DE102019210298A1 - Steam power plant as well as process - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dampfkraftwerk (1),- mit einem von Wasser (W) und Wasserdampf (WD) durchströmbaren Wasser-Dampf-Kreislauf, in welchem ein Dampferzeuger (25) und eine Dampfturbine (2), die einen Turbinenabtrieb (3a) mit einer Abtriebswelle (3) aufweist, angeordnet ist,- mit einem ersten elektrischen Generator (7a) und mit einem zweiten elektrischen Generator (7b), die galvanisch voneinander getrennt sind und mit dem Turbinenabtrieb (3a), insbesondere der Abtriebswelle (3), der Dampfturbine (2) antriebsverbindbar oder antriebsverbunden sind.The invention relates to a steam power plant (1), with a water-steam circuit through which water (W) and water vapor (WD) can flow, in which a steam generator (25) and a steam turbine (2) with a turbine output (3a) an output shaft (3), - with a first electrical generator (7a) and with a second electrical generator (7b), which are galvanically separated from each other and with the turbine output (3a), in particular the output shaft (3), the Steam turbine (2) are drive-connected or drive-connected.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dampfkraftwerk sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Dampfkraftwerks.The invention relates to a steam power plant and a method for operating such a steam power plant.

Als Dampfkraftwerk wird gemeinhin ein Kraftwerk bezeichnet, bei welchem die thermische Energie von Wasserdampf in einer Dampfturbine für die Erzeugung von elektrischem Strom ausgenutzt wird.A steam power plant is commonly referred to as a power plant in which the thermal energy of water vapor in a steam turbine is used to generate electricity.

Ein Dampfkraftwerk umfasst einen Wasser-Dampf-Kreislauf, in welchem flüssiges Wasser bzw. Wasserdampf - im Folgenden der Einfachkeit halber auch als „Dampf“ bezeichnet - zirkuliert. Der zum Betrieb der Dampfturbine notwendige Wasserdampf wird in einem Dampfkessel aus zuvor gereinigtem und aufbereitetem Wasser erzeugt. Durch weiteres Erwärmen des Dampfes nehmen Temperatur und spezifisches Volumen des Dampfes zu. Vom Dampfkessel wird der Wasser-dampf im Wasser-Dampf-Kreislauf in die Dampfturbine geführt, wo er einen Teil seiner zuvor aufgenommenen Energie als mechanische Energie an die Dampfturbine abgibt. An eine Abtriebswelle des Turbinenabtriebs der Dampfturbine kann ein elektrischer Generator gekoppelt sein, der die von der Dampfturbine erzeugte mechanische Leistung in elektrische Leistung umwandelt. Dem in der Dampfturbine entspannte Wasserdampf wird in einen stromab der Dampfturbine im Wasser-Dampf-Kreislauf angeordneten Wärmeübertrager Wärme entzogen, so dass der Wasserdampf zu Wasser kondensiert. Anschließend wird das Wasser erneut dem Dampfkessel zugeführt, wo das Wasser erneut verdampft werden kann. A steam power plant comprises a water-steam cycle in which liquid water or water vapor - also referred to below as “steam” for the sake of simplicity - circulates. The steam required to operate the steam turbine is generated in a steam boiler from previously cleaned and treated water. As the steam is heated further, the temperature and specific volume of the steam increase. The steam is fed from the steam boiler in a water-steam cycle into the steam turbine, where it transfers part of the energy it previously absorbed to the steam turbine as mechanical energy. An electrical generator, which converts the mechanical power generated by the steam turbine into electrical power, can be coupled to an output shaft of the turbine output of the steam turbine. Heat is extracted from the steam expanded in the steam turbine in a heat exchanger arranged downstream of the steam turbine in the water-steam circuit, so that the steam condenses to form water. The water is then fed back into the steam boiler, where the water can be evaporated again.

Wasser-Dampf-Kreisläufe moderner Dampfkraftwerke weisen komplizierte Schaltungen auf, um die eingebrachte Brennstoffenthalpie mit höchstem Wirkungsgrad in elektrische Leistung umsetzen zu können.Water-steam cycles in modern steam power plants have complicated circuits in order to be able to convert the fuel enthalpy into electrical power with the highest degree of efficiency.

Die vom elektrischen Generator erzeugte elektrische Energie wird typischerweise entweder in ein öffentliches Stromnetz eingespeist oder vom Betreiber des Dampfkraftwerks in einem sogenannten Eigenversorgungsstromnetz - oftmals auch „elektrischen Inselnetz“ bezeichnet - zur elektrischen Eigenversorgung selbst verwendet. Im Fall einer sogenannten Doppelnutzung der erzeugten Elektrizität, also einer Kombination aus Einspeisung in das öffentliche Netz und Eigenversorgung - dieser wird auch Netzparallelbetrieb genannt -, ist der elektrische Generator des Dampfkraftwerks elektrisch mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden. Es besteht somit keine galvanische Trennung zwischen dem öffentlichen Stromnetz und dem Eigenversorgungsstromnetz. Diese am meisten verbreitete Ausführungsform ermöglicht zwar eine unabhängige Nutzung der im Dampfkraftwerk gleichzeitig bereitgestellten Abwärme und Elektrizität.The electrical energy generated by the electrical generator is typically either fed into a public power grid or used by the operator of the steam power plant in a so-called self-supply network - often also referred to as an "electrical island network" - for its own electrical supply. In the case of a so-called double use of the electricity generated, i.e. a combination of feeding into the public network and self-supply - this is also known as network-parallel operation - the electric generator of the steam power plant is electrically connected to the public electricity network. There is therefore no galvanic separation between the public power grid and the self-supply power grid. This most widespread embodiment allows independent use of the waste heat and electricity that are simultaneously provided in the steam power plant.

Als nachteilig erweis sich dabei, dass in diesem Fall immer eine elektrische Verbindung zwischen dem privaten Eigenversorgungsstromnetz und dem öffentlichen Stromnetz besteht, wodurch insbesondere störende Effekte wie Spannungsschwankungen etc. im öffentlichen Stromnetz in das private Eigenversorgungsstromnetz übertragen werden können, und umgekehrt. Darüber hinaus können gesetzliche Bestimmungen eine solche elektrische Verbindung zwischen dem Eigenversorgungsstromnetz und dem öffentlichen Stromnetz verbieten, nur unter strengen Auflagen erlauben und - unabhängig davon - mit der Entrichtung von hohen Gebühren verbinden, die die Wirtschaftlichkeit des Dampfkraftwerks für den Betreiber erheblich mindern können.It has proven to be disadvantageous that in this case there is always an electrical connection between the private electricity supply network and the public electricity network, which means that disruptive effects such as voltage fluctuations etc. in the public electricity network can be transferred to the private electricity supply network, and vice versa. In addition, legal provisions can prohibit such an electrical connection between the self-supply power grid and the public power grid, only allow it under strict conditions and - regardless of this - combine it with the payment of high fees, which can significantly reduce the profitability of the steam power plant for the operator.

Eine Möglichkeit, derartige Probleme zu vermeiden, besteht darin, in einem sogenannten „Inselbetrieb“ des Dampfkraftwerks keine elektrische Verbindung zwischen dem Eigenversorgungsstromnetz und dem öffentlichen Netz zu realisieren.One possibility of avoiding such problems is not to establish an electrical connection between the self-supply power grid and the public grid in what is known as "island operation" of the steam power plant.

Im Falle eines solchen, elektrisch gegenüber dem öffentlichen Stromnetz autarken „Insel-Betriebs" wird der Generator des Dampfkraftwerks ausschließlich an das oben erwähnte Eigenversorgungsstromnetz des Kraftwerk-Betreibers angeschlossen, dass wiederum keinen elektrische Verbindung zum öffentlichen Stromnetz aufweist.In the case of such an "island operation" that is electrically self-sufficient in relation to the public power grid, the generator of the steam power plant is exclusively connected to the above-mentioned self-supply power grid of the power plant operator, which again has no electrical connection to the public power grid.

Die vom elektrischen Generator erzeugte elektrische Energie kann somit allerdings ausschließlich zur Eigenversorgung genutzt werden. In diesem Fall ist jedoch nicht gewährleistet, dass die von der Dampfturbine erzeugte Abwärme ausreicht, um den mit dem Dampfkraftwerk gekoppelten thermischen Verbraucher mit der erforderlichen Wärmeenergie zu versorgen. Umgekehrt kann ein Szenario auftreten, bei welchem das Dampfkraftwerk mehr elektrische Energie erzeugt als vom Eigenversorgungsstromnetz benötigt. Dann muss dem elektrischen Eigenversorgungsstromnetz eine interne Redundanz, beispielsweise in Form eines separaten Batteriesystems bereitgestellt werden. Dies ist mit zusätzlichen Kosten verbunden.The electrical energy generated by the electrical generator can therefore only be used for self-supply. In this case, however, it is not guaranteed that the waste heat generated by the steam turbine is sufficient to supply the thermal consumer coupled to the steam power plant with the required thermal energy. Conversely, a scenario can arise in which the steam power plant generates more electrical energy than is required by the self-supply power grid. Internal redundancy, for example in the form of a separate battery system, must then be provided to the electrical power supply system. This is associated with additional costs.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform für ein Dampfkraftwerk zu schaffen, bei welchem insbesondere die voranstehend erläuterten Nachteile weitgehend oder sogar vollständig ausgeräumt sind. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren für den Betrieb eines solchen Dampfkraftwerks zu schaffen. It is therefore an object of the present invention to create an improved embodiment for a steam power plant, in which in particular the disadvantages explained above are largely or even completely eliminated. Another object of the present invention is to provide an improved method for operating such a steam power plant.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved by the subject matter of the independent patent claims. Preferred embodiments are the subject of the dependent claims.

Grundidee der Erfindung ist demnach, die Dampfturbine eines Dampfkraftwerks mit zwei elektrischen Generatoren zu koppeln, die galvanisch voneinander getrennt sind. Dies erlaubt es, einen der beiden elektrischen Generatoren - dieser wird nachfolgend als „erster Generator“ bezeichnet - elektrisch mit einem öffentlichen elektrischen Stromnetz zu verbinden, wohingegen der andere der beiden elektrischen Generatoren - nachfolgend als „zweiter Generator“ bezeichnet - mit einem Eigenversorgungsstromnetz - insbesondere dem Eigenversorgungsstromnetz des Dampfkraftwerk-Betreibers - verbunden werden kann. Da aufgrund der erfindungswesentlichen galvanischen Trennung der beiden elektrischen Generatoren des Dampfkraftwerks keine elektrische Verbindung zwischen dem Eigenversorgungsstromnetz und dem öffentlichen Stromnetz erzeugt werden kann, kann keine Störung des Eigenversorgungsstromnetzes durch das öffentliche Stromnetz erfolgen, und umgekehrt. Darüber hinaus entfallen gegebenenfalls aufgrund gesetzlicher Bestimmungen für eine elektrische Verbindung des Eigenversorgungsstromnetzes mit dem öffentlichen Netz anfallende Gebühren. Ein wesentlicher Vorteil der hier vorgestellten Lösung eines Dampfkraftwerks mit zwei galvanisch voneinander getrennten elektrischen Generatoren besteht außerdem darin, dass die von der Dampfturbine erzeuge Antriebsleistung äußerst flexibel von den beiden elektrischen Generatoren zur Erzeugung von elektrischer Energie verwendet werden kann. Da die vom Dampfkraftwerk erzeugte elektrische Energie nicht - wie bei herkömmlichen Dampfkraftwerken mit nur einem einzigen elektrischen Generator - ausschließlich in das öffentliche Stromnetz oder in das Eigenversorgungsstromnetz eingespeist wird, sondern auf beide Stromnetze verteilt werden kann, kann die von der Dampfturbine zur Erzeugung von Abwärme für den thermischen Verbraucher erzeugte Antriebsleistung äußerst effektiv zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt werden. Dabei ist die oben erwähnte Bereitstellung eines Backup-Systems für das Eigenversorgungsstromnetz - etwa in Form eines zusätzlichen Batteriesystems - nicht erforderlich.The basic idea of the invention is therefore to couple the steam turbine of a steam power plant with two electrical generators that are galvanically separated from one another. This allows one of the two electrical generators - hereinafter referred to as the "first generator" - to be electrically connected to a public electrical power grid, whereas the other of the two electrical generators - hereinafter referred to as the "second generator" - to a self-supply power grid - in particular the self-supply network of the steam power plant operator - can be connected. Since, due to the galvanic separation of the two electrical generators of the steam power plant, which is essential to the invention, no electrical connection can be created between the self-supply power grid and the public power grid, the self-supply power grid cannot be disturbed by the public power grid, and vice versa. In addition, there may be no charges for an electrical connection of the self-supply power grid with the public grid due to statutory provisions. An essential advantage of the solution presented here of a steam power plant with two electrically isolated electric generators is that the drive power generated by the steam turbine can be used extremely flexibly by the two electric generators to generate electrical energy. Since the electrical energy generated by the steam power plant is not - as in conventional steam power plants with only a single electrical generator - fed exclusively into the public power grid or into the self-supply power grid, but can be distributed over both power grids, the steam turbine can be used to generate waste heat for The drive power generated by the thermal consumer can be used extremely effectively to generate electrical energy. The above-mentioned provision of a backup system for the internal power supply network - for example in the form of an additional battery system - is not required.

Insbesondere ist es möglich, die beiden Generatoren so anzusteuern bzw. zu betreiben, dass die von der Dampfturbine erzeugte Antriebsleistung dazu verwendet wird, mittels des zweiten elektrischen Generators elektrische Energie zu erzeugen, die den momentanen Bedarf des Eigenversorgungsstromnetzes deckt. Zusätzlich ist es möglich, mittels des ersten elektrischen Generators elektrische Energie zu erzeugen, die nicht für das Eigenversorgungsstromnetz benötigt wird und daher - in der Regel gegen Vergütung - in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann. Außerdem enthält der vom Dampferzeuger des Dampfkraftwerks erzeugte Wasserdampf und im Wasser-Dampf-Kreislauf zirkulierende Wasserdampf Wärme, die an einen Heizkreislauf des Dampfkraftwerks übertragen werden kann, an welchen wiederum thermische Verbraucher gekoppelt sind. Die an den Heizkreislauf übertragene Wärme kann somit dazu verwendet werden, diese thermischen Verbraucher mit Wärmeenergie zu versorgen.In particular, it is possible to control or operate the two generators in such a way that the drive power generated by the steam turbine is used to generate electrical energy by means of the second electrical generator, which covers the current demand of the self-supply power grid. In addition, it is possible to use the first electrical generator to generate electrical energy that is not required for the self-supply power grid and can therefore be fed into the public power grid - usually against payment. In addition, the steam generated by the steam generator of the steam power plant and the steam circulating in the water-steam circuit contain heat that can be transferred to a heating circuit of the steam power plant, to which in turn thermal consumers are coupled. The heat transferred to the heating circuit can thus be used to supply these thermal consumers with thermal energy.

Im Ergebnis erlaubt die hier vorgestellte, erfindungswesentliche Bereitstellung zweier galvanisch voneinander getrennter elektrischer Generatoren eine Nutzung des erfindungsgemäßen Dampfkraftwerks gegenüber einem Dampfkraftwerk mit nur einem elektrischen Generator deutlich verbesserter Wirtschaftlichkeit.As a result, the provision, which is essential to the invention, of two electrical generators that are galvanically separated from one another allows the steam power plant according to the invention to be used, which is significantly more economical than a steam power plant with only one electric generator.

Ein erfindungsgemäßes Dampfkraftwerk umfasst einen von Wasser und Wasser-dampf durchströmbaren Wasser-Dampf-Kreislauf, in welchem ein Dampferzeuger und wenigstens eine Dampfturbine mit einem Turbinenabtrieb angeordnet sind. Vom Begriff „Dampfkraftwerk“ sind vorliegend auch sog. Gas-und-Dampf-Kombikraftwerke oder sog. Gas-und-Dampfturbinen-Kraftwerke („GuD-Kraftwerk“) umfasst, bei welchen der Dampferzeuger durch eine Gasturbine gebildet ist.A steam power plant according to the invention comprises a water-steam circuit through which water and steam can flow, in which a steam generator and at least one steam turbine with a turbine output are arranged. The term “steam power plant” also includes so-called combined cycle power plants or so-called gas and steam turbine power plants (“combined cycle power plant”) in which the steam generator is formed by a gas turbine.

Das Dampfkraftwerk umfasst ferner einen ersten elektrischen Generator und einen zweiten elektrischen Generator, die galvanisch voneinander getrennt sind und mit dem Turbinenabtrieb der Dampfturbine antriebsverbindbar oder antriebsverbunden sind.The steam power plant further comprises a first electrical generator and a second electrical generator, which are galvanically separated from one another and can be or are drive-connected to the turbine output of the steam turbine.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste und der zweite elektrische Generator mit derselben Dampfturbine, vorzugsweise mit demselben Turbinenabtrieb, höchst vorzugsweise mit derselben Abtriebswelle, dieser Dampfturbine, antriebsverbindbar oder antriebsverbunden. Mit dieser Ausführungsform geht ein besonders einfacher technischer Aufbau des Dampfkraftwerks einher, woraus sich nicht unerhebliche Kostenvorteile bei der Fertigung des Dampfkraftwerks ergeben.According to a preferred embodiment, the first and the second electrical generator can be drive-connected or drive-connected to the same steam turbine, preferably to the same turbine output, most preferably to the same output shaft, this steam turbine. This embodiment is accompanied by a particularly simple technical structure of the steam power plant, which results in not inconsiderable cost advantages in the manufacture of the steam power plant.

Zweckmäßig kann die Dampfturbine als Gegendruckturbine, vorzugsweise ohne Wasserdampfentnahme, höchst vorzugsweise ohne Wasserdampfentnahme sowie mit oder ohne Anzapfung, ausgebildet sein.The steam turbine can expediently be designed as a counter-pressure turbine, preferably without steam extraction, most preferably without steam extraction and with or without tapping.

Alternativ dazu kann die Dampfturbine als Kondensationsturbine mit einem Einlass, einem Auslass und einer Wasserdampfentnahme, die jeweils fluidisch mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf kommunizieren oder in diesem angeordnet sind, ausgebildet sein. Denkbar ist anstelle einer Wasserdampfentnahme eine sogenannte (Wasserdampf-)Anzapfung, bei der in analoger Weise zur Wasserdampfentnahme der Dampfturbine und somit dem Expansionsprozess Wasserdampf entzogen wird. Allerdings wird beim Anzapfen der Entnahmedruck vorzugsweise nicht, wie bei der Entnahme, geregelt. Außerdem wird der entnommene Wasser-dampf energetisch zur Speisewasser-Vorerwärmung genutzt. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad des Dampfkraftwerks gesteigert werden. Daher wird eine solche Anzapfung anstelle einer Entnahme im Dampfkraftwerk primär dann realisiert, wenn ein besonders hoher Wirkungsgrad des Dampfkraftprozesses gewünscht ist oder zumindest im Vordergrund steht.As an alternative to this, the steam turbine can be designed as a condensation turbine with an inlet, an outlet and a steam extraction unit, each of which communicates fluidically with the water-steam circuit or is arranged in it. Instead of water vapor extraction, a so-called (water vapor) Tapping, in which water vapor is withdrawn in a manner analogous to the steam extraction of the steam turbine and thus the expansion process. However, when tapping, the withdrawal pressure is preferably not regulated, as is the case with withdrawal. In addition, the extracted water vapor is used energetically to preheat the feed water. In this way, the efficiency of the steam power plant can be increased. Therefore, such a tap is primarily implemented instead of a withdrawal in the steam power plant when a particularly high degree of efficiency of the steam power process is desired or is at least in the foreground.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind zur Ausbildung der Kondensationsturbine im Wasser-Dampf-Kreislauf zwei Dampfturbinen hintereinander angeordnet, wobei eine erste Dampfturbine als Hochdruck-Dampfturbine ausgebildet ist und eine zweite Dampfturbine, die stromab der ersten Dampfturbine im Wasser-Dampf-Kreislauf angeordnet ist, als Niederdruck-Dampfturbine ausgebildet ist. Bei dieser Weiterbildung ist die Wasserdampfentnahme zwischen den beiden Dampfturbinen im Wasser-Dampf-Kreislauf angeordnet. Beide Dampfturbinen können bei dieser Weiterbildung einen Turbinenabtrieb mit einer gemeinsamen Abtriebswelle aufweisen. Diese Variante erweist sich als besonders kostengünstig. Alternativ dazu können die beiden Dampfturbinen über ein gemeinsames Getriebe mit der Abtriebswelle antriebsverbunden werden. Als gemeinsames Getriebe kann beispielsweise ein Standardgetriebe verwendet werden. Insbesondere kann das gemeinsame Getriebe bzw. Stirnradgetriebe als Reduktionsgetriebe ausgeführt sein, welches die Drehzahl der Dampfturbinen ins Niedrige übersetzt.According to an advantageous development, two steam turbines are arranged one behind the other to form the condensation turbine in the water-steam cycle, a first steam turbine being designed as a high-pressure steam turbine and a second steam turbine, which is arranged downstream of the first steam turbine in the water-steam cycle, as Low-pressure steam turbine is formed. In this development, the water vapor extraction is arranged between the two steam turbines in the water-steam cycle. In this development, both steam turbines can have a turbine output with a common output shaft. This variant proves to be particularly cost-effective. Alternatively, the two steam turbines can be drive-connected to the output shaft via a common gear unit. A standard gear, for example, can be used as a common gear. In particular, the common gear or spur gear can be designed as a reduction gear, which translates the speed of the steam turbines to a low level.

