CH716996A2

CH716996A2 - Solar power plant with solid heat storage and process for loading a solid heat storage.

Info

Publication number: CH716996A2
Application number: CH01710/19A
Authority: CH
Inventors: Ambrosetti Gianluca; Geissbühler Lukas; Patriarca Moritz
Original assignee: Synhelion Sa
Priority date: 2019-12-29
Filing date: 2019-12-29
Publication date: 2021-06-30
Also published as: WO2021134134A1

Abstract

Verfahren zur Beladung eines Hochtemperatur-Feststoffwärmespeichers (3,13) in einem Solarkraftwerk, wobei dieser über einen verschiedene Abschnitte aufweisenden Fluidströmungsweg in einen Kreislauf von Wärme transportierendem Fluid eingebunden ist, der einen Receiver (1) und einen Verbraucher (2) für Wärme umfasst und wobei das Wärme transportierende Fluid den Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher (3,13) für den Wärmetausch in einem zweiten Abschnitt (FI II, FI w) des Fluidströmungswegs durchquert, dabei bei der Entladung des Hochtemperatur-Wärmespeichers (3,13) von diesem zum Verbraucher (2) fliesst und bei der Beladung vom Receiver (1) zu ihm, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochtemperatur-Wärmespeicher (3,13) für die Beladung durch ein warmes Rauchgas vom Kreislauf getrennt und in einen verschiedene Abschnitte aufweisenden Rauchgasweg geschaltet wird, wobei als Abschnitt (RG II, RG w) des Rauchgaswegs durch den Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher (13) der Abschnitt des Fluid-Strömungswegs (FI II, FI w) durch diesen benutzt wird.Method for loading a high-temperature solid heat store (3,13) in a solar power plant, this being integrated into a circuit of heat-transporting fluid via a fluid flow path having different sections, which comprises a receiver (1) and a consumer (2) for heat and wherein the heat-transporting fluid traverses the high-temperature solid heat store (3.13) for the heat exchange in a second section (FI II, FI w) of the fluid flow path, while the high-temperature heat store (3.13) is discharged from this to the consumer ( 2) flows and when loading from the receiver (1) to it, characterized in that the high-temperature heat storage (3,13) for loading is separated from the circuit by a warm flue gas and is switched into a flue gas path having different sections, with as Section (RG II, RG w) of the flue gas path through the high-temperature solid heat storage (13) the section of the fluid flow mungsweg (FI II, FI w) is used by this.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beladung eines Hochtemperatur-Feststoffwärmespeichers in einem Solarkraftwerk nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Solarkraftwerk nach dem Oberbegriff von Anspruch 6. The present invention relates to a method for loading a high-temperature solid heat accumulator in a solar power plant according to the preamble of claim 1 and a solar power plant according to the preamble of claim 6.

[0002] Solarkraftwerke erzeugen Wärme, die in einem Verbraucher verwendet wird, sei dies beispielsweise zur Erzeugung von Dampf für den Antrieb einer Turbine, als Prozesswärme für einen Reaktor bzw. für die Industrie oder für eine andere Verwendung. Eines der Probleme beim Betrieb der Solarkraftwerke betrifft die unregelmässige Sonnenstrahlung, wobei zwischen Tagbetrieb und Nachtbetrieb unterschieden werden kann und zum Nachtbetrieb auch Perioden über Tag mit reduzierter Sonneneinstrahlung gezählt werden, beispielsweise aufgrund von Bewölkung, in denen die Wärmeerzeugung nicht mehr sinnvoll aufrecht erhalten werden kann. Solar power plants generate heat that is used in a consumer, be it for example to generate steam to drive a turbine, as process heat for a reactor or for industry or for another use. One of the problems with the operation of solar power plants concerns the irregular solar radiation, whereby a distinction can be made between daytime operation and nighttime operation and nighttime operation also includes periods during the day with reduced solar radiation, for example due to cloudiness, in which the heat generation can no longer be reasonably maintained.

[0003] Da der Verbraucher auch Energie während dem Nachtbetrieb benötigt, werden Wärmespeicher verwendet, um dem Verbraucher Wärme während dem Nachtbetrieb zur Verfügung zu stellen. Since the consumer also needs energy during nighttime operation, heat accumulators are used to provide the consumer with heat during nighttime operation.

[0004] Beispielsweise (aber nicht ausschliesslich) werden in Solar-Turmkraftwerken Receiver verwendet, die Temperaturen in einem Wärme transportierenden Fluid von über 1000 °C erzeugen, bis hin zu 2000 °C. Solch ein Receiver ist beispielsweise aus der WO 2018/205 043 bekannt. Für solche Temperaturbereiche, aber auch für tiefere Temperaturbereiche, werden häufig Feststoffwärmespeicher eingesetzt. Ein Beispiel für einen Feststoffwärmespeicher zeigt die WO 2012/027 854. Andere Feststoffwärmespeicher besitzen an Stelle einer Schüttgutfüllung eine Wabenstruktur aus einem Feststoff. Als Feststoff können Stein, Beton, Keramik, feuerfester Werkstoff oder andere geeignete Materialien verwendet werden, wobei das heisse Wärme zirkulierende Fluid durch die Schüttung bzw. Wabenstruktur hindurchfliesst und den Feststoff erwärmt. Ist der Feststoff heiss, kann wiederum kaltes Wärme transportierendes Fluid durch den Feststoff geleitet werden, dessen Wärme aufnehmen und zum Verbraucher transportieren. For example (but not exclusively) receivers are used in solar tower power plants that generate temperatures in a heat-transporting fluid of over 1000 ° C, up to 2000 ° C. Such a receiver is known from WO 2018/205 043, for example. Solid heat accumulators are often used for such temperature ranges, but also for lower temperature ranges. An example of a solid heat store is shown in WO 2012/027 854. Other solid heat stores have a honeycomb structure made of a solid instead of a bulk material filling. Stone, concrete, ceramic, refractory material or other suitable materials can be used as the solid, with the hot heat circulating fluid flowing through the bed or honeycomb structure and heating the solid. If the solid is hot, cold, heat-transporting fluid can in turn be passed through the solid, absorb its heat and transport it to the consumer.

