DE102019216242A1 - Steam turbine plant and method for operating such a steam turbine plant - Google Patents

Steam turbine plant and method for operating such a steam turbine plant Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dampfturbinenanlage (1), wobei die Dampfturbinenanlage die nachfolgend in einem Arbeitskreislauf angeordneten und miteinander in Wirkverbindung stehende Bauteile umfasst:- einen Elektrolysator (2) zum Erzeugen von Sauerstoff und Wasserstoff aus Wasser,- einen Sauerstoffspeicher (3) zum Speichern des Sauerstoffs und einen Wasserstoffspeicher (4) zum Speichern des Wasserstoffs,- einen Wasserstoffbrenner (5) zum Vermischen und Verbrennen des Sauerstoffs und Wasserstoffs zu Brenndampf,- eine Einspritzeinrichtung (6) zum Einspritzen von Wasser in den Brenndampf zur Bildung eines Arbeitsdampfs- eine Dampfturbine (7) zum Entspannen des Arbeitsdampfs,- einen Kondensator (8) zum kondensieren des Arbeitsdampfs.Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eine solchen Dampfturbinenanlage (1).Durch den Wasserstoffbrenner (5), in Verbindung mit der Einspritzeinrichtung (6), ist es erstmals möglich, den entstehenden Arbeitsdampf auf eine Temperatur zu kühlen, der Ihnen für einen unmittelbare Entspannung in einer Dampfturbine (7).The invention relates to a steam turbine system (1), the steam turbine system comprising the components which are subsequently arranged in a working circuit and are operatively connected to one another: an electrolyzer (2) for generating oxygen and hydrogen from water, - an oxygen reservoir (3) for storing the Oxygen and a hydrogen storage device (4) for storing the hydrogen, - a hydrogen burner (5) for mixing and burning the oxygen and hydrogen to form combustion steam, - an injection device (6) for injecting water into the combustion steam to form working steam - a steam turbine ( 7) for expanding the working steam, - a condenser (8) for condensing the working steam. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a steam turbine system (1). Through the hydrogen burner (5), in connection with the injection device (6), it is possible for the first time to bring the working steam to a temperature k ühlen that you for an immediate relaxation in a steam turbine (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Dampfturbinenanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Dampfturbinenanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.The invention relates to a steam turbine system according to the preamble of claim 1, as well as a method for operating such a steam turbine system according to the preamble of claim 10.

Dampfturbinenanlagen umfassen üblicherweise eine ein- oder mehrstufige Dampfturbine, welche mit Wasserdampf als Arbeitsmittel betrieben wird. Der Wasserdampf zum Betreiben der Dampfturbine wird dabei üblicherweise durch einen Dampferzeuger bereitgestellt. Der Dampferzeuger kann beispielsweise ein befeuerter oder elektrisch beheizter Kessel sein. Der vom Dampferzeuger bereitgestellte Dampf wird in der Dampfturbine entspannt, dabei wird die thermische Energie des Dampfes in Rotationsenergie umgewandelt. Die Rotationsenergie kann dann beispielsweise zum Antreiben eines Generators oder eines Antriebs genutzt werden.Steam turbine systems usually comprise a single-stage or multi-stage steam turbine, which is operated with water vapor as the working medium. The steam for operating the steam turbine is usually provided by a steam generator. The steam generator can be, for example, a fired or electrically heated boiler. The steam provided by the steam generator is expanded in the steam turbine, while the thermal energy of the steam is converted into rotational energy. The rotational energy can then be used, for example, to drive a generator or a drive.

Wünschenswert wäre es, wenn man die Energie zur Dampferzeugung möglichst einfach und verlustarm speichern könnte, um Sie bei Bedarf abzurufen. Dies ist insbesondere bei der zunehmenden Bereitstellung elektrischer Energie aus regenerativen Energien, bei denen sich der Zeitpunkt der Energiebereitstellung beispielsweise durch Wind oder Solarenergie nicht immer mit dem Zeitpunkt des Energiebedarfs deckt, wichtig.It would be desirable if the energy for steam generation could be stored as simply and with little loss as possible, so that it can be called up when required. This is particularly important with the increasing provision of electrical energy from regenerative energies, in which the point in time of energy provision, for example through wind or solar energy, does not always coincide with the point in time of the energy demand.

Es ist bekannt, elektrische Energie dazu zu nutzt, mit Hilfe von Elektrolyse, Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen und bis zum Bedarf an Elektrizität und/oder Wärme zwischen zu speichern.It is known to use electrical energy to break down water into hydrogen and oxygen with the aid of electrolysis and to store it temporarily until electricity and / or heat are required.

Wird die Energie benötigt, kann der Wasserstoff und der Sauerstoff in einem Wasserstoffbrenner durch Oxidation kontrolliert zur Reaktion gebracht werden. Der Wasserstoff-brenner ist dabei so konzipiert, dass der Wasserstoff mit dem Sauerstoff innerhalb des Brenners in Kontakt gebracht wird. Bei der Oxidation wird eine hohe thermische Energie freigesetzt, die zum Antreiben einer Expansionsmaschine (Turbomaschine, Kolbenmaschine) genutzt werden kann, die ihrerseits über einen Generator elektrischen Strom erzeugt. Auf Grund der Temperaturen ist der Wasserstoffbrenner stets zu kühlen. Die Kühlung erfolgt in der Regel über eine entsprechende Wasserkühlung.If the energy is required, the hydrogen and oxygen can be brought to react in a controlled manner in a hydrogen burner by means of oxidation. The hydrogen burner is designed in such a way that the hydrogen is brought into contact with the oxygen inside the burner. During oxidation, a high level of thermal energy is released, which can be used to drive an expansion machine (turbo machine, piston machine), which in turn generates electricity via a generator. Due to the temperatures, the hydrogen burner must always be cooled. The cooling usually takes place via a corresponding water cooling.