Denkbar ist auch eine Ausbildung mit Hochdruck-, Mitteldruck- und Niederdruckturbine, also mit drei hintereinander im Wasser-Dampf-Kreislauf angeordneten Dampfturbinen.A design with high-pressure, medium-pressure and low-pressure turbines, that is to say with three steam turbines arranged one behind the other in the water-steam cycle, is also conceivable.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Dampfkraftwerk einen fluidisch vom Wasser-Dampf-Kreislauf getrennten und von Heizwasser durchströmbaren Heizkreislauf. Dieser Heizkreislauf ist mittels eines Wärmeübertragers thermisch mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf verbunden. Im Wärmeübertrager kann Wärme von dem durch den Wasser-Dampf-Kreislauf geführten Wasserdampf auf das durch den Heizkreislauf geführte Heizwasser übertragen werden. Dabei kondensiert der Wasserdampf zumindest teilweise zu Wasser aus, d.h. der Wärmeüberträger folgt dem Wirkprinzip eines Kondensators. Mit Hilfe des Heizkreislaufs kann also zum einen der aus der Dampfturbine austretende Wasserdampf durch Abgabe von Wärme an das Kühlmittel wieder zu Wasser kondensiert werden, so dass aus diesem im Dampferzeuger erneut Wasserdampf erzeugt werden kann. Zum anderen steht die im Wärmeüberträger bzw. im Kondensator auf das Kühlmittel übertragene Wärme zur Verwendung in einen an den Heizkreislauf gekoppelten thermischen Verbraucher zur Verfügung.According to another advantageous development, the steam power plant comprises a heating circuit which is fluidically separated from the water-steam circuit and through which heating water can flow. This heating circuit is thermally connected to the water-steam circuit by means of a heat exchanger. In the heat exchanger, heat can be transferred from the water vapor passed through the water-steam circuit to the heating water passed through the heating circuit. The water vapor at least partially condenses to water, i.e. the heat exchanger follows the operating principle of a condenser. With the help of the heating circuit, on the one hand, the water vapor emerging from the steam turbine can be condensed back into water by releasing heat to the coolant, so that water vapor can be generated again from this in the steam generator. On the other hand, the heat transferred to the coolant in the heat exchanger or in the condenser is available for use in a thermal consumer coupled to the heating circuit.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kommuniziert der Wärmeübertrager fluidisch mit der Wasserdampfentnahme. Bei dieser Ausführungsform kann zwischen dem Wärmeübertrager und der Wasserdampfentnahme im Wasser-Dampf-Kreislauf eine Ventileinrichtung angeordnet sein, mittels welcher eine Menge an Wasserdampf einstellbar ist, die der Dampfturbine über die Wasserdampfentnahme entnommen und dem Wärmeübertrager zugeführt wird.According to a preferred embodiment, the heat exchanger communicates fluidically with the water vapor extraction. In this embodiment, a valve device can be arranged between the heat exchanger and the water vapor extraction in the water-steam circuit, by means of which an amount of water vapor can be set, which is extracted from the steam turbine via the steam extraction and fed to the heat exchanger.

Zweckmäßig ist im Heizkreislauf wenigstens ein thermischer Verbraucher angeordnet bzw. thermisch mit diesem gekoppelt. Auf diese Weise kann der wenigstens eine thermische Verbraucher mit Abwärme aus dem Dampfkraftwerk versorgt werden. Selbstredend können auch zwei oder mehr solche thermische Verbraucher vorgesehen sein.At least one thermal consumer is expediently arranged or thermally coupled to it in the heating circuit. In this way, the at least one thermal consumer can be supplied with waste heat from the steam power plant. Of course, two or more such thermal consumers can also be provided.

Besonders bevorzugt kommuniziert die Wasserdampfentnahme fluidisch mit einem Wärmeübertrager, der thermisch mit dem Heizkreislauf verbindbar oder verbunden ist. Auf diese Weise kann die im entnommenen Wasserdampf enthaltene Wärme an das im Heizkreislauf zirkulierende Heizwasser übertragen werden, so dass sie dort zur Verfügung steht.Particularly preferably, the water vapor extraction communicates fluidically with a heat exchanger which can be or is thermally connected to the heating circuit. In this way, the heat contained in the extracted water vapor can be transferred to the heating water circulating in the heating circuit, so that it is available there.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst das Dampfkraftwerk einen fluidisch vom Wasser-Dampf-Kreislauf getrennten und von Luft durchströmbaren Kühlkreislauf, der zum Übertragen von Wärme von dem durch den Wasser-Dampf-Kreislauf geführten Wasserdampf auf die Luft mittels eines Kondensators thermisch mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf verbunden ist. Besonders bevorzugt ist der Kondensator als Wärmeübertrager ausgebildet und luftgekühlt. Mittels des Kondensators und des mit dem Kondensator verbundenen Kühlkreislauf kann der aus der Dampfturbine austretende und dort nicht über die Wasserdampfentnahme entnommene Wasserdampf gekühlt werden, so dass er zu Wasser kondensiert und in einem weiteren Zyklus mittels des Dampferzeugers wieder verdampft werden kann.According to another preferred embodiment, the steam power plant comprises a cooling circuit which is fluidically separated from the water-steam circuit and through which air can flow, which is used to transfer heat from the water vapor guided through the water-steam circuit to the air by means of a condenser. Steam circuit is connected. The condenser is particularly preferably designed as a heat exchanger and is air-cooled. By means of the condenser and the cooling circuit connected to the condenser, the steam exiting the steam turbine and not removed there via the steam extraction can be cooled so that it condenses into water and can be evaporated again in a further cycle by means of the steam generator.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann im Wasser-Dampf-Kreislauf ein Dampfspeicher zum Zwischenspeichern von Wasserdampf angeordnet sein. Dies erlaubt es, mindestens ein Teil des im Wasser-Dampf-Kreislauf zirkulierenden Wasserdampfs aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf auszukoppeln. Auf diese Weise kann zum Antreiben der Dampfturbine nicht benötigter, also vom Dampferzeuger im Überschuss produzierter Wasserdampf temporär im Dampfspeicher ausgespeichert und von dort im Bedarfsfall dem Wasser-Dampf-Kreislauf - insbesondere der Dampfturbine - wieder zur Verfügung gestellt werden.According to an advantageous further development, a steam accumulator for temporarily storing water vapor can be arranged in the water-steam circuit. This makes it possible to decouple at least part of the water vapor circulating in the water-steam cycle from the water-steam cycle. In this way, steam that is not required to drive the steam turbine, that is, steam produced in excess by the steam generator, can be temporarily stored in the steam store and from There, if necessary, the water-steam cycle - especially the steam turbine - can be made available again.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der erste Generator einen ersten Stator und zumindest einen zweiten Stator, die beide Statorwicklungen aufweisen. Bei dieser Ausführungsform kann der wenigstens eine zweite Stator des ersten Generators wahlweise elektrisch mit dem ersten Stator verbunden oder elektrisch von diesem getrennt werden bzw. getrennt sein. Dies kann mit Hilfe eines geeigneten, zwischen den beiden Statoren angeordneten (ersten) elektrischen Schalters geschehen. Besonders zweckmäßig bilden bei dieser Ausführungsform der erste Stator und der wenigstens eine zweite Stator des ersten Generators eine elektrische Parallelschaltung aus. Alternativ oder zusätzlich umfasst bei dieser Ausführungsform der zweite Generator einen ersten Stator und wenigstens einen zweiten Stator. Bei dieser Ausführungsform kann der wenigstens eine zweite Stator des zweiten Generators wahlweise elektrisch mit dem ersten Stator verbunden oder von diesem elektrisch getrennt werden bzw. getrennt sein. Dies kann mit Hilfe eines geeigneten, zwischen den beiden Statorwicklungen angeordneten (zweiten) elektrischen Schalters geschehen. Besonders zweckmäßig bilden bei dieser Ausführungsform der erste Stator und der wenigstens eine zweite Stator des zweiten Generators eine elektrische Parallelschaltung aus. Bei dieser Ausführungsform kann vom zweiten Generator durch „Zuschalten“ des zumindest einen zweiten Stators entsprechend mehr elektrische Leistung erzeugt werden, wenn die Dampfturbine am Turbinenabtrieb entsprechende Abtriebsleistung zur Verfügung stellt, weil diese für das Eigenversorgungsstromnetz benötigt wird. Entsprechend kann durch Zuschalten des wenigstens einen zweiten Stators des ersten Generators zusätzliche elektrische Leistung zur Einspeisung in das öffentliche Stromnetz erzeugt werden, wenn entsprechende mechanische Leistung vom Turbinenabtrieb bereitgestellt ist.According to a preferred embodiment, the first generator comprises a first stator and at least one second stator, which both have stator windings. In this embodiment, the at least one second stator of the first generator can optionally be electrically connected to the first stator or electrically separated from it or be separated. This can be done with the aid of a suitable (first) electrical switch arranged between the two stators. In this embodiment, the first stator and the at least one second stator of the first generator particularly expediently form an electrical parallel circuit. Alternatively or additionally, in this embodiment, the second generator comprises a first stator and at least one second stator. In this embodiment, the at least one second stator of the second generator can optionally be electrically connected to the first stator or be electrically disconnected or separated from it. This can be done with the aid of a suitable (second) electrical switch arranged between the two stator windings. In this embodiment, the first stator and the at least one second stator of the second generator particularly expediently form an electrical parallel connection. In this embodiment, more electrical power can be generated by the second generator by “switching on” the at least one second stator if the steam turbine provides corresponding output power at the turbine output because this is required for the self-supply power grid. Correspondingly, by connecting the at least one second stator of the first generator, additional electrical power can be generated for feeding into the public power grid if corresponding mechanical power is provided by the turbine output.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der erste Generator wenigstens zwei zweite Statoren auf, die unabhängig voneinander trennbar elektrisch, vorzugsweise in Form einer elektrischen Parallelschaltung, mit dem ersten Stator des ersten Generators verbunden sind. Alternativ oder zusätzlich weist bei dieser Weiterbildung der zweite Generator wenigstens zwei zweite Statoren auf, die unabhängig voneinander trennbar elektrisch, vorzugsweise in Form einer elektrischen Parallelschaltung, mit dem ersten Stator des zweiten Stators verbunden sind. Bei dieser Weiterbildung kann vom ersten bzw. zweiten Generator durch sukzessives „Zuschalten“ von einzelnen zweiten Statoren entsprechend mehr elektrische Leistung erzeugt werden, wenn die Dampfturbine am Turbinenabtrieb bzw. an der Abtriebswelle hierfür entsprechende Abtriebsleistung zur Verfügung stellt.According to an advantageous development, the first generator has at least two second stators, which are electrically connected to the first stator of the first generator in an electrically separable manner independently of one another, preferably in the form of an electrical parallel circuit. As an alternative or in addition, in this development the second generator has at least two second stators which are electrically connected to the first stator of the second stator in an electrically separable manner independently of one another, preferably in the form of an electrical parallel circuit. In this development, the first or second generator can generate correspondingly more electrical power by successively “switching on” individual second stators if the steam turbine provides the corresponding output power for this at the turbine output or at the output shaft.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der erste Generator zur elektrischen Stromerzeugung einen mit seinen Statoren magnetisch zusammenwirkenden ersten Rotor mit einer vorbestimmten ersten Anzahl an ersten Polpaaren aus magnetischen Polen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Generator zur elektrischen Stromerzeugung einen mit seinen Statoren magnetisch zusammenwirkenden zweiten Rotor mit einer vorbestimmten zweiten Anzahl an zweiten Polpaaren aus magnetischen Polen aufweisen.According to a further preferred embodiment, the first generator for generating electrical power can have a first rotor which interacts magnetically with its stators and has a predetermined first number of first pole pairs composed of magnetic poles. Alternatively or additionally, the second generator for generating electrical power can have a second rotor which interacts magnetically with its stators and has a predetermined second number of second pole pairs composed of magnetic poles.

Zweckmäßig können die ersten magnetischen Pole sowie, alternativ oder zusätzlich, die zweiten magnetischen Pole durch Magnete, vorzugsweise durch Permanentmagnete, aus einem magnetischen oder magnetisierten Material gebildet sein. Diese Variante ist technisch einfach zu realisieren und daher besonders zuverlässig. Alternativ dazu können die ersten oder/und zweiten magnetischen Pole durch Rotorwicklungen gebildet sein, die bei elektrischer Bestromung ein magnetisches Feld erzeugen, welches besonders bevorzugt ein magnetisches Dipol-Feld sein kann. Diese Variante realisiert eine sogenannte Erregermaschine, die vorzugsweise bürstenlos ausgebildet sein kann. Bei dieser Variante kann auf die Verwendung magnetischer bzw. magnetisierter Materialien, deren Beschaffung mit relativ hohen Kosten verbunden sein kann, verzichtet werden. Selbstredend ist auch eine Kombination beider voranstehend erläuterter Varianten möglich.The first magnetic poles and, alternatively or additionally, the second magnetic poles can expediently be formed by magnets, preferably permanent magnets, made of a magnetic or magnetized material. This variant is technically easy to implement and therefore particularly reliable. As an alternative to this, the first and / or second magnetic poles can be formed by rotor windings which, when electrically energized, generate a magnetic field, which can particularly preferably be a magnetic dipole field. This variant implements a so-called excitation machine, which can preferably be designed to be brushless. With this variant, the use of magnetic or magnetized materials, the procurement of which can be associated with relatively high costs, can be dispensed with. Of course, a combination of the two variants explained above is also possible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Generatoren unabhängig voneinander mit der Dampfturbine antriebsverbindbar oder antriebsverbunden. Dieser Ausführungsform erlaubt einen variablen Betrieb der beiden elektrischen Generatoren. Insbesondere ist es bei dieser Ausführungsform möglich, den zweiten elektrischen Generator antriebsmäßig von der Dampfturbine zu entkoppeln, solange es nicht erforderlich ist, für das elektrische Eigenversorgungsstromnetz elektrische Energie zu erzeugen. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn keine elektrischen Verbraucher im elektrischen Eigenversorgungsstromnetz aktiv sind oder diese vorübergehend mit elektrischer Energie aus einem lokalen elektrischen Energiespeicher, wie beispielsweise eine wiederaufladbare elektrische Batterie, versorgt werden. Entsprechend ist es möglich, den ersten elektrischen Generator vom Abtriebsstrang der Dampfturbine zu entkoppein, wenn die gesamte Abtriebsleistung der Dampfturbine ausschließlich dazu verwendet werden soll, elektrische Energie für das Eigenversorgungsstromnetz zu erzeugen.According to a preferred embodiment, the two generators can be drive-connected or drive-connected to the steam turbine independently of one another. This embodiment allows variable operation of the two electrical generators. In particular, in this embodiment it is possible to decouple the second electrical generator in terms of drive from the steam turbine, as long as it is not necessary to generate electrical energy for the electrical internal power supply network. This can be the case, for example, if no electrical consumers are active in the electrical self-supply network or if they are temporarily supplied with electrical energy from a local electrical energy store, such as a rechargeable electrical battery. Accordingly, it is possible to decouple the first electrical generator from the output train of the steam turbine if the entire output power of the steam turbine is to be used exclusively to generate electrical energy for the self-supply power grid.

Zum Zwecke einer besonders einfachen und somit kostengünstigen technischen Realisierung der erfindungswesentlichen Antriebsverbindung der beiden elektrischen Generatoren mit der Dampfturbine wird vorgeschlagen, dass die beiden Generatoren über ein gemeinsames Getriebe mit der Dampfturbine antriebsverbunden werden. Ein solches Getriebe kann einen Getriebeantrieb zum Koppeln mit dem Turbinenabtrieb der Dampfturbine, einen ersten Getriebeabtriebe zum Koppeln mit dem ersten Generator und einen zweiten Getriebeabtrieb zum Koppeln mit dem zweiten Generator umfassen. Ein solches Getriebe erfordert besonders wenig Bauraum.For the purpose of a particularly simple and thus inexpensive technical implementation of the The drive connection of the two electric generators with the steam turbine, which is essential to the invention, is proposed that the two generators be drive-connected to the steam turbine via a common gear. Such a transmission can comprise a transmission drive for coupling with the turbine output of the steam turbine, a first transmission output for coupling with the first generator and a second transmission output for coupling with the second generator. Such a transmission requires particularly little space.

Besonders bevorzugt sind die beiden Generatoren, vorzugsweise mittels des Getriebes, miteinander antriebsverbindbar oder antriebsverbunden. Eine solche Antriebsverbindung der beiden Generatoren miteinander - unabhängig von der bzw. zusätzlich zur Antriebsverbindung der Generatoren mit der Dampfturbine - erlaubt einen Notbetrieb des Dampfkraftwerks, falls die Dampfturbine aufgrund eines technischen Defekts nicht ordnungsgemäß arbeitet oder vollständig ausfällt. In diesem Fall kann einer der beiden Generatoren - falls er als Motor-Generator ausgestaltet ist - den jeweils anderen Generator antreiben, so dass letzterer elektrischen Strom erzeugen kann.Particularly preferably, the two generators can be or are drive-connected to one another, preferably by means of the transmission. Such a drive connection between the two generators - independently of or in addition to the drive connection between the generators and the steam turbine - allows emergency operation of the steam power plant if the steam turbine does not work properly due to a technical defect or fails completely. In this case, one of the two generators - if it is designed as a motor generator - can drive the respective other generator so that the latter can generate electrical power.

