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Patent Searching and Data


Title:
THERMAL POWER PLANT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/078829
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a thermal power plant comprising a cooling system for cooling a thermal working fluid. In order to be able to build a flat cooling system, the cooling system comprises at least one coolant pump (52) for pumping a coolant (68), the pump shaft (56) of the coolant pump extending horizontally.

Inventors:
HEIMER, Thomas (Gallenberg 4 b, Bad Lobenstein, 07356, DE)
SCHUBERT, Falko (Sportplatzstr. 2, Forchheim, 91301, DE)
ABEL, Tilman (Freystädter Str. 121 A, Nürnberg, 90475, DE)
MANN, Peggy (Bärenschanzstr. 99, Nürnberg, 90429, DE)
Application Number:
EP2014/075458
Publication Date:
June 04, 2015
Filing Date:
November 25, 2014
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Wittelsbacherplatz 2, München, 80333, DE)
International Classes:
F01K9/00; F04D3/00; F04D19/00
Foreign References:
EP1156190A12001-11-21
US20130243571A12013-09-19
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Claims:
Patentansprüche

1. Wärmekraftwerk (2) mit einem Kühlsystem (14) zum Kühlen eines thermischen Arbeitsmittels,

dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (14) zumindest eine Kühlmittelpumpe (52) zum Fördern eines Kühlmittels (68) umfasst, deren Pumpenwelle (56) horizontal ausgerichtet ist.

2. Wärmekraftwerk (2) nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (14) eine Kühl- mittelzuführung (104) umfasst, die derart ausgestaltet ist, dass das Kühlmittel (68) im Wesentlichen parallel zur Pumpenwelle (56) in die Kühlmittelpumpe (52) einströmt. 3. Wärmekraftwerk (2) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (14) eine Kühl- mittelabführung (106) umfasst, die derart ausgestaltet ist, dass das Kühlmittel (68) im Wesentlichen parallel zur Pumpenwelle (56) aus der Kühlmittelpumpe (52) ausströmt.

4. Wärmekraftwerk (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass an der Pumpenwelle (56) zumindest ein Laufrad (64) angeordnet ist, welches insbesondere ein Axialrad ist und verstellbare Laufschaufeln (66) aufweist .

5. Wärmekraftwerk (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelpumpe (52) eine liegende Kaplan-Turbine ist.

6. Wärmekraftwerk (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelpumpe (52) ein

Leitwerk (70) mit verstellbaren Leitschaufeln (72) aufweist.

7. Wärmekraftwerk (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelpumpe (52) mit einer Kontrolleinheit (80) zum Kontrollieren einer Strömungsge- schwindigkeit des Kühlmittels (68) ausgestattet ist.

8. Wärmekraftwerk (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (14) einen über ein Rohrsystem (22) mit der Kühlmittelpumpe (52) verbundenen Kondensator (18) umfasst, der zum Kühlen des thermischen Arbeitsmittels, insbesondere zum Verflüssigen des thermischen Arbeitsmittels, vorbereitet ist. 9. Wärmekraftwerk (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (14) zumindest einen Motor (54) zum Antreiben der Kühlmittelpumpe (52) umfasst, der zumindest abschnittweise über der Kühlmittelpumpe (52) angeordnet ist und dessen Motorwelle (58) zumindest annähernd achsparallel zur Pumpenwelle (56) ausgerichtet ist.

10. Wärmekraftwerk (2) nach Anspruch 9,

gekennzeichnet durch zumindest einen Riemen (90), mittels dessen die Kühlmittelpumpe (52) durch den Motor (54)

antreibbar ist.

11. Wärmekraftwerk (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (14) einen Kühlturm (16) sowie eine Strömungsführung (40) zwischen dem Kühlturm (16) und der Kühlmittelpumpe (52) umfasst, wobei die Strömungsführung (40) derart ausgestaltet ist, dass eine Kühlmittelströmung zwischen dem Kühlturm (16) und der Kühl- mittelpumpe (52) durch die Strömungsführung (40) maximal zweimal umgelenkt wird.

12. Wärmekraftwerk (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (14) eine Strömungsführung (42) zwischen einer Kühlmittelquelle (44 ) , insbe- sondere einem Gewässer, und der Kühlmittelpumpe (52) umfasst, wobei die Strömungsführung (42) derart ausgestaltet ist, dass eine Kühlmittelströmung zwischen der Kühlmittelquelle (44) und der Kühlmittelpumpe (52) durch die Strömungsführung (42) maximal zweimal umgelenkt wird.

13. Wärmekraftwerk (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelpumpe (52) ein weitestgehend rohrförmiges , insbesondere horizontal ausge- richtetes Pumpengehäuse (60) aufweist, welches ein an der

Pumpenwelle (56) angeordnetes Laufrad (64), ein Leitwerk (70) der Kühlmittelpumpe (52) sowie zumindest abschnittweise die Pumpenwelle (56) umgibt. 14. Wärmekraftwerk (2) nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (14) eine vor der Kühlmittelpumpe (52) angeordnete Kühlmitteleinlaufkammer (98) umfasst, deren Höhe (108) maximal das 1,5-fache von einem größten Innendurchmesser (110) des Pumpengehäuses (60) be- trägt.

15. Wärmekraftwerk (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelpumpe (52) trocken aufgestellt ist.

Description:
Beschreibung Wärmekraftwerk Die Erfindung betrifft ein Wärmekraftwerk mit einem Kühlsystem zum Kühlen eines thermischen Arbeitsmittels.

In einem Wärmekraftwerk wird Wärme teilweise in elektrische Energie umgewandelt. Beispiele für Wärmekraftwerke sind u.a. Kohlekraftwerke, Erdgaskraftwerke oder Kernkraftwerke. Bei diesen Typen von Wärmekraftwerken werden fossile Brennstoffe bzw. nukleare Prozesse als Wärmequelle genutzt. Weitere Beispiele für Wärmekraftwerke sind Erdwärmekraftwerke oder Sonnenwärmekraftwerke .

Im Allgemeinen funktioniert ein Wärmekraftwerk nach folgendem Prinzip: Zunächst wird einer Wärmequelle Wärme entzogen und die Wärme an ein thermisches Arbeitsmittel, z.B. Wasser/Wasserdampf, überführt. Mittels einer Wärmekraftmaschine, z.B. einer Turbine, wird dann ein Teil der Wärme des thermischen Arbeitsmittels in kinetische Energie umgewandelt, die wiederum mittels eines Generators in elektrische Energie umgewandelt wird. Aufgrund physikalischer Gesetzmäßigkeiten kann im Wärmekraftwerk nur ein begrenzter Teil der dem thermischen Arbeitsmittel zugeführten Wärme in elektrische Energie umwandelt werden. Der restliche Teil verbleibt als Abwärme im thermischen Arbeitsmittel des Wärmekraftwerks.

Für einen größtmöglichen Wirkungsgrad des Wärmekraftwerks muss eine Temperaturdifferenz zwischen einer minimalen und einer maximalen Temperatur des thermischen Arbeitsmittels möglichst groß sein. Falls das Arbeitsmittel im Wärmekraft- werk einen Kreislauf durchläuft, muss die im thermischen Arbeitsmittel nach dem Durchlaufen der Wärmekraftmaschine verbleibende Abwärme aus dem thermischen Arbeitsmittel abgeführt werden, bevor ihm erneut Wärme aus der Wärmequelle zugeführt wird. Zu diesem Zweck umfasst das Wärmekraftwerk zweckmäßigerweise ein Kühlsystem zum Kühlen seines thermischen Arbeitsmittels, welches darüber hinaus dazu dienen kann, weitere Komponenten des Wärmekraftwerks, wie z.B. einen Generator oder einen Transformator, zu kühlen.