[0005] Im Nachtbetrieb kann sich ein Mangel an gespeicherter Wärme für den Verbraucher ergeben, so etwa bei lange andauernder Bewölkung. Natürlich kann auch ein hoher Bedarf des Verbrauchers zum Mangel an Wärme führen. Zur Sicherung des Wärmebedarfs werden deshalb oft Brenner vorgesehen, die über ein heisses Rauchgas Wärme erzeugen, welche wiederum in einem Wärmetauscher an das Wärme transportierende Fluid abgegeben wird und dann direkt dem Verbraucher zugeführt wird. During night operation, there may be a shortage of stored heat for the consumer, for example when it is cloudy for a long time. Of course, a high demand on the part of the consumer can also lead to a lack of heat. In order to secure the heat demand, burners are therefore often provided which generate heat via a hot flue gas, which in turn is transferred to the heat-transporting fluid in a heat exchanger and is then fed directly to the consumer.

[0006] Nachteilig an solch einer Anordnung ist der hohe Aufwand für eine Verbrennungsanlage mit den dazu gehörenden Wärmetauschern, wenn diese genügende Kapazität für die Erzeugung der benötigten Wärme aufweisen soll. The disadvantage of such an arrangement is the high cost of an incinerator with the associated heat exchangers if it is to have sufficient capacity to generate the heat required.

[0007] Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren für die Beladung von Feststoffwärmespeichern sowie ein entsprechendes Solarkraftwerk zu schaffen. Accordingly, it is the object of the present invention to provide an improved method for loading solid heat storage and a corresponding solar power plant.

[0008] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 oder durch ein Solarkraftwerk mit den Merkmalen von Anspruch 6 gelöst. This object is achieved by a method with the features of claim 1 or by a solar power plant with the features of claim 6.

[0009] Dadurch, dass der Feststoffwärmespeicher mit verschiedenen Fluiden betrieben wird, können aufwendige Installationen wie zusätzliche Wärmetauscher oder zusätzliche Wärmespeicher für einen Rauchgaskreislauf eingespart werden. Dadurch, dass im Feststoffwärmespeicher trotz verschiedener Fluide wie dem Wärme transportierenden Fluid aus dem Receiver und dem Rauchgas aus dem Brenner nur ein einziger, den Fluiden gemeinsamer Strömungsweg vorgesehen wird, entfällt eine aufwendige Anpassung des Wärmespeichers an die verschiedenen Fluide. Im Ergebnis kann ein bereits vorhandener Feststoffwärmespeicher ohne Weiteres für verschiedene Fluide genutzt und als Wärmetauscher zwischen diesen eingesetzt werden. Because the solid heat storage is operated with different fluids, complex installations such as additional heat exchangers or additional heat storage for a flue gas cycle can be saved. The fact that, despite different fluids such as the heat-transporting fluid from the receiver and the flue gas from the burner, only a single flow path common to the fluids is provided in the solid-state heat accumulator means that there is no need for complex adaptation of the heat accumulator to the different fluids. As a result, an already existing solid heat store can easily be used for various fluids and used as a heat exchanger between them.

[0010] Weitere bevorzugte Ausführungsformen weisen die Merkmale der abhängigen Ansprüche auf. Further preferred embodiments have the features of the dependent claims.

[0011] Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren noch etwas näher beschrieben. The invention is described in more detail below with reference to the figures.

[0012] Es zeigt: Figur 1a schematisch eine erfindungsgemässe Anordnung in einem Solarkraftwerk, Figur 1b die Anordnung nach Figur 1a mit einer erfindungsgemässen Vorwärmung für das Verbrennungsgas, Figur 2 schematisch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung in einem Solarkraftwerk, Figur 3a schematisch einen Schaltzustand einer Anordnung nach Figur 2, bei welchem ein erster Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher beladen und ein zweiter über einen Verbraucher entladen wird, und Figur 3b schematisch einen Schaltzustand einer Anordnung nach Figur 2, bei welchem der zweite Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher beladen und der erste über einen Verbraucher entladen wird.It shows: Figure 1a schematically an arrangement according to the invention in a solar power plant, Figure 1b the arrangement according to Figure 1a with an inventive preheating for the combustion gas, Figure 2 schematically another embodiment of the inventive arrangement in a solar power plant, Figure 3a schematically a switching state Arrangement according to Figure 2, in which a first high-temperature solid heat store is loaded and a second is discharged via a consumer, and Figure 3b schematically shows a switching state of an arrangement according to Figure 2, in which the second high-temperature solid heat store is loaded and the first is discharged via a consumer .

[0013] Figur 1a zeigt schematisch die Komponenten eines Solarkraftwerks mit einem Receiver 1, einem Verbraucher 2, einem ersten Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 3 und einem Brenner 4. Wie oben erwähnt, kann der Verbraucher 2 einen Wärmetauscher 5 oder eine Turbine 6 oder eine andere Komponente aufweisen, über welche die Wärme des Receivers nach dem Solarkraftwerk genutzt wird. Figure 1a shows schematically the components of a solar power plant with a receiver 1, a consumer 2, a first high-temperature solid heat storage 3 and a burner 4. As mentioned above, the consumer 2 can be a heat exchanger 5 or a turbine 6 or another component have, via which the heat from the receiver is used after the solar power plant.

[0014] Im Receiver 1 wird im Tagbetrieb Wärme transportierendes Fluid erwärmt, das auf einem Fluidströmungsweg im Kreislauf zirkuliert. Ein erster Abschnitt des Fluidströmungswegs weist eine Fluidleitungsanordnung mit Fluidleitungen F1 und F2 auf, über die der Wärmespeicher 3 mit dem Receiver 1 in einen Kreislauf geschaltet werden kann, weiter die Fluidleitungen F3 und F4, über die der Wärmespeicher 3 mit dem Verbraucher 2 in einen Kreislauf geschaltet werden kann. Schliesslich sind der Vollständigkeit halber noch die Fluidleitungen F5 und F6 der Fluidleitungsanordnung dargestellt, die den Receiver direkt mit dem Verbraucher verbinden, wenn Wärme transportierendes Fluid nicht oder nur zu einem Teil für die Beladung des Wärmespeichers 3 verwendet werden soll. In the receiver 1 heat-transporting fluid is heated during daytime operation, which circulates on a fluid flow path in the circuit. A first section of the fluid flow path has a fluid line arrangement with fluid lines F1 and F2, via which the heat accumulator 3 can be switched into a circuit with the receiver 1, furthermore the fluid lines F3 and F4 via which the heat accumulator 3 is connected to the consumer 2 in a circuit can be switched. Finally, for the sake of completeness, the fluid lines F5 and F6 of the fluid line arrangement are also shown, which connect the receiver directly to the consumer when heat-transporting fluid is not to be used, or only partially, for charging the heat accumulator 3.

[0015] Der Brenner 4 erzeugt heisses Rauchgas, das auf einem Rauchgasweg zum Wärmespeicher 3 und von diesem weg geführt wird. Ein erster Abschnitt des Rauchgaswegs weist eine Rauchgasleitungsanordnung auf, mit einer Rauchgasleitung RG 1, die vom Brenner 4 zum Wärmespeicher 3 hin, und einer Rauchgasleitung RG 2, die vom Wärmespeicher 3 weg führt. The burner 4 generates hot flue gas which is guided on a flue gas path to the heat accumulator 3 and away from it. A first section of the flue gas path has a flue gas line arrangement with a flue gas line RG 1, which leads from the burner 4 to the heat accumulator 3, and a flue gas line RG 2, which leads away from the heat accumulator 3.

[0016] Ein Verbrennungsgasweg für im Brenner 4 an der Verbrennung teilnehmendes Gas besitzt in einem ersten Abschnitt des Verbrennungsgaswegs eine Verbrennungsgas-Leitungsanordnung, mit einer Gas-Zufuhrleitung GZ 1, die von einem Gasreservoir zum Brenner 4 führt. Das an der Verbrennung teilnehmende Gas kann auch Umgebungsluft sein, wenn im Brenner 4 ein fester Brennstoff verbrannt wird. Es können aber auch zwei an der Verbrennung teilnehmende Gase sein, etwa Umgebungsluft und ein Kohlenwasserstoffgas, wobei dann der Fachmann für den konkreten Fall die entsprechende Leitungsanordnung bereit stellen kann. Es ergibt sich ein Verfahren bei welchem ein mit einem Brennstoff betriebener Brenner für die Erzeugung von Rauchgas vorgesehen und dessen warmes Rauchgas vor dem Hochtemperatur-Wärmespeicher in den Rauchgasweg geschaltet wird. A combustion gas path for gas participating in the combustion in the burner 4 has a combustion gas line arrangement in a first section of the combustion gas path, with a gas supply line GZ 1 which leads from a gas reservoir to the burner 4. The gas participating in the combustion can also be ambient air if a solid fuel is burned in the burner 4. However, there can also be two gases participating in the combustion, for example ambient air and a hydrocarbon gas, in which case the person skilled in the art can then provide the appropriate line arrangement for the specific case. The result is a method in which a fuel-operated burner is provided for the generation of flue gas and its warm flue gas is switched into the flue gas path upstream of the high-temperature heat storage device.

[0017] Der Wärmespeicher 3 ist, wie oben erwähnt, als Feststoffwärmespeicher ausgebildet, der beispielsweise gemäss der WO 2012/027 854 eine Füllung aus Schüttgut aufweist, durch die das für den Wärmetausch vorgesehen Medium hindurchströmt. Für den in der Figur 1a gezeigten Wärmespeicher 3 bedeutet dies, dass bei der Beladung mit Wärme aus dem Receiver 1 heisses Wärme transportierendes Fluid durch die Fluidleitung F1 von oben in die Schüttgutfüllung eintritt, und diesen auf einem zweiten Abschnitt FI II des Fluidströmungswegs durchquert und unten aus diesem wieder austritt. As mentioned above, the heat accumulator 3 is designed as a solid heat accumulator which, for example according to WO 2012/027 854, has a filling of bulk material through which the medium intended for the heat exchange flows. For the heat accumulator 3 shown in FIG exits from this again.

[0018] Dabei wird eine oberste Schicht des Schüttguts durch das vom Receiver 1 stammende, heisse Wärme transportierende Fluid erwärmt, das sich dabei selbst abkühlt und als warmes Wärme transportierendes Fluid durch die darunter gelegenen Schichten des Schüttguts weiter strömt und nach dem Wärmespeicher 3 durch die Fluidleitung F2 in den Reciever 1 zurückgelangt. Im Receiver 1 wird das warme Wärme transportierende Fluid wieder aufgeheizt, gelangt durch die Fluidleitung F1 als heisses Wärme transportierendes Fluid wieder in den Wärmespeicher 3, strömt durch dessen bereits heisse oberste Schüttgutschicht hindurch und erwärmt die darunter liegende Schicht, wo es sich wiederum abkühlt und als warmes Wärme transportierendes Fluid via Fluidleitung F2 zurück in den Reciever 1 gelangt. Dieser Kreislauf wird fortgesetzt, bis die heisse Schüttgutfüllung des Wärmespeichers 1 über dessen ganze Höhe von oben nach unten (bzw. in Strömungsrichtung des Wärme transportierenden Fluids) gewachsen ist, so dass er schliesslich mit Wärme beladen ist. A top layer of the bulk material is heated by the originating from the receiver 1, hot heat-transporting fluid, which cools itself and flows as a warm heat-transporting fluid through the underlying layers of the bulk material and after the heat accumulator 3 by the Fluid line F2 returned to receiver 1. In the receiver 1, the warm heat-transporting fluid is reheated, passes through the fluid line F1 as a hot heat-transporting fluid back into the heat storage 3, flows through its already hot top layer of bulk material and heats the layer below, where it cools down again and as warm, heat-transporting fluid passes back into the receiver 1 via fluid line F2. This cycle is continued until the hot bulk material filling of the heat accumulator 1 has grown over its entire height from top to bottom (or in the direction of flow of the heat-transporting fluid), so that it is finally loaded with heat.

[0019] Beim Receiver 1 beträgt die Ausgangstemperatur beispielsweise 1500 °C und die Eingangstemperatur beispielsweise 900 °C, so dass beim in Figur 1a gezeigten Beispiel heisses Wärme transportierendes Fluid die Temperatur 1500 °C und warmes Wärme transportierendes Fluid die Temperatur von 900 °C aufweist. In the receiver 1, the output temperature is, for example, 1500 ° C and the input temperature, for example 900 ° C, so that in the example shown in Figure 1a hot heat-transporting fluid has the temperature 1500 ° C and warm heat-transporting fluid has the temperature of 900 ° C .