Besonders bevorzugt ist das Getriebe als Übersetzungsgetriebe oder als Untersetzungsgetriebe ausgebildet, welches die Drehzahl des Rotors des betreffenden Generators gegenüber der Drehzahl dem Turbinenabtrieb vergrößert bzw. verkleinert. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass bei fest vorgegebener Drehzahl der Turbine - kommerziell erhältliche Dampfturbinen rotieren im Betrieb typischerweise mit einer vorgegebenen Drehzahl, beispielsweise 12.000 U/min,- die die Abtriebswelle des Turbinenabtriebs und somit auch die Rotoren der beiden Generatoren - insbesondere des zweiten Generators - mit der gewünschten Drehzahl rotieren.The transmission is particularly preferably designed as a step-up transmission or as a step-down transmission, which increases or decreases the speed of the rotor of the generator in question compared to the speed of the turbine output. In this way it can be achieved that with a fixed speed of the turbine - commercially available steam turbines typically rotate during operation at a predetermined speed, for example 12,000 rpm, - the output shaft of the turbine output and thus also the rotors of the two generators - in particular the second generator - rotate at the desired speed.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Abtriebswelle ein Untersetzungsgetriebe - dem einschlägigen Fachmann auch als „Reduktionsgetriebe“ bekannt - vorgeschaltet, welches eine Drehzahl der Turbine ins Niedrige übersetzt, so dass die Drehzahl der Abtriebswelle des Turbinenabtriebs reduziert ist. Dies erlaubt es, die mit reduzierter Drehzahl rotierende Abtriebswelle mit einem kinetischen Energiespeicher zum Zwischenspeichern von Abtriebsenergie in Antriebsverbindung zu setzen.According to an advantageous development, the output shaft is preceded by a reduction gear - also known as a “reduction gear” to the relevant person skilled in the art - which translates a speed of the turbine to a low level, so that the speed of the output shaft of the turbine output is reduced. This makes it possible to put the output shaft rotating at reduced speed in drive connection with a kinetic energy storage device for temporarily storing output energy.

Zweckmäßig kann das Untersetzungsgetriebe in ein Gehäuse der Dampfturbine integriert sein. Diese Variante erweist sich als besonders kostengünstig. Insbesondere kann das Untersetzungsgetriebe innerhalb eines Gehäuses der Dampfturbine verbaut sein. Denkbar ist aber auch eine Anordnung, insbesondere ein Anbau, des Untersetzungsgetriebes außen am Gehäuse der Dampfturbine.The reduction gear can expediently be integrated into a housing of the steam turbine. This variant proves to be particularly cost-effective. In particular, the reduction gear can be installed within a housing of the steam turbine. An arrangement, in particular an attachment, of the reduction gear on the outside of the housing of the steam turbine is also conceivable.

Besonders bevorzugt kann das Untersetzungsgetriebe als Stirnradgetriebe oder Planetengetriebe ausgebildet sein. Ein derart ausgebildetes Untersetzungsgetriebe benötigt besonders wenig Bauraum.The reduction gear can particularly preferably be designed as a spur gear or planetary gear. A reduction gear designed in this way requires particularly little installation space.

Für den Fall, dass bei einer bestimmten Solldrehzahl der Abtriebswelle und vorgegebenen Netzfrequenzen für das öffentliche Netz und für das Eigenversorgungsstromnetz eine optimale Anpassung der Anzahl an ersten und zweiten Polpaaren nicht möglich ist, bietet es sich an, eine Antriebsverbindung zwischen zumindest einem der beiden Generatoren und der Abtriebswelle bzw. - falls vorhanden - des an der Abtriebswelle vorgesehenen Reduktionsgetriebes der Dampfturbine über ein Übersetzungsgetriebe zu realisieren, welche die Drehzahl des Rotors dieses Generators gegenüber der Drehzahl der Abtriebswelle vergrößert oder verkleinert. Alternativ dazu kann ein solches Übersetzungsgetriebe auch im Abtriebsstrang zwischen den beiden Generatoren angeordnet werden.In the event that an optimal adjustment of the number of first and second pole pairs is not possible at a certain target speed of the output shaft and specified network frequencies for the public network and for the self-supply network, it is advisable to establish a drive connection between at least one of the two generators and the output shaft or - if present - the reduction gear provided on the output shaft of the steam turbine via a transmission gear, which increases or decreases the speed of the rotor of this generator compared to the speed of the output shaft. Alternatively, such a transmission gear can also be arranged in the output train between the two generators.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist zwischen der Abtriebswelle der Dampfturbine und den beiden Generatoren zumindest ein - bereits voranstehend im Zusammenhang mit dem an der Abtriebswelle vorgesehenen Untersetzungsgetriebe erläuterter - kinetischer Energiespeicher angeordnet, der bei Störung oder Ausfall der Dampfturbine das sofortige Einleiten eines Notbetriebs und somit eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, vor allem für das Eigenstromversorgungsnetz, gewährleistet. In einem solchen Notbetrieb Szenario arbeitet der erste elektrische Generator entkoppelt von der Abtriebswelle der Dampfturbine als elektrischer Motor, der vom öffentlichen Stromnetz elektrische Energie bezieht und diese als mechanische Antriebsenergie an den zweiten Generator des Eigenstromversorgungsnetzes weitergibt.According to an advantageous development, between the output shaft of the steam turbine and the two generators there is at least one kinetic energy store - already explained above in connection with the reduction gear provided on the output shaft - which, in the event of a malfunction or failure of the steam turbine, initiates emergency operation immediately and thus uninterrupted Power supply, especially for the in-house power supply network, guaranteed. In such an emergency operation scenario, the first electrical generator works decoupled from the output shaft of the steam turbine as an electrical motor that draws electrical energy from the public power grid and forwards this as mechanical drive energy to the second generator of the internal power supply network.

Als technisch besonders einfach zu realisieren und somit kostengünstig erweist sich eine besonders bevorzugte Ausführungsform, bei welcher der Zwischenspeicher als Schwungrad ausgebildet ist oder ein solches Schwungrad umfasst.A particularly preferred embodiment in which the intermediate storage device is designed as a flywheel or comprises such a flywheel proves to be technically particularly simple to implement and thus inexpensive.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung, die technisch besonders einfach aufgebaut ist, so dass mit ihr nicht unerhebliche Kostenvorteile einhergehen, kann der zweite Generator über den ersten Generator mit dem Turbinenabtrieb der Dampfturbine antriebsverbunden sein, oder umgekehrt. Diese Variante realisiert antriebstechnisch eine Reihenschaltung der beiden Generatoren hinter der Abtriebswelle der Dampfturbine. Bei dieser Variante kann die Bereitstellung eines Verteilergetriebes entfallen.According to an advantageous further development, which is technically particularly simple so that it is accompanied by not inconsiderable cost advantages, the second generator can be drive-connected to the turbine output of the steam turbine via the first generator, or vice versa. In terms of drive technology, this variant implements a series connection of the two generators behind the output shaft of the steam turbine. With this variant, the provision of a transfer case can be omitted.

Besonders bevorzugt können die beiden Generatoren bei der voranstehend erläuterten Weiterbildung mittels einer Teilkupplung entkoppelbar miteinander antriebsverbunden sein. Somit ist es möglich, den nachgeschalteten der beiden Generatoren vom Abtriebsstrang der Dampfturbine abzukoppeln, falls von diesem keine elektrische Energie erzeugt werden soll. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn der nachgeschaltete Generator der erste Generator ist und die gesamte Abtriebsleistung des Turbinenabtriebs der Dampfturbine für den zweiten Generator, also zur Stromerzeugung für das Eigenversorgungsstromnetz, benötigt wird.The two generators in the case of the one explained above can be particularly preferred Further development by means of a partial coupling can be decoupled and drive-connected to one another. It is thus possible to decouple the downstream of the two generators from the output train of the steam turbine if no electrical energy is to be generated by this. This can be the case in particular when the downstream generator is the first generator and the entire output power of the turbine output of the steam turbine is required for the second generator, that is to say to generate electricity for the self-supply network.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind die beiden Generatoren mittels einer gemeinsamen Kupplung, die zwischen dem Verteilergetriebe und der Abtriebswelle angeordnet ist, von der Abtriebswelle der Dampfturbine entkoppelbar. Für den Fall, dass die Dampfturbine - beispielsweise aufgrund eines technischen Defekts - nicht einsatzbereit ist, ist es somit möglich, einen oder beide elektrische Generatoren mithilfe eines anderen geeigneten Antriebssystems in der Art eines sogenannten Notstrombetriebs - anzutreiben. Dieses Szenario bietet sich insbesondere dann an, wenn einer der beiden elektrischen Generatoren als sogenannter Motor-Generator ausgestaltet ist, was bedeutet, dass dieser Generator wahlweise als Generator zum Erzeugen von elektrischer Energie oder als elektrischer Motor zum Erzeugen mechanischer Arbeit betrieben werden kann, der elektrisch angetrieben wird.According to an advantageous development, the two generators can be decoupled from the output shaft of the steam turbine by means of a common coupling which is arranged between the transfer case and the output shaft. In the event that the steam turbine is not ready for use - for example due to a technical defect - it is thus possible to drive one or both electrical generators with the aid of another suitable drive system in the form of so-called emergency power operation. This scenario is particularly useful if one of the two electric generators is designed as a so-called motor generator, which means that this generator can be operated either as a generator for generating electrical energy or as an electric motor for generating mechanical work that is electrically is driven.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der erste Generator mittels einer ersten Teilkupplung unabhängig vom zweiten Generator entkoppelbar mit der Abtriebswelle bzw. dem Reduktionsgetriebe der Dampfturbine antriebsverbunden. Bei dieser Weiterbildung ist der zweite Generator mittels einer zweiten Teilkupplung unabhängig vom ersten Generator entkoppelbar mit der Abtriebswelle bzw. dem Reduktionsgetriebe der Dampfturbine antriebsverbunden. In einer vereinfachten Variante dieser Weiterbildung ist nur die erste oder nur die zweite Teilkupplung vorgesehen.According to an advantageous development, the first generator is drivingly connected to the output shaft or the reduction gear of the steam turbine by means of a first partial clutch, independently of the second generator. In this development, the second generator is drivingly connected to the output shaft or the reduction gear of the steam turbine by means of a second partial clutch, independently of the first generator. In a simplified variant of this development, only the first or only the second partial coupling is provided.

Besonders bevorzugt ist der erste Generator über die erste Teilkupplung entkoppelbar mit dem ersten Getriebeabtrieb des Verteilergetriebes antriebsverbunden. Bei dieser Ausführungsform ist der zweite Generator über die zweite Teilkupplung entkoppelbar mit dem zweiten Getriebeabtrieb des Verteilergetriebes antriebsverbunden. Somit können die einzelnen Generatoren vom Abtriebsstrang entkoppelt werden, solange von diesen kein elektrischer Strom, insbesondere zur Einspeisung in das öffentliche Stromnetz bzw. das Eigenversorgungsstromnetz, erzeugt werden soll.Particularly preferably, the first generator is drive-connected to the first transmission output of the transfer case via the first partial clutch so that it can be decoupled. In this embodiment, the second generator is drivingly connected to the second transmission output of the transfer case via the second partial clutch. The individual generators can thus be decoupled from the drive train as long as no electrical current is to be generated by them, in particular for feeding into the public power grid or the self-supply power grid.

Als technisch besonders einfach zu realisieren und somit kostengünstig in der Herstellung erweist sich eine weitere bevorzugte Ausführungsform, bei welcher die beiden Generatoren mittels des Verteilergetriebes kupplungsfrei, also nicht entkoppelbar, mit dem Reduktionsgetriebes der Dampfturbine antriebsverbunden sind. Diese Ausführungsform ist nicht nur kostengünstig, sondern auch besonders wartungsarm. Darüber hinaus benötigt sie weniger Bauraum als Ausführungsformen mit Kupplung.Another preferred embodiment proves to be technically particularly simple to implement and thus inexpensive to manufacture, in which the two generators are drive-connected to the reduction gear of the steam turbine without coupling, i.e. not decoupling, by means of the transfer case. This embodiment is not only inexpensive, but also particularly low-maintenance. In addition, it requires less installation space than embodiments with a clutch.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Generator elektrisch mit einem elektrischen Eigenversorgungsstromnetz - dies kann insbesondere das elektrische Stromnetz des Dampfkraftwerks sein - verbunden oder verbindbar, welches galvanisch getrennt von einem öffentlichen Stromnetz ist. Auf diese Weise kann der vom zweiten elektrischen Generator erzeugte elektrische Strom zum Verbrauch im Eigenversorgungsstromnetz zur Verfügung gestellt werden, ohne dass dadurch das öffentliche Stromnetz gestört würde. Insbesondere können unvermeidliche Frequenzschwankungen im öffentlichen Stromnetz vom Eigenversorgungstromnetz - insbesondere des Dampfkraftwerks - ferngehalten werden.According to a preferred embodiment, the second generator is electrically connected or connectable to an electrical self-supply power network - this can in particular be the electrical power network of the steam power plant - which is galvanically separated from a public power network. In this way, the electric power generated by the second electric generator can be made available for consumption in the self-supply power grid without the public power grid being disrupted as a result. In particular, unavoidable frequency fluctuations in the public power grid can be kept away from the self-supply power grid - especially the steam power plant.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der erste elektrische Generator elektrisch nicht mit dem elektrischen Eigenversorgungsstromnetz verbunden oder verbindbar. Diese Variante erweist sich insbesondere als vorteilhaft, wenn der erste Generator elektrisch mit einem öffentlichen Stromnetz verbindbar ist und wenn gesetzliche Regelungen bestehen, die eine elektrische Verbindung des Eigenversorgungsstromnetzes mit dem öffentlichen Stromnetz verbieten.According to an advantageous development, the first electrical generator is not electrically connected or cannot be connected to the electrical power supply network. This variant proves to be particularly advantageous if the first generator can be electrically connected to a public power grid and if there are legal regulations that prohibit an electrical connection of the self-supply power grid to the public power grid.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Generator elektrisch mit einem öffentlichen Stromnetz verbunden oder verbindbar, welches galvanisch getrennt von dem Eigenversorgungsstromnetz ist, mit welchem der zweite Generator elektrisch verbindbar oder verbunden ist. Somit kann der erste elektrische Generator dazu verwendet werden, Abtriebsleistung des Turbinenabtriebs der Dampfturbine zur Erzeugung elektrischer Energie zu verwenden, die nicht für das elektrische Eigenversorgungsstromnetz benötigt wird, so dass sie als überschüssige elektrische Energie gegen Vergütung in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann.According to a preferred embodiment, the first generator is electrically connected or connectable to a public power grid, which is galvanically separated from the self-supply power grid to which the second generator is electrically connectable or connected. Thus, the first electrical generator can be used to use the output power of the turbine output of the steam turbine to generate electrical energy that is not required for the electrical self-supply power grid, so that it can be fed into the public power grid as excess electrical energy against payment.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der erste Generator und, alternativ oder zusätzlich, der zweite Generator als Motor-Generator ausgebildet. Ein solcher Motor-Generator kann in dem Fachmann bekannter Weise in zwei unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden: In einem ersten Betriebsmodus arbeitet der Motor-Generator als herkömmlicher Generator und wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um. In einem zweiten Betriebsmodus arbeitet der Motor-Generator als elektrischer Motor und wandelt bereitgestellte elektrische Energie in mechanische Energie um. Die Ausbildung des ersten Generators als Motor-Generator ermöglicht die bereits erwähnte Realisierung eines Notstrombetriebs des Dampfkraftwerks bei Ausfall der Dampfturbine. In diesem Fall kann der erste Generator entsprechend dem zweiten Betriebsmodus als alternatives Antriebssystem arbeiten, welches elektrische Energie aus dem öffentlichen Stromnetz bezieht und auf diese Weise den zweiten Generator antreibt, so dass diese elektrische Energie für das Eigenversorgungsstromnetz erzeugen kann. Denkbar ist aber auch eine Ausbildung des zweiten Generators als Motor-Generator.According to an advantageous development, the first generator and, alternatively or additionally, the second generator are designed as a motor generator. Such a motor generator can be operated in two different operating modes in a manner known to those skilled in the art: In a first operating mode, the motor generator works as a conventional generator and converts mechanical energy into electrical energy. In a second operating mode, the motor-generator works as an electric motor and converts provided electric Energy into mechanical energy. The design of the first generator as a motor-generator enables the aforementioned implementation of emergency power operation of the steam power plant in the event of a steam turbine failure. In this case, the first generator can work as an alternative drive system in accordance with the second operating mode, which draws electrical energy from the public power grid and in this way drives the second generator so that it can generate electrical energy for the self-supply power grid. However, it is also conceivable for the second generator to be designed as a motor generator.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann zumindest der zweite Generator als Gleichstrommaschine ausgebildet sein. Diese Variante bietet sich an, wenn der vom Generator erzeugte elektrische Strom zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers ohnehin in Form von elektrischem Gleichstrom vorliegen muss. Dies kann bei verschiedenen Anwendungen der Fall sein. Beispielsweise werden moderne Rechenzentren typischerweise mit elektrischer Energie in Form von Gleichstrom versorgt. Eine überflüssige Umwandlung von elektrischen Strom elektrischen Wechselstrom, der von einem elektrischen Wechselstromgenerator erzeugt wird, kann auf diese Weise entfallen.According to another preferred embodiment, at least the second generator can be designed as a direct current machine. This variant is useful when the electrical current generated by the generator to supply the electrical consumer has to be in the form of electrical direct current anyway. This can be the case in various applications. For example, modern data centers are typically supplied with electrical energy in the form of direct current. A superfluous conversion of electrical current to electrical alternating current, which is generated by an electrical alternating current generator, can be dispensed with in this way.

Zweckmäßig besitzt das Dampfkraftwerk eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung zur Steuerung/Regelung des Dampferzeugers, der Dampfturbine, sowie - falls vorhanden - des Dampfspeichers. Dabei ist die Steuerungs-/Regelungseinrichtung bevorzugt derart ausgebildet, dass sie die beiden Generatoren nicht elektrisch miteinander verbindet. Auf diese Weise werden die erfindungswesentliche galvanische Trennung der beiden Generatoren und somit auch die galvanische Trennung des öffentlichen Stromnetzes vom Eigenversorgungsstromnetz gewährleistet. Mittels der Steuerungs-/Regelungseinrichtung können bevorzugt auch die voranstehend erläuterten (Teil-)Kupplungen sowie die vorhandenen elektrischen Schalter gesteuert werden. Ebenso können im Wasser-Dampf-Kreislauf vorhandene Ventile bzw. Ventileinrichtungen gesteuert werden. Außerdem kann mittels der Steuerungs-/Regelungseinrichtung die Abtriebswelle auf eine vorbestimmte Soll-Drehzahl geregelt werden, mit welcher die Abtriebswelle in einem Nominalbetrieb der Dampfturbine rotiert. Alternativ dazu kann eine solche Drehzahl-Regelung auch in die Dampfturbine integriert sein, so dass diese Regelungsfunktion nicht von der Steuerungs-/Regelungseinrichtung übernommen wird, sondern von einer separaten Regelungseinrichtung.The steam power plant expediently has a control / regulating device for controlling / regulating the steam generator, the steam turbine, and - if present - the steam accumulator. The control / regulating device is preferably designed in such a way that it does not electrically connect the two generators to one another. In this way, the galvanic separation of the two generators, which is essential to the invention, and thus also the galvanic separation of the public electricity network from the self-supply electricity network, are ensured. The (partial) clutches explained above and the existing electrical switches can preferably also be controlled by means of the control / regulating device. Valves or valve devices that are present in the water-steam cycle can also be controlled. In addition, the control / regulating device can be used to regulate the output shaft to a predetermined target speed at which the output shaft rotates in a nominal operation of the steam turbine. Alternatively, such a speed regulation can also be integrated into the steam turbine, so that this regulation function is not taken over by the control / regulating device, but by a separate regulating device.

Zweckmäßig ist die Steuerungs-/Regelungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie die beiden Generatoren nicht elektrisch miteinander verbindet. Auf diese Weise werden die erfindungswesentliche galvanische Trennung der beiden Generatoren und die damit verbundene Trennung des öffentlichen Stromnetzes vom Eigenversorgungsstromnetz sichergestellt.The control / regulating device is expediently designed in such a way that it does not electrically connect the two generators to one another. In this way, the galvanic separation of the two generators, which is essential to the invention, and the associated separation of the public electricity network from the self-supply electricity network are ensured.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Dampfkraftwerk, insbesondere des voranstehend erläuterten Dampfkraftwerks. Dabei umfasst das Dampfkraftwerk einen ersten elektrischen Generator und einen zweiten elektrischen Generator, die galvanisch voneinander getrennt sind. Die voranstehend erläuterten Vorteile des Dampfkraftwerks übertragen sich daher auch auf das erfindungsgemäße Verfahren. Gemäß dem Verfahren ist wenigstens einer der beiden Generatoren mit einem Turbinenabtrieb der Dampfturbine antriebsverbunden. Besonders bevorzugt sind beide Generatoren mit der Dampfturbine antriebsverbunden. Gemäß dem Verfahren ist der erste Generator elektrisch mit einem öffentlichen Stromnetz verbunden, so dass er in einem mit der Dampfturbine antriebsverbundenen Zustand und für dieses öffentliche Stromnetz elektrischen Strom erzeugt. Gemäß dem Verfahren ist der zweite Generator elektrisch mit einem galvanisch vom öffentlichen Stromnetz getrennten Eigenversorgungsstromnetz verbunden, so dass er in einem mit der Dampfturbine antriebsverbundenen Zustand für dieses Eigenversorgungsstromnetz elektrischen Strom erzeugt.The invention also relates to a method for operating a steam power plant, in particular the steam power plant explained above. The steam power plant comprises a first electrical generator and a second electrical generator, which are galvanically separated from one another. The advantages of the steam power plant explained above are therefore also transferred to the method according to the invention. According to the method, at least one of the two generators is drive-connected to a turbine output of the steam turbine. Both generators are particularly preferably drive-connected to the steam turbine. According to the method, the first generator is electrically connected to a public power grid, so that it generates electrical power for this public power grid when it is drive-connected to the steam turbine. According to the method, the second generator is electrically connected to a self-supply network that is galvanically separated from the public power network, so that it generates electrical current for this self-supply network in a drive-connected state to the steam turbine.

Bei der Durchführung des Verfahrens ist der erste Generator elektrisch mit einem öffentlichen Stromnetz verbunden und erzeugt für dieses elektrischen Strom, solange die Antriebsverbindung des ersten Generators mit der Dampfturbine besteht. Bei der Durchführung des Verfahrens ist außerdem der zweite Generator elektrisch mit einem galvanisch vom öffentlichen Stromnetz getrennten Eigenversorgungsstromnetz verbunden und erzeugt für das Eigenversorgungsstromnetz elektrischen Strom, solange die Antriebsverbindung des zweiten Generators mit der Abtriebswelle der Dampfturbine besteht.When carrying out the method, the first generator is electrically connected to a public power grid and generates electricity for this as long as the drive connection of the first generator to the steam turbine exists. When carrying out the method, the second generator is also electrically connected to a self-supply network that is galvanically separated from the public network and generates electricity for the self-supply network as long as the drive connection of the second generator to the output shaft of the steam turbine exists.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird das Verfahren in einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung durchgeführt, welche zumindest den Dampferzeuger und die beiden elektrischen Generatoren, vorzugsweise - soweit vorhanden - auch den Dampfspeicher, ansteuert. Mittels der Steuerungs-/Regelungseinrichtung können bevorzugt auch die voranstehend erläuterten (Teil-)Kupplungen sowie die vorhandenen elektrischen Schalter sowie die im Wasser-Dampf-Kreislauf vorhandenen Ventile bzw. Ventileinrichtungen gesteuert werden.According to an advantageous development, the method is carried out in a control / regulating device which controls at least the steam generator and the two electrical generators, preferably also the steam accumulator, if present. The control / regulating device can preferably also be used to control the (partial) clutches explained above, as well as the electrical switches present and the valves or valve devices present in the water-steam circuit.

Bevorzugt wird die von der Dampfturbine im Betrieb erzeugte Abtriebsleistung in Abhängigkeit von einem Eigenbedarf des Eigenversorgungsstromnetzes als erste bzw. zweite Antriebsleistung auf die beiden Generatoren verteilt.The output power generated by the steam turbine during operation is preferably distributed to the two generators as a first or second drive power as a function of an internal requirement of the internal power supply network.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Abtriebsleistung der Dampfturbine zum Antreiben des zweiten Generator derart genutzt, dass der zweite Generator die momentan vom Eigenversorgungsstromnetz benötigte elektrische Leistung erzeugt. Die verbleibende Abtriebsleistung der Dampfturbine, die nicht zum Antreiben des zweiten Generators benötigt wird, kann somit zum Antreiben des ersten Generators genutzt werden, so dass der erste Generator elektrische Leistung zum Einspeisen in das öffentliche Stromnetz erzeugt.In a preferred embodiment of the method, the output power of the steam turbine is used to drive the second generator in such a way that the second generator generates the electrical power currently required by the internal power supply network. The remaining output power of the steam turbine, which is not required to drive the second generator, can thus be used to drive the first generator, so that the first generator generates electrical power for feeding into the public power grid.

Bevorzugt wird die von der Dampfturbine im Betrieb erzeugte Abtriebsleistung in Abhängigkeit von einem Eigenbedarf des Eigenversorgungsstromnetzes als erste bzw. zweite Antriebsleistung auf die beiden Generatoren verteilt. Somit ist sichergestellt, dass die gesamte Abtriebsleistung der Dampfturbine zur Erzeugung elektrische Energie verwendet wird.The output power generated by the steam turbine during operation is preferably distributed to the two generators as a first or second drive power as a function of an internal requirement of the internal power supply network. This ensures that the entire output power of the steam turbine is used to generate electrical energy.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden der Dampferzeuger, die Dampfturbine - sowie, falls vorhanden, der Dampfspeicher - und die beiden elektrischen Generatoren derart angesteuert, dass die vom Eigenversorgungsstromnetz benötigte elektrische Leistung vom zweiten Generator erzeugt wird.According to a preferred embodiment, the steam generator, the steam turbine - and, if present, the steam accumulator - and the two electrical generators are controlled in such a way that the electrical power required by the internal power supply network is generated by the second generator.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Abtriebsleistung des Turbinenabtriebs der Dampfturbine zum Antreiben des zweiten Generator genutzt, so dass der zweite Generator die momentane vom Eigenversorgungsstromnetz benötigte elektrische Leistung erzeugt. Die verbleibende Abtriebsleistung des Turbinenabtriebs, die nicht zum Antreiben des zweiten Generators benötigt wird, kann somit bei dieser Ausführungsform zum Antreiben des ersten Generators genutzt werden, so dass der erste Generator elektrische Leistung zum Einspeisen in das öffentliche Stromnetz erzeugt.In a preferred embodiment of the method, the output power of the turbine output of the steam turbine is used to drive the second generator, so that the second generator generates the current electrical power required by the internal power supply network. The remaining output power of the turbine output, which is not required to drive the second generator, can thus be used in this embodiment to drive the first generator, so that the first generator generates electrical power for feeding into the public power grid.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird vom Turbinenabtrieb bereitgestellte Abtriebsleistung, die nicht zum Erzeugen von elektrischer Energie für das Eigenversorgungsstromnetz durch den zweiten Generator benötigt wird, mittels des ersten Generators zum Erzeugen von elektrischer Energie für das öffentliche Stromnetz herangezogen.According to a preferred embodiment, the output power provided by the turbine output, which is not required by the second generator to generate electrical energy for the self-supply network, is used by means of the first generator to generate electrical energy for the public electricity network.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der zweite Generator einen ersten Stator mit Statorwicklungen und wenigstens einen zweiten Stator mit Statorwicklungen. Der/Die vorhandene(n) zweite(n) Stator(en) kann/können bei dieser Ausführungsform jeweils einzeln in Abhängigkeit von der momentanen Abtriebsleistung der Dampfturbine und in Abhängigkeit vom momentanen Bedarf an elektrischer Leistung für das Eigenversorgungsstromnetz elektrisch mit diesem Eigenversorgungsstromnetz verbunden oder von diesem getrennt werden. Bei dieser Ausführungsform kann vom zweiten Generator durch „Zuschalten“ von zweiten Statoren genau dann mehr elektrische Leistung erzeugt werden, wenn diese auch vom Eigenversorgungsstromnetz benötigt wird.In a further preferred embodiment, the second generator comprises a first stator with stator windings and at least one second stator with stator windings. In this embodiment, the existing second stator (s) can be electrically connected to or from this self-supply network, depending on the current output power of the steam turbine and depending on the current demand for electrical power for the self-supply network be separated from this. In this embodiment, more electrical power can be generated by the second generator by “switching on” the second stators precisely when this is also required by the internal power supply network.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die insbesondere mit der voranstehend erläuterten Ausführungsform kombiniert werden kann, umfasst der erste Generator einen ersten Stator mit Statorwicklungen und wenigstens eine zweiten Stator mit Statorwicklungen. Auch bei dieser Ausführungsform kann/können der/die vorhandene(n) zweite(n) Stator(en) jeweils einzeln in Abhängigkeit von der momentanen Abtriebsleistung der Dampfturbine und in Abhängigkeit vom momentanen Bedarf an elektrischer Leistung für das öffentliche Stromnetz zur Stromerzeugung elektrisch mit diesem öffentlichen Stromnetz verbunden oder von diesem getrennt werden. Bei dieser Ausführungsform kann vom ersten Generator durch „Zuschalten“ von zweiten Statoren diejenige elektrische Leistung erzeugt werden, die nicht vom Eigenversorgungsstromnetz benötigt wird.In a further preferred embodiment, which can in particular be combined with the embodiment explained above, the first generator comprises a first stator with stator windings and at least one second stator with stator windings. In this embodiment as well, the existing second stator (s) can each individually depending on the current output power of the steam turbine and depending on the current demand for electrical power for the public power grid to generate electricity connected to or disconnected from the public power grid. In this embodiment, the electrical power that is not required by the internal power supply network can be generated by the first generator by “switching on” the second stators.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures on the basis of the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondem auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference symbols referring to the same or similar or functionally identical components.

FigurenlisteFigure list

  • 1 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Dampfkraftwerks in schematischer, stark vereinfachter Darstellung, 1 an example of a steam power plant according to the invention in a schematic, greatly simplified representation,
  • 2a,b das Dampfkraftwerk der 1 jeweils in einer Detailansicht, in welcher der Aufbau der beiden Generatoren genauer dargestellt ist, 2a, b the steam power plant of 1 each in a detailed view in which the structure of the two generators is shown in more detail,
  • 3 eine Variante des Beispiels der 1. (Untersetzungsgetriebe) 3 a variant of the example of the 1 . (Reduction gear)

Die 1 illustriert in schematischer Darstellung ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Dampfkraftwerks 1. Das Dampfkraftwerk 1 umfasst einen von Wasser W und Wasserdampf WD durchströmbaren Wasser-Dampf-Kreislauf 4, in welchem ein Dampferzeuger 25 mit einem Abgasstrang 26 und - stromab von diesem - eine Dampfturbine 2 mit einem Turbinenabtrieb 3a angeordnet sind, die eine Abtriebswelle 3 umfasst. In dem Wasser-Dampf-Kreislauf 4 wird mit Hilfe einer oder mehrerer Fördereinrichtungen 18 Wasser W bzw. Wasserdampf WD zirkuliert. Bei dem Dampferzeuger 25 kann es sich um einen, vorzugsweise befeuerbaren, Kessel handeln. Der Dampferzeuger 25 und die Dampfturbine 2 unterteilen den Wasser-Dampf-Kreislauf 4 in einen Hochdruckbereich 4a und in einen Niederdruckbereich 4b.The 1 illustrates in a schematic representation an example of a steam power plant according to the invention 1 . The steam power plant 1 includes one of water W and water vapor WD flowable water-steam cycle 4th in which a Steam generator 25th with an exhaust line 26th and - downstream of this - a steam turbine 2 with a turbine output 3a are arranged, which has an output shaft 3 includes. In the water-steam cycle 4th is made with the help of one or more conveyor systems 18th Water W or water vapor WD circulates. At the steam generator 25th it can be a preferably combustible boiler. The steam generator 25th and the steam turbine 2 subdivide the water-steam cycle 4th in a high pressure area 4a and in a low pressure area 4b .

Im Beispiel der 1 ist die Dampfturbine 2 als Kondensationsturbine 16 mit einer Wasserdampfentnahme ausgebildet. Bei einer Kondensationsturbine 16 handelt es sich um eine Niederdruck-Dampfturbine, in der der Dampf bis zum Sattdampf-Zustand oder sogar bis ins Nassdampf-Gebiet hinein entspannt wird, so dass Kondensation im Abdampf eintritt. Eine Kondensationsturbine 16 ist die typischerweise gewählte Bauform von Dampfturbinen 2, wenn vom Dampfkraftwerke 1 elektrischer Strom erzeugt werden soll.In the example of 1 is the steam turbine 2 as a condensation turbine 16 formed with a water vapor extraction. With a condensing turbine 16 it is a low-pressure steam turbine in which the steam is expanded to the saturated steam state or even into the wet steam area, so that condensation occurs in the exhaust steam. A condensation turbine 16 is the typical design of steam turbines 2 if from steam power plants 1 Electric current is to be generated.

Alternativ zur Ausbildung als Kondensationsturbine 16 mit Wasserdampfentnahme ist auch eine Ausbildung mit Anzapfung und Speisewasserbehältnis zur Speisewasser-Vorwärmung (nicht gezeigt) denkbar. In einer weiteren Variante kann die Dampfturbine 2 als Gegendruckturbine ohne Wasserdampfentnahme ausgebildet sein (nicht gezeigt).As an alternative to training as a condensation turbine 16 with water vapor extraction, a design with a tap and feed water container for feed water preheating (not shown) is also conceivable. In a further variant, the steam turbine 2 be designed as a back pressure turbine without water vapor extraction (not shown).

Die Kondensationsturbine 16 der 1 umfasst einen Einlass 17a, einen Auslass 17b und eine Wasserdampfentnahme 17c, die alle drei fluidisch mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf 4 kommunizieren. Über den Einlass 17a wird Wasserdampf WD aus dem Hochdruckbereich 4a des Wasser-Dampf-Kreislaufs 4 in die Kondensationsturbine 16 eingeleitet. Über den Auslass 17b wird dem Expansionsprozess in der Kondensationsturbine 16 Wasserdampf WD entzogen und in den Niederdruckdruckbereich 4b des Wasser-Dampf-Kreislaufs 4 ausgeleitet.The condensation turbine 16 the 1 includes an inlet 17a , an outlet 17b and a water vapor extraction 17c , all three fluidically with the water-steam cycle 4th communicate. About the inlet 17a becomes water vapor WD from the high pressure area 4a of the water-steam cycle 4th into the condensing turbine 16 initiated. Via the outlet 17b becomes the expansion process in the condensation turbine 16 Steam WD withdrawn and into the low pressure area 4b of the water-steam cycle 4th diverted.

Der Kondensationsturbine 16 wird ein Kondensator 27 nachgeschaltet, der eine möglichst niedrige Temperatur und somit einen möglichst niedrigen Gegendruck (Unterdruck) erzeugt. Auf diese Weise kann in dem Dampfkraftwerk 1 ein optimaler Wirkungsgrad erreicht werden. Stromab des Auslasses 17b der Dampfturbine 2 ist wie in 1 gezeigt im Niederdruckbereich 4b des Wasser-Dampf-Kreislaufs 4 daher ein Kondensator 27 angeordnet.The condensation turbine 16 becomes a capacitor 27 downstream, which generates the lowest possible temperature and thus the lowest possible counter pressure (negative pressure). In this way, in the steam power plant 1 an optimal efficiency can be achieved. Downstream of the outlet 17b the steam turbine 2 is like in 1 shown in the low pressure range 4b of the water-steam cycle 4th hence a capacitor 27 arranged.

In einer alternativen Variante, die in 1 nicht dargestellt ist, können zur Ausbildung der Kondensationsturbine 16 im Wasser-Dampf-Kreislauf 4 zwei Dampfturbinen 2 hintereinander angeordnet sein, wobei eine erste Dampfturbine als Hochdruck-Dampfturbine und eine zweite Dampfturbine als Niederdruckdruck-Dampfturbine ausgebildet ist, die stromab der ersten Dampfturbine 2 im WasserDampf-Kreislauf 4 angeordnet ist. Bei dieser Variante ist die Wasserdampfentnahme zwischen den beiden Dampfturbinen im Wasser-Dampf-Kreislauf 4 angeordnet.In an alternative variant that is available in 1 is not shown, can be used to form the condensation turbine 16 in the water-steam cycle 4th two steam turbines 2 be arranged one behind the other, a first steam turbine being designed as a high-pressure steam turbine and a second steam turbine being designed as a low-pressure steam turbine, the downstream of the first steam turbine 2 in the water-steam cycle 4th is arranged. In this variant, the steam extraction between the two steam turbines is in the water-steam cycle 4th arranged.

Wie 1 außerdem erkennen lässt, umfasst das Dampfkraftwerk 1 einen fluidisch vom Wasser-Dampf-Kreislauf 4 getrennten und von Luft L durchströmbaren Kühlkreislauf 42. Der Kühlkreislauf 42 ist mittels eines Wärmeübertragers in Form eines Kondensators 27 thermisch mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf 4 verbunden. Im Kondensator wird Wärme von dem durch den Kondensator 27 geführten Wasserdampf WD auf die Luft L übertragen. Damit einher geht eine Kühlung des Wasserdampfs WD, so dass der Wasserdampf WD zu Wasser W kondensieren kann, bevor er im Wasser-Dampf-Kreislauf 4 wieder in den Dampferzeuger 25 geführt wird. Im Wasser-Dampf-Kreislauf 4 kann stromab des Kondensators 27 ein in 1 nicht dargestelltes Kondensat-Behältnis zum Sammeln des mittels des Kondensators 27 zu Wasser W kondensierten Wasserdampfs WD angeordnet sein.As 1 also reveals includes the steam power plant 1 one fluidic from the water-steam cycle 4th separate cooling circuit through which air L can flow 42 . The cooling circuit 42 is by means of a heat exchanger in the form of a condenser 27 thermal with the water-steam cycle 4th connected. In the condenser, heat is removed from the condenser 27 guided water vapor WD transferred to the air L. This is accompanied by a cooling of the water vapor WD so that the water vapor WD can condense into water W before it enters the water-steam cycle 4th back into the steam generator 25th to be led. In the water-steam cycle 4th can be downstream of the capacitor 27 an in 1 Not shown condensate container for collecting the means of the condenser 27 water vapor condensed into water W WD be arranged.

Wie 1 des Weiteren erkennen lässt, umfasst das Dampfkraftwerk 1 einen fluidisch vom Wasser-Dampf-Kreislauf 4 getrennten und von Heizwasser H durchströmbaren bzw. durchströmten Heizkreislauf 6. Das Heizwasser H kann im Heizkreislauf 6 mit Hilfe einer oder mehrerer Fördereinrichtungen 18 zirkuliert werden. Der Heizkreislauf 6 ist mittels eines Wärmeübertragers 28 thermisch mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf 4 verbunden. Auf diese Weise kann im Wärmeübertrager 28 Wärme von dem durch den Wasser-Dampf-Kreislauf 4 geführten und aus der Dampfturbine 2 austretenden Wasserdampf WD auf das Heizwasser H übertragen werden. Durch eine solche Übertragung von Wärme von dem Wasserdampf WD auf das Heizwasser H wird der Wasserdampf WD gekühlt und das Heizwasser H erwärmt. Der Wärmeübertrager 28 kommuniziert fluidisch mit der Wasserdampfentnahme 17c. Zwischen dem Wärmeübertrager 28 und der Wasserdampfentnahme 17c ist im Wasser-Dampf-Kreislauf 4 eine Ventileinrichtung 32 angeordnet, mittels welcher eine Menge an Wasserdampf WD einstellbar ist, die der Dampfturbine 2 über die Wasserdampfentnahme 17c entnommen und dem Wärmeübertrager 28 zugeführt wird. Die auf das Heizwasser H übertragen Wärme wird gemäß 1 dazu verwendet, einen im Heizkreislauf 6 angeordneten thermischen Verbraucher 20 - beispielsweise eine Heizung 21 - mit thermischer Energie zu versorgen. Der thermische Verbraucher 20 kann somit dem im Heizkreislauf 6 zirkulierenden Heizwasser H Wärme entnehmen, die dem Heizwasser H insbesondere im Wärmeübertrager 28 zugeführt wurde.As 1 further shows, includes the steam power plant 1 one fluidic from the water-steam cycle 4th separate heating circuit through which the heating water H can flow or flow through 6th . The heating water H can be in the heating circuit 6th with the help of one or more conveyor systems 18th be circulated. The heating circuit 6th is by means of a heat exchanger 28 thermal with the water-steam cycle 4th connected. In this way, the heat exchanger 28 Heat from that through the water-steam cycle 4th guided and from the steam turbine 2 escaping water vapor WD be transferred to the heating water H. By such a transfer of heat from the water vapor WD on the heating water H is the water vapor WD cooled and the heating water H heated. The heat exchanger 28 communicates fluidically with the water vapor extraction 17c . Between the heat exchanger 28 and the water vapor extraction 17c is in the water-steam cycle 4th a valve device 32 arranged, by means of which an amount of water vapor WD is adjustable that of the steam turbine 2 via the steam extraction 17c removed and the heat exchanger 28 is fed. The heat transferred to the heating water H is according to 1 used to put one in the heating circuit 6th arranged thermal consumers 20th - for example a heater 21st - to be supplied with thermal energy. The thermal consumer 20th can therefore do that in the heating circuit 6th heat from the circulating heating water H, which is transferred from the heating water H in particular in the heat exchanger 28 was fed.

Wird an der Dampfturbine 2 - wie oben erläutert - kein Wasserdampf WD entnommen, sondern angezapft, so kann stromab der Wasserdampfentnahme 17c ein Speisewasserbehältnis (nicht gezeigt) zur Speisewasser-Vorwärmung vorgesehen sein.Used on the steam turbine 2 - as explained above - no water vapor WD taken, but tapped, so can downstream of the water vapor extraction 17c a feed water container (not shown) can be provided for preheating the feed water.

Wie 1 außerdem veranschaulicht, sind der stromab der Wasserdampfentnahme 17c angeordnete Wärmeübertrager 28 und der stromab des Auslasses 17b angeordnete Kondensator 27 fluidisch parallel zueinander angeordnet und münden in einem Mündungspunkt 29 ineinander.As 1 also illustrated are the downstream of the water vapor extraction 17c arranged heat exchanger 28 and that downstream of the outlet 17b arranged capacitor 27 arranged fluidically parallel to one another and open into an opening point 29 into each other.

Im Beispiel der 1 ist in dem Wasser-Dampf-Kreislauf 4 genau eine Dampfturbine 2 angeordnet. Alternativ ist es aber auch denkbar, anstelle nur einer einzigen Dampfturbine 2 zwei- oder mehrstufige Dampfturbinen zu verwenden, die im Wasser-Dampf-Kreislauf 4 fluidisch hintereinander angeordnet sind (nicht gezeigt).In the example of 1 is in the water-steam cycle 4th exactly one steam turbine 2 arranged. Alternatively, however, it is also conceivable instead of just a single steam turbine 2 To use two or more stage steam turbines in the water-steam cycle 4th are arranged fluidically one behind the other (not shown).

Gemäß 1 umfasst das Dampfkraftwerk 1 einen ersten elektrischen Generator 7a und einen zweiten elektrischen Generator 7b. Die beiden elektrischen Generatoren 7a, 7b sind galvanisch voneinander getrennt und mit der Abtriebswelle 3 des Turbinenantriebs 3a der Dampfturbine 2 antriebsverbindbar oder antriebsverbunden. Im Beispiel der 1 sind der erste und der zweite elektrische Generator 7a, 7b mit derselben Dampfturbine 2 und somit auch mit derselben Abtriebswelle 3 dieser Dampfturbine 2 antriebsverbunden. Bei im Betrieb befindlicher Dampfturbine 2 und bestehender Antriebsverbindung mit der Abtriebswelle 3 erzeugen die beiden elektrischen Generatoren 7a, 7b unabhängig voneinander elektrische Energie. Im Beispiel der 1 sind die beiden Generatoren 7a, 7b auf derselben Seite der Dampfturbine 2 angeordnet.According to 1 includes the steam power plant 1 a first electrical generator 7a and a second electrical generator 7b . The two electric generators 7a , 7b are galvanically separated from each other and connected to the output shaft 3 of the turbine drive 3a the steam turbine 2 Drive connectable or drive connected. In the example of 1 are the first and second electrical generators 7a , 7b with the same steam turbine 2 and therefore also with the same output shaft 3 this steam turbine 2 drive connected. With the steam turbine in operation 2 and an existing drive connection with the output shaft 3 generate the two electric generators 7a , 7b independent electrical energy. In the example of 1 are the two generators 7a , 7b on the same side of the steam turbine 2 arranged.

Gemäß 1 sind die beiden Generatoren 7a, 7b über ein gemeinsames Getriebe 8 mit der Dampfturbine 2 antriebsverbunden, welches hierzu einen Getriebeantrieb 9 zum Koppeln mit der Abtriebswelle 3 des Turbinenantriebs 3a der Dampfturbine 2 und zwei Getriebeabtriebe 10a, 10b zum Koppeln mit dem ersten bzw. zweiten Generator 7a, 7b aufweist.According to 1 are the two generators 7a , 7b via a common transmission 8th with the steam turbine 2 drive-connected, which for this purpose has a gear drive 9 for coupling with the output shaft 3 of the turbine drive 3a the steam turbine 2 and two transmission outputs 10a , 10b for coupling with the first or second generator 7a , 7b having.

Im Beispiel der 1 ist das Getriebe 8 als sogenanntes Verteilergetriebe 11 ausgebildet. Um die beiden Generatoren 7a, 7b gemeinsam mit der Abtriebswelle 3 des Turbinenantriebs 3a wahlweise koppeln oder entkoppeln zu können, erfolgt die Antriebsverbindung des Getriebes 8 mit der Dampfturbine 2 über eine gemeinsame Kupplung 12, die im Antriebsstrang der Dampfturbine 2, zwischen dem Getriebe 8 bzw. dem Verteilergetriebe 11 und der Abtriebswelle 3 des Turbinenantriebs 3a angeordnet ist. Die Kupplung 12 ist zwischen einem Kupplungszustand, in welchem das Getriebe 8 mit der Dampfturbine 2 antriebsverbunden ist, und einem entkoppelten Zustand, in welchem diese Antriebsverbindung unterbrochen bzw. aufgehoben ist, verstellbar.In the example of 1 is the transmission 8th as a so-called transfer case 11 educated. To the two generators 7a , 7b together with the output shaft 3 of the turbine drive 3a To be able to couple or uncouple as required, the drive connection of the transmission takes place 8th with the steam turbine 2 via a common coupling 12 that are in the drive train of the steam turbine 2 , between the gearbox 8th or the transfer case 11 and the output shaft 3 of the turbine drive 3a is arranged. The coupling 12 is between a clutch state in which the transmission 8th with the steam turbine 2 Is drive-connected, and a decoupled state in which this drive connection is interrupted or canceled, adjustable.

Optional und unabhängig vom voranstehend erläuterten Getriebe 8 kann - als Teil des Turbinenabtriebs 3a - der Abtriebswelle 3 ein Untersetzungsgetriebe 38 vorgeschaltet sein, welches eine Drehzahl der Turbine ins Niedrige untersetzt, also reduziert, so dass die dem Untersetzungsgetriebe 38 nachgeschaltete und mit diesem antriebsverbundene Abtriebswelle 3 die zum Antreiben der Generatoren 7a, 7b erforderliche Drehzahl - typischerweise 1500 U/min - aufweist. Hierzu kann das Untersetzungsgetriebe 38 beispielsweise als Stirnradgetriebe oder Planetengetriebe ausgebildet sein. Zweckmäßig kann das Untersetzungsgetriebe 38 in ein Gehäuse der Dampfturbine 2 integriert und hierzu innerhalb von diesem angeordnet oder, alternativ dazu, außen dem Gehäuses angeordnet bzw. an dieses angebaut sein.Optional and independent of the transmission explained above 8th can - as part of the turbine output 3a - the output shaft 3 a reduction gear 38 be connected upstream, which reduces a speed of the turbine to the low, so reduced, so that the reduction gear 38 downstream output shaft connected to this drive 3 those used to drive the generators 7a , 7b required speed - typically 1500 rpm - has. The reduction gear can do this 38 be designed for example as a spur gear or planetary gear. The reduction gear can expediently 38 in a housing of the steam turbine 2 integrated and arranged for this purpose within this or, alternatively, arranged outside the housing or attached to it.

Im Beispiel der 1 sind die beiden Generatoren 7a, 7b auch unabhängig voneinander mit der Dampfturbine 2 antriebsverbindbar. Hierzu ist der erste Generator 7a mittels einer ersten Teilkupplung 13a unabhängig vom zweiten Generator 7b entkoppelbar mit der Abtriebswelle 3 des Turbinenabtriebs 3a antriebsverbunden. Dabei ist der erste Generator 7a über die erste Teilkupplung 13a entkoppelbar mit dem ersten Getriebeabtrieb 10a des Getriebes bzw. des Verteilergetriebes 11 antriebsverbunden. In analoger Weise zur Kupplung 12 ist auch die erste Teilkupplung 13a zwischen einem Kupplungszustand, in welchem der erste Generator 7a mit dem der Dampfturbine 2 antriebsverbunden ist, und einem entkoppelten Zustand, in welchem diese Antriebsverbindung unterbrochen bzw. aufgehoben ist, verstellbar.In the example of 1 are the two generators 7a , 7b also independently of each other with the steam turbine 2 drive connectable. This is the first generator 7a by means of a first partial coupling 13a independent of the second generator 7b can be decoupled from the output shaft 3 of the turbine output 3a drive connected. Here is the first generator 7a via the first partial coupling 13a can be decoupled from the first transmission output 10a of the gearbox or the transfer case 11 drive connected. In an analogous way to the coupling 12 is also the first partial coupling 13a between a coupling state in which the first generator 7a with that of the steam turbine 2 Is drive-connected, and a decoupled state in which this drive connection is interrupted or canceled, adjustable.

Der zweite Generator 7b kann elektrisch mit einem privaten elektrischen Stromnetz - dem einschlägigen Fachmann als sog. „Eigenversorgungsstromnetz“ 14 oder „Insel-Stromnetz“ bekannt - verbunden werden, welches galvanisch getrennt von einem öffentlichen Stromnetz 15 ist. Das Eigenversorgungsstromnetz 14 dient dazu, das Dampfkraftwerk 1 und/oder weitere elektrische Verbraucher, die nicht an das öffentliche Stromnetz 15 angeschlossen sind, mit elektrischer Energie zu versorgen. Somit kann die vom zweiten elektrischen Generator 7b erzeugte elektrische Energie dem Eigenversorgungsstromnetz 14 zur Verfügung gestellt werden, ohne dass es dadurch zu Störungen im öffentlichen Stromnetz 15 kommt. Der erste Generator 7a ist hingegen elektrisch nicht mit dem elektrischen Eigenversorgungsstromnetz 14 verbunden, ist also stets galvanisch von diesem getrennt. Stattdessen kann der erste Generator 7a elektrisch mit dem öffentlichen Stromnetz 15 verbunden werden. Somit kann der erste elektrische Generator 7a dazu verwendet werden, Antriebsleistung der Dampfturbine 2 zur Erzeugung elektrischer Energie zu verwenden, die nicht für das elektrische Eigenversorgungsstromnetz 14 benötigt wird. Diese elektrische Energie kann gegen Vergütung in das öffentliche Stromnetz 15 eingespeist werden. Der zweite Generator 7b kann nicht mit dem öffentlichen Stromnetz 15 verbunden werden. Dies erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn gesetzliche Regelungen bestehen, die eine elektrische Verbindung des Eigenversorgungsstromnetzes 14 mit dem öffentlichen Stromnetz 15 verbieten oder nur in Verbindung mit der Entrichtung von entsprechenden Gebühren erlauben.The second generator 7b can be electrically connected to a private electrical power grid - known to those skilled in the art as so-called "self-supply power grid" 14 or "island power grid" - which is electrically isolated from a public power grid 15th is. The self-supply power grid 14th serves the steam power plant 1 and / or other electrical consumers that are not connected to the public power grid 15th are connected to be supplied with electrical energy. Thus, the second electrical generator 7b generated electrical energy to the self-supply power grid 14th can be made available without disturbing the public power grid 15th comes. The first generator 7a is, however, electrically not with the electrical self-supply power grid 14th connected, so is always galvanically separated from it. Instead, the first generator 7a electrically with the public power grid 15th get connected. So the first electric generator 7a used to drive power of the steam turbine 2 to use for the generation of electrical energy that is not for the electrical self-supply network 14th is needed. This electrical energy can be used for payment in the public power grid 15th be fed in. The second generator 7b can not use the public grid 15th get connected. This proves to be particularly advantageous when there are statutory regulations that require an electrical connection to the internal power supply network 14th with the public power grid 15th prohibit or only allow in connection with the payment of appropriate fees.

In analoger Weise zum ersten Generator 7a ist auch der zweite Generator 7b mittels einer zweiten Teilkupplung 13b unabhängig vom ersten Generator 7a entkoppelbar mit der Abtriebswelle 3 des Turbinenabtriebs 3a der Dampfturbine 2 antriebsverbunden. Dabei ist der zweite Generator 7b über die zweite Teilkupplung 13b entkoppelbar mit dem zweiten Getriebeabtrieb 10b des Getriebes 8 bzw. des Verteilergetriebes 11 antriebsverbunden. In analoger Weise zur Kupplung 12 bzw. zur ersten Teilkupplung 13a ist auch die zweite Teilkupplung 13b zwischen einem Kupplungszustand, in welchem der zweite Generator 7b mit dem der Dampfturbine 2 antriebsverbunden ist, und einem entkoppelten Zustand, in welchem diese Antriebsverbindung unterbrochen bzw. aufgehoben ist, verstellbar.In the same way as the first generator 7a is also the second generator 7b by means of a second partial coupling 13b independent of the first generator 7a can be decoupled from the output shaft 3 of the turbine output 3a the steam turbine 2 drive connected. Here is the second generator 7b via the second partial coupling 13b can be decoupled from the second transmission output 10b of the transmission 8th or the transfer case 11 drive connected. In an analogous way to the coupling 12 or to the first partial coupling 13a is also the second partial coupling 13b between a coupling state in which the second generator 7b with that of the steam turbine 2 Is drive-connected, and a decoupled state in which this drive connection is interrupted or canceled, adjustable.

Somit können die beiden Generatoren 7a, 7b einzeln vom Abtriebsstrang der Dampfturbine 2 entkoppelt werden, beispielsweise solange von diesen keine elektrische Energie, insbesondere zur Einspeisung in das öffentliche Stromnetz 15 bzw. das Eigenversorgungsstromnetz 14, erzeugt werden soll. Eine Antriebsverbindung der beiden Generatoren 7a, 7b miteinander - bei gleichzeitiger Entkopplung der beiden Generatoren 7a, 7b von der Abtriebswelle 3 des Turbinenabtriebs 3a mittels der Kupplung 12 - erlaubt einen Notbetrieb des Dampfkraftwerks 1, etwa falls die Dampfturbine 2 aufgrund eines technischen Defekts nicht ordnungsgemäß arbeitet oder vollständig ausgefallen ist. Selbstredend kann auch aus anderen Gründen ein Notbetrieb des Dampfkraftwerks 1 erforderlich sein. In diesem Fall werden die beiden Generatoren 7a, 7b mittels der Kupplung 12 von der Abtriebswelle 3 entkoppelt. Somit kann einer der beiden Generatoren 7a, 7b - falls er als Motor-Generator ausgestaltet ist - den jeweils anderen Generator 7b, 7a antreiben, so dass letzterer elektrischen Strom erzeugen kann. Insbesondere für besagten Notbetrieb ist zwischen der Dampfturbine 2 bzw. dem Untersetzungsgetriebe 38 und den beiden Generatoren 7a, 7b bzw. dem Getriebe 8 ein kinetischer Zwischenspeicher 36 zum Zwischenspeichern der von der Dampfturbine 2 erzeugten kinetischen Energie angeordnet, der hierfür ein in 1 nur grobschematisch angedeutetes Schwungrad 37 umfassen kann. Ein solcher Notbetrieb kann mithilfe des Zwischenspeichers 36 unmittelbar nach Eintritt des Ausfalls bzw. der Störung der Dampfturbine 2 aktiviert werden, so dass, insbesondere für das Eigenstromversorgungsnetz 14, eine unterbrechungsfreie elektrische Stromversorgung gewährleistet werden kann. In einem solchen Notbetrieb kann der erste elektrische Generator 7a - entkoppelt von der Abtriebswelle 3 des Turbinenabtriebs 3a - als elektrischer Motor arbeiten, der vom öffentlichen Stromnetz elektrische Energie bezieht und diese als mechanische Arbeit zum Antreiben des zweiten Generators 7b bereitstellt, welcher wiederum elektrische Energie für das Eigenstromversorgungsnetz 14 erzeugt.Thus, the two generators 7a , 7b individually from the output train of the steam turbine 2 are decoupled, for example as long as no electrical energy from them, in particular for feeding into the public power grid 15th or the self-supply power grid 14th should be generated. A drive connection between the two generators 7a , 7b with each other - with simultaneous decoupling of the two generators 7a , 7b from the output shaft 3 of the turbine output 3a by means of the coupling 12 - allows emergency operation of the steam power plant 1 , for example if the steam turbine 2 is not working properly or has completely failed due to a technical defect. Of course, emergency operation of the steam power plant can also be used for other reasons 1 to be required. In this case the two generators 7a , 7b by means of the coupling 12 from the output shaft 3 decoupled. Thus, one of the two generators 7a , 7b - if it is designed as a motor generator - the other generator 7b , 7a drive so that the latter can generate electricity. In particular for said emergency operation is between the steam turbine 2 or the reduction gear 38 and the two generators 7a , 7b or the transmission 8th a kinetic buffer 36 for the intermediate storage of the steam turbine 2 generated kinetic energy arranged, which for this purpose an in 1 flywheel only roughly schematically indicated 37 may include. Such an emergency operation can be carried out using the buffer 36 immediately after the failure or malfunction of the steam turbine 2 be activated so that, especially for the self-contained power supply network 14th , an uninterruptible electrical power supply can be guaranteed. In such an emergency mode, the first electrical generator 7a - decoupled from the output shaft 3 of the turbine output 3a - work as an electric motor that draws electrical energy from the public power grid and this as mechanical work to drive the second generator 7b provides, which in turn provides electrical energy for the internal power supply network 14th generated.

Wie 1 des Weiteren veranschaulicht, kann in dem Wasser-Dampf-Kreislauf 4 optional ein Dampfspeicher 23 angeordnet sein. Dies erlaubt es, einen Teil des im Wasser-Dampf-Kreislauf 4 zirkulierenden Wasserdampfs WD aus dem Wasser-Dampf-Kreislauf 4 auszukoppeln. Auf diese Weise kann zum Antreiben der Dampfturbine 2 nicht benötigter, also vom Dampferzeuger 25 im Überschuss produzierten Wasserdampf WD temporär im Dampfspeicher 23 ausgespeichert und von dort im Bedarfsfall dem Wasser-Dampf-Kreislauf 4 - und somit insbesondere der Dampfturbine 2 - wieder zur Verfügung gestellt werden.As 1 further illustrated can be in the water-steam cycle 4th optionally a steam accumulator 23 be arranged. This allows part of the water-steam cycle 4th circulating water vapor WD from the water-steam cycle 4th decoupling. In this way it can be used to drive the steam turbine 2 not required, i.e. from the steam generator 25th water vapor produced in excess WD temporarily in the steam tank 23 and from there, if necessary, to the water-steam cycle 4th - and thus in particular the steam turbine 2 - be made available again.