Aus dem Stand der Technik sind bereits folgende Typen von Kühlsystemen für Wärmekraftwerke bekannt: Durchlaufkühlung ohne Kühlturm, Ablaufkühlung mit Kühlturm und Umlaufkühlung mit Kühlturm. Bei allen diesen Kühlsystemtypen wird Wasser

(Kühlwasser) als Kühlmittel verwendet, welches mittels eines Wärmeaustauschers dem thermischen Arbeitsmittel Wärme entzieht . Unabhängig vom zum Einsatz kommenden Kühlsystemtyp, benötigt das Kühlsystem zumindest eine Kühlwasserpumpe zum Fördern des Kühlwassers vom/zum Wärmetauscher. Zum Antreiben der Kühlwasserpumpe wird in der Regel ein Motor verwendet. Der Motor ist zweckmäßigerweise vertikal über der Kühlwasserpumpe angeordnet - meist in einem zur Aufnahme von Kühlwasserpumpe und Motor vorgesehenen Bauwerk („Pumpenbauwerk") . Um einen Antriebsstrang zwischen dem Motor und der Kühlwasserpumpe kurz zu halten, ist man einerseits bestrebt den Motor und die Kühlwasserpumpe nah beieinander anzuordnen. Andererseits ist zur Vermeidung einer Schwingungsanregung der Kühlwasserpumpe durch den Motor, die zu einer Resonanzkatastrophe an der Kühlwasserpumpe führen könnte, ein Mindestabstand zwischen der Kühlwasserpumpe und dem Motor notwendig.

Folglich weist das Pumpenbauwerk bei bisher bekannten Wärmekraftwerken eine große vertikale Ausdehnung auf.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Wärme- kraftwerk anzugeben, dessen Kühlsystem eine flache Bauform aufweisen kann. Diese Aufgabe wird durch ein Wärmekraftwerk der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß das Kühlsystem zumindest eine Kühlmittelpumpe zum Fördern eines Kühlmittels umfasst, deren Pumpenwelle horizontal ausgerichtet ist.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine vertikale Ausdehnung eines Pumpenbauwerks des KühlSystems maßgeblich davon abhängt, wie die Pumpenwelle der Kühlmittelpumpe ausgerichtet ist. Durch eine Kühlmittelpumpe mit einer horizontal ausgerichteten Pumpenwelle kann eine flachere Bauform des Kühlsystems erreicht werden als durch eine Kühlmittelpumpe mit einer vertikal ausgerichteten Pumpenwelle.

Die flachere Bauform des Kühlsystems kann u.a. zu einer kos- tengünstigeren Herstellung und/oder einer kürzeren Bauzeit des Kühlsystems führen, da z.B. ein Aufbauen von hohen Gerüstkonstruktionen und/oder tiefe Grabungen für unter der Erdoberfläche angeordnete Bauwerke bzw. Bauwerksabschnitte, insbesondere Fundamente, entfallen können.

Weiter geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass bei einer vertikalen Ausrichtung der Pumpenwelle evtl. eine größere Förderhöhe der Kühlmittelpumpe erforderlich ist als bei einer horizontalen Ausrichtung der Pumpenwelle. Denn bei ei- ner vertikalen Ausrichtung der Pumpenwelle muss das Kühlmittel - falls es die Kühlmittelpumpe parallel zur Pumpenwelle durchströmt - einen Höhenunterschied überwinden können, der zumindest gleich einer Länge der Kühlmittelpumpe ist. Bei einer horizontalen Ausrichtung der Pumpenwelle hingegen kann der vom Kühlmittel zu überwindende Höhenunterschied geringer sein als die Länge der Kühlmittelpumpe. Folglich kann bei einer Kühlmittelpumpe mit einer horizontal ausgerichteten Pumpenwelle eine Förderleistung der Kühlmittelpumpe niedriger ausgelegt sein als bei einer Kühlmittelpumpe mit vertikal ausgerichteter Pumpenwelle.

Als Kühlmittelpumpe kann eine Pumpe aufgefasst werden, die zum Fördern eines Kühlmittels vorbereitet ist. Beispiele für Kühlmittelpumpen sind: Rohrgehäusepumpen, Spiralgehäusepumpe, Tauchmotorpumpen. Bei dem Kühlmittel kann es sich um ein gasförmiges und/oder ein flüssiges Medium handeln. Vorzugsweise wird flüssiges Wasser als Kühlmittel verwendet.

Das Kühlmittel kann in einem Kreislauf zirkulieren. In dem Kreislauf können Kühlmittelverluste auftreten, z.B. durch Undichtigkeiten in Rohren oder teilweises Verdampfen des Kühlmittels. Um eine Menge des Kühlmittels im Kühlmittel zumin- dest annähernd konstant zu halten, kann dem Kühlmittelkreislauf von außen weiteres Kühlmittel zugeführt werden, z.B. aus einem Gewässer, falls Wasser als Kühlmittel verwendet wird. Alternativ kann das Kühlmittel das Kühlsystem durchlaufen, ohne dabei in einem Kreislauf zu zirkulieren.

Das Kühlsystem kann auch mehrere Kühlmittelpumpen umfassen. Die mehreren Kühlmittelpumpen können derart angeordnet sein, dass sie seriell oder parallel vom Kühlmittel durchströmbar sind .

Unter einer Pumpenwelle kann ein rotierbar gelagertes Maschinenelement der Kühlmittelpumpe verstanden werden, das zum Übertragen eines Drehmoments, insbesondere eines von einem Motor erzeugten Drehmoments, auf weitere Maschinenelemente, wie z.B. ein Laufrad, dient. Die weiteren Maschinenelemente können an der Pumpenwelle angeordnet, insbesondere mit der Pumpenwelle verbunden, sein. In bevorzugter Weise ist die Pumpenwelle im Wesentlichen stab- bzw. zylinderförmig ausgestaltet. Des Weiteren kann die Pumpenwelle u.a. ein- oder zweiseitig gelagert sein.

Das Kühlsystem umfasst sinnvollerweise eine Kühlmittelzuführung. Als Kühlmittelzuführung kann eine Vorrichtung bzw. Anlage aufgefasst werden, welche zum Einleiten des Kühlmittels in die Kühlmittelmittelpumpe vorbereitet ist. Die Kühlmittelzuführung kann insbesondere direkt mit der Kühlmittelpumpe verbunden sein. Bei der Kühlmittelzuführung kann es sich beispielsweise um ein Rohr, ein Rohrsystem und/oder ein Becken handeln. Unter einem Rohrsystem kann ein System aus mehreren miteinander und/oder mit anderen Elementen des Kühlsystems verbunden Rohren zum Führen des Kühlmittels verstanden werden .

Vorzugsweise ist die Kühlmittelzuführung derart ausgestaltet, dass das Kühlmittel im Wesentlichen parallel zur Pumpenwelle in die Kühlmittelpumpe einströmt. Darüber hinaus umfasst das Kühlsystem sinnvollerweise eine Kühlmittelabführung. Als Kühlmittelabführung kann eine Vorrichtung bzw. Anlage aufgefasst werden, welche zum Ableiten des Kühlmittels aus der Kühlmittelmittelpumpe vorbereitet ist. Die Kühlmittelabführung kann insbesondere direkt mit der Kühlmittelmittelpumpe verbunden sein. Bei der Kühlmittelabführung kann es sich beispielsweise um ein Rohr, ein Rohrsystem und/oder ein Becken handeln.

Vorzugsweise ist die Kühlmittelabführung derart ausgestaltet, dass das Kühlmittel im Wesentlichen parallel zur Pumpenwelle aus der Kühlmittelpumpe ausströmt.

Zweckmäßigerweise ist an der Pumpenwelle zumindest ein Laufrad angeordnet. Unter einem Laufrad kann ein rotierbares, insbesondere ein mit der Pumpenwelle rotierbares, Bauteil der Kühlmittelpumpe verstanden werden. Das Laufrad kann dazu ausgebildet sein, dem Kühlmittel, insbesondere durch eine Änderung des Dralls des Kühlmittels, kinetische Energie zuzuführen und/oder zu entziehen.

Das Laufrad kann Schaufeln („Laufschaufeln") umfassen, die insbesondere kranzförmig angeordnet sein können. Ferner kann das Laufrad einseitig an der Pumpenwelle gelagert sein. Sinnvollerweise ist das Laufrad kraftschlüssig mit der Pumpenwel- le verbunden. Darüber hinaus kann das Laufrad auch formschlüssig und/oder Stoffschlüssig mit der Pumpenwelle verbunden sein. Eine Stoffschlüssige Verbindung von Laufrad und Pumpenwelle kann einbeziehen, dass das Laufrad und die Pumpenwelle aus einem Stück gegossen sind.

Es ist vorteilhaft, wenn das Laufrad ein Axialrad ist. Als Axialrad kann ein Laufrad aufgefasst werden, welches dazu ausgebildet ist, das Kühlmittel parallel zur Pumpenwelle (axial) zu fördern. Mit einem als Axialrad ausgestalteten Laufrad kann erreicht werden, dass das Kühlmittel die Kühlmittelpumpe durchströmen kann, ohne dabei umgelenkt zu wer- den. Als Umlenken kann z.B. eine Richtungsänderung einer

Strömungsrichtung des Kühlmittels um einen Winkel von mindestens 30° aufgefasst werden.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Laufrad verstellbare Laufschaufeln aufweist. Die Laufschaufeln können z.B. um eine im Wesentlichen senkrecht zur Pumpenwelle ausgerichtete Achse rotierbar sein. Durch die Verstellbarkeit der Laufschaufeln kann erreicht werden, dass ein Winkel zwischen der Strömungsrichtung des Kühlmittels und den Laufschaufeln variabel ein- stellbar ist. Durch die Einstellbarkeit des Winkels zwischen der Strömungsrichtung des Kühlmittels und den Laufschaufeln kann erreicht werden, dass eine Fördermenge/Förderhöhe der Kühlmittelpumpe steuerbar ist und/oder ein Lastmoment der Pumpenwelle, insbesondere durch Änderung einer Strömungsge- schwindigkeit des Kühlmittels, auf einem konstanten Wert haltbar ist.

Vorzugsweise ist eine solche Kühlmittelpumpe mit verstellbaren Laufschaufeln eine liegende Kaplan-Turbine.

Bei dieser Kühlmittelpumpe bzw. bei der liegenden Kaplan- Turbine kann aufgrund ihrer horizontalen Ausrichtung eine Kühlmittelüberdeckung von Kühlmittelzulauf (Zulaufpegel) zu Einbauhöhe/-tiefe der Kühlmittelpumpe geringer sein als bei einer Kühlmittelpumpe mit vertikal ausgerichteter Pumpenwelle. Große erforderliche Kühlmittelüberdeckungen führen in der Regel zu steigenden Kosten. Anders ausgedrückt, die liegende Kaplan-Turbine benötigt eine geringe Kühlmittelüberdeckung, d.h. die liegende Kaplan- Turbine kann mit geringer Tiefe zum Kühlmittelzulaufpegel verbaut werden. Eine Einbautiefe der liegenden Kaplan- Turbine, definiert über ihre Drehachse der Pumpenwelle, zum Kühlmittelpegel im Kühlmittelzulauf, beispielsweise einem Zulaufbecken, kann so gering sein.

Die Pumpenwelle der Kühlmittelpumpe kann innen hohl sein. In der Pumpenwelle kann eine verschiebbar, insbesondere axial verschiebbar, gelagerte Verstellstange angeordnet sein, welche vorzugsweise dazu vorbereitet ist, die Laufschaufeln zu verstellen. Die Verstellstange kann durch einen Stellmotor antreibbar sein, welcher in der Pumpenwelle angeordnet sein kann.

In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Kühlmittelpumpe ein Leitwerk auf. Als Leitwerk kann die Gesamtheit der Bauteile der Kühlmittelpumpe aufgefasst werden, welche den Drall des Kühlmittels vor und/oder hinter dem Laufrad - bezogen auf die Strömungsrichtung des Kühlmittels - verändern. Zweckmäßigerweise umfasst das Leitwerk mehrere Schaufeln („Leitschaufeln") . Die Leitschaufeln können kranzförmig zu einem sog. Leitrad angeordnet sein. Vorzugsweise ist das Leitwerk dazu ausgebildet, das Kühlmittel axial zur Pumpenwelle zu leiten.

Vor dem Laufrad angeordnete Leitschaufeln können dazu dienen, den Drall des Kühlmittels vor dem Laufrad so einzustellen, dass ein höherer Wirkungsgrad der Kühlmittelpumpe erreichbar ist. Hinter dem Laufrad angeordnete Leitschaufeln des Leitwerks können dazu dienen, den Drall des Kühlmittels zu verringern und gleichzeitig einen statischen Druck des Kühlmittels zu erhöhen, wodurch eine Reduzierung reibungsbedingter Verluste von kinetischer Energie bei einer Kühlmittelströmung ermöglicht wird. Vorteilhafterweise sind die Leitschaufeln des Leitwerks verstellbar - z.B. mittels eines Stellmotors. Dies ermöglicht eine steuerbare Dralländerung durch die Leitschaufeln. Die Leitschaufeln können beispielsweise um eine im Wesentlichen senkrecht zur Pumpenwelle ausgerichtete Achse rotierbar sein.

Besonders vorteilhaft ist somit eine liegende Kaplan-Turbine zusätzlich mit verstellbaren Leitschaufeln. Zudem sind die Leitschaufeln des Leitwerks vorzugsweise derart verstellbar, dass eine Kühlmittelströmung durch die Kühlmittelpumpe, z.B. zu Wartungszwecken, unterbrochen werden kann. Falls das Kühlsystem mehrere Kühlmittelpumpen umfasst, kann durch eine solche Verstellbarkeit der Leitschaufeln er- reicht werden, dass eine oder mehrere der Kühlmittelpumpen vom Kühlmittelkreislauf abtrennbar sind, z.B. zur Verringerung der Fördermenge bei einem verringerten Kühlmittelbedarf des Wärmekraftwerks . Durch die Verstellbarkeit der Leit-/Laufschaufeln, wie bei der beispielsweise erwähnten liegenden Kaplan-Turbine mit zusätzlich verstellbaren Leitschaufeln, ist ein Kühlmitteldruck und/oder die Fördermenge der Kühlmittelpumpe variabel auf den aktuellen Kühlmittelbedarf des Wärmekraftwerks anpassbar. Ferner wird durch die Verstellbarkeit der Leit-/Laufschaufeln ermöglicht, dass der Wirkungsgrad der Kühlmittelpumpe nicht nur bei vorgegebenen Arbeitsbedingungen maximal ist, sondern bei unterschiedlichen Arbeitsbedingungen maximierbar ist. Die Kühlmittelpumpe arbeitet so immer wie eine Kaplan-Turbine in einem optimalen Wirkungsgradbereich.

Des Weiteren kann durch die Verstellbarkeit der Leit- /Laufschaufeln und der dadurch gegebene Möglichkeit der An- passbarkeit von Kühlmitteldruck und Fördermenge die Kühlmit- telüberdeckung geringer sein als in dem Fall, in dem eine

Kühlmittelpumpe zum Einsatz kommt, deren Leit-/Laufschaufeln nicht verstellbar sind. Weiter kann die Kühlmittelpumpe als eine mehrstufige Pumpe mit mehreren hintereinander angeordneten Paaren aus Lauf- und Leiträdern ausgeführt sein, wobei die Paare aus Lauf- und Leiträdern seriell vom Kühlmittel durchströmbar sein können. Dadurch kann u.a. eine Förderhöhe der Kühlmittelpumpe gesteigert werden, da jede Stufe aus Lauf- und Leiträdern dem Kühlmittel kinetische Energie zuführen kann.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Kühlmittelpum- pe mit einer Kontrolleinheit zum Kontrollieren der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels ausgestattet. Die Kontrolleinheit kann u.a. einen Durchflusssensor zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels umfassen. Der Durchflusssensor ist vorzugsweise hinter dem Laufrad - bezogen auf die Strömungsrichtung des Kühlmittels - angeordnet.

Ferner kann die Kontrolleinheit Bestandteil eines Steuersystems zum automatischen Steuern einer Laufschaufei - und/oder einer Leitschaufelstellung sein. Das Steuersystem kann außer- dem eine Steuerelektronik zum Ansteuern von einem oder mehreren Stellmotoren, insbesondere zum Ansteuern zumindest eines der zuvor erwähnten Stellmotoren zum Ein-/Verstellen der Laufschaufel-/der Leitschaufelstellung, umfassen. Die Kontrolleinheit kann z.B. über eine Datenleitung mit der Steuer- elektronik verbunden sein. Dies ermöglicht, dass der Stellmotor bzw. die Stellmotoren in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels ansteuerbar sind.

In bevorzugter Weise umfasst das Kühlsystem einen Kondensa- tor, welcher sinnvollerweise auch Bestandteil eines Arbeitsmittelkreislaufs ist. Zweckmäßigerweise ist der Kondensator vom thermischen Arbeitsmittel durchströmbar. Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Kondensator vom Kühlmittel durchströmbar ist. Eine Kühlmittelströmung durch den Kondensator kann be- wirken, dass der Kondensator und/oder das den Kondensator durchströmende thermische Arbeitsmittel über einen Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel gekühlt werden. Insbesondere kann der Kondensator dazu vorbereitet sein, das thermische Arbeitsmittel zu verflüssigen.

Sinnvollerweise ist der Kondensator über ein Rohrsystem mit der Kühlmittelpumpe verbunden. Umfasst das Kühlsystem mehrere Kühlmittelpumpen, so kann der Kondensator über das Rohrsystem mit einer, mit mehreren oder mit allen dieser Kühlmittelpumpen verbunden sein. Das thermische Arbeitsmittel kann nach seiner Abkühlung/Verflüssigung erneut der Wärmequelle zugeführt werden. Der Kondensator ermöglicht also einen geschlossenen Arbeitsmittelkreislauf . Zweckmäßigerweise umfasst das Kühlsystem zumindest einen Motor zum Antreiben der Kühlmittelpumpe. Vorzugsweise ist der Motor zumindest abschnittweise über der Kühlmittelpumpe angeordnet. Der Motor kann ferner auf einem, insbesondere einseitig gelagerten, Rahmen angeordnet sein. Weiter kann eine Mo- torwelle des Motors zumindest annähernd achsparallel zur Pumpenwelle ausgerichtet sein. Dadurch wird eine kompakte Anordnung von Motor und Kühlmittelpumpe ermöglicht.

Der Motor kann von einer Schallschutzhaube umgeben sein. Un- ter einer Schallschutzhaube kann ein Gehäuse zur Reduzierung einer Lärmemission einer Maschine, insbesondere eines Motors, verstanden werden. Die Schallschutzhaube weist zweckmäßigerweise zumindest eine Tür auf, die - z.B. für Wartungsarbeiten - einen Zugang zum Motor ermöglicht. Die Schallschutzhaube kann einem Arbeitsschutz dienen und/oder den Zweck haben, durch die Reduzierung der Lärmemission eine Umweltbelastung gering zu halten.

In bevorzugter Weise ist die Kühlmittelpumpe mittels eines Riemens durch den Motor antreibbar. Der Riemen kann dazu dienen, ein Drehmoment zwischen der Pumpenwelle und der Motorwelle zu übertragen. Vorteile des Riemens können seine große Lebensdauer und/oder ein geringer Wartungsaufwand, insbesondere im Vergleich mit einem Zahnradgetriebe, sein.

An der Pumpenwelle kann eine erste Riemenscheibe befestigt sein. An der Motorwelle kann eine zweite Riemenscheibe befestigt sein. Der Riemen kann die erste und/oder zweite Riemenscheibe abschnittsweise umschlingen. Ferner kann der Riemen durch die erste und/oder die zweite Riemenscheibe gespannt sein .

Ein Drehmoment-Übersetzungsverhältnis bei der Übertragung des Drehmoments zwischen der Motorwelle und der Pumpenwelle kann durch ein Größenverhältnis der beiden Riemenscheiben einstellbar sein. Dies ermöglicht, dass eine Drehzahl des Motors von einer Drehzahl der Kühlmittelpumpe verschieden sein kann.

Das Kühlsystem kann einen Kühlturm umfassen. Als Kühlturm kann eine Anlage aufgefasst werden, die dazu vorbereitet ist, Abwärme aus Kraftwerksprozessen an die Umwelt abzugeben. Der Kühlturm ist vorzugsweise dazu vorbereitet, dem Kühlmittel Wärme, insbesondere die beim Durchströmen des Kondensators vom Kühlmittel aufgenommene Wärme, zu entziehen. Im Kühlturm kann ein Wärmeaustausch zwischen dem in den Kühlturm eingeleiteten Kühlmittel und einem anderen Medium, z.B. den Kühl- türm durchströmender Luft, erfolgen.

Weiter kann das Kühlsystem eine Strömungsführung zwischen dem Kühlturm und der Kühlmittelpumpe umfassen. Unter einer Strömungsführung kann ein Element oder ein System aus mehreren Elementen („Strömungsführungselementen") zum Führen/Leiten des Kühlmittels verstanden werden. Ein Strömungsführungsele- ment kann u.a. ein Rohr oder ein durchströmtes Becken sein. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels kann durch eine Geometrie der Strömungsführung, insbesondere durch eine Form und/oder eine Anordnung der Strömungsführungselemente , vorgebbar sein. Sinnvollerweise ist die Strömungsführung dazu vorbereitet, das Kühlmittel vom Kühlturm zur Kühlmittelpumpe zu leiten. Vorteilhafterweise ist die Strömungsführung derart ausgestaltet, dass eine Kühlmittelströmung zwischen dem Kühlturm und der Kühlmittelpumpe durch die Strömungsführung maximal zweimal umgelenkt wird. Denn jedes Umlenken der Kühlmittelströ- mung kann zu reibungsbedingten Verlusten von kinetischer

Energie des Kühlmittels führen. Zudem kann eine Strömungsführung, bei der die Kühlmittelströmung mehr als zweimal umgelenkt wird, unter Umständen eine vertikale Ausdehnung des KühlSystems vergrößern.

Insbesondere kann eine bei einem vertikalen Einströmen in ein Becken und einem horizontalen Ausströmen aus dem Becken auftretende Richtungsänderung der Kühlmittelströmung als ein Umlenken aufgefasst werden.

Ferner kann das Kühlsystem eine Strömungsführung zwischen einer Kühlmittelquelle und der Kühlmittelpumpe umfassen. Sinnvollerweise ist diese Strömungsführung dazu vorbereitet, das Kühlmittel von der Kühlmittelquelle zur Kühlmittelpumpe zu leiten. Insbesondere falls Wasser als Kühlmittel verwendet wird, kann es sich bei der Kühlmittelquelle um ein Gewässer, z.B. einen See oder einen Fluss, handeln.

Vorteilhafterweise ist die Strömungsführung zwischen der Kühlmittelquelle und der Kühlmittelpumpe derart ausgestaltet, dass eine Kühlmittelströmung zwischen der Kühlmittelquelle und der Kühlmittelpumpe durch diese Strömungsführung maximal zweimal umgelenkt wird. In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Kühlmittelpumpe ein weitestgehend rohrförmiges , insbesondere horizontal ausgerichtetes Pumpengehäuse auf. Das Pumpengehäuse kann u.a. einem flüssigkeitsdichten und/oder druckfesten Abschluss der Kühlmittelpumpe dienen.

Das Pumpengehäuse kann das an der der Pumpenwelle angeordnete Laufrad, das Leitwerk der Kühlmittelpumpe und/oder zumindest abschnittweise die Pumpenwelle umgeben. Insbesondere kann das Leitwerk fest mit dem Pumpengehäuse verbunden sein. Des Weiteren kann das Pumpengehäuse koaxial zur Pumpenwelle angeordnet sein. Dadurch kann erreicht werden, dass die Kühlmittel - pumpe horizontal vom Kühlmittel durchströmbar ist.

Eine Querschnittsfläche bzw. ein Durchmesser des Pumpengehäuses kann über eine Länge des Pumpengehäuses hinweg variabel sein. Das Pumpengehäuse kann eine Durchführung aufweisen, durch welche z.B. der Riemen geführt sein.

Die Kühlmittelpumpe kann eine Einlaufdüse aufweisen. Die Einlaufdüse kann ein Gehäuseteil des Pumpengehäuses sein. Zweckmäßigerweise bildet dieses Gehäuseteil ein Kühlmitteleintrittsende des Pumpengehäuses. Alternativ kann die Einlaufdü- se ein separates, an dem Kühlmitteleintrittsende des Pumpengehäuses befestigtes Bauteil sein. Die Einlaufdüse weist vorzugsweise eine in Strömungsrichtung des Kühlmittels abnehmende Querschnittsfläche auf. Dies ermöglicht eine Beschleunigung des Kühlmittels bei seinem Eintritt in das Pumpengehäu- se . Die Beschleunigung des Kühlmittels beim Eintritt in das Pumpengehäuse kann bewirken, dass Inhomogenitäten in einer räumlichen Geschwindigkeitsverteilung der Kühlmittelströmung minimiert werden. In bevorzugter Weise ist die Pumpenwelle abschnittsweise von einer Ummantelung umgeben, die Teile der Pumpenwelle gegen einen Kontakt mit dem Kühlmittel abschirmt. Hierdurch wird ermöglicht, dass nur das an der Pumpenwelle angeordnete Laufrad, jedoch nicht ummantelte Abschnitte der Pumpenwelle, mit dem Kühlmittel in Kontakt kommt. Folglich kann für einen verschleißarmen Betrieb der Kühlmittelpumpe unter Umständen eine - im Hinblick auf eine Verunreinigung mit Fremdpartikeln - geringere Kühlmittelqualität ausreichend sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Kühlsystem eine Kühlmitteleinlaufkammer . Die Kühlmitteleinlaufkammer kann ein Sammelraum für das Kühlmittel, wie z.B. ein Becken, sein. Zweckmäßigerweise ist die Kühlmitteleinlaufkammer vor der Kühlmittelpumpe, insbesondere unmittelbar vor der Kühlmittelpumpe, angeordnet - bezogen auf die Strömungsrichtung des Kühlmittels. Mittels der Kühlmitteleinlaufkammer kann ein gleichmäßiges und/oder wirbelfreies Einströmen des Kühlmittels in die Kühlmittelpumpe erreicht werden. Für ein gleichmäßiges und/oder wirbelfreies Einströmen des Kühlmittels in die Kühlmittelpumpe übersteigt ein Kühlmittelpegel in der Kühlmitteleinlauf- kammer vorzugsweise einen höchsten Punkt im Innenraum des Pumpengehäuses .

Verwirbelungen im Kühlmittel bei dessen Einströmen in die Kühlmittelpumpe führen dazu, dass der Wirkungsgrad der Kühl- mittelpumpe abnehmen und/oder die Kühlmittelpumpe beschädigt werden kann, insbesondere falls die Verwirbelungen Luft ins Kühlmittel ziehen.

Weiter ist es zweckmäßig, wenn das Pumpengehäuse an seinem Kühlmitteleintrittsende mit der Kühlmitteleinlaufkammer verbunden ist. Das Pumpengehäuse kann direkt mit der verbunden Kühlmitteleinlaufkammer sein. Das Pumpengehäuse kann aber auch durch ein Rohr mit der Kühlmitteleinlaufkammer verbunden sein. Sinnvollerweise hat die Kühlmitteleinlaufkammer eine Kühlmittelaustrittsöffnung zum Einlassen des Kühlmittels in die Kühlmittelpumpe.

Die Kühlmitteleinlaufkammer kann eine Höhe aufweisen, die maximal das 1,5-fache von einem größten Durchmesser, insbeson- dere einem Innendurchmesser, des Pumpengehäuses beträgt. Denn aufgrund der horizontalen Ausrichtung der Pumpenwelle kann eine niedrige Kühlmittelpegelhöhe ausreichend sein, um ein gleichmäßiges und/oder wirbelfreies Einströmen des Kühlmittels in die Kühlmittelpumpe zu ermöglichen.

Vorzugsweise ist die Kühlmittelpumpe trocken aufgestellt. Unter einer Trockenaufstellung der Kühlmittelpumpe kann verstanden werden, dass das Pumpengehäuse nur von innen mit dem Kühlmittel in Berührung kommt. Ein Vorteil der Trockenaufstellung der Kühlmittelpumpe ist die gute Zugänglichkeit zur Kühlmittelpumpe, z.B. für Wartungsarbeiten. Zweckmäßigerweise ist das Pumpengehäuse derart an seinem Kühlmitteleintrittsende mit der Kühlmittelaustrittsöffnung der Kühlmitteleinlaufkammer verbunden, dass ein Raum, in dem die Kühlmittelpumpe aufgestellt ist, gegen ein Eindringen von Kühlmittel abgedichtet ist. Weiter ist es zweckmäßig, wenn das Pumpengehäuse derart an seinem Kühlmittelaustrittsende mit einem Rohrsystem, insbesondere dem Rohrsystem zwischen der Kühlmittelpumpe und dem Kondensator, verbunden ist, dass der Raum, in dem die Kühlmittelpumpe aufgestellt ist, gegen ein Eindringen von Kühlmittel abgedichtet ist.

Des Weiteren kann das Kühlsystem zumindest einen Treibgutrechen aufweisen, insbesondere falls Wasser als Kühlmittel verwendet wird und das Wasser einem Gewässer entnommen wird. Der Treibgutrechen kann eine Vorrichtung sein, welche die Aufgabe hat, im Kühlmittel treibende Objekte („Treibgut") aufzufangen, z.B. um dahinterliegende Anlagen/Maschinen vor Schäden zu schützen. Sinnvollerweise ist der Treibgutrechen - bezogen auf die Strömungsrichtung des Kühlmittels - vor der Kühlmittelpumpe, insbesondere in der Einlaufkammer, angeordnet.