[0020] Bei der Entladung des Wärmespeichers 3 gelangt warmes Wärme transportierendes Fluid vom Verbraucher 2 her durch die Fluidleitung F3 von unten in diesen hinein und durchquert ihn auf dem zweiten Abschnitt FI II des Fluidströmungswegs von unten nach oben, heizt sich dabei auf, kühlt dabei die unterste Schicht der Schüttgutfüllung ab und strömt nach oben, wo es als heisses Wärme transportierendes Fluid über die Fluidleitung F4 zurück zum Verbraucher 2 geführt wird. Dieser Vorgang setzt sich fort, wobei dann die warme untere Zone des Schüttguts im Wärmespeicher 3 nach oben (bzw. in Strömungsrichtung) wächst, dessen obere heisse Zone gegen oben schrumpft, bis sie verschwunden und damit der Wärmespeicher 3 entladen ist. During the discharge of the heat accumulator 3, warm heat-transporting fluid comes from the consumer 2 through the fluid line F3 from below into this and crosses it on the second section FI II of the fluid flow path from the bottom to the top, heats up and cools down the lowermost layer of the bulk material filling and flows upwards, where it is guided back to the consumer 2 via the fluid line F4 as a hot, heat-transporting fluid. This process continues, with the warm lower zone of the bulk material then growing upwards (or in the direction of flow) in the heat accumulator 3, the upper hot zone shrinking towards the top until it has disappeared and the heat accumulator 3 is thus discharged.

[0021] Tritt der Fall ein, dass im Nachtbetrieb der Verbraucher 2 mehr Wärme konsumiert, als im Wärmespeicher 3 gespeichert ist, beispielsweise wenn der Tagbetrieb durch Bewölkung verkürzt worden ist, kann dieser über heisse Rauchgase des Brenners 4 mit Wärme nachgefüllt werden. Dazu müssen allerdings alle Fluidleitungen F1 bis F4 zum Receiver 1 und dem Verbraucher 3 durch geeignete Schaltorgane unterbrochen werden, so dass nur Rauchgas auf einem zweiten Abschnitt RG II des Rauchgaswegs durch den Wärmespeicher 3 fliesst. Diese Schaltorgane kann der Fachmann für den konkreten Fall betriebsfähig vorsehen. Sie sind zur Entlastung der Figuren weggelassen. If the case occurs that the consumer 2 consumes more heat than is stored in the heat accumulator 3 during night operation, for example if the daytime operation has been shortened by cloudiness, this can be refilled with heat via hot flue gases from the burner 4. For this, however, all fluid lines F1 to F4 to receiver 1 and consumer 3 must be interrupted by suitable switching devices, so that only flue gas flows through heat accumulator 3 on a second section RG II of the flue gas path. A person skilled in the art can make these switching elements operational for the specific case. They are omitted to relieve the figures.

[0022] Erfindungsgemäss ist es nun so, dass der zweite Abschnitt RG II des Rauchgaswegs durch den zweiten Abschnitt FI II des Fluid-Strömungswegs gebildet wird, d.h. dass die verschiedenen Fluide, nämlich einerseits das Wärme transportierende Fluid und andererseits das Rauchgas, alternierend an den Orten durch den Wärmespeicher 3 fliessen, an denen vorher das andere Fluid durchgeflossen ist. Der Strömungspfad des Rauchgases ist von demjenigen des Wärme transportierenden Fluids nicht getrennt, sondern fällt mit diesem zusammen. In der Figur 1a ist dies durch den gestrichelt eingezeichneten einzigen Strömungsweg durch den Wärmespeicher 3 symbolisiert, obschon natürlich in der Realität die Fluide auf der ganzen Breite des Schüttguts den Wärmespeicher durchqueren. According to the invention it is now the case that the second section RG II of the flue gas path is formed by the second section FI II of the fluid flow path, ie that the various fluids, namely on the one hand the heat-transporting fluid and on the other hand the flue gas, alternately to the Flow locations through the heat accumulator 3 at which the other fluid has previously flowed through. The flow path of the flue gas is not separated from that of the heat-transporting fluid, but coincides with it. In FIG. 1a, this is symbolized by the single flow path through the heat accumulator 3, shown in dashed lines, although in reality the fluids naturally cross the heat accumulator over the entire width of the bulk material.

[0023] Trotz der Zuschaltung einer weiteren Wärmequelle kann damit der Wärmespeicher 3 unverändert verwendet werden, wobei seine normale Kapazität genügt, auch wenn der Verbraucher 2 mehr Wärme konsumiert, als normalerweise vorgesehen ist. Dies erlaubt umgekehrt auch, den Wärmespeicher 3 für die Speicherung von Wärme eines durchschnittlichen Tags vorzusehen und nicht für die Speicher einer Wärmemenge, wie sie an einem Tag maximal anfallen kann oder wie sie maximal während der Nachtperiode nachgefragt werden könnte. Despite the connection of a further heat source, the heat accumulator 3 can thus be used unchanged, with its normal capacity being sufficient, even if the consumer 2 consumes more heat than is normally provided. Conversely, this also allows the heat accumulator 3 to be provided for the storage of heat from an average day and not for the accumulator of an amount of heat that can maximally accumulate on a day or as it could maximally be requested during the night period.

[0024] Es ergibt sich ein Solarkraftwerk mit einem Receiver, wenigstens einem Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher, einem Verbraucher und einer einen ersten Abschnitt eines Fluidströmungswegs bildenden Fluidleitungsanordnung für ein Wärme transportierendes Fluid, die für dessen Zirkulation den Receiver, den Feststoff-Hochtemperaturwärmespeicher und den Verbraucher betriebsfähig miteinander verbindet, wobei der Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher für den Wärmetausch mit dem Wärme transportierenden Fluid einen zweiten Abschnitt des Fluid - Strömungswegs aufweist, und wobei weiter ein Brenner und eine einen ersten Abschnitt eines Rauchgaswegs bildende Rauchgas-Leitungsanordnung für die Rauchgase des Brenners vorgesehen ist, die vom Brenner zum Feststoff-Hochtemperaturwärmespeicher und nach diesem von ihm weg führt, wobei der Feststoff-Hochtemperaturwärmespeicher zum Wärmetausch mit dem Rauchgas einen zweiten Abschnitt des Rauchgaswegs aufweist, der durch den zweiten Abschnitt des Fluid - Strömungswegs gebildet ist(oder umgekehrt, da die beiden Wege hier zusammenfallen). The result is a solar power plant with a receiver, at least one high-temperature solid heat storage, a consumer and a first section of a fluid flow path forming fluid line arrangement for a heat-transporting fluid, the receiver, the solid high-temperature heat storage and the consumer operable for its circulation connects with each other, wherein the high-temperature solid heat storage for the heat exchange with the heat-transporting fluid has a second section of the fluid flow path, and wherein a burner and a first section of a flue gas path forming a flue gas line arrangement is provided for the flue gases of the burner, which from the burner to the solid high-temperature heat storage and after this leads away from him, wherein the solid high-temperature heat storage for heat exchange with the flue gas has a second section of the flue gas path, which through the second section of the Fl uid - flow path is formed (or vice versa, since the two paths coincide here).

[0025] Figur 1b zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei gegenüber Figur 1a zusätzlich ein Niedertemperatur- Feststoffwärmespeicher 8 vorgesehen ist, der durch die Rauchgasleitung RG 2 mit dem Hochtemperatur-Wärmespeicher 3 verbunden ist, so dass vor dem Wärmespeicher 3 heisses (hier 1500 °C), nach ihm warmes (hier 900 °C) Rauchgas weiter auf einem vierten Abschnitt RG IV des Rauchgaswegs durch den Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 8 hindurch strömen kann, sich dabei weiter abkühlt und aus diesem durch die Rauchgasleitung RG 3 als kaltes (hier mit Umgebungstemperatur) Rauchgas nach aussen abgegeben wird. Dadurch erwärmt sich der Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher von beispielsweise Umgebungstemperatur auf 900 °C, wird also mit Niedertemperaturwärme beladen. Figure 1b shows schematically a further embodiment of the present invention, compared to Figure 1a, a low-temperature solid heat storage 8 is also provided, which is connected to the high-temperature heat storage 3 through the flue gas line RG 2, so that in front of the heat storage 3 hot ( here 1500 ° C), after it warm (here 900 ° C) flue gas can flow further on a fourth section RG IV of the flue gas path through the low-temperature solid heat accumulator 8, cools down further and from this through the flue gas line RG 3 as cold ( here with ambient temperature) smoke gas is released to the outside. As a result, the low-temperature solid heat storage unit is heated from, for example, ambient temperature to 900 ° C, i.e. it is charged with low-temperature heat.

[0026] Für die nachfolgende Beschreibung werden die Begriffe heiss, warm und kalt weiter verwendet, wobei diese je nach der Auslegung der konkreten Anlage nicht nur 1500 °C, 900 °C und Umgebungstemperatur bedeuten müssen, sondern andere, geeignete Temperatur-Schwellwerte sein können. For the following description, the terms hot, warm and cold will continue to be used, but depending on the design of the specific system, they must not only mean 1500 ° C, 900 ° C and ambient temperature, but can be other, suitable temperature thresholds .

[0027] Entsprechend besitzt die Verbrennungsgas-Leitungsanordnung eine Gas-Zufuhrleitung GZ 2, die in den Niedertemperatur- Feststoffwärmespeicher 8 hineinführt, so dass ein Verbrennungsgas auf einem zweiten Abschnitt VG II des Verbrennungsgaswegs diesen durchquert, in diesem vorgewärmt wird und über die Gas-Zufuhrleitung GZ 3 den Brenner 4 als warmes Verbrennungsgas erreicht. Es ergibt sich ein Verfahren bei welchem bevorzugt das Rauchgas nach dem für dessen Beladung erfolgten Durchfluss durch einen Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher in einen Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher gleitet und diesen auf einem Abschnitt des Rauchgaswegs durchquert und dann nach aussen abgegeben wird. Accordingly, the combustion gas line arrangement has a gas supply line GZ 2, which leads into the low temperature solid heat storage 8, so that a combustion gas on a second section VG II of the combustion gas path crosses this, is preheated in this and via the gas supply line GZ 3 reaches the burner 4 as a warm combustion gas. The result is a method in which the flue gas, after it has flowed through a high-temperature solid heat store for its loading, preferably slides into a low-temperature solid heat store and traverses this on a section of the flue gas path and is then released to the outside.

[0028] Wiederum ist es erfindungsgemäss so, dass der vierte Abschnitt RG IV des Rauchgaswegs durch den zweiten Abschnitt VerbrG II des Verbrennungsgaswegs gebildet wird, d.h. dass die verschiedenen Fluide, nämlich einerseits das Rauchgas und andererseits das Verbrennungsgas alternierend an den Orten durch den Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 8 fliessen, an denen vorher das andere Fluid durchgeflossen ist. Der Strömungspfad des Rauchgases ist von demjenigen des Verbrennungsgases nicht getrennt, sondern fällt mit diesem zusammen. In der Figur 1b (wie auch in den anderen Figuren) ist dies durch den gestrichelt eingezeichneten einzigen Strömungsweg durch den Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 8 symbolisiert, obschon natürlich in der Realität die Fluide auf der ganzen Breite des Schüttguts den Wärmespeicher durchqueren. Again, according to the invention, the fourth section RG IV of the flue gas path is formed by the second section VerbrG II of the combustion gas path, that is to say that the various fluids, namely on the one hand the flue gas and on the other hand the combustion gas, alternate at the locations through the low temperature Solid heat storage 8 flow through which the other fluid has previously flowed. The flow path of the flue gas is not separated from that of the combustion gas, but coincides with it. In Figure 1b (as in the other figures) this is symbolized by the dashed single flow path through the low-temperature solid heat accumulator 8, although in reality the fluids naturally cross the heat accumulator over the entire width of the bulk material.

[0029] In der gezeigten Ausführungsform von Figur 1b ist zusätzlich eine Rauchgasleitung FG 2' vorgesehen, die nach dem Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 3 direkt nach aussen führt. Dadurch ist es möglich, in einem Betriebsmodus die Rauchgase via die Rauchgasleitung RG 2 durch den Niedertemperatur-Wärmespeicher 8 hindurchzuleiten und diesen mit Wärme zu beladen, während der Brenner 4 über die Gaszufuhrleitung 1 mit Verbrennungsgas beliefert wird. In einem anderen Betriebsmodus wird das Rauchgas via die Rauchgasleitung 2' nach aussen abgegeben, so dass das Verbrennungsgas über die Gaszufuhrleitung 2 durch den Niedertemperatur-Wärmespeicher vorgewärmt wird und via die Gaszufuhrleitung 8 in den Brenner 4 gelangt. Auf diese Weise wird wenigstens eine Teilrekuperation der Wärme der Rauchgase erreicht. Eine volle Rekuperation erlaubt beispielsweise die in Figur 2 gezeigte Anordnung mit zwei Niedertemperatur-Feststoffwärmespeichern 8,18. In the embodiment shown in Figure 1b, a flue gas line FG 2 'is also provided, which leads to the high-temperature solid heat storage 3 directly to the outside. This makes it possible, in one operating mode, to pass the flue gases through the low-temperature heat accumulator 8 via the flue gas line RG 2 and charge it with heat, while the burner 4 is supplied with combustion gas via the gas supply line 1. In another operating mode, the flue gas is released to the outside via the flue gas line 2 ', so that the combustion gas is preheated via the gas supply line 2 by the low-temperature heat accumulator and reaches the burner 4 via the gas supply line 8. In this way, at least partial recuperation of the heat from the flue gases is achieved. Full recuperation, for example, allows the arrangement shown in FIG. 2 with two low-temperature solid heat stores 8, 18.

[0030] Es ergibt sich ein Solarkraftwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei weiter bevorzugt ein Feststoff-Niedertemperaturwärmespeicher und eine einen ersten Abschnitt eines Verbrennungsgaswegs bildende Gaszufuhr-Leitungsanordnung für ein zu verbrennendes Gas vorgesehen sind, wobei der Feststoff-Niedertemperaturwärmespeicher für den Wärmetausch mit dem Rauchgas einen vierten Abschnitt des Rauchgaswegs und für den Wärmetausch mit dem zu verbrennenden Gas einen zweiten Abschnitt des Verbrennungsgaswegs aufweist, der durch den vierten Abschnitt des Rauchgaswegs (oder umgekehrt, da die beiden Wege hier zusammenfallen) gebildet ist. The result is a solar power plant according to one of the preceding claims, further preferably a solid low-temperature heat storage and a first section of a combustion gas path forming gas supply line arrangement for a gas to be burned are provided, the solid low-temperature heat storage for heat exchange with the Flue gas has a fourth section of the flue gas path and, for the heat exchange with the gas to be burned, a second section of the combustion gas path, which is formed by the fourth section of the flue gas path (or vice versa, since the two paths coincide here).

[0031] Wie oben erwähnt, sind zur Entlastung der Figuren 1a und 1b Schaltorgane für die betriebsfähige Schaltung der Leitungsanordnungen für das Wärme transportierende Fluid, das Rauchgas und das Verbrennungsgas nicht eingezeichnet. Die Schaltorgane erlauben entsprechend unter anderem einen Schaltzustand, bei welchem im Betrieb vom Brenner herkommendes Rauchgas unter Wärmetausch mit diesem zuerst durch den Feststoff-Hochtemperaturwärmespeicher und dann unter weiterem Wärmetausch durch den Feststoff-Niedertemperaturwärmespeicher strömt. Weiter erlauben die Schaltorgane unter anderem einen Schaltzustand, bei welchem im Betrieb ein Verbrennungsgas von aussen zuerst unter Wärmetausch mit diesem in den Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher und dann vorgewärmt zum Brenner strömt. As mentioned above, to relieve the figures 1a and 1b switching elements for the operational switching of the line arrangements for the heat-transporting fluid, the flue gas and the combustion gas are not shown. The switching elements accordingly allow, among other things, a switching state in which flue gas coming from the burner during operation flows through the solid high-temperature heat storage device with heat exchange with it and then flows through the solid-state low-temperature heat storage device with further heat exchange. Furthermore, the switching elements allow, inter alia, a switching state in which, during operation, a combustion gas flows from the outside, first with heat exchange with it, into the low-temperature solid heat storage device and then, preheated, flows to the burner.

[0032] Figur 2 zeigt eine Anordnung, die eine Beladung eines Hochtemperatur-Feststoffwärmespeichers 3 durch den Brenner 4 erlaubt, während ein anderer Hochtemperatur-Feststoffwärmespeichers 13 entladen wird, so dass im Gegensatz zur Anordnung gemäss den Figuren 1a und 1b der Verbraucher 2 stets und ohne Unterbrechung mit Wärme beliefert werden kann. In den Figuren 3a und 3b sind dann mögliche Schaltzustände für diese Anordnung explizit gezeigt. Figure 2 shows an arrangement that allows loading of a high-temperature solid heat accumulator 3 by the burner 4, while another high-temperature solid heat accumulator 13 is discharged, so that in contrast to the arrangement according to Figures 1a and 1b, the consumer 2 always and can be supplied with heat without interruption. Possible switching states for this arrangement are then explicitly shown in FIGS. 3a and 3b.

[0033] Dazu ist ein weiterer Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 13 zum ersten Hochtemperatur-Wärmespeicher 3 im Fluidströmungsweg parallel geschaltet. Dazu weist die Fluidleitungsanordnung in den Fluidleitungen F1 eine Verzweigung 12 und in der Fluidleitung F2 einen Sammler 13 auf, so dass der Fluidleitungsabschnitt F1a zum Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 3 und Fluidleitungsabschnitt F1b zum Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 13 führt, und die Fluidleitungsabschnitte F2a bzw. F2b von diesen wieder weg. Die Verzweigung 12 und der Sammler 13 weisen beispielsweise ein Dreiweg-Ventil auf, so dass entweder der Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 3 oder der Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 13 in die Fluidleitungen F1 und F2, damit in den Kreislauf mit dem Receiver 1 geschaltet ist. For this purpose, a further high-temperature solid heat accumulator 13 is connected in parallel to the first high-temperature heat accumulator 3 in the fluid flow path. For this purpose, the fluid line arrangement has a branch 12 in the fluid lines F1 and a collector 13 in the fluid line F2, so that the fluid line section F1a leads to the high-temperature solid heat accumulator 3 and the fluid line section F1b leads to the high-temperature solid heat accumulator 13, and the fluid line sections F2a and F2b from these gone again. The branch 12 and the collector 13 have, for example, a three-way valve, so that either the high-temperature solid heat store 3 or the high-temperature solid heat store 13 is connected to the fluid lines F1 and F2, so that it is in the circuit with the receiver 1.

[0034] Ebenso weist die Fluidleitungsanordnung in den Fluidleitungen F3 und F4 eine Verzweigung 14 und einen Sammler 15 auf, so dass der Fluidleitungsabschnitt F3a zum Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 3 und Fluidleitungsabschnitt F3b zum Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 13 führt, und die Fluidleitungsabschnitte F4a bzw. F4b von diesen wieder weg. Die Verzweigung 14 und der Sammler 13 weisen beispielsweise ein Dreiweg-Ventil auf, so dass entweder der Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 3 oder der Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 13 in die Fluidleitungen F3 und F4, damit in den Kreislauf mit dem Verbraucher 2 geschaltet ist. The fluid line arrangement also has a branch 14 and a collector 15 in the fluid lines F3 and F4, so that the fluid line section F3a leads to the high-temperature solid heat accumulator 3 and fluid line section F3b leads to the high-temperature solid heat accumulator 13, and the fluid line sections F4a and F4b of this away again. The branch 14 and the collector 13 have, for example, a three-way valve, so that either the high-temperature solid heat accumulator 3 or the high-temperature solid heat accumulator 13 is connected to the fluid lines F3 and F4, so that it is in the circuit with the consumer 2.

[0035] Wie bei dem in der Figur 1a gezeigten Hochtemperatur-Wärmespeicher 3 bedeutet dies, dass bei der Beladung mit Wärme aus dem Receiver 1 heisses Wärme transportierendes Fluid durch die Fluidleitung F1b von oben (bzw. in Strömungsrichtung des Wärme transportierenden Fluids) in die Schüttgutfüllung des weitern Hochtemperatur-Wärmespeichers 13 eintritt, und diesen auf einem weiteren Abschnitt FI w des Fluidströmungswegs durchquert und unten aus diesem wieder austritt. As with the high-temperature heat accumulator 3 shown in FIG Bulk filling of the further high-temperature heat accumulator 13 enters, and crosses this on a further section FI w of the fluid flow path and exits this again at the bottom.

[0036] Ebenso fliesst bei entsprechender Schaltung der jeweiligen Leitungen alternativ Rauchgas auf einem weiteren Abschnitt RG w des Rauchgaswegs durch den Wärmespeicher 13: im Rauchgasweg weist die Rauchgasleitung RG 1 eine Verzweigung 16 auf, die wiederum als Dreiweg-Ventil ausgebildet werden kann, so dass ein Rauchgasleitungsabschnitt RG 1a zum Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 3 und ein Rauchgasleitungsabschnitt RG 1b zum Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 13 führt und einer dieser Wärmespeicher zur Beladung mit heissem Rauchgas versorgt werden kann, während der Andere entweder über die Leitungen F3, F4 in den Kreislauf zum Verbraucher 2 geschaltet ist und entladen oder über die Leitungen F1, F2 in den Kreislauf zum Receiver 1 und dann ebenfalls beladen wird. Likewise, with appropriate switching of the respective lines alternatively flue gas flows on a further section RG w of the flue gas path through the heat accumulator 13: in the flue gas path, the flue gas line RG 1 has a branch 16, which in turn can be designed as a three-way valve, so that a flue gas line section RG 1a leads to the high-temperature solid heat store 3 and a flue gas line section RG 1b leads to the high-temperature solid heat store 13 and one of these heat stores can be supplied for loading with hot flue gas, while the other is either switched into the circuit to consumer 2 via lines F3, F4 is and discharged or via the lines F1, F2 in the circuit to the receiver 1 and then also charged.

[0037] Neben dem Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 8 ist ein weiterer Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 18 vorgesehen, der mit der Rauchgasleitung RG 4 mit dem Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 13 verbunden ist. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass der Fachmann im konkreten Fall auch Rauchgasleitungen derart vorsehen kann, dass jeder der Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 8 und 18 wahlweise mit einem oder beiden der Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 3 oder 13 verbunden werden kann. Letzteres kann von Vorteil sein, wenn beispielsweise die Kapazität der Niedertemperaturwärmespeicher 8,18 klein ist, so dass der alternierende Betrieb (Beladung durch Rauchgase, Entladung durch Vorwärmung des Verbrennungsgases) während der Beladung mit Wärme nur aus einem der Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 3,13 erfolgt. So können beispielsweise bei einer Anordnung mit nur einem Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 3 nach Figur 1b ebenfalls mehrrere Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher vorgesehen werden. In diesem Fall könnte dann eine nach aussen führende Rauchgasleitung 2' entfallen. Solche Varianten in der Schaltung der Rauchgas-bzw. Verbrennungsgasleitungen kann der Fachmann im konkreten Fall geeignet vorsehen. In addition to the low-temperature solid heat store 8, a further low-temperature solid heat store 18 is provided, which is connected to the high-temperature solid heat store 13 with the flue gas line RG 4. It should be noted at this point that the person skilled in the art can also provide flue gas lines in a specific case in such a way that each of the low-temperature solid heat accumulators 8 and 18 can optionally be connected to one or both of the high-temperature solid heat accumulators 3 or 13. The latter can be advantageous if, for example, the capacity of the low-temperature heat storage 8, 18 is small, so that the alternating operation (loading with flue gases, discharge by preheating the combustion gas) takes place during the loading with heat from only one of the high-temperature solid heat storage 3, 13 . For example, in an arrangement with only one high-temperature solid heat store 3 according to FIG. 1b, multiple low-temperature solid heat stores can also be provided. In this case, a flue gas line 2 'leading to the outside could then be omitted. Such variants in the circuit of the flue gas or. The person skilled in the art can provide suitable combustion gas lines in a specific case.

[0038] Im Ergebnis strömt das heisse Rauchgas in einen der Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 3 oder 13, lädt diesen und kühlt sich dabei ab, so dass es als warmes Rauchgas einen der Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 8 und 18 erreicht, diesen belädt und als kaltes Rauchgas über die Rauchgasleitungen RG 3 oder RG 5 nach aussen abgegeben wird. As a result, the hot flue gas flows into one of the high-temperature solid heat storage 3 or 13, charges it and cools down, so that it reaches one of the low-temperature solid heat storage 8 and 18 as a warm flue gas, loads it and overflows it as cold flue gas the flue gas pipes RG 3 or RG 5 are released to the outside.

