Verfahren zum Einspeisen von in einer Kavernenspeicheranlage gespeichertem Gas in ein Verbrauchernetz sowie Anordnung zum Durchführen eines solchen Verfahrens

Abstract

 Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren und eine Anordnung zum Einspeisen von in einer Kavernenspeicheranlage gespeichertem Gas in ein Verbrauchernetz, bei denen durch eine mehrstufige Arbeitsweise unter Vorgabe bestimmter Leitungswege zwischen den einzelnen Speicherkavernen und dem zu speisenden Verbrauchernetz und zeitlicher Abstimmung der Entladung der einzelnen Speicher­kavernen von einem ursprünglich hohen Lagerdruck bis zu einem noch unter dem Betriebsdruck im Verbrauchernetz liegenden minimalen Restdruck mit Hilfe passend gesteuerter Absperrarmaturen im ver­bindenden Leitungssystem zwischen Speicherkavernen und Verbraucher­netz eine langzeitig hohe Ausspeicherungsrate für die Gasentnahme erreicht werden kann, wobei als einziges apparatives Hilfsmittel eine auch für die Einspeicherung des Gases in die Speicherkavernen dienende Verdichterstation vorgesehen ist. Ergänzend kann das aus­gespeicherte Gas bei seinem Durchgang durch das verbindende Lei­tungssystem einer Aufheizung durch Wärmezufuhr und einer Trocknung zur Entfernung von Restfeuchtigkeit unterzogen werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Betrieb von Kaver­nenspeicheranlagen für die Zwischenspeicherung von Gas, und sie betrifft im besonderen ein Verfahren zum Einspeisen von in einer Kavernenspeicheranlage mit wenigstens zwei Einzelkavernen unter hohem Lagerdruck gespeichertem Gas in eine mit niedrigerem Betriebs­druck arbeitendes Verbrauchernetz unter Verwendung einer zwischen­schaltbaren Verdichterstation sowie eine Anordnung zum Durchführen eines solchen Verfahrens.

[0002] Im Rahmen der Versorgung von Verbrauchern insbesondere mit Erd­gas hat sich als Vorsorge gegen Störungen oder Ausfälle der laufen­den Zuführung des Gases aus häufig weit entfernten Quellen auch über einen längeren Zeitraum die Zwischenspeicherung von größeren Gasmengen in Speicherkavernenanlagen eingeführt, die eine Mehrzahl von beispielsweise in Salzstöcken ausgebauten Einzelkavernen um­fassen, die sich über ein entsprechendes Leitungssystem mit dem jeweiligen Verbrauchernetz verbinden lassen. In Zeiten eines Über­schusses an Gasanlieferung aus den Primärquellen werden diese Speicherkavernen aus dem Verbrauchernetz mit Erdgas gefüllt, wobei mit Hilfe einer in das verbindende Leitungssystem einbezogenen Verdichterstation das gespeicherte Gas auf einen den Betriebsdruck im Verbrauchernetz übersteigenden Lagerdruck gebracht wird. Im Bedarfsfalle wird das so gespeicherte Gas dann wieder aus den Kavernen ausgespeichert und unter ensprechender Druckreduzierung in das Verbrauchernetz eingespeist.

[0003] Um bei einer solchen Versorgung mit zwischengespeichertem Gas eine bedarfsgerechte Belieferung der Verbraucher sicherzustellen, müssen sich über einen möglichst langem Zeitraum größe Gasmengen pro Zeiteinheit aus den Speicherkavernen in das Verbrauchernetz einspeisen lassen, die Ausspeicherung muß also mit möglichst hohem Durchsatz erfolgen, wobei dieser hohe Durchsatz über möglichst lange Zeiträume hinweg aufrechterhalten bleiben sollte.

[0004] Diesem Ziel steht jedoch der Umstand entgegen, daß bei mit hoher Ausspeicherungsrate erfolgender Gasentnahme aus den Speicherkavernen der Ausspeicherungsvorgang wegen Wegfalls des erforderlichen Förder­drucks bereits dann als beendet zu betrachten ist, wenn das Druck­niveau in den Speicherkavernen auf den Wert des Druckniveaus im Verbrauchernetz abgesunken ist, obwohl in diesem Zeitpunkt die Speicherkavernen noch erhebliche Gasmengen enthalten. Dieses Gas ließe sich zwar grundsätzlich mit Hilfe von zwischengeschalteten Ausspeicherverdichtern nutzbar machen, doch bedürfte es dabei zur Aufrechterhaltung zufriedenstellend großer Ausspeicherungsraten so großen Verdichterkapazitäten, daß sowohl unter dem Gesichtspunkt der erforderlichen Investitionen als auch unter dem Gesichtspunkt' der laufenden Betriebskosten ein wirtschaftlich unvertretbarer Aufwand getrieben werden müßte.

[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzu­zeigen, auf dem sich bei wirtschaftlich annehmbaren Kostenaufwand die Ausspeicherungsrate bei der Entnahme von Speichergas aus einer Kavernenspeicheranlage zu dessen Einspeisung in ein Verbrauchernetz über einen längeren Zeitraum als bisher auf einem hohen Wert halten läßt, wobei gleichzeitig ein möglichst große Gasmenge ausspeicher­bar sein soll.

[0006] Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung ausgehend von einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß im Mehrstufenbetrieb gefahren wird, wobei in einer ersten Stufe eine erste Einzelkaverne unter alleiniger Gasentnahme aus dieser Einzelkaverne von ihrem Lagerdruck bis zu dem Betriebsdruck in dem zu speisenden Verbrauchernetz in dieses entladen wird, in weiteren Stufen die jeweils zuvor entladene Einzelkaverne mit der Saugseite der Verdichterstation verbunden und die nächstfolgende, noch auf hohem Lagerdruck befindliche Einzelkaverne gemeinsam mit der Druckseite der Verdichterstation an das Verbrauchernetz ange­schlossen wird und in einer letzten Stufe die zuletzt entladene Einzelkaverne über die Verdichterstation in das Verbrauchernetz endentladen wird.

[0007] Eine bevorzugte Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung weist ein Leitungssystem mit einer Verdichterstation auf, das die verschiedenen Einzelkavernen mit dem Verbrauchernetz verbindet, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das verbindende Leitungssystem eine erste Sammelleitung und eine zweite Sammel­leitung aufweist, von denen jede über je eine eigene, eine Absperr­und Regelarmatur enthaltende Stichleitung an jede Einzelkaverne angeschlossen ist und auf einem ersten Leitungsweg wenigstens die erste Sammelleitung direkt und auf einem zweiten Leitungsweg wenigstens die zweite Sammelleitung unter Zwischenschaltung der Verdichterstation mit einer zum Verbrauchernetz führenden bzw. von dort kommenden Ausgangs- bzw. Eingangsleitung verbindbar ist.

[0008] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sowohl hinsichtlich des Verfahrens gemäß der Erfindung als auch hinsichtlich der Anordnung zu dessen Durchführung ergeben sich jeweils aus Unteransprüchen.

[0009] Mit Hilfe der Erfindung gelingt es, die Zeitspanne, innerhalb deren sich in einer Kavernenspeicheranlage gespeichertes Gas mit hoher Ausspeicherungsrate in ein angeschlossenes Verbrauchernetz einspeisen läßt, deutlich zu verlängern, ohne daß dazu ein wirt­schaftlich unvertretbarer Einrichtungs- und Betriebsaufwand not­wendig wäre. Vielmehr sind grundsätzlich nur die aud für die Gaseinspeicherung in die Speicherkavernen erforderlichen Zusatz­aggregate vorzusehen, während es für die Zwecke der Erfindung im Prinzip nur der Anordnung und zweckentsprechenden Steuerung von Absperrarmaturen in den einzelnen Leitungen des Verbindenden Lei­tungssystems zwischen den Speicherkavernen und dem Verbrauchernetz für die Schaffung definierter Leitungswege bedarf.

