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WO2016131920A1 - Steam power plant and method for operating same - Google Patents

Steam power plant and method for operating same Download PDF

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Publication number
WO2016131920A1
WO2016131920A1 PCT/EP2016/053457 EP2016053457W WO2016131920A1 WO 2016131920 A1 WO2016131920 A1 WO 2016131920A1 EP 2016053457 W EP2016053457 W EP 2016053457W WO 2016131920 A1 WO2016131920 A1 WO 2016131920A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
steam
air
power plant
water
storage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2016/053457
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Bergins
Torsten Buddenberg
Brian Stöver
Sven HÄRTEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Europe GmbH
Original Assignee
Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH filed Critical Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH
Publication of WO2016131920A1 publication Critical patent/WO2016131920A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K11/00—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/08—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with working fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle

Definitions

  • the invention is directed to a steam power plant comprising a fired steam generator with connected water / steam circuit having a turbo set with at least one low-pressure steam turbine and at least one high-pressure steam turbine and a feedwater preheating comprising a feedwater tank with degasser, and comprising a thermally in the water / steam circuit integrated liquid air storage power plant apparatus, an air liquefaction device "has a liquid air storage device and an energy harvesting device, or compressed air energy storage device having an air compressing device, a compressed air storage device and an energy recovery apparatus, wherein the energy recovery device comprises at least one of from the liquid air storage power station apparatus or
  • Compressed air storage power plant device has air-fed expansion turbine with attached generator
  • LAES Liquid Air Energy Storage
  • the liquid air is pumped to a higher pressure level and then vaporized.
  • the pressurized gaseous air is heated up and drives highly efficient turbomachinery for power generation, and LAES can be up to
  • a particular advantage over other methods is that LAES has no special geological requirements for the site, which avoids complicated and lengthy approval procedures, and the possibility of relatively short construction and lead times a quick implementation opened.
  • the necessary components are well developed Unitary processes that have been used in the process and power industry for decades. To adapt them to a LAES system, only minor changes are necessary.
  • the plant When integrated into an existing power plant or industrial site, the required grid and gas infrastructure would already be available.
  • the plant can also be operated as a back-up gas power plant without energy storage and with an efficiency of more than 40%.
  • the calculated storage efficiency is, depending on some process parameters, at values of over 70% and thus in the vicinity of the efficiencies for pumped storage power plants.
  • the storage efficiency of the process can be further increased if industrial waste heat (from surrounding power plants) and / or industrial refrigeration (eg LNG terminal) is available.
  • a steam power plant of the type described in more detail is known from US 4,347,706.
  • This document discloses a steam power plant with a connected conventional water / steam cycle, in which a turbo set comprising several turbines is arranged, by means of which a generator is driven to generate electricity. It is also known from this document to compress air and store it in a suitable store.
  • CAES Compressed Air Energy Storage
  • the compressors required for air compression are driven by the turboset while the heat produced during the compression is transferred into the steam / steam cycle of the steam power plant.
  • energy generated in the compressed air is thus stored by the steam power plant having a coal-fired steam generator.
  • the compressed air present in the air reservoir is expanded by expansion turbines, namely a high pressure air turbine and a low pressure air turbine, the shaft of which also drives a generator to generate power.
  • expansion turbines namely a high pressure air turbine and a low pressure air turbine
  • this is supplied from the water / steam cycle of the steam power plant heat energy.
  • This CAES and LAES technique can be used to make steam power plants, in particular large power plants, more flexible by storing electrical or mechanical energy in compressed or liquid air generated by the water / steam cycle of the steam power plant during periods of low power take-off in the context of an air energy injection cycle becomes. In times of increased grid-side power demand, the energy stored in this way can then be made available to the network as part of an air energy storage cycle.
  • the invention is therefore based on the object to provide a solution that allows an improved integration of a pressure and / or liquid air energy storage in a steam power plant.
  • the steam power plant is operable at minimum load operation in a Lucaserergieein arrivedungszyklus or Heilerergieein appointedungsmodus in which the air compressor or the air liquefaction device in water / feedwater / condensate ' leading line connection with the water / steam
  • the steam power plant is operable at full load operation in an air energy recovery storage or air energy storage mode in which the energy recovery device converts into air heating energy from there injecting line communication with the feedwater preheat and / or turbo set and / or the hot and / or the cold reheat and / or live steam of the water / steam cycle of the Steam power plant as well as in water / feed water / condensate recirculating line connection with the water / steam cycle is.
  • this object is achieved in that it is operable at minimum load operation in a Lucaserergieein absolutelyungszyklus or Heilerergieein immediatelyungsmodus, during which the Heilkomprimiervorplatz or the air liquefaction device in water / feedwater / condensate leading line connection with the water / steam cycle and wherein the steam heat plant is operable at full load operation in an air energy recovery cycle or air energy storage mode, during which air heating energy required in the energy recovery device results from the feedwater preheat and / or the turbo set and / or from the hot and / or cold reheat and / or it is decoupled as live steam of the water / steam cycle of the steam power plant and coupled into the energy recovery device, the energy recovery device in water / feedwater / condensate is recirculating line connection with the water / steam cycle.
  • the invention provides a particularly advantageous and energy-efficient integration of compressed air and / or liquid-air energy storage into one
  • the load is lowered to, for example, 13% partial load.
  • the feedwater preheating comprises a low-pressure feed water preheating and the compression heat auskoppelnde line connection to the region of the low-pressure feedwater preheating exists. It is also advantageous if the compression heat decoupling line connection comprises at least one heat exchanger, which causes the compression heat extraction.
  • the feedwater preheating comprises a high-pressure feedwater preheating and the air-heating energy injecting line connection to the region of the high-pressure feedwater preheating and / or the low-pressure feedwater preheating exists.
  • the air heating energy coupling-in line connection comprises at least one heat exchanger, which causes the Beerer stiirmungsenergie- coupling.
  • the invention further provides that the energy recovery device in a fed in the Lucaser stiirmungsenergieeinkopplung from the water / steam cycle resulting condensate in the flow direction of the feedwater in the water / steam cycle before a high-pressure feedwater in the feedwater, in particular in the field of Nttigspeisewasservorierrmung, recirculating line connection with the water / steam cycle is.
  • Another advantage is a power plant with the liquid-air storage power plant, which includes the air liquefaction device, which is preferably activated in the minimum load operation of the steam power plant and the resulting in the air liquefaction heat in the preheating or the feedwater preheating the water / steam cycle of the steam power plant, preferably in the low-pressure preheating or a low-pressure feedwater preheating, wherein the injection of bleed steam from the turbo-set of the water / steam cycle into the feedwater pre-heating is correspondingly reduced, and the power consumption of the air liquefaction minimizes the load of the steam power plant below the design value lowers, wherein the liquid storage power plant device further comprises the liquid air storage device and the energy recovery device, by means of which at high load demand of the power plant in a storage tank of the liquid storage device stored liquid air evaporated and preheated or fully heated by steam or steam from the steam / live steam originating steam or fully heated and then in a Air expander or one or more expansion turbines with connected and additional power
  • the efficiency of power generation of this power plant can be increased.
  • the maximum power output of the power plant can be increased by relaxing the compressed air or liquid air stored in the compressed air storage power plant device, thereby driving a generator to generate energy while generating additional power.
  • the steam power plant has an additional heat source, preferably a ballast gas turbine, which heats the air supplied to the expansion turbine or fans or the air expander.
  • the invention provides in a further embodiment, that the compressed air storage device or liquid storage device comprises a liquid air or compressed air storage that stores required compressed or liquid air for a Aussticherzeit from 2h to 12h, preferably 3h to 6h.
  • the compressed air storage device and the air compression device and / or air liquefaction device are dimensioned with regard to their air storage capacity and air compression capacity or air liquefaction capacity such that air storage times of 4h to 48h, preferably 6h to 38h, are feasible.
  • the method according to the invention is characterized in that the resulting heat of compression is coupled into the region of the low-pressure feedwater preheating of the feedwater preheating of the water / steam cycle of the steam power plant. Furthermore, the invention provides that the required air heating energy, preferably in the form of steam, from the range of high-pressure feedwater pre-heating and / or the range of low-pressure feedwater preheating the feedwater preheating of the water / steam cycle and / or from live steam and / or steam of the hot and / or cold reheat is disconnected.
  • the energy from the stored compressed air or liquid air can be done in several steps, which is why the invention is characterized in a further characterized in that the supplied during an Heilenergieaus arrivedungszyklus or Heilenergieaus appointedungsmodus in the energy recovery device from a compressed air storage or liquid storage air to be heated in several steps by means of the water / Steam cycle of the steam power plant tapped low pressure steam and / or high pressure steam gradually, is heated.
  • the air can be heated to a temperature of up to 600 ° C, so that a further advantageous embodiment of the invention is that the during a Beererergieaussusstungszykius or Heilerergieaus Eat mode of a the compressed air or liquid air storage, heated air to be heated in the energy recovery device in particular by means of a plurality of heat exchangers to temperatures between 200 and 800 ° C, preferably between 250 and 550 ° C, heated.
  • the invention provides in an embodiment that during a Heilerergieaus arrivedungszyklus or Heileergieaus- storage mode of the energy recovery device of the at least one expansion turbine or the expander from / the compressed air or liquid air reservoir supplied air at a pressure between 10 and 100 bar, preferably between 30 and 70 bar, is supplied.
  • Liquid air storage power plant or the compressed air storage power plant and the water / steam cycle of the power plant according to another embodiment of the invention is that during a Heilerergieaus startedungszyklus or Heilerergieaus arrivedungsmodus in the energy recovery device in the Beerer stiirs, especially in heat exchangers, resulting from steam fed condensate in the feed water flow direction in front of a high-pressure feedwater pump is fed back into the feedwater pre-heating, in particular into the area of the low-pressure feedwater pre-heating, of the water / steam cycle.
  • Fig. 1 shows schematically an embodiment of an inventive
  • FIG. 2 is a schematic representation of an achievable with the power plant of FIG. 1
  • Lufterergieein arrivedungs Kunststoff
  • FIG. 3 is a schematic representation of a realizable with the power plant of Fig. 1 Heilenergyaus arrivedungsSullivan and in Fig. 4 shows a with a second embodiment of an inventive
  • Fig. 1 shows a total of 1 designated steam power plant, which is, for example, a coal-fired power plant comprising a coal fired 2 steam generator 3 with connected water / steam cycle.
  • a high-pressure turbine 4 a medium-pressure turbine 5 and a low-pressure turbine 6 are integrated, which are acted upon by the steam generated by the steam generator 3 and drive a generator 7 to generate electricity, in a conventional manner
  • Steam from the low-pressure turbine 8 a low-pressure feed water preheating 8 fed, which is part of the feedwater 10 of the water / steam cycle of the steam power plant 1 together with a feedwater tank with degasser 9.
  • Part of the feedwater preheating 10 is also a high-pressure feedwater heating 1 1, wherein between the feedwater tank with degasser 3 and the high-pressure feedwater preheating 11, a high-pressure pump 12 is arranged.
  • the steam power plant 1 comprises a total of 13 designated liquid air storage power plant device or compressed air storage power device 13 or compressed air and / or liquid air energy storage device, which is shown as a dashed rectangle.
  • this liquid-air or compressed-air storage power plant device 13 comprises an air-compression device or air-liquefying device 14, which comprises two air compressors 15a, 15b, each with a downstream heat exchanger 16a, 16b. Basically, it is a multi-stage intercooled air compression and air liquefaction, which may include more than the illustrated two stages (15a, 15b).
  • the liquid-air or compressed-air storage power device 13 comprises a liquid-air storage device 27, which comprises a liquid-air storage tank 17 and a cold storage 18.
  • the liquid air or compressed air storage power plant device 13 also has a Energy itungsvor- direction 13, the two in the air energy reuse storage cycle or
  • Each associated with an air compressor 15 heat exchangers 16a, 16b are each in a line connection 23a, 23c, 23d or 23b, 23c, 23d to the water / steam cycle of the steam power plant 1, so that they have these lines each water or feed water or condensate from the Water / steam cycle can be fed.
  • the heat of compression arising in the compression of the air in the air liquefaction device 14 is coupled in the heat exchangers 18a, 16b into the water supplied via the lines or the line connection 23a, 23c, 23d or 23b, 23c, 23d, which is then heated and via a line connection 24 is returned to the water / steam cycle.
  • the heat of compression is thus decoupled there.
  • the return of the heat exchangers 16a, 16b supplied water in the water / steam cycle takes place in the embodiment between the low-pressure feedwater pre-heating 8 and the feedwater tank with degasser 9. It is also the return in the flow direction of the water / steam cycle behind the feedwater tank with degasser 9, but before the high-pressure pump 12, possible, which is shown by the dashed line 24a.
  • the heat exchangers 22a, 22b of the energy harvesting device 13 are in line communication with the high-pressure feedwater preheating 11 of the feedwater preheating 10, from which the heat exchangers 22a, 22b can be fed by means of a line connection 25 (bleed) steam during the Beereergieaus- storage cycle or Heilsergieaus arrivedungsmodus the steam power plant 1.
  • a line connection 25 bleed
  • the heat exchangers 22a, 22b are supplied with air heating energy, which is decoupled from the water / steam circuit and coupled into the heat exchangers 22a, 22b in the cold air flow supplied to the expansion turbines 20a, 20b, which is supplied from the liquid air storage tank 17.
  • the in the heat exchangers 22a, 22b cooled or condensed vapor is then recycled as condensate into the water / steam cycle by means of a respective line connection 26a, 26c, 26d or 26b, 26c, 26d.
  • a respective line connection 26a, 26c, 26d or 26b, 26c, 26d is then recycled as condensate into the water / steam cycle by means of a respective line connection 26a, 26c, 26d or 26b, 26c, 26d.
  • the confluence takes place in the flow direction of the water / steam cycle before the low-pressure feedwater preheating 8.
  • Fig. 2 shows the interaction between the water / steam cycle of the steam power plant 1 1 and the liquid air or compressed air storage power device 13 when performing a Heilerergieein Grandekius or Heilerergieein Grandeungsmodus, in which power generated by the generator 7 in the power plant 1 is used » to compress air supplied by the air compressor 15a, 15b to liquefaction.
  • this air-energy storage cycle or air-energy storage mode the steam supply from the low-pressure turbine 6 to the low-pressure feedwater preheating 8 is suppressed and / or bypassed.
  • the cooler medium (water / feedwater / condensate) leaving the respective heat exchanger 22a, 22b is then moved into the water by means of the respective line connection 26a, 26c, 26d or 28b, 26c, 26d upstream of the low-pressure feedwater heating 8 in the direction of flow of the water / steam cycle. Steam cycle recycled.
  • the low pressure feed water heating 8 is supplied with bleed steam from the low pressure turbine 6 in a conventional manner.
  • the maximum load of the steam power plant can be increased by at least 10%.
  • a modified embodiment of the process control in an air energy storage cycle or air energy storage mode shown in FIG. 4. differs from that of FIG. 3 only in that only one expansion turbine 20 with upstream heat exchanger 22 is present.
  • the maximum power of the steam power plant 1 can also be increased by at least 10%.
  • the air supplied from the storage tank and liquid air or compressed air reservoir 17 is heated to temperatures between 200 and 600 ° C, preferably between 250 and 550 ° C.
  • the size of the Fiüssig Kunststoff- or compressed air storage 17 and the performance (ability) of the air compressor and / or air liquefaction device 14 are for a storage time of 4 hours to 48 hours, preferably from 6 hours to 36 hours, dimensioned / designed to the operation of the steam power plant. 1 both during the low load period, usually on a weekend, as well as in the daily storage mode to enable at night.
  • the liquid air or compressed air reservoir 1 is also dimensioned such that liquid air is to be stored in it in an amount which, for a Aus headingzeit, ie a Period of Guterergieaus arrivedungszyklus or Heilerergieaubeg- tioning mode of 2 to 12 hours, preferably 3 to 6 hours, is sufficient.
  • the cold storage 18 comprises a cold storage in the form of liquids or solids, by means of which in a cold storage device 18a from the air liquefaction device 14 supplied air can be additionally cooled. Furthermore, the cold storage device 18 comprises a cold storage unit 18b, by means of which during the evaporation / heating of the air supplied from the liquid air storage 17 accumulating cold is ein arrivedbar.
  • LAES Liquid Air Energy Storage
  • Steam power plant 1 offers the possibility to provide storage capacity and at the same time to achieve a more flexible operation of the steam power plant. By reducing the possible yinimallast and increasing the maximum load of the composite system of steam power plant and liquid air energy storage can be better respond to fluctuations in the power grid.
  • the steam power plant 1 is operated in yinimallast.
  • the power output of the compound system is now lowered by having the LAES system in injection mode (air energy injection cycle or air energy injection mode).
  • the concept for the integration of an LAES system in a steam power plant 1 and for the integration of the Ein Grandefracs in the water / steam cycle of the steam power plant 1 is shown in Figs. 1 and 2.
  • the air compression required for liquefying the air consumes electrical energy that can be subtracted from the power generation of the steam power plant 1 in an energy balance of the composite system.
  • the resulting in the intercooling of the air compression in the heat exchangers 16a, 16b of the air liquefaction device 14 heat, which is present at a temperature level of up to about 130 ° C by recycling the cooling medium by means of the line connection 24 completely in the water / steam cycle of the steam power plant 1 returned and integrated.
  • the steam power plant i is operated at 100% load (full load).
  • the LAES system is in the discharge mode (air energy storage cycle or air energy storage mode). Exemplary embodiments of the combination of the two processes are shown schematically in FIGS. 1 and 3 and 4. For heating the high-pressure air taken from the liquid air reservoir 17 and evaporated in the cold storage unit 18b prior to expansion in the expansion turbine 20b or the expansion turbines 20a, 20b (in a multi-stage expansion), heat is expelled Water / steam cycle of the steam power plant 1 taken.
  • the air is first preheated by means of steam from the taps of the low-pressure steam turbine 6 at a low temperature level and then with steam from taps of the medium and / or high-pressure steam turbine 5, 4, by live steam or steam of the hot or cold reheat up on high temperatures is heated.
  • the heat extracted from the water / steam cycle helps to convert the energy of the high pressure air taken from the liquid air reservoir 17 into mechanical or electrical power, so that the net power production can be increased disproportionately.
  • the steam output of the steam generator 3 can be increased without the maximum permissible upper operating limit of the steam turbine 4, 5, 6 and the generator. 7 is exceeded.
  • the conversion efficiency of additionally used fuel 2 (to increase steam power) to electrical energy generated by the LAES system is between 65 and 100%.
  • the maximum load of the composite system can be! be increased to about 1 17% of the rated power of the steam power process.
  • the net efficiency of the composite system can be increased to, for example, about 50%. This represents a considerable improvement in efficiency compared with a standard value of 46% for modern coal-fired power plants.
  • the thermal engineering Verschaitung can equally with a compressed air storage, ie a CAES (Compressed Air Energy Storage) system, realize with the same advantages.
  • a CAES Compressed Air Energy Storage
  • the liquid air reservoir is designed as a compressed air reservoir.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