Vorzugsweise umfasst der Treibgutrechen eine Vielzahl, insbesondere parallel bzw. gitterartig angeordneter, Metallstäbe („Rechenstäbe") . Außerdem kann das KühlSystem eine

verfahrbare Reinigungsmaschine zum maschinellen Reinigen der Rechenstäbe aufweisen.

Das Kühlsystem kann auch ein mehrstufiges Treibgutrechensys- tem mit hintereinander angeordneten Treibgutrechen umfassen. Das mehrstufige Treibgutrechensystem kann u.a. einen Grobre- chen und einen Feinrechen aufweisen. Ein Abstand der Rechenstäbe des Grobrechens kann z.B. 80-100 mm betragen. Ein Abstand der Rechenstäbe des Feinrechens kann z.B. 10-40 mm betragen . Weiterhin kann das Kühlsystem eine Siebbandmaschine aufweisen. Die Siebbandmaschine kann eine Vorrichtung mit einem aus mehreren siebartigen Elementen zusammengesetzten, insbesonde- re endlosen, Band („Siebband") zum Filtern von Treibgut sein. Das Siebband kann rotierbar gelagert sein. In bevorzugter Weise ist die Siebbandmaschine mit einem Motor zum Antreiben des Siebbands ausgestattet. Sinnvollerweise ist die Siebbandmaschine vor der Kühlmittelpumpe - bezogen auf die Strömungs- richtung des Kühlmittels - angeordnet.

Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergege- ben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Wärmekraftwerk kombinierbar.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung des Ausführungsbei- spiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Das Ausführungsbeispiel dient der Erläuterung der Erfindung und beschränkt die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale auch explizit isoliert betrachtet und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.

Es zeigen: FIG 1 eine schematische Darstellung eines Wärmekraftwerks mit einem Kühlsystem, welches ein Pumpenbauwerk um- fasst , FIG 2 eine schematische Querschnittdarstellung des Pumpenbauwerks aus FIG 1.

FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Wärmekraft- werks 2. Bei dem Wärmekraftwerk 2 handelt es sich um ein

Dampfkraftwerk, d.h. es wird Wasser ( -dampf) als Arbeitsmittel verwendet .

Das Wärmekraftwerk 2 umfasst einen Dampferzeuger 4 (Dampfkes- sei), eine Dampfturbine 6, einen Generator 8, eine Arbeitsmittelpumpe 10, ein erstes Rohrsystem 12 zum Führen des Arbeitsmittels sowie ein Kühlsystem 14.

Das Kühlsystem 14 umfasst einen Kühlturm 16, einen Kondensa- tor 18, ein Pumpenbauwerk 20 sowie ein zweites Rohrsystem 22 zum Führen eines Kühlmittels. Das Pumpenbauwerk 20 ist unter der Erdoberfläche angeordnet. Im Pumpenbauwerk 20 sind u.a. eine Kühlmittelpumpe zum Fördern des Kühlmittels sowie ein Motor zum Antreiben der Kühlmittelpumpe angeordnet. Diese und weitere im Pumpenbauwerk 20 angeordnete Elemente des Kühlsystems 14 sind der Einfachheit halber in FIG 1 nicht dargestellt. Eine Darstellung der im Pumpenbauwerk 20 angeordneten Elemente des Kühlsystems 14 findet sich in FIG 2, die weiter unten beschrieben wird.

Die Arbeitsmittelpumpe 10 fördert das Arbeitsmittel in einem flüssigen Zustand durch das erste Rohrsystem 12 zum Dampferzeuger 4. Im Dampferzeuger 4 wird mittels eines Brenners 24 ein fossiler Brennstoff, wie z.B. Erdgas, verbrannt. Dabei entsteht Wärme, die teilweise vom Arbeitsmittel aufgenommen wird. Durch die Aufnahme eines Teils der Wärme wird das Arbeitsmittel aus dem flüssigen Zustand in einen gasförmigen Zustand (Wasserdampf) überführt wird. Die beim Verbrennen des Brennstoffs entstehenden Abgase treten durch einen Abgasabzug 26 aus dem Dampferzeuger 4 aus.

Vom Dampferzeuger 4 strömt das gasförmige Arbeitsmittel durch das erste Rohrsystem 12 zur Dampfturbine 6. Das Arbeitsmittel gibt einen Teil seiner zuvor aufgenommenen Wärme als kinetische Energie an die Dampfturbine 6 ab, wodurch diese in Rotation versetzt wird. Über eine Turbinenwelle 28 der Dampfturbine 6 wird der Generator 8 angetrieben, welcher die kineti- sehe Energie aus der Rotation der Dampfturbine 6 in elektrische Energie umwandelt, die über eine Stromleitung 30 in ein in FIG 1 nicht dargestelltes Stromnetz eingespeist wird.

Von der Dampfturbine 6 strömt das gasförmige Arbeitsmittel durch das erste Rohrsystem 12 weiter zum Kondensator 18, welcher zum Kühlen, insbesondere zum Verflüssigen, des Arbeitsmittels vorbereitet ist. Im Kondensator wird das Arbeitsmittel verflüssigt und gibt seine Abwärme an das im Kühlsystem 14 zirkulierende Kühlmittel ab. Als Kühlmittel wird dabei flüssiges Wasser verwendet.

Das verflüssigte Arbeitsmittel wird von der Arbeitsmittelpumpe 10 durch das erste Rohrsystem 12 erneut zum Dampferzeuger 4 gefördert. Das Arbeitsmittel durchläuft somit einen ge- schlossenen Arbeitsmittelkreislauf mit periodisch auftretenden thermodynamisehen Zustandsänderungen .

Die Kühlmittelpumpe fördert das Kühlmittel durch das zweite Rohrsystem 22 zum Kondensator 18. Im Kondensator 18 nimmt das Kühlmittel die Abwärme des Arbeitsmittels auf. Vom Kondensator 18 aus wird das Kühlmittel von der Kühlmittelpumpe durch das zweite Rohrsystem 22 weiter zum Kühlturm 16 gefördert.

Der Kühlturm 16 des Kühlsystems 14 umfasst ein Schalentrag- werk 32 aus Beton, welches im Wesentlichen eine Form eines

Rotationshyperboloids aufweist und an seinem oberen Ende offen ist. Mit seinem unteren Ende ist das Schalentragwerk 32 auf Stützen 33 aufgestellt. Unter dem Schalentragwerk 32 bzw. unter den Stützen 33 ist ein als Kühlturmtasse 34 bezeichne- tes Becken angeordnet.

Durch eine Verrieselungsanlage 36 wird das Kühlmittel in den Kühlturm 16 eingesprüht. Im Inneren des Kühlturms 16 findet ein Wärmeaustausch zwischen der im Kühlturm 16 befindlichen Luft und dem eingesprühten Kühlmittel statt, wodurch die Luft erwärmt wird und nach oben steigt. Teilweise tropft das Kühlmittel direkt in die Kühlturmtasse 34, teilweise wird das Kühlmittel aber von der erwärmten Luft mit nach oben geführt. An oberhalb der Verrieselungsanlage 36 angeordneten Tropfenabscheidern 38 kondensiert ein Großteil des von der erwärmten Luft mit nach oben geführten Kühlmit- tels zunächst und tropft anschließend in die Kühlturmtasse 34.

Die erwärmte Luft tritt am oberen Ende des Kühlturms 16 aus dem Kühlturm 16 aus. Durch das Austreten der erwärmten Luft aus dem Kühlturm 16 entsteht eine Sogwirkung, weshalb durch

Abstände zwischen den Stützen 33 frische Luft in den Kühlturm 16 nachströmt.

Das Kühlsystem 14 umfasst eine erste, zwischen dem Kühlturm 14 und der Kühlmittelpumpe angeordnete Strömungsführung 40, wobei ein Teil der ersten Strömungsführung 40 ein Bestandteil des zweiten Rohrsystems 22 ist und eine im Pumpenbauwerk 20 angeordnete Kühlmitteleinlaufkammer einen anderen Teil der ersten Strömungsführung 40 bildet. Von der Kühlturmtasse 34 aus strömt das Kühlmittel durch die erste Strömungsführung 40 zur Kühlmittelpumpe im Pumpenbauwerk 20.

Um eine Zunahme eines Salzgehalts im Kühlmittel, die aus einer Verdunstung eines Teils des Kühlmittels im Kühlturm 16 resultiert und zu Ablagerungen im Kühlsystem 14 führen kann, zu reduzieren, wird ein Teil des verbliebenen Kühlmittels über das zweite Rohrsystem 22 in einen Fluss abgeleitet.

Des Weiteren umfasst das Kühlsystem 14 eine zweite, zwischen einer Kühlmittelquelle 44 und der Kühlmittelpumpe angeordnete Strömungsführung 42, wobei ein Teil der zweiten Strömungsführung 42 ein Bestandteil des zweiten Rohrsystems 22 ist und die im Pumpenbauwerk 20 angeordnete Kühlmitteleinlaufkammer einen anderen Teil der zweiten Strömungsführung 42 bildet. Die Kühlmittelquelle 44 ist im vorliegenden Fall derselbe Fluss, in den das Kühlmittel abgeleitet wird. Um einen Kühl- mittelverlust , der aus der Verdunstung von Kühlmittel und dem Ableiten von Kühlmittel in den Fluss resultiert, zu kompensieren, wird dem Pumpenbauwerk 20 durch die zweite Strömungsführung 42 aus der Kühlmittelquelle 44 (dem Fluss) weiteres Kühlmittel (Wasser) zugeleitet. Vom Pumpenbauwerk 20 aus wird das Kühlmittel von der Kühlmittelpumpe erneut zum Kondensator 18 gefördert. Das Kühlmittel durchläuft also einen Kreislauf, wobei dieser Kreislauf im Gegensatz zum Kreislauf des Arbeitsmittels offen ist („Umlaufkühlung mit Kühltürm") .

Zwecks einer besseren Nachvollziehbarkeit von FIG 1, sind in FIG 1 an einigen Stellen exemplarisch Strömungsrichtungen 46 des Arbeitsmittels, Strömungsrichtungen 48 des Kühlmittels sowie eine Strömungsrichtung 50 des Flusses eingezeichnet. Die Strömungsrichtung 50 des Flusses zeigt lediglich aufgrund der gewählten Perspektive zeichnungsgemäß nach oben, dies soll nicht andeuten, der Fluss fließe bergauf.

FIG 2 zeigt eine schematische, nicht maßstabsgetreue Quer- Schnittdarstellung des Pumpenbauwerks 20 aus FIG 1.

Im Pumpenbauwerk 20 sind die zuvor angesprochene Kühlmittel - pumpe 52 sowie der zuvor angesprochene Motor 54 zum Antreiben der Kühlmittelpumpe 52 angeordnet. Bei der Kühlmittelpumpe 52 handelt es sich im vorliegenden Fall um eine liegende Kaplan- Turbine .

Die Kühlmittelpumpe 52 weist eine Pumpenwelle 56 auf und der Motor weist eine Motorwelle 58 auf. Sowohl die Pumpenwelle 56 als auch die Motorwelle 58 sind horizontal ausgerichtet. Somit sind die Motorwelle 58 und die Pumpenwelle 56 achsparallel zueinander ausgerichtet . Ferner weist die Kühlmittelpumpe 52 ein weitestgehend rohr- förmiges Pumpengehäuse 60 auf. Die Pumpenwelle 56 ist mittels zweier Wellenlager 62, die mit dem Pumpengehäuse 60 verbunden sind, im Pumpengehäuse 60 gelagert, wobei das Pumpengehäuse 60 die Pumpenwelle 56 vollständig umgibt.

Außerdem umgibt das Pumpengehäuse 60 ein an der Pumpenwelle 56 angeordnetes, kraftschlüssig mit der Pumpenwelle 56 verbundenes Laufrad 64 mit kranzförmig angeordneten Laufschau- fein 66. Das Laufrad 64 ist ein Axialrad. D.h. das Laufrad 64 ist dazu vorbereitet, das Kühlmittel 68 axial zu fördern. Die Laufschaufeln 66 des Laufrads 64 sind verstellbar, insbesondere um eine im Wesentlichen senkrecht zur Pumpenwelle 56 ausgerichtete Achse rotierbar.

Im Pumpengehäuse 60 ist außerdem ein Leitwerk 70 angeordnet, welches hinter dem Laufrad 64 angeordnet ist - bezogen auf die Strömungsrichtung des Kühlmittels 68. Das Leitwerk 70 um- fasst kranzförmig angeordnete Leitschaufeln 72. Die Leit- schaufeln 72 sind verstellbar, insbesondere um eine im Wesentlichen senkrecht zur Pumpenwelle 56 ausgerichtete Achse rotierbar, und mit dem Pumpengehäuse 60 verbunden.

Mittels des Leitwerks 70 wird der Drall des Kühlmittels 68 reduziert, während gleichzeitig ein statischer Druck des

Kühlmittels 68 erhöht wird, wodurch reibungsbedingte Verluste von kinetischer Energie bei einer Kühlmittelströmung verringert werden. Die Leitschaufeln 72 sind derart verstellbar, dass eine Kühlmittelströmung durch die Kühlmittelpumpe 52, z.B. zu Wartungszwecken, unterbrochen werden kann.

Die Kühlmittelpumpe 52 umfasst einen ersten Stellmotor 74 zum Verstellen einer Leitschaufelstellung, der auf dem Pumpengehäuse 60 angeordnet ist. Außerdem umfasst die Kühlmittelpumpe 52 einen zweiten Stellmotor 76 zum Verstellen einer Lauf- Schaufelstellung. Der zweite Stellmotor 76 ist in der Pumpenwelle 56 angeordnet, die von innen hohl ist.

Das Verstellen der LaufSchaufelstellung durch den zweiten Stellmotor 76 erfolgt dadurch, dass der zweite Stellmotor 76 eine in der Pumpenwelle 56 angeordnete Verstellstange 78, an welche die Laufschaufeln 66 angekoppelt sind, antreibt bzw. linear verschiebt. Die Verstellbarkeit der Leitschaufeln 72 und Laufschaufeln 66 ermöglicht, dass ein Wirkungsgrad der Kühlmittelpumpe 52 bei unterschiedlichen Arbeitsbedingungen maximierbar ist und die benötige Kühlmittelüberdeckung gering ist. An der Pumpenwelle 56 ist eine Kontrolleinheit 80 zum Kontrollieren einer Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels 68 angeordnet. Die Kontrolleinheit 80 ist hinter dem Leitwerk 70 angeordnet - bezogen auf die Strömungsrichtung des Kühlmittels 68 - und umfasst einen in FIG 2 nicht dargestellten Durchflusssensor zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels .

Die Kontrolleinheit 80 ist Teil eines Steuersystems 82 zum automatischen Steuern der Laufschaufei - und Leitschaufelstel - lung. Das Steuersystem 82 umfasst des Weiteren eine Steuerelektronik 84, die über eine Datenleitung mit der Kontrolleinheit 80 verbunden ist. Die Steuerelektronik 84 ist dazu vorbereitet, ein von der Kontrolleinheit 80 übermitteltes Eingangssignal, das von der gemessenen Strömungsgeschwindig- keit des Kühlmittels 68 abhängig ist, in Steuersignale umzuwandeln, die von der Steuerelektronik 84 über Datenleitungen an die beiden Stellmotoren ausgegeben werden. Der beiden Stellmotoren verstellen die Laufschaufei -

/Leitschaufelstellung in Abhängigkeit von den an die Stellmo- toren übermittelten Steuersignalen.

Die Kühlmittelpumpe 52 weist eine Einlaufdüse 86 auf, die ein Gehäuseteil des Pumpengehäuses 60 ist und ein Kühlmittelein- trittsende des Pumpengehäuses 60 bildet. Die Einlaufdüse 86 weist in Strömungsrichtung 48 des Kühlmittels 68 eine abnehmende Querschnittsfläche auf und ermöglicht damit eine Beschleunigung des Kühlmittels 68 bei seinem Eintritt in das Pumpengehäuse 60.

Der Motor 54 zum Antreiben der Kühlmittelpumpe 52 ist auf einem Rahmen 88 angeordnet, welcher einseitig gelagert ist. Zudem ist der Motor 54 abschnittsweise, und zwar mit der Motor- welle 58, über der Kühlmittelpumpe 52 angeordnet.

Die Kühlmittelpumpe 52 ist mittels eines Riemens 90 durch den Motor 54 antreibbar. An der Motorwelle 58 ist eine erste Riemenscheibe 92 befestigt und an der Pumpenwelle 56 ist eine zweite Riemenscheibe 94 befestigt. Der Riemen 90 umschlingt sowohl die erste Riemenscheibe 92 als auch die zweite Riemenscheibe 94 jeweils abschnittsweise und ist durch die Riemenscheiben gespannt. Ein Drehmoment-Übersetzungsverhältnis bei einer Übertragung eines Drehmoments zwischen der Motorwelle 58 und der Pumpenwelle 56 ist durch ein Größenverhältnis der beiden Riemenscheiben einstellbar.

Das Pumpengehäuse 60 weist eine Durchführung 96 auf, durch die der Riemen 92 geführt ist. Durch die Durchführung 96 sind auch eine Datenleitung, welche die Steuerelektronik 84 mit dem ersten Stellmotor 74 verbindet, sowie eine Stromversorgungsleitung für die Steuerelektronik 84 und den zweiten Stellmotor 76 geführt, wobei diese Datenleitung und die

Stromversorgungsleitung der Übersichtlichkeit halber in FIG 2 nicht dargestellt sind.

Weiterhin umfasst das Pumpenbauwerk 20 die zuvor erwähnte Kühlmitteleinlaufkammer 98. Die Kühlmitteleinlaufkammer 98 weist eine Höhe 108 auf, die das 1,5-fache von einem größten Innendurchmesser 110 des Pumpengehäuses 60 beträgt. Die Kühlmitteleinlaufkammer 98 ist vor der Kühlmittelpumpe 52 angeordnet - bezogen auf die Strömungsrichtung 48 des Kühlmittels 68. Zum Einlassen des Kühlmittels 68 in die Kühlmittelpumpe 52 weist die Kühlmitteleintrittskammer 98 eine Kühlmittelaustrittsöffnung 100 auf.

Durch die horizontale Ausrichtung der Pumpenwelle 56 sowie durch die Verstellbarkeit der Leitschaufeln 72 und der Laufschaufeln 66 wird erreicht, dass eine Einbauhöhe/-tiefe der Kühlmittelpumpe 52 bezogen auf einen Kühlmittelpegel in der Kühlmitteleinlaufkammer 98 gering ist (geringe Kühlmittelüberdeckung) - verglichen mit einer gleich großen Kühlmittel - pumpe mit vertikal ausgerichteter Pumpenwelle und nichtverstellbaren Leit-/Laufschaufeln .

In der Kühlmitteleinlaufkammer 98 ist ein Treibgutrechen 102 angeordnet. Der Treibgutrechen 102 weist horizontal ausge- richtete Rechenstäbe auf, welche in der dargestellter Perspektive jedoch nicht zu erkennen sind.

Im vorliegenden Fall bildet die Kühlmitteleinlaufkammer 98 eine Kühlmittelzuführung 104, durch die das Kühlmittel 68 in die Kühlmittelpumpe 52, insbesondere in die Einlaufdüse 86 der Kühlmittelpumpe 52, einströmt. Die Kühlmittelzuführung 104 ist derart ausgestaltet, dass das Kühlmittel 68 parallel zur Pumpenwelle 56 (axial) in die Kühlmittelpumpe 52 einströmt .

Ein Rohr des zweiten Rohrsystems 22 bildet eine Kühlmittelabführung 106, durch die das Kühlmittel 68 aus der Kühlmittelpumpe 52 ausströmt. Die Kühlmittelabführung 106 ist derart ausgestaltet, dass das Kühlmittel 68 parallel zur Pumpenwelle 56 aus der Kühlmittelpumpe 52 ausströmt.

Die Kühlmittelpumpe 52 ist an ihrem Kühlmitteleintrittsende, d.h. mit der Einlaufdüse 86, dichtend mit der Kühlmittelzuführung 104 verbunden und ihrem Kühlmittelaustrittsende dich- tend mit der Kühlmittelabführung 106 verbunden, sodass die Kühlmittelpumpe 52 trocken aufgestellt. In FIG 2 ist der Teil der ersten Strömungsführung 40, welcher ein Bestandteil des zweiten Rohrsystems 22 ist und durch das Pumpenbauwerk 20 geführt ist, abschnittsweise zu sehen. Zudem ist in FIG 2 auch der Teil der zweiten Strömungsführung 42, welcher Bestandteil des zweiten Rohrsystems 22 ist und durch das Pumpenbauwerk geführt 22, abschnittsweise zu sehen. Die Kühlmitteleinlaufkammer 98 bildet einen gemeinsamen Teil beider Strömungsführungen. Eine zunächst horizontale Kühlmittelströmung wird durch die jeweilige Strömungsführung zuerst senkrecht nach unten umgelenkt. Durch die Kühlmitteleinlaufkammer 98 wird die Kühlmittelströmung dann derart umgelenkt, dass das Kühlmittel 68 horizontal in die Kühlmittelpumpe 52 einströmt.

Bevor das Kühlmittel 68 in die Kühlmittelpumpe 52 eintritt, durchströmt es zunächst den Treibgutrechen 102, wodurch

Treibgut aus dem Kühlmittel 68 gefiltert wird. Das Kühlmittel 68 tritt axial in die Kühlmittelpumpe 52 ein, durchströmt die Kühlmittelpumpe 52 axial und tritt axial aus der Kühlmittelpumpe 52 aus. Anschließend strömt das Kühlmittel 68 über das zweite Rohrsystem 22 zum Kondensator 18. Der Durchflusssensor der Kontrolleinheit 80 misst die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels 68. Um einen Kühlmitteldruck und eine Fördermenge der Kühlmittelpumpe 52 auf einen aktuellen Kühlmittelbedarf des Wärmekraftwerks 2 anzupassen, steuert das Steuersystem 82 automatisch die Laufschaufei - / Leitschaufelstellung in Abhängigkeit von der gemessenen Strömungsgeschwindigkeit .

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugten Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch das offenbarte Beispiel eingeschränkt und andere Variationen können hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.