Das Einspeichern von Wasserdampf WD im Dampfspeicher 23 bietet sich insbesondere an, wenn das Dampfkraftwerk 1 bzw. dessen Dampfturbine 2 in einem Teillastbetrieb gefahren werden soll. Außerdem kann bei einer spontanen Leistungsreduzierung der Dampfturbine 2 Wasserdampf WD kurzfristig in den externen Dampfspeicher 23 eingespeichert werden, bis der träge reagierende Dampferzeuger 25 heruntergefahren wird. Soll nur kurzzeitig in den Teillast-Betrieb umgeschaltet werden, so kann bei Ausspeichern von Wasserdampf WD in den Dampfspeicher 23 sogar vollständig auf ein Herunterfahren des Dampferzeugers 25 verzichtet werden. Des Weiteren ist es denkbar, überschüssigen Wasser-dampf WD nicht nur zur Ladung des Dampfspeichers 23, sondern auch zur Erzeugung zusätzlicher elektrischer Energie durch den ersten oder/und zweiten elektrischen Generator 7a, 7b, also für das öffentliche Stromnetz 15 bzw. für das Eigenversorgungsstromnetz 14 heranzuziehen. Ebenso ist es denkbar, überschüssigen Wasserdampf WD über die Wasserdampfentnahme 17c der Dampfturbine 2 dem Wärmeübertrager 28 zuzuführen, so dass auf diese Weise dem Heizkreislauf 6 zusätzliche Wärmeenergie zugeführt werden kann. Durch die Entnahme von im Dampfspeicher 23 gespeichertem Wasserdampf WD können also - insbesondere bei Anforderung von elektrischer Mehrleistung für das Eigenversorgungsstromnetz 14 - besonders große Leistungsgradienten in der Dampfturbine 2 realisiert werden.The storage of water vapor WD in the steam accumulator 23 is particularly useful when the steam power plant 1 or its steam turbine 2 is to be driven in a partial load operation. In addition, in the event of a spontaneous power reduction of the steam turbine 2 Steam WD briefly in the external steam storage tank 23 be stored until the steam generator reacts slowly 25th is shut down. If you only want to switch to partial load operation for a short time, you can do this when steam is withdrawn WD in the steam accumulator 23 even completely on a shutdown of the steam generator 25th be waived. It is also possible to use excess water vapor WD not only for charging the steam accumulator 23 , but also for generating additional electrical energy by the first and / or second electrical generator 7a , 7b , i.e. for the public power grid 15th or for the self-supply network 14th to use. It is also conceivable to use excess water vapor WD via the steam extraction 17c the steam turbine 2 the heat exchanger 28 feed so that in this way the heating circuit 6th additional thermal energy can be supplied. By removing from the steam accumulator 23 stored water vapor WD can therefore - especially when additional electrical power is required for the self-supply network 14th - particularly large power gradients in the steam turbine 2 will be realized.

Zweckmäßig kann der Dampfspeicher 23 fluidisch sowohl mit dem Dampferzeuger 25 als auch mit dem Hochdruckbereich 4a des Wasser-Dampf-Kreislaufs 4 stromab des Dampferzeugers 25 verbunden sein. Gleiches gilt für die fluidische Verbindung des Dampfspeichers 23 mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf 4, die in 1 nur stark vereinfacht in Form einer ersten fluidischen Verbindung 39a des Dampfspeichers 23 mit dem Hochdruckbereich 4a sowie in Form einer zweiten fluidischen Verbindung 39b mit dem Dampferzeuger 25 angedeutet ist. Über die erste fluidische Verbindung 39a kann im Bedarfsfall im Dampfspeicher 23 zwischengespeicherter WD über den Hochdruckbereich 4a des Wasser-Dampf-Kreislaufs 4 und über den Einlass 17a der Dampfturbine 2 zugeführt werden. Über die zweite fluidische Verbindung 39b kann vom Dampferzeuger 25 erzeugter und nicht zum Antreiben der Dampfturbine 2 benötigter Wasserdampf WD zur dortigen Zwischenspeicherung in den Dampfspeicher 23 überführt werden. Die Ansteuerung des Dampfspeichers 23 kann dabei mithilfe geeigneter Ventile erfolgen. Rein beispielhaft sind in 1 ein in der ersten fluidischen Verbindung 39a angeordnetes Ventil 22a und ein in der zweiten fluidischen Verbindung 39b angeordnetes zweites Ventil 22b dargestellt. Die genaue fluidische Verschaltung des Dampfspeichers 23 mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf 4 ist nicht Schwerpunkt der hier beschriebenen Erfindung, so dass vorliegend auf eine genauere Erläuterung diesbezüglich verzichtet wird.The steam accumulator can expediently 23 fluidically with both the steam generator 25th as well as with the high pressure area 4a of the water-steam cycle 4th downstream of the steam generator 25th be connected. The same applies to the fluidic connection of the steam accumulator 23 with the water-steam cycle 4th , in the 1 only greatly simplified in the form of a first fluidic connection 39a of the steam accumulator 23 with the high pressure area 4a as well as in the form of a second fluidic connection 39b with the steam generator 25th is indicated. Via the first fluidic connection 39a can be stored in the steam tank if necessary 23 cached WD over the high pressure area 4a of the water-steam cycle 4th and about the inlet 17a the steam turbine 2 are fed. Via the second fluidic connection 39b can from the steam generator 25th generated and not to drive the steam turbine 2 required steam WD for intermediate storage there in the steam accumulator 23 be convicted. The control of the steam accumulator 23 can be done using suitable valves. Purely by way of example are in 1 one in the first fluidic connection 39a arranged valve 22a and one in the second fluidic connection 39b arranged second valve 22b shown. The exact fluidic connection of the steam accumulator 23 with the water-steam cycle 4th is not the focus of the invention described here, so that a more detailed explanation in this regard is dispensed with here.

Unabhängig von seiner fluidischen Einbindung in den Wasser-Dampf-Kreislauf 4 erhöht besagter Dampfspeicher 23 die Flexibilität des Dampfkraftwerks 1 bei schnellen Anforderungs-Änderungen betreffend die vom Dampfkraftwerk 1 bereitzustellende elektrische und thermische Leistung. Auch können Leistungsschwankungen des Dampferzeugers 25 - beispielsweise hervorgerufen durch zeitliche Schwankungen im Brennwert des zum Befeuern verwendeten Brennstoffs - ausgeglichen werden. Bei Bereitstellung eines Dampfspeichers 23 im Wasser-Dampf-Kreislauf 4 bietet es sich an, den Dampferzeuger 25 so auszubilden, dass er überfeuert werden kann, wenn der Dampfspeicher 23 aufgeladen werden soll.Regardless of its fluidic integration into the water-steam cycle 4th increases said steam storage 23 the flexibility of the steam power plant 1 in the case of rapid changes in requirements relating to the steam power plant 1 electrical and thermal power to be provided. Power fluctuations of the steam generator can also occur 25th - for example caused by fluctuations over time in the calorific value of the fuel used for firing - be compensated. When providing a steam storage tank 23 in the water-steam cycle 4th it makes sense to use the steam generator 25th to be trained so that it can be overfired when the steam accumulator 23 should be charged.

Alternativ oder zusätzlich zum Dampfspeicher 23 kann zur Leistungsregelung der von der Dampfturbine 2 erzeugten Abtriebsleistung ein Dampfturbinenbypass 19 vorgesehen sein, welcher parallel zur Dampfturbine 2 im Wasser-Dampf-Kreislauf 4 angeordnet sein kann. Somit kann Wasserdampf WD aus dem Dampferzeuger 25 bzw. - falls vorhanden - aus dem Dampfspeicher 23 an der Dampfturbine 2 vorbei geführt werden. Diese Maßnahme erhöht - in analoger Weise zum Dampfspeicher 23 - die verfügbare Flexibilität bei der Steuerung bzw. Regelung der von der Dampfturbine 2 erzeugten Abtriebsleistung. Derjenige Anteil an Wasserdampf WD, der über den Dampfturbinenbypass 19 an der Dampfturbine 2 vorbei geführt werden soll, kann mithilfe eines im Dampfturbinenbypass 19 angeordneten Ventils 22c eingestellt werden. Im Fall einer defekten Dampfturbine 2 kann über den Dampfturbinenbypass 19 die zum Versorgen des thermischen Verbrauchers 20 mit thermischer Energie erforderliche Wärmezufuhr an den Heizkreislauf 6 gewährleistet werden. Zusätzlich kann auch parallel zum Dampfturbinenbypass 19 unmittelbar stromauf der Dampfturbine 2 ein weiteres Ventil 22d vorgesehen sein, welches als Regelventil für der Dampfturbine 2 zuzuführenden Frischdampf fungiert. Alternatively or in addition to the steam accumulator 23 can be used to control the power of the steam turbine 2 output power generated by a steam turbine bypass 19th be provided, which is parallel to the steam turbine 2 in the water-steam cycle 4th can be arranged. Thus, water vapor can WD from the steam generator 25th or - if available - from the steam accumulator 23 on the steam turbine 2 be passed by. This measure increases - in a manner analogous to steam storage 23 - The available flexibility in the control or regulation of the steam turbine 2 generated output power. That proportion of water vapor WD , which is via the steam turbine bypass 19th on the steam turbine 2 is to be passed, can with the help of a in the steam turbine bypass 19th arranged valve 22c can be set. In the case of a defective steam turbine 2 can be via the steam turbine bypass 19th those for supplying the thermal consumer 20th with thermal energy required heat supply to the heating circuit 6th guaranteed. In addition, it can also be used in parallel with the steam turbine bypass 19th immediately upstream of the steam turbine 2 another valve 22d be provided, which as a control valve for the steam turbine 2 live steam to be supplied acts.

2a zeigt den ersten Generator 7a in einer Detaildarstellung, die 2b analog zu 2a den zweiten Generator 7b in einer Detaildarstellung. Gemäß 2a umfasst der erste Generator 7a einen ersten Stator 30a mit Statorwicklungen 30.1a und einen zweiten Stator 30b mit Statorwicklungen 30.1b. Für die elektrische Stromerzeugung besitzt der erste Generator 7a einen mit seinen Statoren 30a und 30b zusammenwirkenden und relativ zu diesem drehverstellbaren ersten Rotor 33a mit einer vorbestimmten ersten Anzahl n1 an ersten Polpaaren p1 aus magnetischen Polen. Der im ersten Stator 30a erzeugte elektrische Strom kann über eine erste elektrische Versorgungsleitung 34a in das öffentliche Stromnetz 15 eingespeist werden. Entsprechend weist gemäß 2b der zweite Generator 7b einen Stator 31 a mit Statorwicklungen 31.1a und einen zweiten Stator 31b mit Statorwicklungen 31.1b auf. Für die elektrischen Stromerzeugung besitzt der zweite Generator 7b einen mit den vorhandenen Statoren 31a, 31b zusammenwirkenden zweiten Rotor 33b mit einer vorbestimmten zweiten Anzahl n2 an zweiten Polpaaren p2 an magnetischen Polen. Der im zweiten Stator 31b erzeugte elektrische Strom kann über eine zweite elektrische Versorgungsleitung 34b in das Eigenversorgungsstromnetz 14 eingespeist werden. 2a shows the first generator 7a in a detailed representation that 2 B analogous to 2a the second generator 7b in a detailed representation. According to 2a includes the first generator 7a a first stator 30a with stator windings 30.1a and a second stator 30b with stator windings 30.1b . The first generator is used to generate electricity 7a one with its stators 30a and 30b cooperating and rotatably adjustable relative to this first rotor 33a with a predetermined first number n1 of first pole pairs p1 of magnetic poles. The one in the first stator 30a Electric power generated can be via a first electrical supply line 34a into the public power grid 15th be fed in. Accordingly points according to 2 B the second generator 7b a stator 31 a with stator windings 31.1a and a second stator 31b with stator windings 31.1b on. The second generator is used to generate electricity 7b one with the existing stators 31a , 31b cooperating second rotor 33b with a predetermined second number n2 of second pole pairs p2 of magnetic poles. The one in the second stator 31b Electric power generated can be via a second electrical supply line 34b into the self-supply network 14th be fed in.

Zweckmäßig können die ersten magnetischen Pole bzw. Polpaare p1, sowie, alternativ oder zusätzlich, die zweiten magnetischen Pole bzw. Polpaare p2 durch Magnete, vorzugsweise durch Permanentmagnete, aus einem magnetischen oder magnetisierten Material gebildet sein. Alternativ dazu können die ersten oder/und zweiten magnetischen Pole bzw. Polpaare p1, p2 durch Rotorwicklungen gebildet sein, die bei elektrischer Bestromung ein magnetisches Feld erzeugen, welches besonders bevorzugt ein magnetisches Dipol-Feld sein kann. Auch eine Kombination beider voranstehend erläuterter Varianten ist denkbar.The first magnetic poles or pole pairs p1 and, alternatively or additionally, the second magnetic poles or pole pairs p2 can expediently be formed by magnets, preferably permanent magnets, made of a magnetic or magnetized material. As an alternative to this, the first and / or second magnetic poles or pole pairs p1, p2 can be formed by rotor windings which, when electrically energized, generate a magnetic field which can particularly preferably be a magnetic dipole field. A combination of the two variants explained above is also conceivable.

Die Anzahl n1 an ersten Polpaaren p1 beeinflusst - zusammen mit der Drehzahl d der Abtriebswelle 3 bzw. - falls ein gemeinsames Getriebe 8 vorgesehen ist - der beiden Getriebeabtriebe 10a, 10b - im wärmegeführten Betrieb der Dampfturbine 2 - die Frequenz des vom ersten Generator 7a erzeugten Wechselstroms. Dabei ist die Anzahl n1 idealerweise derart festgelegt, dass die Frequenz des vom ersten Generators 7a erzeugten Wechselstroms der für die Einspeisung in das öffentliche Stromnetz 15 erforderlichen Netzfrequenz entspricht. Entsprechendes gilt für die Anzahl n2 an zweiten Polpaaren p2 des zweiten Generators 7b. Es versteht sich, dass das Eigenversorgungsstromnetz 14 für eine andere Wechselstrom-Frequenz ausgelegt sein kann als das öffentliche Stromnetz 15, sodass die Anzahl n1 an ersten Polpaaren p1 von der Anzahl an zweiten Polpaaren n2 verschieden gewählt sein kann.The number n1 of the first pole pairs affects p1 - together with the speed d of the output shaft 3 or - if a common gearbox 8th is provided - the two transmission outputs 10a , 10b - in the heat-controlled operation of the steam turbine 2 - the Frequency of the first generator 7a generated alternating current. The number n1 is ideally set in such a way that the frequency of the first generator 7a generated alternating current for feeding into the public power grid 15th required mains frequency. The same applies to the number n2 of second pole pairs p2 of the second generator 7b . It goes without saying that the self-supply electricity network 14th Can be designed for a different AC frequency than the public power grid 15th so that the number n1 of first pole pairs p1 can be selected to be different from the number of second pole pairs n2.

Typischerweise besitzt das öffentliche Stromnetz 15 eine Netzfrequenz von 50Hz. Auch das Eigenversorgungsstromnetz 14 privater Haushalte weist in der Regel eine Netzfrequenz von 50 Hz auf. In bestimmten Fällen, insbesondere wenn elektrischer Strom mit erhöhter Stromqualität erzeugt werden soll, kann das Eigenstromversorgungsstromnetz 14 aber mit einer höheren Netzfrequenz, beispielweise von 400 Hz, betrieben werden.Typically, the public power grid has 15th a mains frequency of 50Hz. Also the self-supply power grid 14th private households usually has a network frequency of 50 Hz. In certain cases, especially if electrical power with increased power quality is to be generated, the internal power supply network 14th but can be operated at a higher mains frequency, for example 400 Hz.

Der zweite Stator 30b des ersten Generators 7a kann mittels eines ersten elektrischen Schalters 35a wahlweise elektrisch parallel zu dessen ersten Stator 30a geschaltet oder elektrisch von diesem getrennt werden. Der erste Generator 7a besitzt im Beispiel der 2a also zwei kaskadierte Statoren 30a, 30b. In einer Weiterbildung des Beispiels kann auch eine größere Anzahl an Statoren vorgesehen sein, die über einen oder mehrere elektrischen Schalter oder auf andere geeignete Weise mit den anderen Statoren des ersten Generators elektrisch parallel geschaltet oder von diesen getrennt werden kann (in 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt). Der in den Statoren 30a, 30b des ersten Generators 7a erzeugte elektrische Strom kann über eine erste elektrische Versorgungsleitung 34a in das öffentliche Stromnetz 15 eingespeist werden. Je nachdem, wie viel elektrische Leistung vom ersten Generator 7a erzeugt und in das öffentliche Stromnetz 15 eingespeist werden soll, können die einzelnen Statoren 30a, 30b elektrisch parallel zueinander geschaltet werden.The second stator 30b of the first generator 7a can by means of a first electrical switch 35a optionally electrically parallel to its first stator 30a switched or electrically separated from it. The first generator 7a has in the example the 2a so two cascaded stators 30a , 30b . In a further development of the example, a larger number of stators can also be provided, which can be electrically connected in parallel with or separated from the other stators of the first generator via one or more electrical switches or in another suitable manner (in 1 not shown for the sake of clarity). The one in the stators 30a , 30b of the first generator 7a Electric power generated can be via a first electrical supply line 34a into the public power grid 15th be fed in. Depending on how much electrical power from the first generator 7a generated and into the public power grid 15th The individual stators can be fed in 30a , 30b be connected electrically in parallel to each other.

Der zweite Generator 7b mit seinen jeweiligen Statorwicklungen 31.1a und 31.1 b aufweisenden Statoren 31a, 31b, die mittels des zweiten elektrischen Schalters 35b wahlweise elektrisch parallel zueinander geschaltet oder elektrisch von diesem getrennt werden können, ist in analoger Weise zum ersten Generator 7a aufgebaut. Der im zweiten Stator 31b erzeugte elektrische Strom kann - wie in 1 gezeigt - über eine zweite elektrische Versorgungsleitung 34b in das Eigenversorgungstromnetz 14 eingespeist werden.The second generator 7b with its respective stator windings 31.1a and 31.1 b having stators 31a , 31b that by means of the second electrical switch 35b can optionally be connected electrically in parallel with each other or electrically separated from it is in an analogous manner to the first generator 7a built up. The one in the second stator 31b generated electricity can - as in 1 shown - via a second electrical supply line 34b into the self-supply power grid 14th be fed in.

Das Dampfkraftwerk 1 weist eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung 40 zur Steuerung/Regelung des Dampferzeugers 25, der Dampfturbine 2, der beiden Generatoren 7a, 7b, die (Teil-)Kupplungen 12, 13a, 13b und - falls vorhanden - des Dampfspeichers 23 auf. Mittels der Steuerungs-/Regelungseinrichtung 40 können auch die Ventile 22a, 22b, 22c, 22d, die Ventileinrichtung 32, die (Teil-) Kupplungen 12, 13a, 13b sowie - falls vorhanden - der Dampfspeicher 23 angesteuert werden. Mittels der Steuerungs-/Regelungseinrichtung 40 kann zudem das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden. Hierzu können geeignete elektrische Steuerleitungen (in den 1 nur grobschematisch angedeutet) zwischen der Steuerungs-/Regelungseinrichtung 40 und den genannten steuerbaren Komponenten vorgesehen sein.The steam power plant 1 has a control / regulating device 40 for controlling / regulating the steam generator 25th , the steam turbine 2 , the two generators 7a , 7b , the (partial) couplings 12 , 13a , 13b and - if available - the steam accumulator 23 on. By means of the control / regulation device 40 can also use the valves 22a , 22b , 22c , 22d , the valve device 32 , the (partial) couplings 12 , 13a , 13b and - if available - the steam accumulator 23 be controlled. By means of the control / regulation device 40 the method according to the invention can also be carried out. Suitable electrical control lines (in the 1 only roughly indicated) between the control / regulating device 40 and said controllable components can be provided.

Für die Ausführung des Verfahren kann die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 40 eine Steuereinheit und eine Speichereinheit aufweisen, wobei in letzterer Computerprogrammcode abgelegt sein kann, welcher von der Steuereinheit ausgeführt wird. Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 40 ist dabei derart ausgebildet, dass sie die beiden Generatoren 7a, 7b nicht elektrisch miteinander verbindet. Somit ist die erfindungswesentliche galvanische Trennung der beiden Generatoren 7a, 7b und somit auch die galvanische Trennung des öffentlichen Stromnetzes 15 vom Eigenversorgungsstromnetz 14 sichergestellt. Im Zuge der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist wenigstens einer der beiden Generatoren 7a, 7b mit der Dampfturbine 2 antriebsverbunden. Gemäß dem Verfahren ist der erste Generator 7a elektrisch mit dem öffentlichen Stromnetz 15 verbunden und erzeugt für dieses elektrischen Strom. Gemäß dem Verfahren ist der zweite Generator 7b elektrisch mit einem galvanisch vom öffentlichen Stromnetz 15 getrennten Eigenversorgungsstromnetz 14 verbunden und erzeugt für dieses elektrischen Strom. Dies bedeutet, dass die Dampfturbine 2 und der Dampferzeuger 25 so angesteuert werden, dass der zweite elektrische Generator 7b so viel elektrische Leistung bzw. elektrische Energie erzeugt wie zur Versorgung des Eigenversorgungsstromnetzes 14 momentan erforderlich ist.The open / closed-loop control device 40 have a control unit and a memory unit, the latter being able to store computer program code which is executed by the control unit. The control / regulation device 40 is designed in such a way that it uses the two generators 7a , 7b not electrically connected to each other. This is the galvanic separation of the two generators, which is essential to the invention 7a , 7b and thus also the galvanic separation of the public power grid 15th from the self-supply network 14th ensured. In the course of carrying out the method according to the invention, at least one of the two generators is 7a , 7b with the steam turbine 2 drive connected. According to the method is the first generator 7a electrically with the public power grid 15th connected and generates electricity for this. According to the method is the second generator 7b electrically with a galvanic from the public power grid 15th separate power supply network 14th connected and generates electricity for this. This means that the steam turbine 2 and the steam generator 25th controlled so that the second electrical generator 7b as much electrical power or electrical energy is generated as to supply the self-supply power grid 14th is currently required.

Von der Abtriebswelle 3 bereitgestellte Abtriebsleistung, die nicht zum Erzeugen von elektrischer Energie für das Eigenversorgungsstromnetz 14 durch den zweiten Generator 7b benötigt wird, wird dazu verwendet, mittels des ersten Generators elektrische Energie für das öffentliche Stromnetz 15 zu erzeugen.From the output shaft 3 Output power provided that is not used to generate electrical energy for the self-supply power grid 14th by the second generator 7b is required, is used to generate electrical energy for the public grid by means of the first generator 15th to create.

Im Betrieb der Dampfturbine 2 wird eine Drehzahl d der Abtriebswelle 3 - je nach Bauform der Dampfturbine 2 unter Verwendung oder unter Verzicht auf das Untersetzungsgetriebes 38 - auf einen vorbestimmten Drehzahl-Sollwert dSoll gesteuert/geregelt.In operation of the steam turbine 2 becomes a speed d of the output shaft 3 - depending on the design of the steam turbine 2 using or not using the reduction gear 38 - Controlled / regulated to a predetermined speed setpoint d setpoint .

Mittels der Steuerungs-/Regelungseinrichtung kann die Abtriebswelle 3 des Turbinenabtriebs 3a auf eine vorbestimmte Soll-Drehzahl geregelt werden, mit welcher die Abtriebswelle 3 in einem Nominalbetrieb der Dampfturbine 2 rotiert. Alternativ dazu kann eine solche Drehzahl-Regelung auch in die Dampfturbine 2 integriert sein, so dass diese Regelungsfunktion nicht von der Steuerungs-/Regelungseinrichtung 40 übernommen wird, sondern von einer separaten Regelungseinrichtung 41.By means of the control / regulating device, the output shaft 3 of the turbine output 3a can be regulated to a predetermined target speed at which the output shaft 3 in a nominal operation of the steam turbine 2 rotates. As an alternative to this, such a speed control can also be carried out in the steam turbine 2 be integrated, so that this control function is not from the control / regulation device 40 is taken over, but by a separate control device 41 .

Des Weiteren wird - bei geeigneter bzw. angepasster Festlegung der oben erläuterten Polpaare p1, p2 in den beiden Generatoren 7a, 7b - durch die Regelung der Drehzahl d sichergestellt, dass der von den beiden Generatoren 7a, 7b erzeugte elektrische Wechselstrom die jeweils zur Einspeisung in das das öffentliche Netz 15 bzw. in das Eigenversorgungsstromnetz 14 gewünschte Netzfrequenz f1 bzw. f2 aufweist. Hierfür gilt folgender, dem einschlägigen Fachmann bekannten Zusammenhang: dSoll = f1/p1 bzw. dSoll = f2/p2. Typischerweise beträgt die Netzfrequenz f des öffentlichen Stromnetzes 50Hz. Somit ergeben sich gemäß der sogenannten 50Hz-Regel verschiedene Kombinationen aus erforderlicher Drehzahl d der Abtriebswelle 3 und Anzahl an Polpaaren p1 des ersten Rotors 33a des ersten Generators 7a. Möglich ist beispielsweise ein Betrieb der Dampfturbine 2 - einschließlich des etwaig vorhandenen Untersetzungsgetriebes 38 mit zwei ersten Polpaaren p1 und mit einer Drehzahl der Abtriebswelle 3 von d = 1500 Umdrehungen/Minute. Alternativ dazu möglich ist ein Betrieb der Dampfturbine 2 mit vier ersten Polpaaren p1 bei einer Drehzahl d der Abtriebswelle 3 von 750 Umdrehungen/Minute. Für das Eigenversorgungsstromnetz 14 kann die Netzfrequenz f2 beispielsweise 400Hz betragen In diesem Fall bietet es sich an, den Rotor 33b des zweiten Generators 7b mit p2 = 16 Polpaaren auszustatten, wenn die Abtriebswelle 3 mit einer Soll-Drehzahl dSoll= 1500 Umdrehungen/Minute betrieben werden soll.Furthermore, if the pole pairs p1, p2 explained above are specified in a suitable or adapted manner in the two generators 7a , 7b - by regulating the speed d ensures that that of the two generators 7a , 7b generated electric alternating current each for feeding into the public grid 15th or in the self-supply network 14th having desired network frequency f1 or f2. The following relationship, known to the person skilled in the art, applies to this: d Soll = f1 / p1 or d Soll = f2 / p2. The network frequency f of the public electricity network is typically 50 Hz. Thus, according to the so-called 50 Hz rule, there are various combinations of required speed d of the output shaft 3 and number of pole pairs p1 of the first rotor 33a of the first generator 7a . Operation of the steam turbine is possible, for example 2 - including any existing reduction gear 38 with two first pole pairs p1 and with a speed of the output shaft 3 of d = 1500 revolutions / minute. As an alternative to this, it is possible to operate the steam turbine 2 with four first pole pairs p1 at a speed d of the output shaft 3 of 750 revolutions / minute. For the self-supply power grid 14th the network frequency f2 can be, for example, 400Hz. In this case, the rotor 33b of the second generator 7b Equipped with p2 = 16 pole pairs, if the output shaft 3 should be operated with a target speed d target = 1500 revolutions / minute.

Für den Fall, dass bei einer bestimmten Solldrehzahl dSoll und vorgegebenen Netzfrequenzen f1, f2 eine optimale Anpassung der Anzahl an ersten und zweiten Polpaaren p1, p2 nicht möglich ist, bietet es sich an, einen der beiden Generatoren - beispielsweise den zweiten Generator 7b - über ein Übersetzungsgetriebe mit der Abtriebswelle 3 in Antriebsverbindung zu setzten, welches die Drehzahl des Rotors dieses Generators 7b gegenüber der Drehzahl d der Abtriebswelle 3 vergrößert oder verkleinert. Beträgt die gewünschte Netzfrequenz f1 des öffentlichen Stromnetzes 15 f1 = 50Hz und die Netzfrequenz f2 des Eigenversorgungsstromnetzes 14 f2 = f60 Hz, so kann durch Wahl der ersten Polpaare zu p1 = 2 und der zweiten Polpaare zu p2 = 2 eine optimale Anpassung erzielt werden, wenn zwischen der Abtriebswelle 3 und dem zweiten Rotor 33b ein Übersetzungsgetriebe vorgesehen wird, welches die Drehzahl d der Abtriebswelle 3 um einen Faktor 1,2 ins Schnelle übersetzt. Hierzu ist das Übersetzungsgetriebe eingangsseitig mit der Abtriebswelle verbunden. Auf diese Weise wird eine RotorDrehzahl des zweiten Rotors 33b um den Faktor 1,2 gegenüber der Drehzahl d der Abtriebswelle 3 erhöht. Die Drehzahl d der Abtriebswelle 3, welche im Betrieb der Dampfturbine 2 der Soll-Drehzahl dSoll = 1500 U/min entspricht, liegt eingangsseitig am Übersetzungsgetriebe an und beträgt nach Übersetzung um den Faktor 1,2 ausgangsseitig 1800U/min, so dass der zweite Rotor 33b mit der für eine Netzfrequenz f2 = 60 Hz idealen Drehzahl rotiert.In the event that an optimal adaptation of the number of first and second pole pairs p1, p2 is not possible at a certain target speed d Soll and specified system frequencies f1, f2, it is advisable to use one of the two generators - for example the second generator 7b - Via a transmission gear with the output shaft 3 to put in drive connection, which is the speed of the rotor of this generator 7b compared to the speed d of the output shaft 3 enlarged or reduced. Is the desired network frequency f1 of the public power grid 15th f1 = 50Hz and the network frequency f2 of the self-supply network 14th f2 = f60 Hz, by choosing the first pole pairs to p1 = 2 and the second pole pairs to p2 = 2, an optimal adaptation can be achieved if between the output shaft 3 and the second rotor 33b a transmission gear is provided, which the speed d of the output shaft 3 translated into speed by a factor of 1.2. For this purpose, the transmission gear is connected on the input side to the output shaft. In this way, a rotor speed of the second rotor becomes 33b by a factor of 1.2 compared to the speed d of the output shaft 3 elevated. The speed d of the output shaft 3 , which in operation of the steam turbine 2 corresponds to the setpoint speed d setpoint = 1500 rpm, is applied to the transmission gear on the input side and, after translation by a factor of 1.2, is 1800 rpm on the output side, so that the second rotor 33b rotates with the ideal speed for a mains frequency f2 = 60 Hz.

Die von der Dampfturbine 2 im Betrieb erzeugte Abtriebsleistung wird in Abhängigkeit vom Eigenstrombedarf des Eigenversorgungsstromnetzes 14 als erste und zweite Antriebsleistung P1, P2 auf den ersten bzw. zweiten Generator 7a, 7b verteilt. Die an der Abtriebswelle 3 des Turbinenabtriebs 3a bereitgestellte Abtriebsleistung der Dampfturbine 2 wird dabei derart zum Antreiben des zweiten Generators 7b genutzt, dass von diesem die momentane vom Eigenversorgungsstromnetz 14 angeforderte elektrische Leistung erzeugt wird. Die nicht zum Antreiben des zweiten Generators 7b erforderliche verbleibende Abtriebsleistung der Dampfturbine 2 kann zum Antreiben des ersten Generators 7a verwendet werden, so dass dieser elektrische Leistung zum Einspeisen in das öffentliche Stromnetz 15 erzeugt.The one from the steam turbine 2 The output power generated during operation is dependent on the electricity requirements of the electricity supply network 14th as first and second drive power P1 , P2 on the first or second generator 7a , 7b distributed. The one on the output shaft 3 of the turbine output 3a provided output power of the steam turbine 2 is used to drive the second generator 7b used that from this the current from the self-supply network 14th Requested electrical power is generated. The ones not to drive the second generator 7b required remaining output power of the steam turbine 2 can be used to drive the first generator 7a used so that this electrical power can be fed into the public power grid 15th generated.

Für eine optimierte Stromerzeugung können die vorhandenen zweiten Statoren 31b des zweiten Generators 7b einzeln in Abhängigkeit von der momentanen Abtriebsleistung des Turbinenabtriebs 3a der Dampfturbine 2 und in Abhängigkeit vom momentanen Bedarf an elektrischer Leistung im Eigenversorgungsstromnetz 14 zur Stromerzeugung elektrisch mit diesem verbunden oder von diesen getrennt werden. Entsprechend können die einzelnen zweiten Statoren 30b des ersten Generators 7a einzeln in Abhängigkeit von der zur Verfügung stehenden Abtriebsleistung elektrisch mit dem öffentlichen Stromnetz 15 verbunden oder von diesem getrennt werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die gesamte von der Dampfturbine 2 erzeugte Abtriebsleistung für die elektrische Stromerzeugung und somit auch zur Einspeisung des erzeugten elektrischen Stroms in das Eigenversorgungsstromnetz 14 bzw. in das öffentliche Stromnetz 15 genutzt wird.For an optimized power generation, the existing second stators 31b of the second generator 7b individually depending on the current output power of the turbine output 3a the steam turbine 2 and depending on the current demand for electrical power in the self-supply network 14th be electrically connected to or disconnected from it to generate electricity. The individual second stators can accordingly 30b of the first generator 7a individually depending on the available output power electrically with the public power grid 15th connected or disconnected from it. This way it is ensured that the whole of the steam turbine 2 generated output power for electrical power generation and thus also for feeding the generated electrical power into the self-supply power grid 14th or into the public power grid 15th is being used.

Einer der beiden Generatoren 7a, 7b oder beide elektrische Generatoren 7a, 7b können optional als Motor-Generator ausgebildet sein. Ein solcher Motor-Generator kann in dem Fachmann bekannter Weise in zwei Betriebsmodi betrieben werden: In einem ersten Betriebsmodus arbeitet der Motor-Generator als herkömmlicher Generator und wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um. In einem zweiten Betriebsmodus arbeitet der Motor-Generator als elektrischer Motor und wandelt bereitgestellte elektrische Energie in mechanische Energie um. Die Ausbildung des ersten Generators 7a als Motor-Generator ermöglicht die bereits erwähnte Realisierung eines Notstrombetriebs des Dampfkraftwerks 1, insbesondere bei Ausfall der Dampfturbine 2. In diesem Fall kann der erste Generator 7a entsprechend dem zweiten Betriebsmodus als alternatives Antriebssystem arbeiten, welche elektrische Energie aus dem öffentlichen Stromnetz 15 beziehen und auf diese Weise den zweiten Generator 7b antreibt, so dass dieser elektrische Energie für das Eigenversorgungsstromnetz 14 erzeugen kann. Grundsätzlich ist aber auch eine Ausbildung des zweiten Generators 7b als Motor-Generator denkbar. In diesem Fall kann die in einem im Eigenversorgungsstromnetz 14 vorhandenen elektrischen Energiespeicher, beispielsweise einer wiederaufladbaren Batterie, gespeicherte elektrische Energie dazu verwendet werden, den ersten Generator 7a anzutreiben und somit elektrische Energie für das öffentliche Stromnetz 15 zu erzeugen.One of the two generators 7a , 7b or both electrical generators 7a , 7b can optionally be designed as a motor generator. Such a motor generator can be operated in a manner known to those skilled in the art in two operating modes: In a first operating mode, the motor generator works as a conventional generator and converts mechanical energy into electrical energy. In a second operating mode, the motor-generator works as an electric motor and converts provided electrical energy into mechanical energy. The training of the first generator 7a as a motor generator enables the aforementioned implementation of emergency power operation of the steam power plant 1 , especially if the steam turbine fails 2 . In this case the first generator can 7a work as an alternative drive system in accordance with the second operating mode, which uses electrical energy from the public grid 15th refer and in this way the second generator 7b drives, so that this electrical energy for the self-supply network 14th can generate. In principle, however, the second generator is also designed 7b conceivable as a motor generator. In this case it can be used in a self-supply network 14th existing electrical energy store, for example a rechargeable battery, stored electrical energy can be used to generate the first generator 7a to drive and thus electrical energy for the public power grid 15th to create.

Die voranstehend erläuterten Varianten können, soweit sinnvoll, miteinander kombiniert werden. In einer ersten vereinfachten Variante des Beispiels der 1 kann auf die gemeinsame Kupplung 12 sowie, alternativ oder zusätzlich, auf eine oder beide Teilkupplungen 13a, 13b, verzichtet sein. In einer zweiten vereinfachten Variante des Beispiels der 1 kann auf das Getriebe 8 verzichtet sein. Bei dieser Variante können die beiden Generatoren 7a, 7b direkt mit der Abtriebswelle 3 der Dampfturbine 2 antriebsverbunden sein. Mittels der Steuerungs-/Regelungseinrichtung 40 können bevorzugt auch die voranstehend erläuterten (Teil-)Kupplungen 12, 13a, 13b sowie die elektrischen Schalter 35a, 35b angesteuert werden.The variants explained above can be combined with one another where appropriate. In a first simplified variant of the example of 1 can be on the common clutch 12 and, alternatively or additionally, on one or both partial clutches 13a , 13b , be waived. In a second simplified variant of the example of 1 can on the gearbox 8th be waived. With this variant, the two generators 7a , 7b directly to the output shaft 3 the steam turbine 2 be connected to the drive. By means of the control / regulation device 40 can preferably also use the (partial) couplings explained above 12 , 13a , 13b as well as the electrical switches 35a , 35b be controlled.

3 zeigt eine Variante des Beispiels der 1 in einer Teilansicht. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede des Beispiels der 3 gegenüber dem Beispiel der 1 eingegangen. Im Beispiel der 3 ist der erste Generator 7a über den zweiten Generator 7b mit der Abtriebswelle 3 des Turbinenabtriebs 3a antriebsverbunden. Diese Variante realisiert antriebstechnisch eine Reihenschaltung der beiden Generatoren 7a, 7b hinter der Abtriebswelle 3. Bei dieser Variante kann insbesondere die Bereitstellung eines Verteilergetriebes entfallen. Die beiden Generatoren 7a, 7b können wie dargestellt mittels einer Teilkupplung 13a entkoppelbar miteinander antriebsverbunden sein. Somit ist es möglich, den nachgeschalteten Generator 7a von der Abtriebswelle 3 der Dampfturbine 2 abzukoppeln, falls von diesem keine elektrische Energie erzeugt werden soll. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die gesamte Abtriebsleistung der Dampfturbine 2 für den zweiten Generator 7b, also zur Stromerzeugung für das Eigenversorgungsstromnetz 14, benötigt wird. 3 shows a variant of the example of 1 in a partial view. In the following only the differences between the example of the 3 compared to the example of 1 received. In the example of 3 is the first generator 7a via the second generator 7b with the output shaft 3 of the turbine output 3a drive connected. In terms of drive technology, this variant implements a series connection of the two generators 7a , 7b behind the output shaft 3 . In this variant, in particular, the provision of a transfer case can be omitted. The two generators 7a , 7b can, as shown, by means of a partial coupling 13a be decoupled drive-connected with one another. Thus it is possible to use the downstream generator 7a from the output shaft 3 the steam turbine 2 uncouple if no electrical energy is to be generated by this. This can be the case, for example, when the entire output power of the steam turbine 2 for the second generator 7b , i.e. to generate electricity for the self-supply network 14th , is required.

Claims (25)

Dampfkraftwerk (1), - mit einem von Wasser (W) und Wasserdampf (WD) durchströmbaren Wasser-Dampf-Kreislauf (4), in welchem ein Dampferzeuger (25) und eine Dampfturbine (2), die einen Turbinenabtrieb (3a) mit einer Abtriebswelle (3) aufweist, angeordnet ist, - mit einem ersten elektrischen Generator (7a) und mit einem zweiten elektrischen Generator (7b), die galvanisch voneinander getrennt sind und mit dem Turbinenabtrieb (3a), insbesondere der Abtriebswelle (3), der Dampfturbine (2) antriebsverbindbar oder antriebsverbunden sind.Steam power plant (1), - With a water (W) and water vapor (WD) through which water-steam circuit (4) can flow, in which a steam generator (25) and a steam turbine (2), which has a turbine output (3a) with an output shaft (3) , is arranged, - With a first electrical generator (7a) and with a second electrical generator (7b), which are galvanically separated from one another and which can be or are drive-connected to the turbine output (3a), in particular the output shaft (3), the steam turbine (2). Dampfkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite elektrische Generator (7a, 7b) mit derselben Dampfturbine (2), insbesondere mit demselben Turbinenabtrieb (3a) dieser Dampfturbine (2), antriebsverbindbar oder antriebsverbunden sind.Steam power station after Claim 1 , characterized in that the first and the second electrical generator (7a, 7b) can be drive-connected or drive-connected to the same steam turbine (2), in particular to the same turbine output (3a) of this steam turbine (2). Dampfkraftwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - die Dampfturbine als Gegendruckturbine, vorzugsweise ohne Wasserdampfentnahme, höchst vorzugsweise ohne Wasserdampfentnahme sowie mit oder ohne Anzapfung, ausgebildet ist; oder dass - die Dampfturbine (2) als Kondensationsturbine (16) mit einem Einlass, einem Auslass und einer Wasserdampfentnahme, die fluidisch mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf (4) kommunizieren, ausgebildet ist.Steam power station after Claim 1 or 2 , characterized in that - the steam turbine is designed as a back pressure turbine, preferably without water vapor extraction, most preferably without water vapor extraction and with or without a tap; or that - the steam turbine (2) is designed as a condensation turbine (16) with an inlet, an outlet and a water vapor extraction which communicate fluidically with the water-steam circuit (4). Dampfkraftwerk nach Anspruch 3, zweite Alternative, dadurch gekennzeichnet, dass - zur Ausbildung der Kondensationsturbine (16) im Wasser-Dampf-Kreislauf (4) zwei Dampfturbinen (2) hintereinander angeordnet sind, wobei eine erste Dampfturbine als Hochdruck-Dampfturbine ausgebildet ist und eine zweite Dampfturbine, die stromab der ersten Dampfturbine im Wasser-Dampf-Kreislauf angeordnet ist, als Niederdruckdruck-Dampfturbine ausgebildet ist, - die Wasserdampfentnahme zwischen den beiden Dampfturbinen im Wasser-Dampf-Kreislauf angeordnet ist.Steam power station after Claim 3 , second alternative, characterized in that - to form the condensation turbine (16) in the water-steam circuit (4), two steam turbines (2) are arranged one behind the other, a first steam turbine being designed as a high-pressure steam turbine and a second steam turbine which is arranged downstream of the first steam turbine in the water-steam cycle, is designed as a low-pressure steam turbine, - the water vapor extraction is arranged between the two steam turbines in the water-steam cycle. Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dampfkraftwerk einen fluidisch vom Wasser-Dampf-Kreislauf (4) getrennten und von Heizwasser (H) durchströmbaren Heizkreislauf (6) umfasst, der zum Übertragen von Wärme von dem durch den Wasser-Dampf-Kreislauf (4) geführten Wasserdampf (WD) auf das Heizwasser (H) mittels eines Wärmeübertragers (28) thermisch mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf (4) verbunden ist.Steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the steam power plant comprises a heating circuit (6) which is fluidically separated from the water-steam circuit (4) and through which heating water (H) can flow, which is used to transfer heat from the water-steam -Circuit (4) guided water vapor (WD) on the heating water (H) by means of a heat exchanger (28) is thermally connected to the water-steam circuit (4). Dampfkraftwerk nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass - der Wärmeübertrager (28) fluidisch mit der Wasserdampfentnahme (17c) kommuniziert; - zwischen dem Wärmeübertrager (28) und der Wasserdampfentnahme (17c) im Wasser-Dampf-Kreislauf (4) eine Ventileinrichtung (32) angeordnet ist, mittels welcher eine Menge an Wasserdampf (WD) einstellbar ist, die der Dampfturbine (2) über die Wasserdampfentnahme (17c) entnommen und dem Wärmeübertrager (28) zugeführt wird.Steam power station after Claim 4 or 5 , characterized in that - the heat exchanger (28) communicates fluidically with the water vapor extraction (17c); - Between the heat exchanger (28) and the water vapor extraction (17c) in the water-steam circuit (4) a valve device (32) is arranged, by means of which a quantity of water vapor (WD) can be set, which the steam turbine (2) via the Steam extraction (17c) is removed and fed to the heat exchanger (28). Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dampfkraftwerk (1) einen fluidisch vom Wasser-Dampf-Kreislauf (4) getrennten und von Luft durchströmbaren Kühlkreislauf (42) umfasst, der zum Übertragen von Wärme von dem durch den Wasser-Dampf-Kreislauf (4) geführten Wasserdampf (WD) auf die Luft (L) mittels eines, vorzugsweise luftgekühlten, Kondensators (27) thermisch mit dem Wasser-Dampf-Kreislauf (4) verbunden ist.Steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the steam power plant (1) comprises a cooling circuit (42) which is fluidically separated from the water-steam circuit (4) and through which air can flow, which is used to transfer heat from the water-steam -Circuit (4) conducted water vapor (WD) on the air (L) by means of a, preferably air-cooled, condenser (27) is thermally connected to the water-steam circuit (4). Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Wasser-Dampf-Kreislauf (4) ein Dampfspeicher (23) zum Zwischenspeichern von Wasserdampf angeordnet ist.Steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that a steam store (23) for the intermediate storage of water vapor is arranged in the water-steam circuit (4). Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Generator (7a) einen ersten Stator (30a) und wenigstens einen zweiten Stator (30b) umfasst, die beide jeweils Statorwicklungen (30.1 a, 30.1b) aufweisen, wobei der wenigstens eine zweite Stator (30b), vorzugsweise mittels wenigstens eines ersten elektrischen Schalters (35a), wahlweise - bevorzugt in einer elektrischen Parallelschaltung - elektrisch mit dem ersten Stator (30a) verbunden oder von diesem elektrisch getrennt ist; oder/und dass - der zweite Generator (7b) einen ersten Stator (31a) und wenigstens einen zweiten Stator (31b) umfasst, die beide jeweils Statorwicklungen (31.1 a, 31.1b) aufweisen, wobei der wenigstens eine zweite Stator (31b), wahlweise - bevorzugt in einer elektrischen Parallelschaltung - elektrisch parallel mit dem ersten Stator (31a) verbunden oder von diesem elektrisch getrennt ist.Steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that - the first generator (7a) comprises a first stator (30a) and at least one second stator (30b), both of which each have stator windings (30.1a, 30.1b), the at least a second stator (30b), preferably by means of at least one first electrical switch (35a), optionally - preferably in an electrical parallel circuit - is electrically connected to the first stator (30a) or is electrically separated from it; or / and that - the second generator (7b) comprises a first stator (31a) and at least one second stator (31b), both of which each have stator windings (31.1a, 31.1b), the at least one second stator (31b), optionally - preferably in an electrical parallel circuit - electrically connected in parallel to the first stator (31a) or electrically separated from it. Dampfkraftwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Generator (7a) wenigstens zwei zweite Statoren (30b) aufweist, die unabhängig voneinander trennbar elektrisch, vorzugsweise in einer Parallelschaltung, mit dem ersten Stator (30a) des ersten Generators (7a) verbunden sind; oder und dass - der zweite Generator (7b) wenigstens zwei zweite Statoren (31b) aufweist, die unabhängig voneinander trennbar elektrisch, vorzugsweise in einer Parallelschaltung, mit dem ersten Stator (31a) des zweiten Generators (7b) verbunden sind.Steam power station after Claim 9 , characterized in that - the first generator (7a) has at least two second stators (30b) which are electrically connected to the first stator (30a) of the first generator (7a) so that they can be separated from one another and are preferably connected in parallel; or and that - the second generator (7b) has at least two second stators (31b) which are electrically connected to the first stator (31a) of the second generator (7b) so that they can be separated from one another and are preferably connected in parallel. Dampfkraftwerk nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Generator (7a) zur elektrischen Stromerzeugung einen mit seinen Statoren (30a, 30b) zusammenwirkenden ersten Rotor (33a) mit einer vorbestimmten ersten Anzahl (n1) an ersten Polpaaren (p1) an magnetischen Polen aufweist; oder/und - der zweite Generator (7b) zur elektrischen Stromerzeugung einen mit seinen Statoren (31a, 31b) zusammenwirkenden zweiten Rotor (33b) mit einer vorbestimmten zweiten Anzahl (n2) an zweiten Polpaaren (p2) an magnetischen Polen aufweist.Steam power station after Claim 9 or 10 , characterized in that - the first generator (7a) for generating electrical power has a first rotor (33a) cooperating with its stators (30a, 30b) and having a predetermined first number (n1) of first pole pairs (p1) on magnetic poles; or / and - the second generator (7b) for generating electrical power has a second rotor (33b) interacting with its stators (31a, 31b) and having a predetermined second number (n2) of second pole pairs (p2) on magnetic poles. Dampfkraftwerk nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass - die ersten oder/und zweiten magnetischen Polpaare (p1, p2) bzw. magnetischen Pole durch Magnete, vorzugsweise durch Permanentmagnete, aus einem magnetischen oder magnetisierten Material gebildet sind, oder/und dass - die ersten oder/und zweiten magnetischen Polpaare (p1, p2) bzw. Polpaare durch Rotorwicklungen gebildet sind, die bei elektrischer Bestromung ein magnetisches Feld, vorzugsweise ein magnetisches Dipol-Feld, erzeugen.Steam power station according to one of the Claims 9 to 11 , characterized in that - the first and / or second magnetic pole pairs (p1, p2) or magnetic poles are formed by magnets, preferably permanent magnets, made of a magnetic or magnetized material, and / or that - the first and / or second Magnetic pole pairs (p1, p2) or pole pairs are formed by rotor windings which generate a magnetic field, preferably a magnetic dipole field, when an electrical current is applied. Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebswelle (3) der Dampfturbine (2) ein Untersetzungsgetriebe (38) vorgeschaltet ist, welches eine Drehzahl der Dampfturbine (2) ins Niedrige übersetzt, so dass die Drehzahl der Abtriebswelle (3) des Turbinenabtriebs (3a) reduziert ist.Steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the output shaft (3) of the steam turbine (2) is preceded by a reduction gear (38) which converts a speed of the steam turbine (2) to a low level, so that the speed of the output shaft (3) the turbine output (3a) is reduced. Dampfkraftwerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (38) als Stirnradgetriebe als Planetengetriebe ausgebildet ist.Steam power station after Claim 13 , characterized in that the reduction gear (38) is designed as a spur gear as a planetary gear. Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Turbinenabtrieb (3a), insbesondere der Abtriebswelle (3), der Dampfturbine (2) und den beiden Generatoren (7a, 7b) zumindest ein kinetischer Zwischenspeicher (36) zum Zwischenspeichern der von der Dampfturbine (2) erzeugten kinetischen Energie angeordnet ist.Steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that between the turbine output (3a), in particular the output shaft (3), the steam turbine (2) and the two generators (7a, 7b) at least one kinetic intermediate store (36) for temporarily storing the from the steam turbine (2) generated kinetic energy is arranged. Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der zweite Generator (7b) über den ersten Generator (7a) mit dem Turbinenabtrieb (3a), der Dampfturbine (2) antriebsverbunden ist; oder dass - der erste Generator (7a) über den zweiten Generator (7b) mit dem Turbinenabtrieb (3a), der Dampfturbine (2) antriebsverbunden ist;Steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that - the second generator (7b) is drive-connected via the first generator (7a) to the turbine output (3a), the steam turbine (2); or that - the first generator (7a) is drive-connected via the second generator (7b) to the turbine output (3a), the steam turbine (2); Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Generator (7b) elektrisch mit einem (privaten) elektrischen Eigenversorgungsstromnetz (14) verbunden oder verbindbar ist, welches galvanisch getrennt von einem öffentlichen Stromnetz (15) ist.Steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the second generator (7b) is electrically connected or can be connected to a (private) electrical self-supply power network (14) which is galvanically separated from a public power network (15). Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Generator (7a) elektrisch nicht mit dem (privaten) elektrischen Eigenversorgungsstromnetz (14) verbunden oder verbindbar ist.Steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the first generator (7a) is not or cannot be electrically connected to the (private) electrical self-supply power network (14). Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Generator (7a) elektrisch mit dem öffentlichen Stromnetz (15) verbunden oder verbindbar ist, welches galvanisch getrennt von dem Eigenversorgungsstromnetz (14) ist, mit welchem der zweite Generator (7b) elektrisch verbindbar oder verbunden ist.Steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the first generator (7a) is electrically connected or connectable to the public power grid (15), which is galvanically separated from the self-supply power grid (14) with which the second generator (7b) is electrically connectable or connected. Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste oder/und der zweite Generator (7a, 7b) als Motor-Generator ausgebildet sind.Steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second generator (7a, 7b) are designed as a motor generator. Dampfkraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dampfkraftwerk eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung (40) zur Steuerung/Regelung der Dampfturbine (2), des Dampferzeugers (25), der beiden Generatoren (7a, 7b) aufweist, wobei die Steuerungs-/Regelungseinrichtung (40) derart ausgebildet ist, dass sie die beiden Generatoren (7a, 7b) nicht elektrisch miteinander verbindet.Steam power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the steam power plant has a control / regulating device (40) for controlling / regulating the steam turbine (2), the steam generator (25), the two generators (7a, 7b), the control - / control device (40) is designed such that it does not electrically connect the two generators (7a, 7b) to one another. Verfahren zum Betreiben eines Dampfkraftwerks, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches umfasst: - mit einem von Wasser und Wasserdampf durchströmbaren Wasser-Dampf-Kreislauf (4), in welchem ein Dampferzeuger (25) und eine Dampfturbine (2) mit einem eine Abtriebswelle (3) aufweisenden Turbinenabtrieb (3a) angeordnet ist, - mit einem ersten elektrischen Generator (7a) und mit einem zweiten elektrischen Generator (7b), die galvanisch voneinander getrennt sind und mit dem Turbinenabtrieb (3a) der Dampfturbine (2) antriebsverbindbar oder antriebsverbunden sind. - einen ersten elektrischen Generator (7a) und einen galvanisch vom ersten Generator (7a) gentrennten elektrischen Generator (7b), - wobei gemäß dem Verfahren wenigstens einer der beiden Generatoren (7a, 7b) mit der Dampfturbine (2) antriebsverbunden ist, - wobei gemäß dem Verfahren der erste Generator (7a) elektrisch mit einem öffentlichen Stromnetz (15) verbunden ist und für dieses elektrischen Strom erzeugt, - wobei gemäß dem Verfahren der zweite Generator (7b) elektrisch mit einem galvanisch vom öffentlichen Stromnetz (15) getrennten Eigenversorgungsstromnetz (14) verbunden ist und für dieses elektrischen Strom erzeugt.Method for operating a steam power plant, in particular according to one of the preceding claims, which comprises: - With a water-steam circuit (4) through which water and steam can flow, in which a steam generator (25) and a steam turbine (2) with a turbine output (3a) having an output shaft (3) are arranged, - With a first electrical generator (7a) and with a second electrical generator (7b), which are galvanically separated from one another and which can be drive-connected or drive-connected to the turbine output (3a) of the steam turbine (2). - A first electrical generator (7a) and an electrical generator (7b) galvanically separated from the first generator (7a), - wherein according to the method at least one of the two generators (7a, 7b) is drive-connected to the steam turbine (2), - wherein according to the method, the first generator (7a) is electrically connected to a public power grid (15) and generates electricity for this, - wherein, according to the method, the second generator (7b) is electrically connected to a self-supply network (14) which is galvanically separated from the public electricity network (15) and generates electrical power for this. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampferzeuger (25), die Dampfturbine (2) und die beiden elektrischen Generatoren (7a, 7b) derart angesteuert werden, dass die vom Eigenversorgungsstromnetz (14) benötigte elektrische Leistung vom zweiten Generator (7b) erzeugt wird.Procedure according to Claim 22 , characterized in that the steam generator (25), the steam turbine (2) and the two electrical generators (7a, 7b) are controlled in such a way that the electrical power required by the internal power supply network (14) is generated by the second generator (7b). Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass - die Abtriebsleistung der Dampfturbine (2) zum Antreiben des zweiten Generator (7b) genutzt wird, so dass von diesem die momentane vom Eigenversorgungsstromnetz (14) benötigte elektrische Leistung erzeugt wird; und dass - die verbleibende Abtriebsleistung der Dampfturbine (2), die nicht zum Antreiben des zweiten Generators (7b) benötigt wird, zum Antreiben des ersten Generators (7a) genutzt wird, so dass dieser elektrische Leistung zum Einspeisen in das öffentliche Stromnetz (15) erzeugt.Procedure according to Claim 22 or 23 , characterized in that - the output power of the steam turbine (2) is used to drive the second generator (7b), so that the current electrical power required by the internal power supply network (14) is generated by it; and that - the remaining output power of the steam turbine (2), which is not required to drive the second generator (7b), is used to drive the first generator (7a), so that this electrical power is fed into the public power grid (15) generated. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Turbinenabtrieb (3a) bereitgestellte Abtriebsleistung, die nicht zum Erzeugen von elektrischer Energie für das Eigenversorgungsstromnetz (14) durch den zweiten Generator (7b) benötigt wird, mittels des ersten Generators (7a) zum Erzeugen von elektrischer Energie für das öffentliche Stromnetz (15) herangezogen wird.Method according to one of the Claims 22 to 24 , characterized in that output power provided by the turbine output (3a), which is not required to generate electrical energy for the self-supply power grid (14) by the second generator (7b), by means of the first generator (7a) to generate electrical energy for the public power grid (15) is used.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE670514C (en) * 1932-11-20 1939-01-20 Aeg Arrangement for supplying busbars
CH269889A (en) * 1948-07-24 1950-07-31 Kienle Albert Device for driving boiler auxiliary machines.
EP1391588A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-25 GREENPOWER Anlagenerrichtungs- und Betriebs-GmbH method and apparatus for generating of force and heat from waste heat or from fuels
EP3447257A1 (en) * 2017-08-21 2019-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Method for accelerating a steam turbine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE670514C (en) * 1932-11-20 1939-01-20 Aeg Arrangement for supplying busbars
CH269889A (en) * 1948-07-24 1950-07-31 Kienle Albert Device for driving boiler auxiliary machines.
EP1391588A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-25 GREENPOWER Anlagenerrichtungs- und Betriebs-GmbH method and apparatus for generating of force and heat from waste heat or from fuels
EP3447257A1 (en) * 2017-08-21 2019-02-27 Siemens Aktiengesellschaft Method for accelerating a steam turbine

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