Auf Grund des bei der Oxidation des Wasserstoffs auftretenden Drucks und der Temperatur konnte der bei der Oxidation entstehende Wasserdampf bislang nur in Gasturbinen oder deren Derivaten entspannt werden. Die Entspannung in der Gasturbine zeichnet sich durch einen relativ schlechten Wirkungsgrad und einen offenen Prozess aus. Infolge des offenen Prozesses kann der entspannte Wasserdampf keiner weiteren, gewinnbringenden Verwendung zugeführt werden. Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung in einer Gasturbine ist der, dass die Oxidation nicht mit reinem Sauerstoff, sondern mit Luft erfolgt, so dass sich bei der Oxidation klimaschädliches Nox bildet. Ausgehend vom Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Dampfturbinenanlage bereitzustellen, die die Nutzung der in Wasserstoff und Sauerstoff gespeicherten Energie unmittelbar in einer Dampfturbine ermöglicht.Due to the pressure and the temperature occurring during the oxidation of the hydrogen, the water vapor produced during the oxidation could previously only be expanded in gas turbines or their derivatives. The expansion in the gas turbine is characterized by a relatively poor degree of efficiency and an open process. As a result of the open process, the expanded steam cannot be used for any further profitable use. A further disadvantage with the use in a gas turbine is that the oxidation does not take place with pure oxygen, but with air, so that climate-damaging No x is formed during the oxidation. Based on the prior art, the object of the invention is to provide a steam turbine system which enables the energy stored in hydrogen and oxygen to be used directly in a steam turbine.

Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Dampfturbinenanlage bereitzustellen. Die Aufgabe wird hinsichtlich der Dampfturbinenanlage durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens zum Betreiben einer solchen Dampfturbinenanlage durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 10 gelöst.A further object of the invention is to provide a method for operating such a steam turbine system. The object is achieved with regard to the steam turbine system by the features of independent claim 1 and with regard to the method for operating such a steam turbine system by the features of independent claim 10.

Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung, die einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantages and developments of the invention, which can be used individually or in combination with one another, are the subject of the subclaims.

Die erfindungsgemäße Dampfturbinenanlage zeichnet sich durch die nachfolgend in einem Arbeitskreislauf angeordneten und miteinander in Wirkverbindung stehenden Bauteile aus:

  • - einen Elektrolysator zum Erzeugen von Sauerstoff und Wasserstoff aus Wasser,
  • - einen Sauerstoffspeicher zum Speichern des Sauerstoffs und einen Wasserstoffspeicher zum Speichern des Wasserstoffs,
  • - einen Wasserstoffbrenner zum Vermischen und Verbrennen des Sauerstoffs und Wasserstoffs zu Brenndampf,
  • - eine Einspritzeinrichtung zum Einspritzen von Wasser in den Brenndampf zur Bildung eines Arbeitsdampfs
  • - eine Dampfturbine zum Entspannen des Arbeitsdampfs,
  • - einen Kondensator zum kondensieren des Arbeitsdampfs.
The steam turbine system according to the invention is characterized by the components that are subsequently arranged in a working circuit and are operatively connected to one another:
  • - an electrolyzer to generate oxygen and hydrogen from water,
  • - an oxygen storage tank for storing the oxygen and a hydrogen storage tank for storing the hydrogen,
  • - a hydrogen burner for mixing and burning the oxygen and hydrogen to form combustion steam,
  • - An injection device for injecting water into the combustion steam to form a working steam
  • - a steam turbine to relax the working steam,
  • - a condenser to condense the working steam.

Innerhalb dieser Patentanmeldung bezeichnet „Brenndampf“ den Dampf, der bei der Oxidation/Verbrennung von Wasserstoff mit Sauerstoff gebildet wird; „Arbeitsdampf“ das Dampfgemisch aus Brenndampf und verdampften Wasser, welches in den Brenndampf eingespritzt wird.In this patent application, “burning steam” refers to the steam that is formed during the oxidation / combustion of hydrogen with oxygen; "Working steam" is the steam mixture of combustion steam and evaporated water, which is injected into the combustion steam.

„Arbeitskreislauf“ bedeutet, dass die einzelnen Bauteile der Dampfturbinenanlage körperlich, über entsprechende Leitungen, miteinander verbunden sind und das Arbeitsfluid von einem Bauteil zum anderen strömen kann, wobei einzelne Bauteile, beispielsweise der Sauerstoff- und der Wasserstoffspeicher, auch parallel zueinander angeordnet sein können. Der Arbeitskreislauf ist dabei vorzugsweise als geschlossener Kreislauf ausgebildet. Die Erfindung schließt jedoch auch offene Kreisläufe mit ein."Working cycle" means that the individual components of the steam turbine system are physically connected to one another via appropriate lines and the working fluid can flow from one component to the other, whereby individual components, For example, the oxygen and hydrogen storage can also be arranged parallel to one another. The working circuit is preferably designed as a closed circuit. However, the invention also includes open circuits.

Durch die Kombination eines Wasserstoffbrenners mit einer nachgeordneten Einspritzeinrichtung zum Einspritzen von Wasser in den aus der Verbrennung/Oxydation entstehenden Brenndampf kann die Temperatur des Dampfes erstmals auf ein für die Dampfturbine zulässiges Maß gesenkt werden. Gleichzeitig kommt es durch die Einspritzung zu einer deutlichen Erhöhung der Dampfmenge. Durch diese Maßnahmen ist es erstmals möglich, den aus der Oxydation von Wasserstoff und Sauerstoff entstehende Dampf direkt einer Dampfturbine zuzuführen und dort zu entspannen. Die Entspannung unmittelbar in einer Dampfturbine bietet gegenüber der Entspannung in einer Wasserstoff-geeigneten Gasturbine den Vorteil, dass bei der Entspannung ein wesentlich größeres Enthalpie-Gefälle auf Grund des geringeren Abdampfdrucks und der geringeren Abdampftemperatur (kleiner 1 Bar und bis zu 20 C° je nach Kühlwasserbedingungen des Aufstellortes)zu realisieren ist. Dadurch steigen der Wirkungsgrad und die Leistung gegenüber der Gasturbine deutlich an, bei gleichzeitig deutlich geringeren Kosten. Die Reaktionszeiten für den Start der Dampfturbinenanlage ist dabei ähnlich kurz, wie bei einer Gasturbine.By combining a hydrogen burner with a downstream injection device for injecting water into the combustion steam resulting from the combustion / oxidation, the temperature of the steam can for the first time be reduced to a level that is permissible for the steam turbine. At the same time, the injection leads to a significant increase in the amount of steam. These measures make it possible for the first time to feed the steam resulting from the oxidation of hydrogen and oxygen directly to a steam turbine and to relax it there. The expansion directly in a steam turbine has the advantage over the expansion in a hydrogen-suitable gas turbine that with the expansion a significantly larger enthalpy gradient due to the lower exhaust pressure and the lower exhaust temperature (less than 1 bar and up to 20 ° C depending on Cooling water conditions of the installation site). As a result, the efficiency and the performance increase significantly compared to the gas turbine, with significantly lower costs. The reaction times for starting the steam turbine system are just as short as with a gas turbine.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Dampfturbinenanlage eine regenerative Energiequelle umfasst, die den elektrischen Strom für den Elektrolysator bereitstellt. Regenerative Energiequellen, beispielsweise Windenergie oder Solarenergie bieten Energie in nahezu unbegrenzter Menge, allerdings nicht immer zu dem Zeitpunkt des Energiebedarfs, an. Durch die Elektrolysation kann die regenerative Energie im Wasserstoff und Sauerstoff gespeichert werden und bei Bedarf durch Oxydation des Wasserstoffs mit dem Sauerstoff zu Wasserdampf als thermische Energie einer Dampfturbine zugeführt werden. Die thermische Energie wird wie bereits beschrieben, innerhalb der Dampfturbine in Rotationsenergie umgewandelt und kann in einer Ausgestaltung der Erfindung zum Antreiben eines Generators genutzt werden, wodurch im Bedarfsfall elektrischer Strom erzeugt werden kann.One embodiment of the invention provides that the steam turbine system comprises a regenerative energy source that provides the electrical current for the electrolyzer. Renewable energy sources, for example wind energy or solar energy, offer almost unlimited amounts of energy, but not always when the energy is needed. Through electrolysis, the regenerative energy can be stored in hydrogen and oxygen and, if necessary, fed to a steam turbine as thermal energy by oxidizing the hydrogen with the oxygen. As already described, the thermal energy is converted into rotational energy within the steam turbine and, in one embodiment of the invention, can be used to drive a generator, whereby electrical power can be generated if necessary.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine erste Zuleitung vorgesehen ist, wobei die erste Zuleitung derart räumlich angeordnet ist, dass über die erste Zuleitung zumindest ein Teil des Arbeitsdampfes in einen Eintrittsbereich der Dampfturbine einleitbar ist. Alternative oder geleichzeitig kann eine zweite Zuleitung vorgesehen werden, wobei die zweite Zuleitung derart räumlich angeordnet ist, dass über die zweite Zuleitung zumindest ein Teil des Arbeitsdampfes in einen Entspannungspfad stromabwärts des Eintrittsbereichs einleitbar ist. Ob der Arbeitsdampf über die erste oder die zweite Zuleitung in die Dampfturbine eingeleitet wird ist dabei von den Dampfparametern des Arbeitsdampfs abhängig. Diese werden u.a. von dem durch den Elektrolysator bereitgestellten Druckniveau, welches üblicherweise zwischen 10bar bis 200bar liegt und der eingespritzten Menge und Temperatur des Wassers in den Brenndampf beeinflusst. Bei hohen Dampfparametern (auf Frischdampfniveau), wird der entstehende Arbeitsdampf in den Eintrittsbereich und bei geringeren Dampfparametern in den Entspannungspfad stromabwärts des Eintrittsbereichs geleitet. Um die Zuleitung des Arbeitsdampfes zu Regeln, ist es vorteilhaft die Zuleitungen mit entsprechenden Regelorganen, beispielsweise Regelventilen, zu versehen.A further embodiment of the invention provides that a first supply line is provided, the first supply line being spatially arranged such that at least part of the working steam can be introduced into an inlet area of the steam turbine via the first supply line. Alternatively or at the same time, a second feed line can be provided, the second feed line being spatially arranged in such a way that at least part of the working steam can be introduced into a relaxation path downstream of the inlet area via the second feed line. Whether the working steam is introduced into the steam turbine via the first or the second supply line depends on the steam parameters of the working steam. These are influenced, among other things, by the pressure level provided by the electrolyzer, which is usually between 10 bar and 200 bar, and the amount and temperature of the water injected into the combustion steam. With high steam parameters (at live steam level), the resulting working steam is directed into the inlet area and with lower steam parameters in the expansion path downstream of the inlet area. In order to regulate the supply of the working steam, it is advantageous to provide the supply lines with appropriate control devices, for example control valves.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Einspritzeinrichtung integraler Bestandteil des Wasserstoffbrenners ist. Die Integration der Einspritzeinrichtung ermöglich eine besonders einfache und größenoptimierte Ausführung, von Wasserstoffbrenner und Einspritzeinrichtung, was insbesondere bei einer Nachrüstung einer bestehenden konventionellen Dampfturbinenanlage vorteilhaft ist, da hier der Bauraum häufig begrenzt ist.Another embodiment of the invention provides that the injection device is an integral part of the hydrogen burner. The integration of the injection device enables a particularly simple and size-optimized design of the hydrogen burner and injection device, which is particularly advantageous when retrofitting an existing conventional steam turbine system, since the installation space is often limited here.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Dampfturbinenanlage einen Dampferzeuger umfasst und wenigstens eine dritte Zuleitung zur Dampfturbine vorgesehen ist, über die Dampf von dem Dampferzeuger der Dampfturbine zuführbar ist. Der Dampf, welcher vom Dampferzeuger zur Verfügung gestellt wird, wird nachfolgend als „Zudampf“ bezeichnet. Je nach Dampfparametern des Zudampfs, kann die dritte Zuleitung in den Eintrittsbereich (hohe Dampfparameter) oder in den Entspannungspfad stromabwärts des Eintrittsbereichs (niedrigere Dampfparameter) in die Dampfturbine geleitet werden. Sollten die Dampfparameter des Zudampf varieren, beispielsweise weil der Zudampf von einem Industrieprozess stammt und daher Schwankungen unterliegt, können auch mehrere Zuleitungen vorgesehen werden, so dass der Zudampf dann entsprechend der aktuell vorliegenden Dampfparameter, in die Dampfturbine einleitbar ist. Hierzu sind wiederum vorteilhaft entsprechende Regelorgane vorzusehen.
Auf Grund der drei Zuleitung kann die Dampfturbinenanlage sehr variable ausgestaltet werden und es sind unterschiedliche Betriebsmodi möglich, beispielsweise:

  • - Zuleitung des Arbeitsdampfs in den Eintrittsbereich der Dampfturbine und ausschließlicher Betrieb der Dampfturbinenanlage mit Arbeitsdampf;
  • - Zuleitung des Zudampfs in den Eintrittsbereich der Dampfturbine und ausschließlicher Betrieb der Dampfturbinenanlage mit Zudampf;
  • - Zuleitung des Arbeitsdampfs in den Eintrittsbereich der Dampfturbine und Zuleitung des Zudampfs in den Entspannungspfad der Dampfturbine;
  • - Zuleitung des Zudampfs in den Eintrittsbereich der Dampfturbine und Zuleitung des Arbeitsdampfs in den Entspannungspfad der Dampfturbine.
Another embodiment of the invention provides that the steam turbine system comprises a steam generator and at least one third feed line to the steam turbine is provided, via which steam from the steam generator can be fed to the steam turbine. The steam that is made available by the steam generator is hereinafter referred to as "additional steam". Depending on the steam parameters of the addition steam, the third feed line can be routed into the inlet area (high steam parameters) or into the expansion path downstream of the inlet area (lower steam parameters) in the steam turbine. If the steam parameters of the additional steam vary, for example because the additional steam comes from an industrial process and is therefore subject to fluctuations, several feed lines can also be provided so that the additional steam can then be introduced into the steam turbine according to the currently available steam parameters. To this end, it is advantageous to provide appropriate control organs.
Due to the three supply lines, the steam turbine system can be designed in a very variable manner and different operating modes are possible, for example:
  • - Feeding of the working steam into the inlet area of the steam turbine and exclusive operation of the steam turbine system with working steam;
  • - Feeding of the steam into the inlet area of the steam turbine and exclusive operation of the steam turbine system with steam;
  • - Feeding the working steam into the inlet area of the steam turbine and feeding the additional steam into the expansion path of the steam turbine;
  • - Feeding the additional steam into the inlet area of the steam turbine and feeding the working steam into the expansion path of the steam turbine.

Der entsprechende Betriebsmodus richtet sich dabei nach den Dampfparametern des Arbeitsdampfs und des Zudampfs. Hierdurch kann die Dampfturbinenanlage jeweils im optimalen Betriebsbereich gefahren werden.The corresponding operating mode depends on the steam parameters of the working steam and the additional steam. As a result, the steam turbine system can be operated in the optimal operating range.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Dampferzeuger ein Kessel oder ein Industrieprozess ist. Bei Verwendung eines Kessels kann der Zudampf entsprechend den Anforderungen konditioniert werden und die Dampfturbinenanlage kann auch dann in ihrem optimalen Betriebspunkt gefahren werden, wenn die Wasserstoff- und Sauerstoffspeicher leer sind oder die Dampfparameter die vom Wasserstoffbrenner zur Verfügung gestellt werden nicht ausreichen um die Dampfturbinenanlage in einem sinnvollen Bereich zu betreiben. Steht ein Industrieprozess zur Verfügung, der Dampf mit den für den Betrieb der Dampfturbinenanlage notwendigen Dampfparametern, zur Verfügung stellen kann, so kann dieser genutzt werden, um die Dampfturbinenanlage besonders effektiv zu betreiben, da der Dampf des Industrieprozesses sonst ungenutzt in die Umgebung abgeführt würde.One embodiment of the invention provides that the steam generator is a boiler or an industrial process. If a boiler is used, the additional steam can be conditioned according to the requirements and the steam turbine system can also be operated at its optimal operating point when the hydrogen and oxygen storage tanks are empty or the steam parameters provided by the hydrogen burner are not sufficient for the steam turbine system in one to operate meaningful area. If an industrial process is available that can provide steam with the steam parameters required to operate the steam turbine system, then this can be used to operate the steam turbine system particularly effectively, since the steam from the industrial process would otherwise be discharged into the environment without being used.

Das Erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbinenanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, zeichnet sich durch die nachfolgenden Verfahrensschritte aus:

  • - Elektrolyse von Wasser im Elektrolysator und Zerlegung des Wassers in Sauerstoff und Wasserstoff,
  • - Speicherung des Sauerstoffs im Sauerstoffspeicher und Speicherung des Wasserstoffs im Wasserstoffspeicher,
  • - Vermischung und Verbrennung des Sauerstoffs und des Wasserstoffs im Wasserstoffbrenner zu Brenndampf,
  • - Einspritzen von Wasser, mittels der Einspritzeinrichtung, in den Brenndampf zur Ausbildung des Arbeitsdampfes,
  • - Zuführen des Arbeitsdampfs zur Dampfturbine und entspannen des Arbeitsdampfs in der Dampfturbine;
  • - Kondensation des Arbeitsdampfs im Kondensator, Zuführen des kondensierten Arbeitsdampfs zum Elektrolysators.
The method according to the invention for operating a steam turbine plant according to one of the preceding claims is characterized by the following method steps:
  • - electrolysis of water in the electrolyzer and decomposition of water into oxygen and hydrogen,
  • - Storage of the oxygen in the oxygen storage and storage of the hydrogen in the hydrogen storage,
  • - Mixing and combustion of oxygen and hydrogen in the hydrogen burner to form combustion steam,
  • - Injection of water, by means of the injection device, into the combustion steam to form the working steam,
  • - Feeding the working steam to the steam turbine and relaxing the working steam in the steam turbine;
  • - Condensation of the working steam in the condenser, feeding the condensed working steam to the electrolyzer.

Die Vorteile, die bereits zur erfindungsgemäßen Dampfturbinenanlage erläutert wurden, gelten sinngemäß auch für das erfindungsgemäße Verfahren und werden daher nachfolgend nicht noch einmal im Einzelnen aufgeführt.
Grundsätzlich ermöglicht die erfindungsgemäße Dampfturbinenanlage und das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreib einer solchen Dampfturbinenanlage erstmal, durch das Einspritzen von Wasser in den Dampf, welcher bei der Oxidation/Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff entsteht, den Dampf soweit herunter zu kühlen, dass er direkt in einer Dampfturbine entspannt werden kann. Durch die Einspritzung von Wasser wird nicht nur die Temperatur gesenkt, sondern zusätzlich die Dampfmenge deutlich erhöht. Die Entspannung des Dampfes in der Dampfturbine, anstelle des bisherigen Einsatzes einer Wasserstoff-geeigneter Gasturbine, bietet wie beschrieben, den Vorteil, dass durch den geringeren Abdampfdruck und die niedrigere Abdampftemperatur des entspannten Dampfs, ein wesentlich größeres Enthalpiegefälle ausgenutzt werden kann. Hierdurch steigen der Wirkungsgrad und die Leistung der Maschine stark an. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, das bestehende Dampfturbinenanlagen auf einfache Weise nachgerüstet werden können. Die Investitionskosten sind hierdurch deutlich niedriger als bei einer kompletten Neuanlage. Grundsätzlich ist dabei jede bestehende Dampfturbinenanlage ohne große Änderungen für den Einsatz mit Wasserstoff geeignet, die Dampfturbinenanlage muss im Wesentlichen nur mit entsprechenden Wasserstoff- und Sauerstoffspeichern, sowie dem Wasserstoffbrenner und der Einspritzeinrichtung ausgerüstet (nachgerüstet) werden. Die Wasserstoff- und Sauerstoffspeicher können dabei, insbesondere bei Platzproblemen, auch in einem gewissen Abstand zur Dampfturbine aufgestellt werden.The advantages that have already been explained for the steam turbine system according to the invention also apply mutatis mutandis to the method according to the invention and are therefore not listed again in detail below.
In principle, the steam turbine system according to the invention and the method according to the invention for operating such a steam turbine system first of all enable the steam to be cooled down to such an extent that it is directly in a steam turbine by injecting water into the steam, which is produced during the oxidation / combustion of hydrogen and oxygen can be relaxed. The injection of water not only lowers the temperature, but also significantly increases the amount of steam. The expansion of the steam in the steam turbine, instead of the previous use of a gas turbine suitable for hydrogen, offers the advantage, as described, that a significantly larger enthalpy gradient can be used due to the lower exhaust pressure and the lower evaporation temperature of the expanded steam. This greatly increases the efficiency and performance of the machine. Another important advantage is that existing steam turbine systems can be easily retrofitted. This means that the investment costs are significantly lower than for a completely new system. In principle, any existing steam turbine system is suitable for use with hydrogen without major changes; the steam turbine system essentially only needs to be equipped (retrofitted) with appropriate hydrogen and oxygen storage systems, as well as the hydrogen burner and the injection device. The hydrogen and oxygen storage units can also be set up at a certain distance from the steam turbine, especially if there are space problems.

Nachfolgend werden weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Die 1 zeigt eine schematische und vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Dampfturbinenanlage, dabei sind im Wesentlichen nur die, für die Erfindung notwendigen Details dargestellt. Bei der Darstellung handelt es sich nicht zwangsläufig um eine maßstabsgerechte Darstellung.Further refinements and advantages of the invention are explained below on the basis of an exemplary embodiment. The 1 shows a schematic and simplified representation of a steam turbine system according to the invention, essentially only the details necessary for the invention are shown. The representation is not necessarily a true-to-scale representation.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dampfturbinenanlage 1. Die Dampfturbinenanlage 1 umfasst eine regenerative Energiequelle 9 in Form einer Windturbine. Ist genügend Wind vorhanden, erzeugt die Windturbine elektrischen Strom für einen Elektrolysator 2. Der Elektrolysator wird mit Hilfe einer ersten Pumpe 17 mit demineralisiertem Wasser aus einem Wassertank 18 versorgt. Die erste Pumpe 17 verdichtet dabei das Wasser auf einen Druck von bis zu 200 Bar. Das unter Druck stehende Wasser wird im Elektrolysator 2 in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Der Sauerstoff wird in einem Sauerstoffspeicher 3 und der Wasserstoff in einem Wasserstoffspeicher 4 gespeichert. Besteht ein Bedarf an Elektrizität oder Wärme kann die gespeicherte Energie abgerufen werden. Hierzu wird der Sauerstoff mit dem Wasserstoff kontrolliert und kontinuierlich zur Reaktion gebracht. Die Oxydation/Verbrennung des Sauerstoffs mit dem Wasserstoff findet im Wasserstoffbrenner 5 statt. Dabei wird im Wasserstoffbrenner 5 der Sauerstoff mit dem Wasserstoff vermischt und dadurch zur Reaktion gebracht. Der Wasserstoff- und der Sauerstoffspeicher 3, 4 werden dabei im Gleichdruck entleert und der Wasserstoffbrenner 5 bei Festdruck betrieben. Durch die Oxydation/Verbrennung entsteht reiner Wasserdampf, welcher innerhalb dieser Anmeldung als Brenndampf bezeichnet wird. Der Brenndampf hat allerdings eine so hohe Temperatur, dass er, auf Grund von Werkstoffgrenzen, technisch nicht unmittelbar in einer Dampfturbine nutzbar ist. Aus diesem Grund ist eine Einspritzeinrichtung 6 vorgesehen. Mit Hilfe der Einspritzeinrichtung 6 kann Wasser in den Brenndampf eingespritzt werden, wodurch die Temperatur des Brenndampfs deutlich gesenkt werden kann. Durch die Verdunstung des eingespritzten Wassers nimmt das Dampfvolumen deutlich zu und es bildet sich ein Arbeitsdampf als Mischung von Brenndampf und eingespritzten Wasser aus. Alternativ kann auch Kühldampf an Stelle des Wassers mit dem Brenndampf vermischt werden. Als Kühldampf wir dabei Wasserdampf mit einer Temperatur unterhalb des Brenndampfs bezeichnet. Der Kühldampf kann beispielsweise am Ende der Expansion der Dampfturbine 7 entnommen werden. 1 shows an embodiment of a steam turbine system according to the invention 1 . The steam turbine plant 1 includes a regenerative energy source 9 in the form of a wind turbine. Is If there is enough wind, the wind turbine generates electricity for an electrolyzer 2 . The electrolyzer is powered by a first pump 17th with demineralized water from a water tank 18th provided. The first pump 17th compresses the water to a pressure of up to 200 bar. The pressurized water is in the electrolyzer 2 broken down into hydrogen and oxygen. The oxygen is in an oxygen storage 3 and the hydrogen in a hydrogen storage 4th saved. If there is a need for electricity or heat, the stored energy can be called up. For this purpose, the oxygen is controlled with the hydrogen and made to react continuously. The oxidation / combustion of the oxygen with the hydrogen takes place in the hydrogen burner 5 instead of. This is done in the hydrogen burner 5 the oxygen is mixed with the hydrogen and thus made to react. The hydrogen and oxygen storage 3 , 4th are emptied at the same pressure and the hydrogen burner 5 operated at fixed pressure. The oxidation / combustion produces pure water vapor, which in this application is referred to as combustion vapor. However, the temperature of the combustion steam is so high that it cannot be used directly in a steam turbine due to material limitations. It is for this reason that an injector 6th intended. With the help of the injection device 6th water can be injected into the combustion steam, whereby the temperature of the combustion steam can be reduced significantly. Due to the evaporation of the injected water, the steam volume increases significantly and working steam is formed as a mixture of combustion steam and injected water. Alternatively, cooling steam can also be mixed with the combustion steam instead of water. The term cooling steam is used to describe water vapor with a temperature below that of the combustion steam. The cooling steam can, for example, at the end of the expansion of the steam turbine 7th can be removed.

Durch die Vermischung des Brenndampfs mit dem eingespritzten Wasser/Kühldampf bildet sich ein Arbeitsdampf aus, der hinsichtlich seiner Dampfparameter dazu geeignet ist, unmittelbar in der Dampfturbine 7 entspannt zu werden.By mixing the combustion steam with the injected water / cooling steam, a working steam is formed which, with regard to its steam parameters, is suitable for this directly in the steam turbine 7th to be relaxed.

Die Einspritzeinrichtung 6 kann, wie im Ausführungsbeispiel, separat ausgebildet oder auch direkt in den Wasserstoffbrenner 5 integriert werden. Durch die Integration der Einspritzeinrichtung 6 in den Wasserstoffbrenner 5 ergibt sich ein besonders kompaktes Design und eine platzsparende Ausgestaltung.The injector 6th can, as in the exemplary embodiment, be designed separately or directly into the hydrogen burner 5 to get integrated. By integrating the injection device 6th into the hydrogen burner 5 the result is a particularly compact design and a space-saving configuration.

Der Wasserstoffbrenner 5 ist mit der nachgeschalteten Einspritzeinrichtung 6 über eine erste Zuleitung 10 und eine zweite Zuleitung 13 mit der Dampfturbine 7 verbunden. Die erste Zuleitung 10 ist dabei mit dem Eintrittsbereich 11 der Turbine 7 verbunden. Über die zweite Zuleitung 13 kann der Arbeitsdampf in den Entspannungspfad 12, stromabwärts des Eintrittsbereichs 11, in die Dampfturbine 7 geleitet werden. Über welche Zuleitung der Arbeitsdampf der Dampfturbine 7 zugeführt wird ist dabei abhängig von den Dampfparametern des Arbeitsdampfes, insbesondere von der Temperatur, dem Druck und dem Massenstrom. Bei hohen Dampfparametern erfolgt die Zuführung des Arbeitsdampfes über die erste Zuleitung 10 in den Eintrittsbereich 11 der Dampfturbine 7. Bei niedrigeren Dampfparametern erfolgt die Zuführung des Arbeitsdampfes über die zweite Zuleitung 13 in den Entspannungspfad 12, stromabwärts des Eintrittsbereichs 11, in die Dampfturbine 7. Die Steuerung kann dabei über entsprechende Regelorgane insbesondere Regelventile 19, 20 erfolgen. Diese können mit einer Regelungseinheit verbunden sein, die die Regelventile in Abhängigkeit von den Dampfparametern automatisch steuert. Die Dampfturbine 7, kann neben der zweiten Zuleitung 13, weitere Zuleitungen aufweisen, so dass je nach Dampfparametern, die Einleitung des Arbeitsdampfes in unterschiedlichen Bereichen des Entspannungspfades 12 möglich ist. Die Dampfturbine 7 kann ein oder mehrstufig ausgebildet sein oder auch in mehrere Teilturbinen aufgeteilt werden.The hydrogen burner 5 is with the downstream injection device 6th via a first supply line 10 and a second supply line 13th with the steam turbine 7th connected. The first lead 10 is with the entry area 11 the turbine 7th connected. Via the second supply line 13th the working steam can enter the expansion path 12th , downstream of the entry area 11 , in the steam turbine 7th be directed. Via which supply line the working steam of the steam turbine 7th is supplied is dependent on the steam parameters of the working steam, in particular on the temperature, the pressure and the mass flow. If the steam parameters are high, the working steam is supplied via the first feed line 10 in the entrance area 11 the steam turbine 7th . With lower steam parameters, the working steam is supplied via the second supply line 13th in the relaxation path 12th , downstream of the entry area 11 , in the steam turbine 7th . The control can in particular regulate valves via appropriate regulating organs 19th , 20th respectively. These can be connected to a control unit that automatically controls the control valves as a function of the steam parameters. The steam turbine 7th , can be next to the second supply line 13th , have further supply lines, so that, depending on the steam parameters, the introduction of the working steam in different areas of the expansion path 12th is possible. The steam turbine 7th can be designed in one or more stages or also be divided into several turbine sections.

Der Arbeitsdampf wird in der Dampfturbine 7 bis auf Kondensationsdruck entspannt. Dabei wird die thermische Energie des Arbeitsdampfs in Rotationsenergie umgewandelt. Die Rotationsenergie kann als Antrieb, beispielsweise für einen Antrieb genutzt werden. Im Ausführungsbeispiel treibt die Dampfturbine 7 einen Generator 14 an, so dass die im Wasserstoff und Sauerstoff gespeicherte Energie wieder in elektrischen Strom umgewandelt werden kann und so der Energiebedarf, Wind unabhängig (oder z.B. auch unabhängig vom Sonnenschein bei Solarenergie) zur Verfügung gestellt werden kann.The working steam is in the steam turbine 7th relaxed except for condensation pressure. The thermal energy of the working steam is converted into rotational energy. The rotational energy can be used as a drive, for example for a drive. In the exemplary embodiment drives the steam turbine 7th a generator 14th so that the energy stored in hydrogen and oxygen can be converted back into electricity and so the energy demand can be made available independently of the wind (or, for example, also independently of the sunshine with solar energy)

Der entspannte Arbeitsdampf strömt nach dem austreten aus der Dampfturbine 7 weiter zu einem Kondensator 8 wo er kondensiert. Das Kondensat wird dann weiter zum Wassertank 18 geleitet und steht anschließend dem Kreislauf erneut zur Verfügung. Da bei dem Kreisprozess keine nennenswerten Verluste an Wasser/Dampf auftreten und das Kondensat reines kohlenwasserstoff- / CO2-freies Wasser ist, kann das Wasser/der Dampf in einem geschlossenen Kreislauf geführt werden.The expanded working steam flows after exiting the steam turbine 7th on to a capacitor 8th where it condenses. The condensate then continues to the water tank 18th and is then available to the cycle again. Since there are no significant losses of water / steam during the cycle and the condensate is pure water free of hydrocarbons / CO 2 , the water / steam can be conducted in a closed circuit.

Das Ausführungsbeispiel in 1 weist des Weiteren einen zusätzlichen Dampferzeuger 15 auf. Bei dem Dampferzeuger 15 kann es sich beispielsweise um einen befeuerten oder elektrisch betrieben Kessel handeln. Der Dampferzeuger 15 ist in den Kreislauf der Dampfturbinenanlage 1 integriert und wird aus dem Wassertank 18 gespeist. Der Dampf, welcher vom Dampferzeuger 15 zur Verfügung gestellt wird, wird nachfolgend als Zudampf bezeichnet. Die Dampfparameter des Zudampfs lassen sich auf einfache Weise über den Dampferzeuger 15 einstellen. Der Dampferzeuger 15 kann bei Bedarf zugeschaltet werden, um eine entsprechende Dampfmenge mit dem entsprechenden Druck und der entsprechenden Temperatur zur Verfügung zu stellen. Ein Bedarf kann beispielsweise dann vorliegend, wenn die Sauerstoff-/Wasserstoffspeicher leer sind, dass Dampfvolumen des Arbeitsdampf nicht ausreicht oder die Dampfparameter des Arbeitsdampfs zu niedrig sind. Die Zufuhr des Zudampfs zur Dampfturbine 7 wird dabei über ein Regelorgan, beispielsweise ein Regelventil 21 geregelt. Die Dampfturbinenanlage 1 bietet durch die Kombination von konventionellen Dampferzeuger 15 und Dampfbereitstellung mittels Oxydation/Verbrennung mit Hilfe eines Wasserstoffbrenner 5 eine Vielzahl von Betriebsmodi. So sind je nach Anforderung die folgenden Betriebsmodi möglich:

  • - Zuleitung des Arbeitsdampfs in den Eintrittsbereich 11 der Dampfturbine 7 und ausschließlicher Betrieb der Dampfturbinenanlage 1 mit Arbeitsdampf;
  • - Zuleitung des Zudampfs in den Eintrittsbereich 11 der Dampfturbine 7 und ausschließlicher Betrieb der Dampfturbinenanlage 1 mit Zudampf;
  • - Zuleitung des Arbeitsdampfs in den Eintrittsbereich 11 der Dampfturbine und Zuleitung des Zudampfs in den Entspannungspfad 12 der Dampfturbine 7;
  • - Zuleitung des Zudampfs in den Eintrittsbereich 11 der Dampfturbine 7 und Zuleitung des Arbeitsdampfs in den Entspannungspfad 12 der Dampfturbine 7.
The embodiment in 1 also has an additional steam generator 15th on. At the steam generator 15th For example, it can be a fired or electrically operated boiler. The steam generator 15th is in the circuit of the steam turbine system 1 integrated and is taken from the water tank 18th fed. The steam coming from the steam generator 15th is made available, is hereinafter referred to as Zudampf. The steam parameters of the additional steam can be easily set using the steam generator 15th to adjust. The steam generator 15th can be switched on if necessary in order to provide a corresponding amount of steam with the corresponding pressure and temperature. There may be a need, for example, when the oxygen / hydrogen stores are empty, that the steam volume of the working steam is insufficient or the steam parameters of the working steam are too low. The supply of steam to the steam turbine 7th is thereby via a control element, for example a control valve 21 regulated. The steam turbine plant 1 offers by combining conventional steam generators 15th and steam provision by means of oxidation / combustion with the aid of a hydrogen burner 5 a variety of operating modes. Depending on the requirements, the following operating modes are possible:
  • - Feeding the working steam into the inlet area 11 the steam turbine 7th and exclusive operation of the steam turbine plant 1 with working steam;
  • - Feeding the steam into the inlet area 11 the steam turbine 7th and exclusive operation of the steam turbine plant 1 with additional steam;
  • - Feeding the working steam into the inlet area 11 the steam turbine and supplying the steam to the expansion path 12th the steam turbine 7th ;
  • - Feeding the steam into the inlet area 11 the steam turbine 7th and feeding the working steam into the expansion path 12th the steam turbine 7th .

Eine solchermaßen ausgebildete Dampfturbinenanlage bietet eine maximale Flexibilität und ermöglicht jederzeit einen Betrieb der Dampfturbinenanlage 1 im jeweils optimalen Bereich.A steam turbine system designed in this way offers maximum flexibility and enables the steam turbine system to be operated at any time 1 in the optimal range.

Anstelle des Dampferzeugers 15 in Form eines Kessels, kann die Dampfturbinenanlage 1 auch mit einem Industrieprozess gekoppelt sein, welcher eine entsprechende Menge Zudampf, mit für die Dampfturbine 7 geeigneten Dampfparametern bereitstellt. In diesem Fall kann die Dampfturbinenanlage 1 allerdings nicht als geschlossener Kreislauf ausgebildet sein.Instead of the steam generator 15th in the form of a boiler, the steam turbine system can 1 also be coupled with an industrial process, which a corresponding amount of additional steam, with for the steam turbine 7th provides suitable steam parameters. In this case, the steam turbine system 1 however, it cannot be designed as a closed circuit.

Claims (14)

Dampfturbinenanlage (1), gekennzeichnet, durch die nachfolgend in einem Arbeitskreislauf angeordneten und miteinander in Wirkverbindung stehende Bauteile: - einen Elektrolysator (2) zum Erzeugen von Sauerstoff und Wasserstoff aus Wasser, - einen Sauerstoffspeicher (3) zum Speichern des Sauerstoffs und einen Wasserstoffspeicher (4) zum Speichern des Wasserstoffs, - einen Wasserstoffbrenner (5) zum Vermischen und Verbrennen des Sauerstoffs und Wasserstoffs zu Brenndampf, - eine Einspritzeinrichtung (6) zum Einspritzen von Wasser in den Brenndampf zur Bildung eines Arbeitsdampfs - eine Dampfturbine (7) zum Entspannen des Arbeitsdampfs, - einen Kondensator (8) zum kondensieren des Arbeitsdampfs.Steam turbine plant (1), characterized by the components which are subsequently arranged in a working circuit and are operatively connected to one another: - an electrolyzer (2) for generating oxygen and hydrogen from water, - an oxygen storage (3) for storing the oxygen and a hydrogen storage (4) for storing the hydrogen, - a hydrogen burner (5) for mixing and burning the oxygen and hydrogen to form combustion steam, - An injection device (6) for injecting water into the combustion steam to form working steam - a steam turbine (7) to relax the working steam, - A condenser (8) for condensing the working steam. Dampfturbinenanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfturbinenanlage (1) eine regenerative Energiequelle (9) umfasst, die den elektrischen Strom für den Elektrolysator (2) bereitstellt.Steam turbine system (1) after Claim 1 , characterized in that the steam turbine system (1) comprises a regenerative energy source (9) which provides the electrical current for the electrolyzer (2). Dampfturbinenanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Zuleitung (9) vorgesehen ist, wobei die erste Zuleitung (9) derart räumlich angeordnet ist, dass über die erste Zuleitung (9) zumindest ein Teil des Arbeitsdampfes in einen Eintrittsbereich (10) der Dampfturbine (7) einleitbar ist.Steam turbine plant according to one of the preceding claims, characterized in that a first feed line (9) is provided, the first feed line (9) being spatially arranged in such a way that at least part of the working steam enters an inlet area (10) via the first feed line (9) ) the steam turbine (7) can be introduced. Dampfturbinenanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Zuleitung (11) vorgesehen ist, wobei die zweite Zuleitung (11) derart räumlich angeordnet ist, dass über die zweite Zuleitung (11) zumindest ein Teil des Arbeitsdampfes in einen Entspannungspfad (12) stromabwärts des Eintrittsbereichs (10) einleitbar ist.Steam turbine plant according to one of the preceding claims, characterized in that a second supply line (11) is provided, the second supply line (11) being spatially arranged in such a way that at least part of the working steam enters an expansion path (12) via the second supply line (11) ) can be introduced downstream of the inlet region (10). Dampfturbinenanlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzeinrichtung (6) integraler Bestandteil des Wasserstoffbrenners (5) ist.Steam turbine plant (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the injection device (6) is an integral part of the hydrogen burner (5). Dampfturbinenanlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfturbine (7) mit einem Generator (13) zur Erzeugung elektrischen Stroms gekoppelt ist.Steam turbine plant (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the steam turbine (7) is coupled to a generator (13) for generating electrical power. Dampfturbinenanlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfturbinenanlage (1) einen Dampferzeuger (14) umfasst und wenigstens eine dritte Zuleitung (15) zur Dampfturbine (7) vorgesehen ist, über die Zudampf von dem Dampferzeuger (14) der Dampfturbine (7) zuführbar ist.Steam turbine plant (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the steam turbine plant (1) comprises a steam generator (14) and at least one third supply line (15) to the steam turbine (7) is provided, via which additional steam from the steam generator (14) is provided. the steam turbine (7) can be fed. Dampfturbinenanlage (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass je nach räumlicher Anordnung der drittens Zuleitung (15), der Zudampf vom Dampferzeuger (14), in den Eintrittsbereich (10) der Dampfturbine (7) oder in den Entspannungspfad (12) stromabwärts des Eintrittsbereichs (10) der Dampfturbine (7) einleitbar ist.Steam turbine system (1) after Claim 7 , characterized in that, depending on the spatial arrangement of the third supply line (15), the additional steam from the steam generator (14), into the inlet area (10) of the steam turbine (7) or into the expansion path (12) downstream of the inlet region (10) of the steam turbine (7) can be introduced. Dampfturbinenanlage (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampferzeuger (14) ein Kessel oder ein Industrieprozess ist.Steam turbine system (1) after Claim 7 or 8th , characterized in that the steam generator (14) is a boiler or an industrial process. Verfahren zum Betreiben einer Dampfturbinenanlage (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensschritte: - Elektrolyse von Wasser im Elektrolysator (2) und Zerlegung des Wassers in Sauerstoff und Wasserstoff, - Speicherung des Sauerstoffs im Sauerstoffspeicher (3) und Speicherung des Wasserstoffs im Wasserstoffspeicher (4), - Vermischung und Verbrennung des Sauerstoffs und des Wasserstoffs im Wasserstoffbrenner (5) zu Brenndampf, - Einspritzen von Wasser, mittels der Einspritzeinrichtung (6), in den Brenndampf zur Ausbildung des Arbeitsdampfes, - Zuführen des Arbeitsdampfs zur Dampfturbine (7) und entspannen des Arbeitsdampfs in der Dampfturbine (7); - Kondensation des Arbeitsdampfs im Kondensator (15), - Zuführen des kondensierten Arbeitsdampfs zum Elektrolysators.Method for operating a steam turbine plant (1) according to one of the preceding claims, characterized by the following process steps: - electrolysis of water in the electrolyzer (2) and breaking down the water into oxygen and hydrogen, - storing the oxygen in the oxygen storage (3) and storing the Hydrogen in the hydrogen storage tank (4), - Mixing and combustion of the oxygen and the hydrogen in the hydrogen burner (5) to form combustion steam, - Injection of water by means of the injection device (6) into the combustion steam to generate the working steam, - Supplying the working steam to the steam turbine (7) and relax the working steam in the steam turbine (7); - Condensation of the working steam in the condenser (15), - Feeding of the condensed working steam to the electrolyzer. Verfahren nach Anspruch 10 zum Betreiben einer Dampfturbinenanlage (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolysator (2) mit elektrischem Strom aus der regenerativen Energiequelle (9) betrieben wird.Procedure according to Claim 10 for operating a steam turbine system (1) according to one of the Claims 2 to 10 , characterized in that the electrolyzer (2) is operated with electrical power from the regenerative energy source (9). Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, zum Betreiben einer Dampfturbinenanlage (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassermenge, die in den Brenndampf eingespritzt wird, so geregelt wird, dass der Arbeitsdampf eine Temperatur/einen Druck aufweist, die im Wesentlichen einer Frischdampftemperatur/ einem Frischdampfdruck entspricht, mit dem der Arbeitsdampf in den Eintrittsbereich (10) der Dampfturbine (7) einströmt.Procedure according to Claim 10 or 11 , for operating a steam turbine system (1) according to Claim 3 , characterized in that the amount of water that is injected into the combustion steam is regulated so that the working steam has a temperature / pressure that essentially corresponds to a live steam temperature / a live steam pressure with which the working steam enters the inlet area (10) of the Steam turbine (7) flows in. Verfahren Anspruch 10 oder 11 zum Betreiben einer Dampfturbinenanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassermenge, die in den Brenndampf eingespritzt wird, so geregelt wird, dass der Arbeitsdampf eine Temperatur/einen Druck aufweist, die im Wesentlichen einer Temperatur/ einem Dampfdruck entspricht, welcher der Temperatur/ dem Dampfdruck entspricht welcher in dem Bereich des Entspannungspfades (12) herrscht, in den der Arbeitsdampf eingeleitet wird.Procedure Claim 10 or 11 to operate a steam turbine system according to Claim 4 , characterized in that the amount of water that is injected into the combustion steam is regulated so that the working steam has a temperature / pressure which essentially corresponds to a temperature / steam pressure which corresponds to the temperature / steam pressure which is in the area of the expansion path (12), into which the working steam is introduced. Verfahren Anspruch 10 bis 13 zum Betreiben einer Dampfturbinenanlage (1) nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zudampf vom Dampferzeuger (14), in den Eintrittsbereich (10) der Dampfturbine (7) oder in den Entspannungspfad (12) stromabwärts des Eintrittsbereichs (10) der Dampfturbine (7) eingeleitet wird.Procedure Claim 10 to 13th for operating a steam turbine system (1) according to Claim 7 to 9 , characterized in that the additional steam is introduced from the steam generator (14), into the inlet area (10) of the steam turbine (7) or into the expansion path (12) downstream of the inlet area (10) of the steam turbine (7).
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