[0010] In bevorzugter Ausführung ergibt die Erfindung ein Verfahren und eine Anordnung zum Einspeisen von in einer Kavernenspeicher­anlage gespeichertem Gas in ein Verbrauchernetz, bei denen durch eine mehrstufige Arbeitsweise unter Vorgabe bestimmter Leitungswege zwischen den einzelnen Speicherkavernen und dem zu speisenden Ver­brauchernetz und zeitlicher Abstimmung der Entladung der einzelnen Speicherkavernen von einem ursprünglich hohen Lagerdruck bis zu einem noch unter dem Betriebsdruck im Verbrauchernetz liegenden minimalen Restdruck mit Hilfe passend gesteuerter Absperrarmaturen im verbindenden Leitungssystem zwischen Speicherkavernen und Ver­brauchernetz eine langzeitig hohe Ausspeicherungsrate für die Gas­entnahme erreicht werden kann, wobei als einziges apparatives Hilfs­mittel eine auch für die Einspeicherung des Gases in die Speicher­kavernen dienende Verdichterstation vorgesehen ist. Ergänzend kann das ausgespeicherte Gas bei seinem Durchgang durch das verbindende Leitungssystem einer Aufheizung durch Wärmezufuhr und einer Trock­nung zur Entfernung von Restfeuchtigkeit unterzogen werden.

[0011] Für die weitere Erläuterung der Erfindung, ihrer Merkmale und Vorteile wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen, in der Aufbau und Funktionsweise eines bevorzugten Ausführungsbeispiels schematisch veranschaulicht sind; im einzelnen zeigen in der Zeichnung:

Fig. 1a den Verlauf der Ausspeicherungsrate über der Zeit bei der Entladung einer Kavernenspeicheranlage in der bisher üblichen Weise,

Fig. 1b ein entsprechendes Zeitdiagramm für die Ausspei­cherung von in einer gleichen Kavernenspeicheranglage gespeichertem Gas nach dem Verfahren gemäß der Erfindung und.

Fig. 2 den Aufbau einer Anordnung gemäß der Erfindung in einem Blockschaltbild in Verbindung mit einer Kavernenspeicheranlage mit vier Einzelkavernen.

[0012] Die Darstellung in Fig. 2 zeigt ein Übersichtsschema für eine gemäß der Erfindung ausgebildete Anordnung, die eine vier Einzel­kavernen K1, K2, K3 und K4 aufweisende Kavernenspeicheranlage für die Speicherung beispielsweise von Erdgas mit einem nicht eigens gezeigten Verbrauchernetz verbindet.

[0013] Die dargestellte Anordnung enthält eine erste Sammelleitung A und eine zweite Sammelleitung B, die jede mit jeder der Kavernen K1 bis K4 über je eine eigene Stichleitung verbunden sind. In diesen Stichleitungen liegen jeweils Absperrarmaturen VA1, VA2, VA3 und VA4 bzw. VB1, VB2, VB3 und VB4, die je nach ihrer Ein­stellung den Strömungsweg zwischen der ersten Sammelleitung A und den einzelnen Kavernen K1 bis K4 bzw. den Strömungsweg zwischen der zweiten Sammelleitung B und den einzelnen Kavernen K1 bis K4 für einen Gasdurchgang freigeben oder sperren.

[0014] Von der Sammelleitung A führt weiter ein erster Leitungsweg aus einer Leitung C und einer anschließenden Leitung I zu einer Aus­gangs- bzw. Eingangsleitung O, die ihrerseits die Verbindung zu dem in der Zeichnung nicht gezeigten Verbrauchernetz herstellt. Im Zuge der Leitung C liegen von der Sammelleitung A her gesehen der Reihe nach eine Absperrarmatur 3, ein Filterseparator FS1, ein Wärmetauscher WT1 und eine Absperrarmatur 8, während die Leitung I in der gleichen Richtung betrachtet der Reihe nach eine Absperr­armatur 13, eine Druckreduzierstation DR1, Sicherheitsabsperrein­richtungen SAV1, einen Gastrockner GT1, Durchflußmeß- und -regel­einrichtungen DMR1 und eine Absperramatur 16 enthält. Am Beginn der Ausgangs- bzw. Eingangsleitung O ist eine Absperrarmatur 19 angeordnet, über die der Strömungsweg zum und vom Verbrauchernetz gesperrt oder freigegeben werden kann.

[0015] Von der zweiten Sammelleitung B zweigt eine Leitung D ab, die das erste Teilstück eines zweiten Leitungsweges zur Ausgangs- bzw. Eingangsleitung O bildet und anschließend an die Sammelleitung B der Reihe nach eine Absperrarmatur 4, einen Filterseparator FS2, einen Wärmtauscher WT2 und eine Absperrarmatur 9 enthält. Zu dem zweiten Leitungsweg gehören weiter der Reihe nach ein Teilstück einer zwischen den Leitungen C und I und deren Absperrarmaturen 8 bzw. 13 abzweigenden und zur Leitung D und darüber hinaus führenden Leitung H, die zwischen den Leitungen C und D eine Absperrarmatur 11 und nach ihrer Verbindungsstelle mit der Lei­tung D eine Absperrarmatur 12 enthält, und eine an die Leitung H anschließende Leitung G, die im Anschluß an die Leitung H der Reihe nach eine Absperrarmatur 10, eine Verdichterstation VS, einen Luftkühler LK zum Abkühlen des die Verdichterstation VS verlassenden Gases und eine Absperrarmatur 7 enthält. An die Leitung G schließt eine Leitung K an, die zur Verbindungsstelle der Leitung D mit der Sammelleitung B und weiter zur Leitung C an deren mit D mit der Sammelleitung A verbundener Seite führt und zwischen den Leitungen C und D eine Absperrarmatur 1 und noch vor ihrer Verbindung mit der Leitung D eine Absperrarmatur 2 enthält. Noch vor der Absperrarmatur 2 zweigt von der Leitung K eine Leitung E ab, die der Reihe nach eine Absperrarmatur 5 und eine Druckredu­zierstation DRO enthält. Über eine anschließende Leitung L ist die Leitung E mit einer Leitung J verbunden, die an der Verbindung zwischen den Leitungen C und I des ersten Leitungsweges abzweigt und in Analogie zur Leitung I der Reihe nach eine Absperrarmatur 14, eine Druckreduzierstation DR2, Sicherheitsabsperreinrichtungen SAV2, einen Gastrockner GT2, Druchflußmeß- und -regeleinrichtungen DRM2 und eine Absperrarmatur 17 enthält. Die Leitung L, die ein weiteres Teilstück des zweiten Leitungsweges bildet und insoweit eine Fortsetzung der Leitung E bildet, mündet in die Leitung J zwischen der Druckreduzierstation DR2 und den Sicherheitsabsperr­einrichtungen SAV2, mit denen die Leitung J bis zu ihrem Ende ein weiteres Teilstück des zweiten Leitungsweges bildet. Den Abschluß des zweiten Leitungsweges bildet eine Leitung N, die zwischen den Absperrarmaturen 16 und 19 an der Verbindung zwischen der Leitung I und Ausgangs- bzw. Eingangsleitung O abzweigt und nach ihrer Verbindung mit der Leitung J eine Absperrarmatur 18 enthält. Der zweite Leitungsweg besteht also insgesamt aus der Leitung D, dem anschließenden Teilstück der Leitung H mit der Absperrarmatur 12, der Leitung G, dem anschließenden Teilstück der Leitung K bis zu dessen Verbindung mit der Leitung E, der Leitung E selbst, der Leitung L, dem anschließenden Teilstück der Leitung J ab der Druck­reduzierstation DR2 bis zur Verbindung der Leitung J mit der Leitung N und dem anschließenden Teilstück der Leitung N bis zur Verbindung der Leitung N mit den Leitungen I und O zwischen den Absperrarma­turen 16 und 19.

[0016] Eine Innenverbindung innerhalb des zweiten Leitungsweges bildet eine Leitung F, die zwischen der Verbindung mit der Leitung G und der Absperrarmatur 2 von der Leitung K abzweigt und zur Leitung H führt, wo sie zwischen deren Verbindung mit der Leitung G und der Absperrarmatur 12, einmündet. Dank dieser Lage bietet die Leitung F, die eine Absperrarmatur 6 enthält, die Möglichkeit, die in der Leitung G liegenden Baustufen wie insbesondere die Verdichter­station VS, deren Saugseite der Leitung H und deren Druckseite der Leitung K zugewandt ist, zu überbrücken, Auf diese Weise lassen sich eine Einspeicherung oder eine Umspeicherung von Gas unter Umgehung der Verdichterstation bewirken.

[0017] Vervollständigt wird das verbindende Leitungssystem in Fig. 2 durch eine Leitung M, die nach der Absperrarmatur 18 an die Lei­tung N anschließt und zur Verbindung der Leitung H mit der Leitung G führt. Im Zuge der Leitung M liegen anschließend an die Leitung N der Reihe nach eine Filterseparator FSO, eine Durchflußmeßein­richtung DMO, Sicherheitsabsperreinrichtungen SAVO und eine Ab­sperrarmatur 15. Die Leitung M dient zur Einspeicherung von Gas aus dem Verbrauchernetz oder auch zur Umspeicherung von Gas zwischen den Speicherkavernen.

[0018] Das in Fig. 2 dargestellte verbindende Leitungssystem mit den Leitungen A bis O gestattet, wie die vorstehende Beschreibung der Leitungsführung zeigt, die Einspeicherung von über das Verbrau­chernetz angeliefertem Gas in die verschiedenen Kavernen K1 bis K4, die Umspeicherung von Gas zwischen den Kavernen K1 bis K4 und die Ausspeicherung von Gas aus den Kavernen K1 bis K4 in das Verbrau­chernetz, wobei speziell diese Ausspeicherung in neuartiger und besonders vorteilhafter Weise erfolgen kann. Der gesamte Betrieb der Kavernenspeicheranlage in Verbindung mit den vorgenannten Speichervorgängen vollzieht sich bevorzugt unter Steuerung ins­besondere des Öffnens und Schließens der verschiedenen Armaturen 1 bis 19 und VA1 bis VB4 mit Hilfe eines in der Zeichnung nicht eigens dargestellten Prozeßleitwerks, das durch selektives Öffnen und Schließen der einzelnen Armaturen die jeweils benötigten Leitungswege schafft, durch die das Gas strömen kann. Dabei ist von besonderem Vorteil, daß auch unterschiedliche Werte von Zustands­parametern wie Gastemperatur oder Gasfeuchte in den einzelnen Kavernen berücksichtigt werden können und so der jeweilige Gesamt­vorgang optimiert werden kann. In diesem Zusammenhang kann noch angemerkt werden, daß jede der dargestellten Speicherkavernen K1 bis K4 noch ihrerseits in mehrere Teilkavernen aufgeteilt sein kann, also anstelle einer Einzelkaverne auch eine Kavernengruppe vorgesehen sein kann, die einheitlich betrieben wird.

[0019] Zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Betriebsweise der in Fig. 2 dargestellten Kavernenspeicheranlage soll nunmehr ein mögliches Arbeitsbeispiel beschrieben werden. Dabei werden die folgenden Basisdaten zugrundegelegt:
Geometrisches Volumen der vier Kavernen oder Kavernengruppen K1 bis K4 je 400 000 Kubikmeter;
Anfänglicher Lagerdruck des gespeicherten Gases (trockenes Erdgas) 180 bar;
Anfangstemperatur des gespeicherten Gases und des umgebenden Gesteins 50° C;
Gewünschte Gesamtausspeicherungsrate (über einen möglichst langen Zeitraum) 200 000 Kubikmeter je Stunde (i. N.);
Druckniveau im Verbrauchernetz 50 bar;
Kapazität der Verdichterstation VS ausreichend für eine Abgabe von 50 000 Kubikmetern je Stunde (i. N) mit einem Druck von 50 bar bei Anlieferung bei Drücken zwischen 20 und 50 bar;
Minimales Druckniveau in den Kavernen K1 bis K4 ca. 20 bar.

[0020] Auf der Grundlage dieser Basisdaten wird die Auspeicherung des Gases aus den Kavernen K1 bis K4 nach dem Verfahren gemäß der Erfindung in insgesamt fünf aufeinanderfolgenden Stufen durchge­führt, wie sie nachstehend angegeben sind:

1. Gasentnahme allein aus der Kaverne K1 mit der vorgegebenen Ausspeicherungsrate von 200 000 m³/h (i. N) bis zum Erreichen eines Gasdruckes von 50 bar in der Kaverne K1 über den ersten Leitungsweg;

2. Umschaltung der Kaverne K1 auf den zweiten Leitungsweg und Anschaltung der Kaverne K2 an den ersten Leitungsweg unter Aufrechterhaltung der Gesamtausspeicherungsrate von 200 000 m³/h (i. N) mit einer Ausspeicherungsrate von 150 000 m³/h (i. N.) für die Kaverne K2 und gleichzeitiger weiterer Gasentnahme aus der Kaverne K1 mit einer Ausspeicherungsrate von 50 000 m³/h (i. N.) unter Mitwirkung der Verdichterstation VS bis zum Erreichen eines Gasdruckes von 50 bar in der Kaverne K2 und eines Gasdrucks von ca. 20 bar in der Kaverne K1;

3. Abschaltung der Kaverne K1, Umschaltung der Kaverne K2 auf den zweiten Leitungsweg und Anschaltung der Kaverne K3 an den ersten Leitungsweg für eine Gasentnahme mit einer Gesamtaus­speicherungsrate von 200 000 m³/h (i. N.) aus den Kavernen K2 (Ausspeicherungsrate 50 000 m³/h (i. N.) über die Verdichter­stations VS) und K3 (Ausspeicherungsrate 150 000 m³/h (i. N.)) bis zum Erreichen eines Gasdruckes von 50 bar in der Kaverne K3 und eines Gasdruckes von ca. 20 bar in der Kaverne K2;

4. Abschaltung der Kaverne K2, Umschaltung der Kaverne K3 auf den zweiten Leitungsweg und Anschaltung der Kavern K4 an den ersten Leitungsweg für eine Gasentnahme mit einer Gesamtaus­speicherungsrate von 200 000 m³/h (i. N.) aus den Kavernen K3 und K4 bis zum Erreichen eines Gasdruckes von 50 bar in der Kaverne K4 und von ca. 20 bar in der Kaverne K3;

5. Abschaltung der Kaverne K3 und Umschaltung der Kaverne K4 auf den zweiten Leitungsweg zu deren Endentladung einen Gas­druck von ca. 20 bar über die Verdichterstation VS.

[0021] Die für die vorstehend erläuterten Stufen 1 bis 5 erforderlichen Einstellungen (offen oder geschlossen) der verschiedenen Armaturen 1 bis 19 und VA1 bis VB4 sind nachstehend in Form einer Tabelle zusammengestellt, die der vollständigen Beschreibung des Betriebs­ablaufs in der Kavernenspeicheranlage von Fig. 2 halber auch die entsprechenden Verhältnisse für die Gaseinspeicherung in die Kavernen K1 bis K4 sowie für Beispiele für eine interne Gasum­lagerung zwischen den Kavernen K1 bis K4 zeigt.

[0022] Im einzelnen sind in der Tabelle folgende Betriebsphasen erfaßt:
BE Gaseinspeicherung
BA1 Gasausspeicherung (1. Stufe)
BA2 Gasausspeicherung (2. Stufe)
BA3 Gasausspeicherung (3. Stufe)
BA4 Gasausspeicherung (4. Stufe)
BA5 Gasausspeicherung (5. Stufe)
BUDH Direkte Gasumlagerung aus einer Kaverne (hier Kaverne K1) höheren Drucks in eine Kaverne (hier Kaverne K2) niedri­geren Drucks über Filterseparator (hier FS1) und Wärme­tauscher (hier WT1)
BUDN Direkte Gasumlagerung aus einer Kaverne (hier Kaverne K3) niedrigeren Drucks in eien Kaverne (hier Kaverne K4) höheren Drucks über Filterseparator (hier FS1), Wärmetauscher (hier WT1) und Verdichterstation (VS)
BUTH Gasumlagerung aus einer Kaverne (hier Kaverne K1) höheren Drucks in eine Kaverne (hier Kaverne K2) niedrigeren Drucks über Filterseparator (hier FS0 und FS1), Wärmetauscher (hier WT1) und Gastrockner (hier GT1) unter Umgehung der Verdichterstation VS auf dem Wege über die Leitung F (für ein unter dem zulässigen Druckniveau im Gastrockner liegen­des Druckniveau in der Kaverne K2)
BUTN Gasumlagerung aus einer Kaverne (hier Kaverne K3) niedrigeren Drucks in eine Kaverne (hier Kaverne K4) höheren Drucks über Filterseparator (hier FS0 und FS1), Wärmetauscher (hier WT1) und Gastrockner (hier GT1) unter Einschaltung der Verdichter­station VS.

[0023] Die Stellung der Armaturen 1 bis 19 und VA1 bis VB4 ist in der Tabelle durch die Symbole "1" (offen) und "0" (geschlossen) ange­geben.

Wie die vorstehende Tabelle ebenso wie die ihr vorangehende Erläu­terung des Betriebsablaufs zeigen, wird bei der betroffenen Aus­führungsform der Erfindung die Sammelleitung A überwiegend mit höherem Betriebsdruck zum Beispiel zwischen 50 und 180 bar gefahren, während der Betriebsdruck in der Sammelleitung B überwiegend bei geringeren Werten von zum Beispiel zwischen 20 und 50 bar liegt. Die Sammelleitung A dient entsprechend in erster Linie zum Aus­speichern von Gas aus noch auf hohen Lagerdruck befindlichen Speicherkavernen über die Armaturen VA1 bis VA4, während für die Gaseinspeicherung und für die Ausspeicherung von Gas aus bereits weitgehend entladenen Speicherkavernen der Weg über die Sammel­leitung B und die Armaturen VB1 bis VB4 vorgesehen ist.

[0024] Im Anschluß an die Sammelleitung A strömt das auszuspeichernde Gas durch den ersten Leitungsweg, während die Sammelleitung B für die Gasausspeicherung ihre Fortsetzung im wesentlichen in dem zweiten Leitungsweg findet. Im Zuge beider Leitungswege grenzen die Druckreduziertstationen DR0 in der Leitung E, DR2 in der Leitung J und DR1 in der Leitung I einen an den hohen Lagerdruck, der an den Speicherkavernen K1 bis K4 herrschen kann, angepaßten ersten Bereich gegen einen zweiten Bereich ab, der auf den niedrigeren Betriebs­druck im Verbrauchernetz ausgelegt ist. Eine betriebsmäßrige Verbin­dung ist zwischen den beiden Leitungswegen nur zwischen auf gleichen Betriebsdruck ausgelegten Bereichen vorgesehen; die Leitung L ver­bindet die Leitungen E und J im Anschluß an die Niederdruckseite der jeweiligen Druckreduzierstationen DR0 bzw. DR2.

[0025] Die Darstellungen in Fig. 1a und 1b veranschaulichen die mit Hilfe der Erfindung erzielbare Verlängerung der Gasausspeicherungs­zeit mit hoher Ausspeicherungsrate anhand zweier Zeitdiagramme, von denen das erste (Fig. 1a) die Verhältnisse bei einer bisher üblichen gleichzeitigen Entladung aller vorhandenen Speicherkaver­nen zunächst vom Anfangsdruckniveau bis zum Betriebsdruck im Ver­brauchernetz und dann unter Einschaltung einer Ausspeicherungsver­dichterstation weiter bis zum Restdruck zeigt, während das zweite Diagramm (Fig. 1b) den Verlauf der Ausspeicherungsrate über der Zeit bei der Entladung einer gleichen Kavernenspeicheranlage nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wiedergibt.

[0026] Ein Vergleich beider Diagramme zeigt, daß der Zeitraum, inner­halb dessen sich die Ausspeicherungsrate auf dem für die Versorgung des Verbrauchernetzes mit zwischengespeichertem Gas gewünschten hohen Wert halten läßt, unter den Bedingungen der Erfindung deut­lich, nämlich um etwa 20% länger ausfällt als beim Stande der Technik. Die durch die schraffierten Flächen in den Diagrammen veranschaulichte insgesamt entnehmbare Gasmenge ist in beiden Fällen etwa gleich groß.

Ansprüche

1. Verfahren zum Einspeisen von in einer Kavernenspeicheranlage mit wenigstens zwei Einzelkavernen unter hohem Lagerdruck gespei­chertem Gas in ein mit niedrigerem Betriebsdruck arbeitendes Verbrauchernetz unter Verwendung einer zwischenschaltbaren Verdichterstation, dadurch gekennzeichnet, daß im Mehrstufen­betrieb gefahren wird, wobei in einer ersten Stufe eine erste Einzelkaverne (K_i) unter alleiniger Gasentnahme aus dieser Einzelkaverne von ihrem Lagerdruck bis zu dem Betriebsdruck in dem zu speisenden verbrauchernetz in dieses entladen wird, in weiteren Stufen die jeweils zuvor entladene Einzelkaverne (K_i) mit der Saugseite der Verdichterstation (VS) verbunden und die nächstfolgende, noch auf hohem Lagerdruck befindliche Einzel­kaverne (K_i+1) gemeinsam mit der Druckseite der Verdichter­station an das Verbrauchernetz angeschlossen wird und in einer letzten Stufe die zuletzt entladene Einzelkaverne (K_n) über die Verdichterstation in das Verbrauchernetz endentladen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus­zuspeichernde Gas auf seinem Wege von den Speicherkavernen zum Verbrauchernetz durch Wärmezufuhr von außen beheizt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auszuspeichernde Gas auf seinem Wege von den Speicher­kavernen zum Verbrauchernetz getrocknet wird.

4. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der An­sprüche 1 bis 3 mit einem eine Verdichterstation enthaltenden Leitungssystem, das die verschiedenen Einzelkavernen mit dem Verbrauchernetz verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das verbindende Leitungssystem eine erste Sammelleitung (A) und eine zweite Sammelleitung (B) aufweist, von denen jede über je eine eigene, eine Absperr- und Regelarmatur (VA1, VA2, VA3, VA4, VB1, VB2, VB3, VB4) enthaltende Stichleitung an jede Ein­zelkaverne (K1, K2, K3, K4) angeschlossen ist und auf einem ersten Leitungsweg (C, I) wenigstens die erste Sammelleitung (A) direkt und auf einem zweiten Leitungsweg (D, H, G, K, E, L, J, N) wenigstens die zweite Sammelleitung (B) unter Zwischen­schaltung der Verdichterstation (VS) mit einer zum Verbraucher­netz führenden bzw. von dort kommenden Ausgangs- bzw. Eingangs­leitung (O) verbindbar ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenig­stens eine der beiden Sammelleitungen (A und B) sowohl an den ersten Leitungsweg (C, I) als auch an den zweiten Leitungsweg (D, H, G, K, E, L, J, N) anschließar ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Sammelleitungen (A und B) sowohl an den ersten Leitungsweg (C, I) als auch an den zweiten Leitungsweg (D, H, G, K, E, L, J, N) anschließar sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß die einzelnen Leitungen (C bis N) das Leitungs­systems Absperrarmaturen (1 bis 18) für die Auswahl bestimmter Leitungswege für den Gasdurchgang enthalten.

8. Anordnung einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß in den Zug sowohl des ersten Leitungsweges (C, I) als auch des zweiten Leitungsweges (D, H, G, K, E, L, J, N) jeweils wenigstens ein Wärmetauscher (WT1 bzw. WT2) zum Behei­zen des durchströmenden Gases eingeführt ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß in den Zug sowohl des ersten Leitungsweges (C, I) als auch des zweiten Leitungsweges (D, H, G, K, E, L, J, N) jeweils ein Gastrockner (GT1 bzw. GT2) eingefügt ist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekenn­zeichnet, daß sowohl der erste Leitungsweg (C, I) als auch der zweite Leitungsweg (D, H, G, K, E, L, J, N) jeweils durch eine Druckreduzierstation (DR1 bzw. DR0) in einen den Speicher­kavernen (K1 bis K4) zugewandten, auf deren hohen Lagerdruck ausgelegten ersten Bereich und einen dem Verbrauchernetz zuge­wandten, auf dessen niedrigeren Betriebsdruck ausgelegten zweiten Bereich unterteilt ist.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung zwischen den beiden Leitungswegen (C, I und D, H, G, K, E, L, J, N) jeweils nur zwischen deren auf gleiche Druck­bedingungen ausgelegten Bereichen vorgesehen ist.

12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die Druckreduzierstation (DR0) in Richtung auf das Verbrauchernetz folgender Abschnitt (Leitung J) des zweiten Leitungsweges über eine weitere Druckreduzierstation DR2 wahl­weise auch in den ersten Leitungsweg einbeziehbar ist.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Verdichterstation (VS) durch eine Parallel­leitung (F) mit einer Absperrarmatur (16) überbrückt ist.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Armaturen (1 bis 19, VA1 bis VA4 bis VB4) des verbindenden Leitungssystems (A bis O) an ein Prozeßleitwerk angeschlossen sind, das den Ein-, Um- und Ausspeicherbetrieb für das Gas in der Kavernenspeicheranlage unter selektivem Öffnen und Schließen der Armaturen (1 bis 9) im Zuge der Leitungen (C bis O) und Anschluß der Speicherkavernen (K1 bis K4) über die Armaturen (VA1 bis VA4, VB1 bis VB4) in den von den Sammel­leitungen (A und B) ausgehenden Stichleitungen steuert.

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Prozeßleitwerk die Betriebssteuerung unter Berücksichtigung von Zustandsparametern wie Gasdruck, Gastemperatur oder Gas­feuchte in den einzelnen Speicherkavernen (K1 bis K4) optimiert.

Zeichnung