil (12) an den

Wärmespeicher (20) zum Aufladen (erster Verfahrensschritt 101) ;

- Rückführen von flüssigem Wasser mittels der

Rückführleitung (24) an das Mitteldruckteil (12) (zwei- ter Verfahrensschritt 102);

- Unterbrechen der Zuleitung von thermisch aufbereitetem Wasser bei Erreichen eines vorbestimmten Drucks oder einer vorbestimmten Temperatur in dem Wärmespeicher (20) (dritter Verfahrensschritt 103) ;

- Ableiten des bevorrateten Wassers in dem Wärmespeicher nach dem Unterbrechen an den Mitteldruckteil (12), den Niederdruckteil (13) oder die Dampfturbine (4) mittels der Ableitung (26) (vierter Verfahrensschritt 104). Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen .