[發明專利]蒸汽發電站集成的高溫電池

有效

• 申請號: 201380013696.5
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN104170159A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: C.布倫休伯;C.格雷伯;G.齊默爾曼
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H01M12/08
• 分類號: H01M12/08;H01M8/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 任宇

技術領域

本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分所述的蒸汽發電站，該蒸汽發電站包括可以被燃燒室中的燃燒器裝置燒熱的蒸汽鍋爐以及空氣預熱器，其適合于從燃燒室的廢氣中提取熱能，用于將熱能向第一空氣流傳遞，第一空氣流至少部分地作為燃燒空氣輸入燃燒室中。此外本發明還涉及一種按照權利要求13的前序部分所述的用于運行這種蒸汽發電站的方法。

背景技術

燃燒化石的蒸汽發電站首先用于滿足在公共供電中的基本負荷，也就是公共電網由于電流需求產生的負載，該電流需求通常不低于日平均量。通過燃燒油或煤的蒸汽發電站尤其稱為這種蒸汽發電站。為了滿足其他的電流需求量，在相應的需求時使用中負荷或最大負荷發電站。

以油或煤燃燒的蒸汽發電站由于較高的運行固定成本以及相對較低的燃料成本作為基礎負載電站運行。該蒸汽發電站在運行中作為基礎負載類型優選在上部負載區域中圓形地圍繞鐘表運行。該蒸汽發電站按照技術設計也由于其相對有利的啟動速度或較快的可調節性同樣可以適合作為中負載發電站。

這種蒸汽發電站優選在持續運行中使用，其特別適用于在較小的電流需求的時間中用于向中間存儲器系統供電，在再次電流需求時從該中間存儲器系統中又可以快速地提供電能。

這種中間存儲器系統例如是工業的電池，其能夠將發電站功率以電的形式存儲為電能。結合向公共電網提供電能，在此尤其是高溫電池技術被證實是合適的。

在此，高溫電池應該理解為這種電池，該電池適合將電站容量中間存儲為電功率，用于將其在需要時以足夠量又向公共電網輸出。此外，這種高溫電池的運行溫度至少為100℃，尤其大于250℃并且特別優選地大于500℃。高溫電池優選是具有上述運行溫度的固態電解質電池。

因此，例如鈉硫電池(Na-S蓄電池)適用于中間存儲更大量的電功率。其可以在峰值負載時間中或為了電網穩定非常短時間地又向公共電網輸出。另一種適用于在峰值負載時間中供電的高溫電池技術是由本申請人開發的金屬-空氣電池，如其在DE?10?2009?057?720A1中所述。在此在本申請中明確地參考了該文獻的內容。這種金屬-空氣電池的特征在于存在可氧化的金屬、優選是金屬材料，例如鐵，其在電池放電時通過水蒸氣氧化。電池的功率輸出還基于陰極側的過程氣體輸入，其典型以空氣作為過程氣體被供給。在空氣中存在的氧氣在此在陰極上的放電狀態中被降低并且通過氣密的固體電解質(其將陰極和陽極隔開)向陽極區域傳輸。在那進行被降低的氧氣的氧化，其中變為自由的電荷作為電功率通過觸點分接。為了固體電解質在運行狀態中可以保證其離子的導電性，金屬-空氣電池的功能性需要最低溫度，為了經濟的運行不能低于該最低溫度。

所有的高溫電池共同的是，其為了經濟運行要求供給熱能。為了提供熱能，通常將電加熱系統作為熱源集成在各個電池中，用于將電池置于或保持為運行溫度。但是這在整體考慮待使用的電功率時，常常被證明是在經濟上不利的，因為電能的供給在制造、提供和中間存儲時具有不期望的損失功率。

此外，熱損失也算作這種損失功率，因為大約大于250℃或大于500℃的運行溫度不僅意味著用于提供由電能獲得的熱能的很高的供給耗費，而且同樣需要很高的隔絕耗費，用于將熱損失保持盡可能低。

發明內容

因此本發明所要解決的技術問題在于，避免由現有技術已知的缺點。本發明所要解決的技術問題尤其在于，避免高溫電池相對低效地提供直接由電能獲得的熱能。此外提供一種發電方案，其允許這種高溫電池的高效能的運行。這種方案優選涉及一種將高溫電池集成在蒸汽發電站中用于合適地向高溫電池提供能量的方法。

按照本發明，所述技術問題通過一種按照權利要求1所述的蒸汽發電站以及通過一種按照權利要求13所述的用于運行這種蒸汽發電站的方法解決。

所述技術問題尤其通過一種蒸汽發電站解決，該蒸汽發電站包括可以被燃燒室的燃燒器裝置燒熱的蒸汽鍋爐，以及空氣預熱器，該空氣預熱器適合將熱能從燃燒室的廢氣中取出，用于將熱能向第一空氣流傳遞，第一空氣流至少部分地作為燃燒空氣又輸入燃燒室中，其中蒸汽發電站還包括高溫電池，該高溫電池同樣能夠被供給來自第一空氣流的空氣。

本發明所要解決的技術問題還通過一種用于運行這種蒸汽發電站的方法解決，其中，尤其是高溫電池在運行狀態中被供給來自第一空氣流的空氣。