In the context of a steam power plant (1) comprising a fired boiler (3) with connected water/steam circuit, having a turbo set with at least one low-pressure steam turbine (6) and at least one high-pressure steam turbine (4) and a feed water preheating unit (10) that comprises a feed water container with degasser (3), and comprising a liquefied air storage power plant device or a compressed air storage power plant device (13) that is thermally integrated into the water/steam circuit and comprises an air compression device and/or air liquefaction device (14), a compressed air storage device and/or liquefied air storage device (27) and an energy recovery device (19) that has at least one expansion turbine (20a, 20b), with connected generator (21), which is supplied with air from the liquefied air storage power plant device or compressed air storage power plant device (13), the intention is to provide a solution that permits improved integration of a compressed and/or liquefied air energy storage unit into a steam power plant. This is achieved in that the steam power plant (1), in minimum load operation, can be operated in an air energy-storage cycle or air energy-storage mode in which the air compression device or the air liquefaction device (14) is connected, via lines (23a – 23d) conveying water/feed water/condensate, to the water/steam circuit and is connected, via lines (24, 24a) diverting compression heat thither, to the feed water preheating unit (10) of the water/steam circuit, and in that the steam power plant (1), in maximum load operation, can be operated in an air energy-discharge cycle or air energy-discharge mode in which the energy recovery device (19) is connected, via line (25) so as to inject air-heating energy therefrom, to the feed water preheating unit (10) and/or the turbo set (4, 5, 6) and/or the hot and/or the cold intermediate superheater and/or to fresh steam of the water/steam circuit of the steam power plant (1), and is also connected, via lines (26a – 26d), to the water/steam circuit so as to recirculate water/feed water/condensate.

Description

Dampfkraftwerk und Verfahren zu dessen Betrieb  Steam power plant and method for its operation

Die Erfindung richtet sich auf ein Dampfkraftwerk umfassend einen befeuerten Dampferzeuger mit angeschlossenem Wasser/Dampf-Kreislauf, der einen Turbosatz mit mindestens einer Niederdruckdampfturbine und mindestens einer Hochdruckdampfturbine sowie eine Speisewasservorwärrnung, die einen Speisewasserbehälter mit Entgaser umfasst, aufweist, und umfassend eine wärmetechnisch in den Wasser/Dampf-Kreislauf integrierte Flüssigluftspeicherkraftwerksvorrichtung, die eine Luftverflüssigungsvorrichtung» eine Flüssigluftspeichervorrichtung und eine Energiegewinnungsvorrichtung aufweist, oder Druckluftspeicherkraftwerksvorrichtung, die eine Luftkomprimiervorrichtung, eine Druckluftspeichervorrichtung und eine Energiegewinnungsvorrichtung aufweist, wobei die Energiegewinnungsvorrichtung mindestens eine aus der Flüssigluftspeicherkraftwerksvorrichtung oder derThe invention is directed to a steam power plant comprising a fired steam generator with connected water / steam circuit having a turbo set with at least one low-pressure steam turbine and at least one high-pressure steam turbine and a feedwater preheating comprising a feedwater tank with degasser, and comprising a thermally in the water / steam circuit integrated liquid air storage power plant apparatus, an air liquefaction device "has a liquid air storage device and an energy harvesting device, or compressed air energy storage device having an air compressing device, a compressed air storage device and an energy recovery apparatus, wherein the energy recovery device comprises at least one of from the liquid air storage power station apparatus or

Druckluftspeicherkraftwerksvorrichtung luftgespeiste Expansionsturbine mit angeschlossenem Generator aufweist Compressed air storage power plant device has air-fed expansion turbine with attached generator

Weiterhin richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Dampfkraftwerks. Eine der effizientesten Methoden zur Speicherung von Überschuss-Strom ist die so genannte „Liquid Air Energy Storage" (LAES)-Technoiogie. Dabei wird Luft komprimiert und dann soweit abgekühlt bis die zunächst gasförmige Luft in den flüssigen Äggregatzustand übergeht. Anschließend wird die verflüssigte Luft gespeichert. Nimmt der Elektrizitätsbedarf im Stromnetz zu, wird die flüssige Luft mit einer Pumpe auf ein höheres Druckniveau gebracht und dann verdampft. Die unter Druck stehende gasförmige Luft wird aufgeheizt und treibt hocheffiziente Turbomaschinen zur Stromerzeugung an, LAES lässt sich als Speichertechnologie im Bereich bis zu mehreren Gigawattstunden nutzen. Ein besonderer Vorteil gegenüber anderen Verfahren besteht darin, dass LAES keine besonderen geologischen Anforderungen an den Standort hat, wodurch komplizierte und langwierige Genehmigungsverfahren vermieden werden. Außerdem ist mit relativ kurzen Bau- und Vorlaufzeiten zu rechnen, was die Möglichkeit einer schnellen Umsetzung eröffnet. Außerdem sind die notwendigen Komponenten gut entwickelte Einheitsprozesse, die in der Prozess- und Kraftwerksindustrie seit Jahrzehnten eingesetzt werden. Um diese an ein LAES-System anzupassen, sind lediglich geringe Änderungen notwendig. Bei der Integration in einen bereits bestehenden Kraftwerks- oder Industriestandort wäre die erforderliche Netz- und Gasinfrastruktur bereits verfügbar. Die Anlage kann zudem als Back-up-Gaskraftwerk ohne Energiespeicherung und mit einem Wirkungsgrad von mehr als 40 % betrieben werden. Die berechnete Speichereffizienz liegt, abhängig von einigen Prozessparametern, bei Werten von über 70 % und somit in der Nähe der Wirkungsgrade für Pumpspeicherkraftwerke. Zusätzlich lässt sich die Speichereffizienz des Prozesses weiter erhöhen, wenn industrielle Abwärme (von umliegenden Kraftwerken) und / oder industrielle Abkälte (z. B. LNG-Terminal) verfügbar ist. Furthermore, the invention is directed to a method for operating such a steam power plant. One of the most efficient methods of storing surplus electricity is the so-called "Liquid Air Energy Storage" (LAES) technology, which compresses the air and then cools it down until the gaseous air changes to liquid state, and then liquefied air As the electricity supply in the grid increases, the liquid air is pumped to a higher pressure level and then vaporized.The pressurized gaseous air is heated up and drives highly efficient turbomachinery for power generation, and LAES can be up to A particular advantage over other methods is that LAES has no special geological requirements for the site, which avoids complicated and lengthy approval procedures, and the possibility of relatively short construction and lead times a quick implementation opened. Besides, the necessary components are well developed Unitary processes that have been used in the process and power industry for decades. To adapt them to a LAES system, only minor changes are necessary. When integrated into an existing power plant or industrial site, the required grid and gas infrastructure would already be available. The plant can also be operated as a back-up gas power plant without energy storage and with an efficiency of more than 40%. The calculated storage efficiency is, depending on some process parameters, at values of over 70% and thus in the vicinity of the efficiencies for pumped storage power plants. In addition, the storage efficiency of the process can be further increased if industrial waste heat (from surrounding power plants) and / or industrial refrigeration (eg LNG terminal) is available.

Ein Dampfkraftwerk der eingangs näher bezeichneten Art ist aus der US 4,347,706 bekannt. Dieses Dokument offenbart ein Dampfkraftwerk mit einem angeschlossenen üblichen Wasser/Dampf-Kreislauf, in welchem ein mehrere Turbinen umfassender Turbosatz angeordnet ist, mittels welchem ein Generator zur Stromerzeugung angetrieben wird. Ebenso ist es aus diesem Dokument bekannt, Luft zu verdichten und in einem geeigneten Speicher zu lagern. Bei dem aus diesem Dokument bekannten CAES (Compressed Air Energy Storage)- Verfahren werden die zur Luftverdichtung benötigten Kompressoren von der Weile des Turbosatzes angetrieben und wird die bei der Kompression entstehende Wärme in den Wasser/Dampf-Kreislauf des Dampfkraftwerkes überführt. In diesem Luftenergieeinspeicherungszyklus wird somit vom Dampfkraftwerk, das einen kohlenbefeuerten Dampferzeuger aufweist, erzeugte Energie in der komprimierten Luft gespeichert. Während eines Luftenergieausspeicherungszyklus wird die im Luftspeicher vorhandene komprimierte Luft über Expansionsturbinen, nämlich eine Hochdruckluftturbine und eine Niederdruckluftturbine, entspannt, deren Welle ebenfalls einen Generator zur Stromerzeugung antreibt. Zur Aufheizung und Erwärmung der aus dem Luftspeicher den Expansionsturbinen zugeführten Luft wird dieser aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf des Dampfkraftwerkes Wärmeenergie zugeführt. Diese CAES- und LAES-Technik kann zur Flexibilisierung von Dampfkraftwerken, hier insbesondere Großkraftwerken, benutzt werden, indem in Zeiten geringer netzseitiger Stromabnahme im Rahmen eines Luftenergieeinspeicherungszyklus mittels des Wasser/Dampf-Kreislaufs des Dampfkraftwerkes erzeugte elektrische oder mechanische Energie in komprimierter oder flüssiger Luft gespeichert wird. In Zeiten erhöhter netzseitiger Stromnachfrage kann die derart eingespeicherte Energie dann dem Netz im Rahmen eines Luftenergieausspeicherungszyklus zur Verfügung gestellt werden. A steam power plant of the type described in more detail is known from US 4,347,706. This document discloses a steam power plant with a connected conventional water / steam cycle, in which a turbo set comprising several turbines is arranged, by means of which a generator is driven to generate electricity. It is also known from this document to compress air and store it in a suitable store. In the case of the CAES (Compressed Air Energy Storage) method known from this document, the compressors required for air compression are driven by the turboset while the heat produced during the compression is transferred into the steam / steam cycle of the steam power plant. In this air energy storage cycle, energy generated in the compressed air is thus stored by the steam power plant having a coal-fired steam generator. During an air energy storage cycle, the compressed air present in the air reservoir is expanded by expansion turbines, namely a high pressure air turbine and a low pressure air turbine, the shaft of which also drives a generator to generate power. For heating and heating the air supplied to the expansion turbines air this is supplied from the water / steam cycle of the steam power plant heat energy. This CAES and LAES technique can be used to make steam power plants, in particular large power plants, more flexible by storing electrical or mechanical energy in compressed or liquid air generated by the water / steam cycle of the steam power plant during periods of low power take-off in the context of an air energy injection cycle becomes. In times of increased grid-side power demand, the energy stored in this way can then be made available to the network as part of an air energy storage cycle.

Es besteht daher Bedarf an Lösungen, die eine besonders vorteilhafte Luftenergieeinspeicherung und Luftenergieausspeicherung möglich machen und die sich insbesondere auch in vorteilhafter Weise für eine flexibiiisierte und in Bezug auf den Lastbereich erweiterte Fahrweise eines Dampfkraftwerkes, insbesondere eines Großkraftwerkes, eignen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die eine verbesserte Einbindung einer Druck- und/oder Flüssigluftenergieeinspeicherung in ein Dampfkraftwerk ermöglicht. There is therefore a need for solutions which make a particularly advantageous air energy storage and air energy storage possible and which are particularly advantageous for a flexiblized and extended in terms of the load range of a steam power plant, in particular a large power plant. The invention is therefore based on the object to provide a solution that allows an improved integration of a pressure and / or liquid air energy storage in a steam power plant.

Bei einem Dampfkraftwerk der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Dampfkraftwerk bei Minimallastbetrieb in einem Luftenergieeinspeicherungszyklus oder Luftenergieeinspeicherungsmodus betreibbar ist, in welchem die Luftkomprimiervorrichtung oder die Luftverflüssigungsvorrichtung in Wasser/Speisewasser/Kondensat ' führender Leitungsverbindung mit dem Wasser/Dampf-Kreislauf sowie in Kompressionswärme dorthin auskoppelnder Leitungsverbindung mit der Speisewasservorwärmung des Wasser/Dampf-Kreislaufs steht, und dass das Dampfkraftwerk bei Volllastbetrieb in einem Luftenergieausspeicherungszyklus oder Luftenergieausspeicherungsmodus betreibbar ist, in welchem die Energiegewinnungsvorrichtung in Lufterwärmungsenergie von dort einkoppelnder Leitungsverbindung mit der Speisewasservorwärmung und/oder dem Turbosatz und/oder der heißen und/oder der kalten Zwischenüberhitzung und/oder mit Frischdampf des Wasser/Dampf- Kreislaufs des Dampfkraftwerks sowie in Wasser/Speisewasser/Kondensat rückführender Leitungsverbindung mit dem Wasser/Dampf-Kreislauf steht. Bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass es bei Minimallastbetrieb in einem Luftenergieeinspeicherungszyklus oder Luftenergieeinspeicherungsmodus betreibbar ist, während welchem die Luftkomprimiervorrichtung oder die Luftverflüssigungsvorrichtung in Wasser/Speisewasser/Kondensat führender Leitungsverbindung mit dem Wasser/Dampf-Kreislauf steht und in der Luftkomprimiervorrichtung oder der Luftverflüssigungsvorrichtung entstehende Kompressionswärme ausgekoppelt und in die Speisewasservorwärmung des Wasser/Dampf-Kreislaufs des Dampfkraftwerks eingekoppelt wird, und dass das Dampfkraftwerk bei Volllastbetrieb in einem Luftenergieausspeicherungszykius oder Luftenergieausspeicherungsmodus betreibbar ist, während welchem in der Energiegewinnungsvorrichtung benötigte Lufterwärmungsenergie aus der Speisewasservorwärmung und/oder dem Turbosatz und/oder aus der heißen und/oder kalten Zwischenüberhitzung und/oder als Frischdampf des Wasser/Dampfkreislaufs des Dampfkraftwerks ausgekoppelt und in die Energiegewinnungsvorrichtung eingekoppelt wird, wobei die Energiegewinnungsvorrichtung in Wasser/Speisewasser/Kondensat rückführender Leitungsverbindung mit dem Wasser/Dampf-Kreislauf steht. Durch die Erfindung wird eine besonders vorteilhafte und energieeffiziente Einbindung einer Druckluft- und/oder Flüssigluftenergiespeicherung in einIn a steam power plant of the type described in more detail above, this object is achieved in that the steam power plant is operable at minimum load operation in a Lufterergieeinspeicherungszyklus or Lufterergieeinspeicherungsmodus in which the air compressor or the air liquefaction device in water / feedwater / condensate ' leading line connection with the water / steam The steam power plant is operable at full load operation in an air energy recovery storage or air energy storage mode in which the energy recovery device converts into air heating energy from there injecting line communication with the feedwater preheat and / or turbo set and / or the hot and / or the cold reheat and / or live steam of the water / steam cycle of the Steam power plant as well as in water / feed water / condensate recirculating line connection with the water / steam cycle is. In a method of the type described in more detail, this object is achieved in that it is operable at minimum load operation in a Lufterergieeinspeicherungszyklus or Lufterergieeinspeicherungsmodus, during which the Luftkomprimiervorrichtung or the air liquefaction device in water / feedwater / condensate leading line connection with the water / steam cycle and wherein the steam heat plant is operable at full load operation in an air energy recovery cycle or air energy storage mode, during which air heating energy required in the energy recovery device results from the feedwater preheat and / or the turbo set and / or from the hot and / or cold reheat and / or it is decoupled as live steam of the water / steam cycle of the steam power plant and coupled into the energy recovery device, the energy recovery device in water / feedwater / condensate is recirculating line connection with the water / steam cycle. The invention provides a particularly advantageous and energy-efficient integration of compressed air and / or liquid-air energy storage into one

Dampfkraftwerk, d.h. in ein einen insbesondere fossil, vorzugsweise mit Kohle, befeuerten Dampferzeuger aufweisendes Kraftwerk, bereitgestellt. Dadurch, dass eine wärmetechnische Einbindung der Druckluft- und/oder Flüssigluftenergieeinspeicherung in den Wasser/Dampf-Kreislauf des Dampfkraftwerkes im Bereich der Speisewasservorwärmung - und damit stromabwärts des Turbosatzes und stromaufwärts des Dampferzeugers - erfolgt, lässt sich einerseits die Minimallast des Dampfkraftwerkes auf einen bezogen auf die Generatorleistung des Dampfkraftwerkes Minimallastbereich herunterfahren, der unterhalb dessen liegt, was bei üblichen konventionellen Dampfkraftwerken an Minimallast oder Mindestlast aufrechterhalten werden muss, um die Turbinen des Turbosatzes noch mit für deren Minimallastbereich ausreichendem Dampf zu versorgen. Dadurch, dass erfindungsgemäß beim Betrieb des Dampfkraftwerkes im Luftenergieeinspeicherungszyklus oder Luftenergieeinspeicherungsmodus der Druckluftspeicherkraftwerksvorrichtung oder Druckluft- und/oder Flüssigluftenergie- speicherungsvorrichtung Kondensat oder Speisewasser aus dem Wasser/Dampf- Kreislauf abgezweigt und zur Wärmeeinkopplung von bei der Luftverdichtung oder Luftverflüssigung entstehender Wärme genutzt wird, woraufhin das aufgrund dieses Wärmeeintrages erwärmte Kondensat/Speisewasser in den Wasser/Dampf-Kreislauf und hier insbesondere die Speisewasservorwärmung des Wasser/Dampf-Kreislaufs des Dampfkraftwerkes rückgeführt wird, ist es möglich, die Turbinen (zwar) weiterhin mit ihrer Minimallast, die im Lastbereich des Dampfkraftwerkes von ca. 25 % liegt, zu betreiben. Hierbei wird aber aufgrund des für die Luftverdichtung benötigten Energieverbrauches in Bezug auf die Generatorleistung die Last auf beispielsweise 13 % Teillast abgesenkt. Andererseits ist es aufgrund der Erfindung möglich, bei einem Luftenergieausspeicherungszyklus oder Luftenergieausspeicherungsmodus die aus dem Speicher austretende kalte verdichtete Luft nach Verdampfung mit Hilfe von aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf zugeführtem Anzapfdampf zu erwärmen, bevor diese Luft dann auf eine Expansionsturbine oder einen Expander geleitet wird, der einen Generator antreibt, der zusätzliche Energie - unabhängig vom Turbosatz des Wasser/Dampf-Kreislaufes - erzeugt, so dass sich die Volllastleistung des Kraftwerkes beispielsweise von 100 % auf 1 17 % erhöhen lässt. Grundsätzlich ist es also möglich, mit einem erfindungsgemäßen Dampfkraftwerk, d. h. insbesondere einem fossil, vorzugsweise mit Kohle, befeuerten Kraftwerksdampferzeuger mit angeschlossenem Turbosatz, durch die bei der Ausspeicherung von gespeicherter Flüssigluft und/oder Druckluft entstehende Energiegewinnung die Gesamtleistung des Kraftwerks bezogen auf die Kesselvolllast auf deutlich über 100 % zu erhöhen. Ebenso ist es bei einem solchen Kraftwerk möglich, bei der Einspeicherung von Flüssigluft und/oder Druckluft die mögliche Teillastabsenkung aufgrund des vorstehend beschriebenen Energieverbrauches für die Luftverdichtung auf weit unter 20 % der Kesselvolllast abzusenken. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche. So ist es gemäß Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, wenn die Speisewasservorwärmung eine Niederdruckspeisewasservorwärmung umfasst und die Kompressionswärme auskoppelnde Leitungsverbindung zum Bereich der Niederdruckspeisewasservorwärmung besteht. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Kompressionswärme auskoppelnde Leitungsverbindung mindestens einen Wärmetauscher umfasst, der die Kompressionswärmeauskopplung bewirkt. Steam power plant, ie in a particular fossil, preferably with coal, fired steam generator exhibiting power plant provided. The fact that a heat technology integration of compressed air and / or liquid air energy storage in the water / steam cycle of the steam power plant in the field of feedwater pre-heating - and thus downstream of the turbo set and upstream of the steam generator - takes place, on the one hand, the minimum load of the steam power plant based on a reduce the generator power of the steam power plant minimum load range, which is below what must be maintained in conventional conventional steam power plants to minimum load or minimum load to the turbines of the turbo set still sufficient for their minimum load range steam supply. Due to the fact that according to the invention during operation of the steam power plant in Luftenergieeinspeicherungszyklus or Luftenergieeinspeicherungsmodus the compressed air storage power device or compressed air and / or Flüssigluftenergie- storage device condensate or feed water from the water / steam circuit is used and used for heat coupling resulting in the air compression or air liquefaction heat, whereupon the Due to this heat input heated condensate / feed water in the water / steam cycle and in particular the feedwater pre-heating of the water / steam cycle of the steam power plant is returned, it is possible, the turbines (indeed) continue with their minimum load in the load range of the steam power plant about 25% is to operate. In this case, however, due to the energy consumption required for the air compression with respect to the generator power, the load is lowered to, for example, 13% partial load. On the other hand, it is possible on the basis of the invention, in an air energy storage cycle or air energy storage mode, to heat the cold compressed air leaving the storage after evaporation by means of bleed steam supplied from the water / steam cycle before this air is then directed to an expansion turbine or expander , which drives a generator that generates additional energy - regardless of the turbo set of the water / steam cycle - so that the full load capacity of the power plant can be increased, for example, from 100% to 1 17%. In principle, it is thus possible, with a steam power plant according to the invention, ie in particular a fossil, preferably coal-fired power plant steam generator with connected turbine, by the energy produced during the withdrawal of stored liquid air and / or compressed air, the total power of the power plant relative to the boiler full load on clearly over 100% increase. Likewise, it is possible in such a power plant, lower the possible partial load reduction due to the energy consumption described above for the air compression to well below 20% of the boiler full load in the storage of liquid air and / or compressed air. Advantageous embodiments and modifications of the invention are the subject of the dependent subclaims. Thus, it is expedient according to embodiment of the invention, when the feedwater preheating comprises a low-pressure feed water preheating and the compression heat auskoppelnde line connection to the region of the low-pressure feedwater preheating exists. It is also advantageous if the compression heat decoupling line connection comprises at least one heat exchanger, which causes the compression heat extraction.

Weiterhin besteht eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kraftwerkes darin, dass die Speisewasservorwärmung eine Hochdruckspeise- wasservorwärmung umfasst und die Lufterwärmungsenergie einkoppelnde Leitungsverbindung zum Bereich der Hochdruckspeisewasservorwärmung und/oder der Niederdruckspeisewasservorwärmung besteht. Dabei ist es dann weiterhin von Vorteil, wenn die Lufterwärmungsenergie einkoppelnde Leitungsverbindung mindestens einen Wärmetauscher umfasst, der die Lufterwärmungsenergie- einkopplung bewirkt. Furthermore, an advantageous development of the power plant according to the invention consists in that the feedwater preheating comprises a high-pressure feedwater preheating and the air-heating energy injecting line connection to the region of the high-pressure feedwater preheating and / or the low-pressure feedwater preheating exists. In this case, it is furthermore advantageous if the air heating energy coupling-in line connection comprises at least one heat exchanger, which causes the Lufterwärmungsenergie- coupling.

In Weiterbildung sieht die Erfindung weiterhin vor, dass die Energiegewinnungsvorrichtung in einer bei der Lufterwärmungsenergieeinkopplung aus aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf zugeführtem Dampf entstehendes Kondensat in Strömungsrichtung des Speisewassers im Wasser/Dampf-Kreislauf vor eine Hochdruckspeisewasserpumpe in die Speisewasservorwärmung, insbesondere in den Bereich der Ntederdruckspeisewasservorwärmung, rückführenden Leitungsverbindung mit dem Wasser/Dampf-Kreislauf steht. In a further development, the invention further provides that the energy recovery device in a fed in the Lufterwärmungsenergieeinkopplung from the water / steam cycle resulting condensate in the flow direction of the feedwater in the water / steam cycle before a high-pressure feedwater in the feedwater, in particular in the field of Ntdruckspeisewasservorwärmung, recirculating line connection with the water / steam cycle is.

Von Vorteil ist weiterhin ein Kraftwerk mit der Flüssigluftspeicherkraftwerksvorrichtung, welche die Luftverflüssigungsvorrichtung umfasst, die vorzugsweise im Minimallastbetrieb des Dampfkraftwerkes aktiviert ist und die die bei der Luftverflüssigung anfallende Wärme in die Vorwärmstrecke oder die Speisewasservorwärmung des Wasser/Dampf-Kreislaufs des Dampfkraftwerks, vorzugsweise in die Niederdruckvorwärmung oder eine Niederdruckspeisewasser- vorwärmung, einspeist, wobei die Einspeicherung von Anzapfdampf aus dem Turbosatz des Wasser/Dampf-Kreislaufs in die Speisewasservorwärmung entsprechend verringert wird, und die durch die Leistungsaufnahme der Luftverflüssigung die Minimallast des Dampfkraftwerkes unter den Auslegungswert absenkt, wobei die Flüssigiuftspeicherkraftwerksvorrichtung weiterhin die Flüssigluftspeichervorrichtung sowie die Energiegewinnungsvorrichtung umfasst, mittels welcher bei hohem Lastbedarf des Kraftwerks in einem Lagertank der Flüssigluftspeichervorrichtung gespeicherte flüssige Luft verdampft und mittels aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf stammendem Anzapfdampf oder Frischdampf vorgewärmt oder voll aufgeheizt und dann in einem Luftexpander oder einer oder mehreren Expansionsturbinen mit angeschlossenem und zusätzlichen Strom erzeugendem Generator der Energiegewinnungsvorrichtung entspannt wird. Dadurch, dass (bei einer Flüssiglufterzeugung oder einer Drucklufterzeugung) anfallende Wärme in die Vorwärmstrecke des Wasser/Dampf-Kreislaufes des Kraftwerkes eingespeist wird, lässt sich der Wirkungsgrad der Stromerzeugung dieses Kraftwerkes erhöhen. Ebenso lässt sich die maximale Leistungsabgabe des Kraftwerkes dadurch erhöhen, dass die in der Druckluftspeicherkraftwerksvorrichtung gespeicherte Druckluft oder Flüssigluft entspannt und dabei ein Generator zur Energiegewinnung unter Erzeugung von zusätzlichem Strom angetrieben wird. Another advantage is a power plant with the liquid-air storage power plant, which includes the air liquefaction device, which is preferably activated in the minimum load operation of the steam power plant and the resulting in the air liquefaction heat in the preheating or the feedwater preheating the water / steam cycle of the steam power plant, preferably in the low-pressure preheating or a low-pressure feedwater preheating, wherein the injection of bleed steam from the turbo-set of the water / steam cycle into the feedwater pre-heating is correspondingly reduced, and the power consumption of the air liquefaction minimizes the load of the steam power plant below the design value lowers, wherein the liquid storage power plant device further comprises the liquid air storage device and the energy recovery device, by means of which at high load demand of the power plant in a storage tank of the liquid storage device stored liquid air evaporated and preheated or fully heated by steam or steam from the steam / live steam originating steam or fully heated and then in a Air expander or one or more expansion turbines with connected and additional power generating generator of the energy recovery device is relaxed. The fact that (in a liquid air generation or compressed air generation) resulting heat is fed into the preheating of the water / steam cycle of the power plant, the efficiency of power generation of this power plant can be increased. Likewise, the maximum power output of the power plant can be increased by relaxing the compressed air or liquid air stored in the compressed air storage power plant device, thereby driving a generator to generate energy while generating additional power.

In Bezug auf die Auslegung der Druckluftspeicherkraftwerksvorrichtung ist es gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, wenn die mindestens eine oder mehrere von der Druckluft oder Flüssigluft gespeiste(n) Expansionsturbine(n) mit angeschlossenem Generator oder der Luftexpander mit Generator der Energiegewinnungsvorrichtung eine Größe oder ein Stromerzeugungsvermögen des oder der jeweiligen Generatoren aufweist, die/das 2 % bis 20 %, vorzugsweise 4 % bis 15 %, des elektrischen Stromerzeugungsleistungsvermögens des Dampfkraftwerks entspricht. Von Vorteil kann es auch sein, wenn das Dampfkraftwerk eine zusätzliche Wärmequelle, vorzugsweise eine Vorschaltgasturbine, aufweist, welche die der oder den Expansionsturbine(n) oder dem Luftexpander zugeführte Luft erwärmt. With regard to the design of the compressed air storage power plant device according to a further embodiment of the invention, it is useful if the at least one or more powered by the compressed air or liquid air expansion turbine (s) connected generator or the Luftexpander with generator of the energy recovery device size or power generating capacity of the respective generator (s) corresponding to 2% to 20%, preferably 4% to 15%, of the electric power generating capacity of the steam power plant. It can also be advantageous if the steam power plant has an additional heat source, preferably a ballast gas turbine, which heats the air supplied to the expansion turbine or fans or the air expander.

In Bezug auf die Dimensionierung des Luftspeichers sieht die Erfindung in weiterer Ausgestaltung vor, dass die Druckluftspeichervorrichtung oder Flüssigluftspeichervorrichtung einen Flüssigluft- oder Druckluftspeicher umfasst, der für eine Ausspeicherzeit von 2h bis 12h, vorzugsweise 3h bis 6h, benötigte komprimierte oder flüssige Luft speichert. In Bezug auf die Dimensionierung der Luftkomprimiervorrichtung oder Luftverflüssigungsvorrichtung ist es gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung hingegen zweckmäßig, wenn die Druckluftspeichervorrichtung oder Flüssigluftspeichervorrichtung und die Luftkomprimiervorrichtung und/oder Luftverflüssigungsvorrichtung bezüglich ihrer Luftspeicherkapazität und ihrer Luftkomprimierungskapazität oder Luftverflüssigungskapazität derart dimensioniert sind, dass Lufteinspeicherzeiten von 4h bis 48h, vorzugsweise 6h bis 38h, realisierbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich in Ausgestaltung dadurch aus, dass die entstehende Kompressionswärme in den Bereich der Niederdruckspeise- wasservorwärmung der Speisewasservorwärmung des Wasser/Dampf-Kreislaufes des Dampfkraftwerks eingekoppelt wird. Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass die benötigte Lufterwärmungsenergie, vorzugsweise in Form von Dampf, aus dem Bereich der Hochdruckspeisewasservorwärmung und/oder dem Bereich der Niederdruckspeisewasservorwärmung der Speisewasservorwärmung des Wasser/Dampf-Kreislaufs und/oder aus Frischdampf und/oder aus Dampf der heißen und/oder kalten Zwischenüberhitzung ausgekoppelt wird. With regard to the dimensioning of the air reservoir, the invention provides in a further embodiment, that the compressed air storage device or liquid storage device comprises a liquid air or compressed air storage that stores required compressed or liquid air for a Aussticherzeit from 2h to 12h, preferably 3h to 6h. On the other hand, with regard to the dimensioning of the air compression device or air liquefaction device, it is expedient according to a further embodiment of the invention if the compressed air storage device and the air compression device and / or air liquefaction device are dimensioned with regard to their air storage capacity and air compression capacity or air liquefaction capacity such that air storage times of 4h to 48h, preferably 6h to 38h, are feasible. In a refinement, the method according to the invention is characterized in that the resulting heat of compression is coupled into the region of the low-pressure feedwater preheating of the feedwater preheating of the water / steam cycle of the steam power plant. Furthermore, the invention provides that the required air heating energy, preferably in the form of steam, from the range of high-pressure feedwater pre-heating and / or the range of low-pressure feedwater preheating the feedwater preheating of the water / steam cycle and / or from live steam and / or steam of the hot and / or cold reheat is disconnected.

Die Energiegewinnung aus der gespeicherten Druckluft oder Flüssigluft kann in mehreren Schritten erfolgen, weshalb sich die Erfindung in Weiterbildung auch dadurch auszeichnet, dass die während eines Luftenergieausspeicherungszyklus oder Luftenergieausspeicherungsmodus in der Energiegewinnungsvorrichtung aus einem Druckluftspeicher oder Flüssigluftspeicher zugeführte, aufzuheizende Luft in mehreren Schritten mittels aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf des Dampfkraftwerks abgezapften Niederdruckdampfs und/oder Hochdruckdampfs schrittweise, erwärmt wird. The energy from the stored compressed air or liquid air can be done in several steps, which is why the invention is characterized in a further characterized in that the supplied during an Luftenergieausspeicherungszyklus or Luftenergieausspeicherungsmodus in the energy recovery device from a compressed air storage or liquid storage air to be heated in several steps by means of the water / Steam cycle of the steam power plant tapped low pressure steam and / or high pressure steam gradually, is heated.

Hierbei lässt sich die Luft auf eine Temperatur von bis zu 600 °C erwärmen, so dass eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung darin besteht, dass die während eines Luftenergieausspeicherungszykius oder Luftenergieausspeicherungs- modus aus einem dem Druckluft- oder Flüssigluftspeicher zugeführte, aufzuheizende Luft in der Energiegewinnungsvorrichtung insbesondere mittels mehrerer Wärmetauscher auf Temperaturen zwischen 200 und 800 °C, vorzugsweise zwischen 250 und 550 °C, aufgeheizt wird. Bezüglich der einzustellenden Druckbereiche sieht die Erfindung in Ausgestaltung vor, dass während eines Luftenergieausspeicherungszyklus oder Luftenergieaus- speicherungsmodus der Energiegewinnungsvorrichtung der mindestens einen Expansionsturbine oder dem Expander aus einem/dem Druckluft- oder Flüssigluftspeicher zugeführte Luft mit einem Druck zwischen 10 und 100 bar, vorzugsweise zwischen 30 und 70 bar, zugeführt wird. In this case, the air can be heated to a temperature of up to 600 ° C, so that a further advantageous embodiment of the invention is that the during a Lufterergieaussusstungszykius or Lufterergieausspeicher mode of a the compressed air or liquid air storage, heated air to be heated in the energy recovery device in particular by means of a plurality of heat exchangers to temperatures between 200 and 800 ° C, preferably between 250 and 550 ° C, heated. With regard to the pressure ranges to be set, the invention provides in an embodiment that during a Lufterergieausspeicherungszyklus or Lufteergieaus- storage mode of the energy recovery device of the at least one expansion turbine or the expander from / the compressed air or liquid air reservoir supplied air at a pressure between 10 and 100 bar, preferably between 30 and 70 bar, is supplied.

Eine weitere vorteilhafte Verbindung zwischen derAnother advantageous connection between the

Flüssigluftspeicherkraftwerksvorrichtung oder der Druckluftspeicherkraftwerks- vorrichtung und dem Wasser/Dampf-Kreislauf des Kraftwerkes besteht gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung darin, dass während eines Luftenergieausspeicherungszyklus oder Luftenergieausspeicherungsmodus in der Energiegewinnungsvorrichtung bei der Lufterwärmungsenergieeinkopplung, insbesondere in Wärmetauschern, aus zugeführtem Dampf entstehendes Kondensat in Speisewasserströmungsrichtung vor einer Hochdruckspeisewasserpumpe in die Speisewasservorwärmung insbesondere in den Bereich der Niederdruckspeise- wasservorwärmung, des Wasser/Dampf-Kreislaufs rückgeführt wird. Liquid air storage power plant or the compressed air storage power plant and the water / steam cycle of the power plant according to another embodiment of the invention is that during a Lufterergieausspeicherungszyklus or Lufterergieausspeicherungsmodus in the energy recovery device in the Lufterwärmungsenergieeinkopplung, especially in heat exchangers, resulting from steam fed condensate in the feed water flow direction in front of a high-pressure feedwater pump is fed back into the feedwater pre-heating, in particular into the area of the low-pressure feedwater pre-heating, of the water / steam cycle.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in The invention is explained in more detail below by way of example with reference to a drawing. This shows in

Fig. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fig. 1 shows schematically an embodiment of an inventive

Dampfkraftwerkes,  Steam power plant,

Fig. 2 in schematischer Darstellung einen mit dem Kraftwerk nach Fig. 1 realisierbaren Luftenergieeinspeicherungszustand, 2 is a schematic representation of an achievable with the power plant of FIG. 1 Lufterergieeinspeicherungszustand,

Fig. 3 in schematischer Darstellung einen mit dem Kraftwerk nach Fig. 1 realisierbaren Luftenergieausspeicherungszustand und in Fig. 4 einen mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen3 is a schematic representation of a realizable with the power plant of Fig. 1 Luftenergieausspeicherungszustand and in Fig. 4 shows a with a second embodiment of an inventive

Dampfkraftwerkes realisierbaren Luftenergieausspeicherungszustand Steam power plant realizable air energy storage state

Die Fig. 1 zeigt ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Dampfkraftwerk, bei dem es sich beispielsweise um ein Kohlekraftwerk handelt, das einen mit Kohle 2 befeuerten Dampferzeuger 3 mit angeschlossenem Wasser/Dampf-Kreislauf umfasst. In den auf übliche Art und Weise ausgebildeten und konventionellen Wasser/Dampf-Kreisiauf sind eine Hochdruckturbine 4, eine Mitteldruckturbine 5 und eine Niederdruckturbine 6 integriert, die mit vom Dampferzeuger 3 erzeugtem Dampf beaufschlagt werden und einen Generator 7 zur Stromerzeugung antreiben, in üblicher Weise wird Dampf aus der Niederdruckturbine 8 einer Niederdruckspeisewasservorwärmung 8 zugeführt, die zusammen mit einem Speisewasserbehälter mit Entgaser 9 Bestandteil der Speisewasservorwärmung 10 des Wasser/Dampf-Kreislaufes des Dampfkraftwerkes 1 ist. Bestandteil der Speisewasservorwärmung 10 ist auch eine Hochdruckspeisewassererwärmung 1 1 , wobei zwischen dem Speisewasserbehälter mit Entgaser 3 und der Hochdruckspeisewasservorwärmung 11 eine Hochdruckpumpe 12 angeordnet ist. Fig. 1 shows a total of 1 designated steam power plant, which is, for example, a coal-fired power plant comprising a coal fired 2 steam generator 3 with connected water / steam cycle. In the conventionally formed and conventional water / steam cycle, a high-pressure turbine 4, a medium-pressure turbine 5 and a low-pressure turbine 6 are integrated, which are acted upon by the steam generated by the steam generator 3 and drive a generator 7 to generate electricity, in a conventional manner Steam from the low-pressure turbine 8 a low-pressure feed water preheating 8 fed, which is part of the feedwater 10 of the water / steam cycle of the steam power plant 1 together with a feedwater tank with degasser 9. Part of the feedwater preheating 10 is also a high-pressure feedwater heating 1 1, wherein between the feedwater tank with degasser 3 and the high-pressure feedwater preheating 11, a high-pressure pump 12 is arranged.

Weiterhin umfasst das Dampfkraftwerk 1 eine insgesamt mit 13 bezeichnete Flüssigluftspeicherkraftwerksvorrichtung oder Druckiuftspeicherkraftwerksvorrichtung 13 oder Druckluft- und/oder Flüssigluftenergiespeicherungsvorrichtung, die als gestrichelt gezeichnetes Rechteck dargestellt ist. Diese Flüssigluft- oder Druckluftspeicherkraftwerksvorrichtung 13 umfasst im Ausführungsbeispiel eine Luftkomprimiervorrichtung oder Luftverflüssigungsvorrichtung 14, die zwei Luftverdichter 15a, 15b mit jeweils einem nachgeschalteten Wärmetauscher 16a, 16b umfasst. Grundsätzlich handelt es sich um eine mehrstufige zwischengekühlte Luftverdichtung und Luftverflüssigung, die auch mehr als die dargestellten zwei Stufen (15a, 15b) umfassen kann. Weiterhin umfasst die Flüssigluft- oder Druckluftspeicherkraftwerksvorrichtung 13 eine Flüssigluftspeichervorrichtung 27, die einen Flüssigluftspeichertank 17 und einen Kältespeicher 18 umfasst. Für die Ausspeicherung der in der Flüssigluft- oder Druckluftspeicherkraftwerksvorrichtung 13 in der flüssigen Luft gespeicherten Energie weist die Flüssigluft- oder Druckluftspeicherkraftwerksvorrichtung 13 zudem eine Energiegewinnungsvor- richtung 13 auf, die zwei im Luftenergieausspeicherungszyklus oderFurthermore, the steam power plant 1 comprises a total of 13 designated liquid air storage power plant device or compressed air storage power device 13 or compressed air and / or liquid air energy storage device, which is shown as a dashed rectangle. In the exemplary embodiment, this liquid-air or compressed-air storage power plant device 13 comprises an air-compression device or air-liquefying device 14, which comprises two air compressors 15a, 15b, each with a downstream heat exchanger 16a, 16b. Basically, it is a multi-stage intercooled air compression and air liquefaction, which may include more than the illustrated two stages (15a, 15b). Furthermore, the liquid-air or compressed-air storage power device 13 comprises a liquid-air storage device 27, which comprises a liquid-air storage tank 17 and a cold storage 18. For the storage of the stored in the liquid air or compressed air storage power plant device 13 energy in the liquid air, the liquid air or compressed air storage power plant device 13 also has a Energiegewinnungsvor- direction 13, the two in the air energy reuse storage cycle or

Luftenergieausspeicherungsmodus des Dampfkraftwerkes 1 von der Flüssigluft gespeiste Expansionsturbinen 20a, 20b mit angeschlossenem Generator 21 sowie jeweils einen einer jeweiligen Expansionsturbine 20a, 20b vorgeschalteten Wärmetauscher 22a, 22b umfasst. Luftenergieausspeicherungsmodus of the steam power plant 1 from the liquid-air supplied expansion turbines 20a, 20b with connected generator 21 and each one of a respective expansion turbine 20a, 20b upstream heat exchanger 22a, 22b comprises.

Die jeweils einem Luftverdichter 15 zugeordneten Wärmetauscher 16a, 16b stehen jeweils in einer Leitungsverbindung 23a, 23c, 23d oder 23b, 23c, 23d zum Wasser/Dampf-Kreislauf des Dampfkraftwerkes 1 , so dass ihnen über diese Leitungen jeweils Wasser oder Speisewasser oder Kondensat aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf zuführbar ist. Die bei der Verdichtung der Luft in der Luftverflüssigungsvorrichtung 14 entstehende Kompressionswärme wird in den Wärmetauschern 18a, 16b in das über die Leitungen oder die Leitungsverbindung 23a, 23c, 23d oder 23b, 23c, 23d zugeführte Wasser eingekoppelt, welches daraufhin erwärmt und über eine Leitungsverbindung 24 in den Wasser/Dampf- Kreislauf rückgeführt wird. Die Kompressionswärme wird somit dorthin ausgekoppelt. Die Rückführung des den Wärmetauschern 16a, 16b zugeführten Wassers in den Wasser/Dampf-Kreislauf erfolgt im Ausführungsbeispiel zwischen der Niederdruckspeisewasservorwärmung 8 und dem Speisewasserbehälter mit Entgaser 9. Es ist aber auch die Rückführung in Strömungsrichtung des Wasser/Dampf-Kreislaufs hinter dem Speisewasserbehälter mit Entgaser 9, aber noch vor der Hochdruckpumpe 12, möglich, was durch die gestrichelte Linie 24a dargestellt ist. Each associated with an air compressor 15 heat exchangers 16a, 16b are each in a line connection 23a, 23c, 23d or 23b, 23c, 23d to the water / steam cycle of the steam power plant 1, so that they have these lines each water or feed water or condensate from the Water / steam cycle can be fed. The heat of compression arising in the compression of the air in the air liquefaction device 14 is coupled in the heat exchangers 18a, 16b into the water supplied via the lines or the line connection 23a, 23c, 23d or 23b, 23c, 23d, which is then heated and via a line connection 24 is returned to the water / steam cycle. The heat of compression is thus decoupled there. The return of the heat exchangers 16a, 16b supplied water in the water / steam cycle takes place in the embodiment between the low-pressure feedwater pre-heating 8 and the feedwater tank with degasser 9. It is also the return in the flow direction of the water / steam cycle behind the feedwater tank with degasser 9, but before the high-pressure pump 12, possible, which is shown by the dashed line 24a.

Die Wärmetauscher 22a, 22b der Energiegewinnungsvorrichtung 13 stehen in Leitungsverbindung mit der Hochdruckspeisewasservorwärmung 1 1 der Speisewasservorwärmung 10, von welcher den Wärmetauschern 22a, 22b mittels einer Leitungsverbindung 25 (Anzapf-)Dampf während des Luftenergieaus- speicherungszyklus oder Luftenergieausspeicherungsmodus des Dampfkraftwerkes 1 zuführbar ist. Mittels der Leitungsverbindung 25 wird den Wärmetauschern 22a, 22b Lufterwärmungsenergie zugeführt, die aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf ausgekoppelt und in den Wärmetauschern 22a, 22b in den den Expansionsturbinen 20a, 20b zugeführten kalten Luftstrom eingekoppelt wird, welcher aus dem Flüssigluftspeichertank 17 zugeführt wird. Der in den Wärmetauschern 22a, 22b erkaltete oder kondensierte Dampf wird dann als Kondensat mittels einer jeweiligen Leitungsverbindung 26a, 26c, 26d oder 26b, 26c, 26d in den Wasser/Dampfkreislauf rückgeführt. Hierbei ist im Ausführungsbeispiel das letzte Teilstück vor Einmündung in den Wasser/Dampfkreislauf auch gleichzeitig Bestandteil der Leitungsverbindung 23d. Die Einmündung erfolgt in Strömungsrichtung des Wasser/Dampf-Kreislaufes vor der Niederdruckspeisewasservorwärmung 8. The heat exchangers 22a, 22b of the energy harvesting device 13 are in line communication with the high-pressure feedwater preheating 11 of the feedwater preheating 10, from which the heat exchangers 22a, 22b can be fed by means of a line connection 25 (bleed) steam during the Lufteergieaus- storage cycle or Luftsergieausspeicherungsmodus the steam power plant 1. By means of the line connection 25, the heat exchangers 22a, 22b are supplied with air heating energy, which is decoupled from the water / steam circuit and coupled into the heat exchangers 22a, 22b in the cold air flow supplied to the expansion turbines 20a, 20b, which is supplied from the liquid air storage tank 17. The in the heat exchangers 22a, 22b cooled or condensed vapor is then recycled as condensate into the water / steam cycle by means of a respective line connection 26a, 26c, 26d or 26b, 26c, 26d. Here, in the embodiment, the last section before entering the water / steam cycle and at the same time part of the line connection 23d. The confluence takes place in the flow direction of the water / steam cycle before the low-pressure feedwater preheating 8.

Die Fig. 2 zeigt das Zusammenwirken zwischen dem Wasser/Dampf-Kreislauf des Dampfkraftwerkes 1 1 und der Flüssigluft- oder Druckluftspeicherkraftwerks- vorrichtung 13 bei der Durchführung eines Luftenergieeinspeicherungszykius oder Luftenergieeinspeicherungsmodus, bei welchem im Kraftwerk 1 mittels des Generators 7 erzeugter Strom genutzt wird» um mittels der Luftverdichter 15a, 15b zugeführte Luft bis zur Verflüssigung zu komprimieren. In diesem Luftenergieeinspeicherungszyklus oder Luftenergieeinspeicherungsmodus wird die Dampfzuführung von der Niederdruckturbine 6 zur Niederdruckspeisewasser- vorwärmung 8 unterdrückt und/oder überbrückt. Stattdessen wird über die Leitungsverbindungen 23d, 23c, 23a und 23d, 23c, 23b Wasser/Speisewasser/Kondensat aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf den Wärmetauschern 18a und 16b zugeführt. Hier wird die bei der Luftverdichtung oder Luftverflüssigung entstehende Kompressionswärme in das zu geführte Wasser/Speise- wasser/Kondensat eingekoppelt und dann über die Leitungsverbindung 24 in den Wasser/Dampf-Kreislauf rückgeführt. Dadurch lässt sich eine Absenkung der Mindestlast des Dampfkraftwerkes 1 um mehr als 10 %-Punkte erzielen, wenn gleichzeitig berücksichtigt wird, dass die Luftkompression des Luftenergieeinspeicherungszyklus oder Luftenergieeinspeicherungsmodus elektrische Energie konsumiert. Fig. 2 shows the interaction between the water / steam cycle of the steam power plant 1 1 and the liquid air or compressed air storage power device 13 when performing a Lufterergieeinspeicherungszykius or Lufterergieeinspeicherungsmodus, in which power generated by the generator 7 in the power plant 1 is used » to compress air supplied by the air compressor 15a, 15b to liquefaction. In this air-energy storage cycle or air-energy storage mode, the steam supply from the low-pressure turbine 6 to the low-pressure feedwater preheating 8 is suppressed and / or bypassed. Instead, via the line connections 23d, 23c, 23a and 23d, 23c, 23b, water / feedwater / condensate from the water / steam cycle is fed to the heat exchangers 18a and 16b. Here, the resulting in the air compression or air liquefaction compression heat is coupled into the water to be fed / feed water / condensate and then returned via the line connection 24 in the water / steam cycle. As a result, lowering the minimum load of the steam power plant 1 by more than 10 percentage points can be achieved, while taking into account that the air compression of the air energy dumping cycle or the air energy dumping mode consumes electric power.

Die Fig. 3 zeigt einen Luftenergieausspeicherungszyklus oder Luftenergieaus- speicherungsmodus des Dampfkraftwerkes 1 , bei welchem in Strömungsrichtung des Wasser/Dampf-Kreislaufes des Dampfkraftwerkes 1 hinter der oder im Bereich der Hochdruckspeisewasservorwärmung 1 1 mittels der Leitungsverbindung 25 Anzapfdampf aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf abgezweigt und den den jeweiligen Expansionsturbinen 20a, 20b vorgeschalteten Wärmetauschern 22a, 22b zugeführt wird. In den Wärmetauschern 22a, 22b wird die in dem Anzapfdampf enthaltene Lufterwärmungsenergie in die den Expansionsturbinen 20a, 20b zugeführte Luft eingekoppelt. Das den jeweiligen Wärmetauscher 22a, 22b verlassende kältere Medium (Wasser/Speisewasser/Kondensat) wird dann mittels der jeweiligen Leitungsverbindung 26a, 26c, 26d oder 28b, 26c, 26d in Strömungsrichtung des Wasser/Dampf-Kreislaufes vor der Niederdruckspeisewassererwärmung 8 in den Wasser/Dampf-Kreislauf rückgeführt. In diesem Luftenergieausspeicherungszyklus oder Luftenergieausspeicherungsmodus wird der Niederdruckspeisewassererwärmung 8 in üblicher Weise Anzapfdampf von der Niederdruckturbine 6 zugeführt. Hierdurch lässt sich die Maximallast des Dampfkraftwerkes um mindestens 10 % erhöhen. 3 shows a Luftenergieausspeicherungszyklus or Lufteergieaus- storage mode of the steam power plant 1, wherein in the flow direction of the water / steam cycle of the steam power plant 1 behind the or in the region of high-pressure feedwater preheating 1 1 by means of the line connection 25 tap steam diverted from the water / steam cycle and is supplied to the respective expansion turbines 20a, 20b upstream heat exchangers 22a, 22b. In the heat exchangers 22a, 22b, the vapor contained in the bleed steam Air heating energy coupled into the expansion turbines 20a, 20b supplied air. The cooler medium (water / feedwater / condensate) leaving the respective heat exchanger 22a, 22b is then moved into the water by means of the respective line connection 26a, 26c, 26d or 28b, 26c, 26d upstream of the low-pressure feedwater heating 8 in the direction of flow of the water / steam cycle. Steam cycle recycled. In this air energy storage cycle or air energy storage mode, the low pressure feed water heating 8 is supplied with bleed steam from the low pressure turbine 6 in a conventional manner. As a result, the maximum load of the steam power plant can be increased by at least 10%.

Ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Verfahrensführung bei einem Luftenergieausspeicherungszyklus oder Luftenergieausspeicherungsmodus zeigt die Fig. 4. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der nach der Fig. 3 lediglich darin, dass lediglich eine Expansionsturbine 20 mit vorgeschaltetem Wärmetauscher 22 vorhanden ist. Mit dieser Ausführungsform lässt sich die Maximalleistung des Dampfkraftwerkes 1 ebenfalls um mindestens 10 % steigern. A modified embodiment of the process control in an air energy storage cycle or air energy storage mode shown in FIG. 4. This embodiment differs from that of FIG. 3 only in that only one expansion turbine 20 with upstream heat exchanger 22 is present. With this embodiment, the maximum power of the steam power plant 1 can also be increased by at least 10%.

In den Wärmetauschern 22a, 22b wird die aus dem Lagertank und Flüssigluft- oder Druckluftspeicher 17 zugeführte Luft auf Temperaturen zwischen 200 und 600°C, vorzugsweise zwischen 250 und 550°C, aufgeheizt. Den Expansionsturbinen 20a, 20b oder der Expansionsturbine 20b wird die aus dem Speicher 17 zugeführte Luft mit einem Druck zwischen 10 und 100 bar, vorzugsweise zwischen 30 und 70 bar, zugeführt. Die Größe des Fiüssigluft- oder Druckluftspeichers 17 und die Leistung(sfähigkeit) der Luftkomprimiervorrichtung und/oder Luftverflüssigungsvorrichtung 14 sind für eine Einspeicherzeit von 4 Stunden bis 48 Stunden, vorzugsweise von 6 Stunden bis 36 Stunden, dimensioniert/ausgelegt, um den Betrieb des Dampfkraftwerkes 1 sowohl in der Schwachlastzeit, üblicherweise an einem Wochenende, als auch im Tagesspeicherbetrieb nachts zu ermöglichen. In the heat exchangers 22a, 22b, the air supplied from the storage tank and liquid air or compressed air reservoir 17 is heated to temperatures between 200 and 600 ° C, preferably between 250 and 550 ° C. The expansion turbines 20a, 20b or the expansion turbine 20b, the supplied from the memory 17 air at a pressure between 10 and 100 bar, preferably between 30 and 70 bar supplied. The size of the Fiüssigluft- or compressed air storage 17 and the performance (ability) of the air compressor and / or air liquefaction device 14 are for a storage time of 4 hours to 48 hours, preferably from 6 hours to 36 hours, dimensioned / designed to the operation of the steam power plant. 1 both during the low load period, usually on a weekend, as well as in the daily storage mode to enable at night.

Der Flüssigluft- oder Druckluftspeicher 1 ist zudem derart dimensioniert, dass in ihm Flüssigluft in einer Menge zu speichern ist, die für eine Ausspeicherzeit, d.h. eine Zeitdauer eines Luftenergieausspeicherungszyklus oder Luftenergieausspeiche- rungsmodus von 2 bis 12 Stunden, vorzugsweise 3 bis 6 Stunden, ausreichend ist. The liquid air or compressed air reservoir 1 is also dimensioned such that liquid air is to be stored in it in an amount which, for a Ausspeicherzeit, ie a Period of Lufterergieausspeicherungszyklus or Lufterergieaubeg- tioning mode of 2 to 12 hours, preferably 3 to 6 hours, is sufficient.

Der Kältespeicher 18 umfasst eine Kältespeicherung in Form von Flüssigkeiten oder Feststoffen, mittels welchen in einer Kälteausspeicherungsvorrichtung 18a aus der Luftverflüssigungsvorrichtung 14 zugeführte Luft zusätzlich gekühlt werden kann. Weiterhin umfasst der Kältespeicher 18 eine Kälteeinspeicherungseinheit 18b, mittels welcher bei der Verdampfung/Erwärmung der aus dem Flüssigluftspeicher 17 zugeführten Luft anfallende Kälte einspeicherbar ist. Die Kombination einer LAES (Liquid Air Energy Storage)-Speicherung mit einemThe cold storage 18 comprises a cold storage in the form of liquids or solids, by means of which in a cold storage device 18a from the air liquefaction device 14 supplied air can be additionally cooled. Furthermore, the cold storage device 18 comprises a cold storage unit 18b, by means of which during the evaporation / heating of the air supplied from the liquid air storage 17 accumulating cold is einspeicherbar. The combination of a LAES (Liquid Air Energy Storage) storage with a

Dampfkraftwerk 1 bietet die Möglichkeit, Speicherkapazität bereitzustellen und gleichzeitig einen flexibleren Betrieb des Dampfkraftwerkes zu erreichen. Durch die Herabsetzung der möglichen yinimallast und die Erhöhung der möglichen Maximallast des Verbundsystems aus Dampfkraftwerk und Flüssigluft- Energiespeicher kann besser auf Schwankungen im Stromnetz reagiert werden. Steam power plant 1 offers the possibility to provide storage capacity and at the same time to achieve a more flexible operation of the steam power plant. By reducing the possible yinimallast and increasing the maximum load of the composite system of steam power plant and liquid air energy storage can be better respond to fluctuations in the power grid.

In Zeiten niedriger Strompreise bzw. bei geringem Strombedarf wird das Dampfkraftwerk 1 in yinimallast betrieben. Ein typischer Wert für die yinimallast eines Steinkohlekraftwerkes, bei der ein stabiler Betrieb noch garantiert werden kann, ist 25% der Generatorleistung im Nennlastbetrieb. Die Leistungsabgabe des Verbundsystems wird nun dadurch abgesenkt, dass sich das LAES-System im Einspeicherbetrieb (Luftenergieeinspeicherungszyklus oder Luftenergieeinspeiche- rungsmodus) befindet. Das Konzept für die Integration eines LAES-Systems in ein Dampfkraftwerk 1 und für die Einbindung des Einspeicherprozesses in den Wasser/Dampfkreislauf des Dampfkraftwerkes 1 ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Die zur Verflüssigung der Luft benötigte Luftverdichtung (Luftverdichter 15a, 15b) konsumiert elektrische Energie, die bei einer Energiebilanz des Verbundsystems von der Leistungserzeugung des Dampfkraftwerkes 1 abgezogen werden kann. Zudem wird die bei der Zwischenkühlung der Luftverdichtung in den Wärmetauschern 16a, 16b der Luftverflüssigungsvorrichtung 14 anfallende Wärme, die auf einem Temperaturniveau von bis zu ca. 130°C vorliegt, durch Rückführung des Kühlungsmediums mittels der Leitungsverbindung 24 vollständig in den Wasser/Dampfkreislauf des Dampfkraftwerkes 1 rückgeführt und integriert. Dadurch ist es möglich, die Niederdruckvorwärmung (NiederdruckspeisewasservorwärmungIn times of low electricity prices or low power requirements, the steam power plant 1 is operated in yinimallast. A typical value for the yinimal load of a coal-fired power plant, where stable operation can still be guaranteed, is 25% of the generator power in nominal load operation. The power output of the compound system is now lowered by having the LAES system in injection mode (air energy injection cycle or air energy injection mode). The concept for the integration of an LAES system in a steam power plant 1 and for the integration of the Einspeicherprozesses in the water / steam cycle of the steam power plant 1 is shown in Figs. 1 and 2. The air compression required for liquefying the air (air compressor 15a, 15b) consumes electrical energy that can be subtracted from the power generation of the steam power plant 1 in an energy balance of the composite system. In addition, the resulting in the intercooling of the air compression in the heat exchangers 16a, 16b of the air liquefaction device 14 heat, which is present at a temperature level of up to about 130 ° C by recycling the cooling medium by means of the line connection 24 completely in the water / steam cycle of the steam power plant 1 returned and integrated. Thereby it is possible to use the low pressure preheating (low pressure feedwater preheating

8) des Kondensats teilweise oder vollständig zu ersetzen und ggf. im Luftenergieeinspeicherungszyklus oder Luftenergieeinspeicherungsmodus auszuschalten oder zu überbrücken. Die Anzapfungen der Niederdruckdampfturbine 6, die im Wasser/Dampf-Kreislauf des Kraftwerks 1 zur Vorwärmung des Kondensats dienen, können somit reduziert werden. Dies ermöglicht, dass die Dampfleistung des Dampferzeugers 3 verringert werden kann, ohne dass die Niederdruckdampfturbine 6 ihre untere Betriebsgrenze unterschreitet. Der Netto-Wirkungsgrad des Dampfkraftprozesses (ohne den beschriebenen LAES Prozess) kann dadurch im Vergleich zum üblichen Minimailastbetrieb konstant gehalten werden, während die Leistungsabgabe des Dampfkraftwerkes 1 sinkt. Die Minimaliast des Verbundsystems kann dadurch um über 10 %-Punkte der Generatorleistung (Generator 7) des Dampfkraftwerkes 1 im Nennlastbetrieb reduziert werden. 8) of the condensate to replace partially or completely and possibly turn off or bridge in the Lufterergieeinspeicherungszyklus or Lufterergieeinspeicherungsmodus. The taps of the low-pressure steam turbine 6, which serve in the water / steam cycle of the power plant 1 for preheating the condensate, can thus be reduced. This allows the steam capacity of the steam generator 3 to be reduced without the low-pressure steam turbine 6 falling short of its lower operating limit. The net efficiency of the steam power process (without the LAES process described) can thus be kept constant compared to the usual Minimailastbetrieb while the power output of the steam power plant 1 decreases. The minimum load of the composite system can be reduced by more than 10% points of the generator power (generator 7) of the steam power plant 1 in nominal load operation.

In Zeiten hoher Strompreise bzw. bei hohem Strombedarf wird das Dampfkraftwerk i bei 100% Last (Volllast) betrieben. Zusätzlich befindet sich das LAES - System im Ausspeicherbetrieb (Luftenergieausspeicherungszyklus oder Luftenergieausspeiche- rungsmodus). Ausführungsbeispiele der Kombination beider Prozesse sind in den Figuren 1 sowie 3 und 4 schematisch dargestellt. Zur Aufheizung der aus dem Flüssigluftspeicher 17 entnommenen und in der Kältespeicherungseinheit 18b verdampften Hochdruckluft vor der Expansion in der (Fig. 4) Expansionsturbine 20b oder den (Fig. 3) Expansionsturbinen 20a, 20b, (bei einer mehrstufig ausgeführten Expansion) wird Wärme aus dem Wasser/Dampfkreislauf des Dampfkraftwerkes 1 entnommen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Luft zunächst mittels Dampf aus den Anzapfungen der Niederdruckdampfturbine 6 bei niedrigem Temperaturniveau vorgewärmt und anschließend mit Dampf aus Anzapfungen der Mittel- und/oder Hochdruckdampfturbine 5, 4, durch Frischdampf oder durch Dampf der heißen oder kalten Zwischenüberhitzung bis auf hohe Temperaturen aufgeheizt wird. Die aus dem Wasser/Dampfkreislauf entzogene Wärme hilft dabei, die Energie der aus dem Flüssigluftspeicher 17 entnommenen Hochdruckluft in mechanische oder elektrische Leistung umzuwandeln, so dass die Netto-Stromproduktion überproportional gesteigert werden kann. Durch die Entnahme von Dampf aus dem Wasser/Dampfkreislauf in Strömungsrichtung des Wasser/Dampf-Kreislaufs nach dem Dampferzeuger, wie es in den Ausführungsbeispielen mittels der Leitungsverbindung 25 dargestellt ist, oder an den Anzapfungen der Niederdruck- Dampfturbine 6, was in den Ausführungsbeispielen nicht dargestellt ist, kann die Dampfleistung des Dampferzeugers 3 erhöht werden, ohne dass die maximal zulässige obere Betriebsgrenze der Dampfturbinen 4, 5, 6 und des Generators 7 überschritten wird. Der Umwandlungswirkungsgrad von zusätzlich verwendetem Brennstoff 2 (zur Erhöhung der Dampfleistung) zu elektrischer Energie, die durch das LAES-System erzeugt wird, liegt zwischen 65 und 100%. Die Maximallast des Verbundsystems kann zum Beispie! auf ca. 1 17% der Nennleistung des Dampfkraftprozesses erhöht werden. Zusätzlich kann der Netto-Wirkungsgrad des Verbundsystems auf zum Beispiel ca. 50% gesteigert werden. Dies bedeutet gegenüber einem für moderne Steinkohlekraftwerke üblichen Wert von 46% eine erhebliche Effizienzverbesserung. In times of high electricity prices or high electricity demand, the steam power plant i is operated at 100% load (full load). In addition, the LAES system is in the discharge mode (air energy storage cycle or air energy storage mode). Exemplary embodiments of the combination of the two processes are shown schematically in FIGS. 1 and 3 and 4. For heating the high-pressure air taken from the liquid air reservoir 17 and evaporated in the cold storage unit 18b prior to expansion in the expansion turbine 20b or the expansion turbines 20a, 20b (in a multi-stage expansion), heat is expelled Water / steam cycle of the steam power plant 1 taken. It can be provided that the air is first preheated by means of steam from the taps of the low-pressure steam turbine 6 at a low temperature level and then with steam from taps of the medium and / or high-pressure steam turbine 5, 4, by live steam or steam of the hot or cold reheat up on high temperatures is heated. The heat extracted from the water / steam cycle helps to convert the energy of the high pressure air taken from the liquid air reservoir 17 into mechanical or electrical power, so that the net power production can be increased disproportionately. By removing steam from the water / steam cycle in the flow direction of the water / steam cycle to the steam generator, as in the embodiments by means of Line connection 25 is shown, or at the taps of the low-pressure steam turbine 6, which is not shown in the embodiments, the steam output of the steam generator 3 can be increased without the maximum permissible upper operating limit of the steam turbine 4, 5, 6 and the generator. 7 is exceeded. The conversion efficiency of additionally used fuel 2 (to increase steam power) to electrical energy generated by the LAES system is between 65 and 100%. The maximum load of the composite system can be! be increased to about 1 17% of the rated power of the steam power process. In addition, the net efficiency of the composite system can be increased to, for example, about 50%. This represents a considerable improvement in efficiency compared with a standard value of 46% for modern coal-fired power plants.

Die Reduzierung der möglichen Minimallast und die Erhöhung der möglichen Maximallast eines Dampfkraftwerkes 1 in Kombination mit einem Flüssigluftenergie- Speicher bzw. einer Druckluftspeicherkraftwerksvorrichtung 13 bietet die Möglichkeit, eine höhere Flexibilität im Betrieb konventioneller Dampfkraftwerke 1 zu erreichen. Eine Nachrüstung bestehender Anlagen ist ebenfalls möglich. The reduction of the possible minimum load and the increase of the possible maximum load of a steam power plant 1 in combination with a liquid air energy storage or a compressed air storage power plant 13 offers the possibility to achieve a higher flexibility in the operation of conventional steam power plants 1. A retrofitting of existing systems is also possible.

Neben der beschriebenen Stand-alone-Variante eines LAES Kraftwerks ergeben sich Möglichkeiten der Integration in bestehende Anlagen. So ist die Kombination mit Industrieprozessen mit ungenutzter Hochtemperaturabwärme (z.B. Stahlerzeugung, Chemieparks) sowie Kraftprozessen (Gasturbinen, Gas- und Dampfprozesse, Kohlekraftwerke), aber auch mit LNG (Liquefied Natural Gas)-Terminals zur Schaffung entsprechender Synergien auf der Tieftemperaturseite möglich. Auch die Nutzung der Wärme aus der Kompression, z. B. der bei der Luftverdichtung mittels der Luftverdichter 15a, 15b entstehenden Wärme, zur Einspeisung in ein Fernwärmeversorgungssystem oder in einen der genannten Industrie- und/oder Kraftprozesse ist eine denkbare Prozessvariante. Bei einer Kombination mit bestehenden Industrie- und/oder Kraftprozessen ergeben sich zum Teil erhebliche Potenziale zur Wirkungsgradsteigerung und zur Minderung der CO2 Emissionen des jeweiligen Verbundsystems. Auch wenn die Erfindung anhand eines LAES-Systems beispielhaft näher erläutert ist, lässt sich die wärmetechnische Verschaitung gleichermaßen auch bei einer Druckluftspeicherung, d. h. einem CAES (Compressed Air Energy Storage)-System, mit den gleichen Vorteilen realisieren. In Fällen, in denen keine Flüssigluft, sondern nicht verflüssigte Druckluft gespeichert werden soll, ist der Flüssigluftspeicher als Druckluftspeicher ausgebildet. In addition to the described stand-alone version of a LAES power plant, there are opportunities for integration into existing plants. Thus, the combination with industrial processes with unused high-temperature waste heat (eg steel production, chemical parks) and power processes (gas turbines, gas and steam processes, coal power plants), but also with LNG (Liquefied Natural Gas) terminals to create appropriate synergies on the cryogenic side possible. Also, the use of heat from the compression, z. As in the air compression by means of the air compressor 15a, 15b resulting heat for feeding into a district heating supply system or in one of the said industrial and / or power processes is a conceivable process variant. When combined with existing industrial and / or power processes, there are some significant potentials for increasing efficiency and reducing the CO2 emissions of the respective composite system. Even if the invention is explained in more detail by way of example with reference to an LAES system, the thermal engineering Verschaitung can equally with a compressed air storage, ie a CAES (Compressed Air Energy Storage) system, realize with the same advantages. In cases where no liquid air, but not liquefied compressed air to be stored, the liquid air reservoir is designed as a compressed air reservoir.

Claims

Patentansprüche claims Dampfkraftwerk (1 ) umfassend einen befeuerten Dampferzeuger (3) mit angeschlossenem Wasser/Dampf-Kreislauf, der einen Turbosatz mit mindestens einer Niederdruckdampfturbine (6) und mindestens einer Hochdruckdampfturbine (4) sowie eine Speisewasservorwarmung (10), die einen Speisewasserbehälter mit Entgaser (9) umfasst, aufweist, Steam power plant (1) comprising a fired steam generator (3) with connected water / steam circuit comprising a turbo set with at least one low pressure steam turbine (6) and at least one high pressure steam turbine (4) and a feedwater preheating (10) containing a feedwater tank with degasser (9 ), und umfassend eine wärmetechnisch in den Wasser/Dampf-Kreislauf integrierte Flüssigluftspeicherkraftwerksvorrichtung (13), die eine Luftverflüssigungsvorrichtung (14), eine Flüssigluftspeichervorrichtung (27) und eine Energiegewinnungsvorrichtung (19) aufweist, oder Druckluftspeicherkraftwerks- vorrichtung, die eine Luftkomprimiervorrichtung, eineand comprising a liquid-thermal storage power plant device (13) thermally integrated into the water / steam cycle and having an air liquefaction device (14), a liquid air storage device (27), and a power recovery device (19), or compressed air storage power device including an air compression device Druckluftspeichervorrichtung und eine Energiegewinnungsvorrichtung (19) aufweist, wobei die Energiegewinnungsvorrichtung (19) mindestens eine aus der Flüssigluftspeicherkraftwerksvorrichtung (13) oder der Druckluftspeicherkraftwerksvorrichtung luftgespeiste Expansionsturbine (20a, 20b) mit angeschlossenem Generator (21 ) aufweist, A compressed air storage device and an energy recovery device (19), wherein the energy recovery device (19) at least one of the liquid air storage power device (13) or the compressed air storage power device air-supplied expansion turbine (20a, 20b) with connected generator (21), dadurch gekennzeichnet, characterized, dass das Dampfkraftwerk (1 ) bei Minimallastbetrieb in einem Luftenergieeinspeicherungszyklus oder Luftenergieeinspeicherungsmodus betreibbar ist, in welchem die Luftkomprimiervorrichtung oder die Luftverflüssigungsvorrichtung (14) in Wasser/Speisewasser/Kondensat führender Leitungsverbindung (23a - 23d) mit dem Wasser/Dampf-Kreislauf sowie in Kompressionswärme dorthin auskoppelnder Leitungsverbindung (24, 24a) mit der Speisewasservorwarmung (10) des Wasser/Dampf-Kreislaufs steht, und dass das Dampfkraftwerk (1 ) bei Volilastbetrieb in einem Luftenergieausspeicherungszyklus oder Luftenergieausspeicherungsmodus betreibbar ist, in welchem die Energiegewinnungsvorrichtung (19) in Lufterwärmungsenergie von dort einkoppelnder Leitungsverbindung (25) mit der Speisewasservorwärmung (10) und/oder dem Turbosatz (4, 5, 6) und/oder der heißen und/oder der kalten Zwischenüberhitzung und/oder mit Frischdampf des Wasser/Dampf-Kreislaufs des Dampfkraftwerks (1 ) sowie in Wasser/Speisewasser/Kondensat rückführender Leitungsverbindung (26a - 26d) mit dem Wasser/Dampf-Kreislauf steht. the steam power plant (1) is operable at minimum load operation in an air energy injection cycle or air energy storage mode in which the air compression device or air liquefaction device (14) is in water / feed water / condensate of leading line connection (23a-23d) to the water / steam cycle and to heat of compression there decoupling line connection (24, 24a) to the feed water preheat (10) of the water / steam cycle, and that the steam power plant (1) is operable in full load operation in an air energy dump cycle or air energy dump mode in which the energy harvesting device (19) injects air heating energy therefrom Line connection (25) with the feedwater preheating (10) and / or the turbo set (4, 5, 6) and / or the hot and / or the cold reheat and / or with live steam of the water / steam cycle of the steam power plant (1) and in Water / feed water / condensate return line connection (26a - 26d) with the water / steam cycle. Dampfkraftwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Speisewasservorwärmung (10) eine Niederdruckspeisewasservorwärmung (8) umfasst und die Kompressionswärme auskoppelnde Leitungsverbindung (24, 24a) zum Bereich der Niederdruckspeisewasservorwärmung (8) besteht. A steam power plant according to claim 1, characterized in that the feedwater preheating (10) comprises a low pressure feedwater preheating (8) and the compression heat sinking line connection (24, 24a) to the low pressure feedwater preheating area (8). Dampfkraftwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionswärme auskoppelnde Leitungsverbindung (24, 24a) mindestens einen Wärmetauscher (16a, 16b) umfasst, der die Kompressionswärme- auskopplung bewirkt. Steam power plant according to claim 1 or 2, characterized in that the compression heat auskoppelnde line connection (24, 24a) comprises at least one heat exchanger (16a, 16b), which causes the Kompressionswärme- coupling. Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisewasservorwärmung (10) eine Hochdruck- speisewasservorwärmung (1 1 ) umfasst und die Lufterwärmungsenergie einkoppelnde Leitungsverbindung (25) zum Bereich der Hochdruckspeise- wasservorwärmung (1 1 ) und/oder der Niederdruckspeisewasservorwärmung (8) besteht. Steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the feedwater preheating (10) comprises a high-pressure feedwater preheating (1 1) and the air heating energy einkoppelnde line connection (25) to the region of high-pressure feed water preheating (1 1) and / or the low-pressure feed water preheating (8 ) consists. Dampfkraftwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufterwärmungsenergie einkoppelnde Leitungsverbindung (25) mindestens einen Wärmetauscher (22a, 22b) umfasst, der die Lufterwärmungsenergieein- kopplung bewirkt. Steam power plant according to claim 4, characterized in that the air heating energy einkoppelnde line connection (25) at least one heat exchanger (22a, 22b), which causes the Lufterwärmungsenergieein- coupling. Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiegewinnungsvorrichtung (19) in einer bei der Lufterwärmungsenergieeinkopplung aus aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf zugeführtem Dampf entstehendes Kondensat in Strömungsrichtung des Speisewassers im Wasser/Dampf-Kreislauf vor einer Hochdruckspeisewasserpumpe (12) in die Speisewasservorwärmung (10), insbesondere in den Bereich der Niederdruckspeisewasservorwärmung (8), rückführenden Leitungsverbindung (26a, 26c, 26d; 26b, 26c, 26d) mit dem Wasser/Dampf-Kreislauf steht. , Dampfkraftwerk, nach einem der Ansprüche 1 - 6, mit der Flüssigluftspeicherkraftwerksvorrichtung(13), welche dieSteam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the energy recovery device (19) formed in a fed in the Lufterwärmungsenergieeinkopplung from the water / steam cycle steam condensate in the flow direction of the feedwater in the water / steam cycle in front of a high-pressure feedwater pump (12) the feedwater preheating (10), in particular in the region of the low-pressure feedwater preheating (8), recirculating line connection (26a, 26c, 26d; 26b, 26c, 26d) is in the water / steam cycle. , Steam power plant, according to one of claims 1 - 6, with the liquid air storage power plant device (13), which Luftverflüssigungsvorrichtung (14) umfasst, die vorzugsweise im Minimallastbetrieb des Dampfkraftwerkes (1 ) aktiviert ist und die die bei der Luftverflüssigung anfallende Wärme in die Vorwärmstrecke oder die Speisewasservorwärmung (10) des Wasser/Dampf-Kreislaufs des Dampfkraftwerks (1 ), vorzugsweise in die Niederdruckvorwärmung oder eine Niederdruckspeisewasservorwärmung (8), einspeist, wobei die Einspeicherung von Änzapfdampf aus dem Turbosatz (4, 5, 6) des Wasser/Dampf-Kreislaufs in die Speisewasservorwärmung (10) entsprechend verringert wird, und die durch die Leistungsaufnahme der Luftverflüssigung die Minimallast des Dampfkraftwerkes (1 ) unter den Auslegungswert absenkt, wobei die Flüssigluftspeicherkraftwerksvorrichtung (13) weiterhin die Flüssigluftspeichervorrichtung (27) sowie die Energiegewinnungsvorrichtung (19) umfasst, mittels welcher bei hohem Lastbedarf des Kraftwerks (1 ) in einem Lagertank (17) der Flüssigluftspeichervorrichtung (27) gespeicherte flüssige Luft verdampft und mittels aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf stammendem Anzapfdampf oder Frischdampf vorgewärmt oder voll aufgeheizt und dann in einem Luftexpander oder einer oder mehreren Expansionsturbinen (20a, 20b) mit angeschlossenem und zusätzlichen Strom erzeugendem Generator (21 ) der Energiegewinnungsvorrichtung (19) entspannt wird. Air liquefaction device (14), which is preferably activated in the minimum load operation of the steam power plant (1) and the resulting heat in the air liquefaction in the preheating section or the feedwater preheating (10) of the water / steam cycle of the steam power plant (1), preferably in the low-pressure preheating or a Niederdruckspeisewaservorwärmung (8), wherein the injection of Änzapfdampf from the turbo set (4, 5, 6) of the water / steam cycle is reduced accordingly in the feedwater preheating (10), and by the power consumption of the air liquefaction, the minimum load of Lowering the steam power plant (1) below the design value, wherein the liquid air storage power device (13) further comprises the liquid air storage device (27) and the energy recovery device (19), by means of which at high load requirements of the power plant (1) in a storage tank (17) of the liquid air storage device (27) stored liquids vaporized air and preheated or fully heated by means of tap water or steam originating from the water / steam cycle and then heated in an air expander or one or more expansion turbines (20a, 20b) with connected generator (21) of the energy recovery device (19) is relaxed. 8. Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine oder mehrere von der Druckluft oder Flüssigluft gespeiste(n) Expansionsturbine(n) (20a, 20b) mit angeschlossenem Generator (21 ) oder der Luftexpander mit Generator der Energiegewinnungsvorrichtung (19) eine Größe oder ein Stromerzeugungsvermögen des oder der jeweiligen Generatoren (21 ) aufweist, die/das 2% bis 20%, vorzugsweise 4% bis 15%, des elektrischen Stromerzeugungsleistungsvermögens des Dampfkraftwerks (1 ) entspricht. 8. Steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one or more powered by the compressed air or liquid air (s) expansion turbine (s) (20a, 20b) with attached generator (21) or the Luftexpander with generator of the energy recovery device ( 19) has a size or power generating capacity of the respective generator (s) (21) corresponding to 2% to 20%, preferably 4% to 15%, of the electric power generating capacity of the steam power plant (1). 9. Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine zusätzliche Wärmequelle, vorzugsweise eine Vorschaltgasturbine» aufweist, welche die der oder den Expansionsturbine(n)9. Steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that it has an additional heat source, preferably a Vorschaltgasturbine » which the or the expansion turbine (s) (20a, 20b) oder dem Luftexpander zugeführte Luft erwärmt. 10. Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» dass die Druckluftspeichervorrichtung oder Flüssigluftspeichervorrichtung (27) einen Flüssigluft- oder Druckluftspeicher (17) umfasst, der für eine Ausspeicherzeit von 2h bis 12h, vorzugsweise 3h bis 6h, benötigte komprimierte oder flüssige Luft speichert. (20a, 20b) or air supplied to the air expander. 10. A steam power plant according to any one of the preceding claims, characterized in 'that the compressed air storage device, or liquid air storage device (27) (17) comprises a Flüssigluft- or compressed air accumulator which stores a Ausspeicherzeit of 2h to 12h, preferably from 3h to 6h, required compressed or liquid air , 1 1. Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftspeichervorrichtung oder Flüssigluftspeichervorrichtung (27) und die Luftkomprimiervorrichtung oder Luftverflüssigungsvorrichtung (14) bezüglich ihrer Luftspeicherkapazität und ihrer Luftkomprimierungskapazität oder Luftverflüssigungskapazität derart dimensioniert sind, dass Lufteinspeicherzeiten von 4h bis 48h, vorzugsweise 6h bis 38h, realisierbar sind. 1 1. A steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the compressed air storage device or liquid air storage device or Luftverflüssigungsvorrichtung (14) are dimensioned in terms of their air storage capacity and their Luftkomprimierungskapazität or Luftverflüssigungskapazität such that air storage times of 4h to 48h, preferably 6h to 38h, are feasible. Verfahren zum Betrieb eines Dampfkraftwerks (1 ) nach einem der Ansprüche 1 - 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es bei Minimallastbetrieb in einem Luftenergieeinspeicherungszyklus oder Luftenergieeinspeicherungsmodus betreibbar ist, während welchem die Luftkomprimiervorrichtung oder die Luftverflüssigungsvorrichtung (14) in Wasser/Speisewasser/Kondensat führender Leitungsverbindung (23a - 23d) mit dem Wasser/Dampf-Kreislauf steht und in der Luftkomprimiervorrichtung oder der Luftverflüssigungsvorrichtung (14) entstehende Kompressionswärme ausgekoppelt und in die Speisewasservorwärmung (10) des Wasser/Dampf- Kreislaufs des Dampfkraftwerks (1 ) eingekoppelt wird, und dass das Dampfkraftwerk (1 ) bei Volllastbetrieb in einem Luftenergieausspeicherungszyklus oder Luftenergieausspeicherungsmodus betreibbar ist, während welchem in der Energiegewinnungsvorrichtung (19) benötigte Lufterwärmungsenergie aus der Speisewasservorwärmung (10) und/oder dem Turbosatz (4, 5, 6) und/oder aus der heißen und/oder kalten Zwischenüberhitzung und/oder als Frischdampf des Wasser/Dampfkreislaufs des Dampfkraftwerks (1 ) ausgekoppelt und in die Energiegewinnungsvorrichtung (19) eingekoppelt wird, wobei die Energiegewinnungsvorrichtung (19) in Wasser/Speisewasser/Kondensat rückführender Leitungsverbindung (26a - 26d) mit dem Wasser/Dampf-Kreislauf steht. A method of operating a steam power plant (1) according to any one of claims 1-11, characterized in that it is operable at minimum load operation in an air energy injection cycle or air energy storage mode, during which the air compression device or air liquefaction device (14) is in water / feedwater / condensate of leading conduction (23a - 23d) with the water / steam cycle and in the air compressor or the air liquefaction device (14) resulting heat of compression is coupled and coupled into the feedwater preheating (10) of the water / steam cycle of the steam power plant (1), and that Steam power plant (1) is operable at full load in an air energy recharge cycle or air energy reuse storage mode during which air heating energy required in the energy harvesting device (19) from the feedwater preheat (10) and / or turbo set (4, 5, 6) and / or hot and / or cold Intermediate superheating and / or as live steam of the water / steam cycle of the steam power plant (1) is coupled and coupled into the energy recovery device (19), wherein the energy recovery device (19) in water / feedwater / condensate recirculating line connection (26a - 26d) with the water / steam Cycle stands. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die entstehende Kompressionswärme in den Bereich der Niederdruckspeisewasservorwärmung (8) der Speisewasservorwärrnung (10) des Wasser/Dampf-Kreislaufs des Dampfkraftwerkes (1 ) eingekoppelt wird. 13. The method according to claim 12, characterized in that the resulting heat of compression in the region of the low-pressure feedwater preheating (8) of Speisewasservorwärnungung (10) of the water / steam cycle of the steam power plant (1) is coupled. 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13» dadurch gekennzeichnet, dass die benötigte Lufterwärmungsenergie, vorzugsweise in Form von Dampf, aus dem Bereich der Hochdruckspeisewasservorwärmung (1 1 ) und/oder dem Bereich der Niederdruckspeisewasservorwärmung (8) der Speisewasservorwärrnung (10) des Wasser/Dampf-Kreislaufs und/oder aus Frischdampf und/oder aus Dampf der heißen und/oder kalten Zwischenüberhitzung ausgekoppelt wird. 14. The method of claim 12 or 13 "characterized in that the air heating energy needed, preferably in the form of steam, from the area of Hochdruckspeisewasservorwärmung (1: 1) and / or the area of the Niederdruckspeisewasservorwärmung (8) of the Speisewasservorwärrnung (10) of the water / Steam cycle and / or out of live steam and / or steam of the hot and / or cold reheat is coupled. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 - 14, dadurch gekennzeichnet, dass die während eines Luftenergieausspeicherungszykius oder Luftenergieaus- speicherungsmodus in der Energiegewinnungsvorrichtung (19) aus einem Druckluftspeicher oder Flüssigluftspeicher (17) zugeführte, aufzuheizende Luft in mehreren Schritten mittels aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf des Dampfkraftwerks (1 ) abgezapften Niederdruckdampfs und/oder Hochdruckdampfs schrittweise erwärmt wird. 15. The method according to any one of claims 12-14, characterized in that during a Luftenergieausspeicherungszykius or Luftenergieaus- storage mode in the energy recovery device (19) from a compressed air storage or liquid storage (17) supplied, aufheizende air in several steps by means of the water / steam -Circulation of the steam power plant (1) abgezapften low pressure steam and / or high-pressure steam is heated stepwise. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass die während eines Luftenergieausspeicherungszyklus oder Luftenergieaus- speicherungsmodus aus einem/dem Druckluftspeicher oder Flüssigluftspeicher (17) zugeführte, aufzuheizende Luft in der Energiegewinnungsvorrichtung (19) insbesondere mittels mehrerer Wärmetauscher (22a, 22b) auf Temperaturen zwischen 200 und 600°C, vorzugsweise zwischen 250 und 550°C, aufgeheizt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 - 16, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Luftenergieausspeicherungszyklus oder Luftenergieaus- speicherungsmodus der Energiegewinnungsvorrichtung (19) der mindestens einen Expansionsturbine (20a, 20b) oder dem Expander aus einem/dem Druckluftspeicher oder Flüssigluftspeicher (17) zugeführte Luft mit einem Druck zwischen 10 und 100 bar» vorzugsweise zwischen 30 und 70 bar, zugeführt wird. 18. The method according to any one of claims 12-15, characterized in that during a Luftenergieausspeicherungszyklus or Lufteergieaus- storage mode from a / the compressed air storage or liquid storage tank (17) supplied aufheizende air in the energy recovery device (19) in particular by means of a plurality of heat exchangers (22a, 22b) to temperatures between 200 and 600 ° C, preferably between 250 and 550 ° C, heated. Method according to one of claims 12-16, characterized in that during an air energy storage cycle or Lufterergieaus- storage mode of the energy recovery device (19) of the at least one expansion turbine (20a, 20b) or the expander from a / the compressed air storage or liquid storage (17) supplied with air a pressure between 10 and 100 bar » preferably between 30 and 70 bar, is supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 - 17, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Luftenergieausspeicherungszyklus oder Luftenergieaus- speicherungsmodus in der Energiegewinnungsvorrichtung (19) bei der Lufterwärmungsenergieeinkopplung insbesondere in Wärmetauschern (22a, 22b) aus zugeführtem Dampf entstehendes Kondensat in Speisewasser- strömungsrichtung vor einer Hochdruckspeisewasserpumpe (12) in die Speisewasservorwärmung (10), insbesondere in den Bereich der Niederdruckspeisewasservorwärmung (8), des Wasser/Dampf-Kreislaufs rückgeführt wird. Method according to one of claims 12-17, characterized in that in the energy recovery device (19) during the Lufterergieausspeicherungszyklus or Lufterergieaus- storage mode in the Lufterwärmungsenergieeinkopplung especially in heat exchangers (22a, 22b) from steam supplied condensate in the feedwater flow direction in front of a high-pressure feedwater pump ( 12) is returned to the feedwater preheat (10), in particular to the region of low pressure feedwater preheat (8), of the water / steam cycle.
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