[0039] Der Verbrennungsgasweg weist entsprechend neben der Gaszufuhrleitung GZ 2 eine Gaszufuhrleitung GZ 4 auf, die in den Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 18 führt. Dabei wird das Verbrennungsgas, wie es beim Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 8 der Fall ist, auf einem weiteren Abschnitt VerbrG w des Verbrennungsgaswegs durch den diesen hindurchgeführt, wobei dieser zusammenfällt mit dem weiteren Abschnitt RG w des Rauchgaswegs. In addition to the gas supply line GZ 2, the combustion gas path accordingly has a gas supply line GZ 4 which leads into the low-temperature solid heat storage device 18. The combustion gas, as is the case with the low-temperature solid heat storage device 8, is passed through the combustion gas path on a further section VerbrG w of the combustion gas path, this coinciding with the further section RG w of the flue gas path.

[0040] Die Gaszufuhrleitung GZ 3 weist nun, da zwei Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 8 und 18 vorhanden sind, einen Sammler 15 auf, der die beiden Gaszufuhrleitungen GZ 3a und 3b aus den Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 8 und 18 zusammenfasst, so dass in diesen vorgewärmtes, warmes Verbrennungsgas zum Brenner 4 geleitet werden kann. Vorteilhaft an dieser Anordnung ist (s. dazu die Figuren 3a und 3b), dass in dieser Konfiguration im Betrieb des Brenners 4 zum Beladen eines der Hochtemperatur-Feststoffwärmespeichers 3 oder 13 der Brenner 4 mit vorgewärmter, warmem Verbrennungsgas aus einem der Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 8 oder 18 versorgt werden kann, während das warme Rauchgas aus dem jeweiligen Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 3 oder 13 den anderen Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 18 oder 8 mit Wärme belädt. Dadurch kann die Wärme der warmen Rauchgase rekuperiert werden. Auch hier gilt, dass die dazu notwendigen Wärmspeicher von einfacher Konstruktion sind und aufwendige Rekuperationsanlagen entfallen. The gas supply line GZ 3 now has, since there are two low-temperature solid heat accumulators 8 and 18, a collector 15 which combines the two gas supply lines GZ 3a and 3b from the low-temperature solid heat accumulators 8 and 18, so that preheated, warm combustion gas can be passed to the burner 4. The advantage of this arrangement (see FIGS. 3a and 3b) is that in this configuration, when the burner 4 is in operation for loading one of the high-temperature solid heat accumulators 3 or 13, the burner 4 with preheated, warm combustion gas from one of the low-temperature solid heat accumulators 8 or 18 can be supplied while the warm flue gas from the respective high-temperature solid heat storage 3 or 13 charges the other low-temperature solid heat storage 18 or 8 with heat. This allows the heat from the warm flue gases to be recuperated. Here, too, the heat accumulators required for this are of simple construction and costly recuperation systems are not required.

[0041] Es ergibt sich ein Solarkraftwerk bei welchem bevorzugt ein weiterer, mit der Fluidleitungsanordnung und der Rauchgas-Leitungsanordnung betriebsfähig verbundener Feststoff-Hochtemperaturwärmespeicher vorgesehen ist, der für den Wärmetausch mit dem Wärme transportierenden Fluid einen weiteren Abschnitt des Fluid - Strömungswegs und für den Wärmetausch mit dem Rauchgas einen weiteren Abschnitt des Rauchgaswegs aufweist, der durch den weiteren Abschnitt des Fluid-Strömungsweg gebildet ist. The result is a solar power plant in which preferably another, with the fluid line arrangement and the flue gas line arrangement operably connected solid high-temperature heat storage is provided, which for the heat exchange with the heat-transporting fluid a further section of the fluid - flow path and for the heat exchange with the flue gas has a further section of the flue gas path which is formed by the further section of the fluid flow path.

[0042] Es ergibt sich ein Solarkraftwerk bei welchem bevorzugt ein weiterer, mit der Rauchgas-Leitungsanordnung und der Gaszufuhr-Leitungsanordnung verbundener Feststoff-Niedertemperaturwärmespeicher vorgesehen ist, der für den Wärmetausch mit dem Rauchgas einen weiteren Abschnitt des Rauchgaswegs und für den Wärmetausch mit dem Verbrennungsgas einen weiteren Abschnitt des Verbrennungsgaswegs aufweist, der durch den weiteren Abschnitt des Rauchgaswegs gebildet ist. The result is a solar power plant in which preferably another, connected to the flue gas line arrangement and the gas supply line arrangement solid low-temperature heat storage is provided, which is a further section of the flue gas path for heat exchange with the flue gas and for heat exchange with the combustion gas has a further section of the combustion gas path which is formed by the further section of the flue gas path.

[0043] Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass wie oben beschrieben, die Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher und die Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher als Hochtemperatur und Niedertemperaturbereich in einem einzigen Feststoffwärmespeicher ausgebildet werden können, indem die Leitungsanordnungen in entsprechender Höhe in das Feststoffspeichermedium hinein geführt werden, so dass sich eine Hochtemperaturzone und eine Niedertemperaturzone ausbildet. It should be noted at this point that, as described above, the high-temperature solid heat storage and the low-temperature solid heat storage can be designed as high temperature and low temperature range in a single solid heat storage by the line arrangements are led into the solid storage medium at the appropriate height, so that a high temperature zone and a low temperature zone are formed.

[0044] Wie oben erwähnt, ist es so, dass ein Feststoffwärmespeicher nicht wie im Stand der Technik nur durch ein Fluid mit Wärme beladen bzw. entladen wird, sondern durch mehrere Fluide, so dass erfindungsgemäss ein solcher Feststoffwärmespeicher nicht nur Wärme speichert, sondern auch in der Funktion des Wärmetauschers die Wärme von einem Fluid auf das andere Fluid überträgt, wobei beispielsweise zusätzliche Wärmeverluste, wie sie in einem Wärmetauscher der Natur der Sache nach anfallen, vollständig vermieden werden können. Bis auf die entsprechende Ausbildung der Leitungsanordnungen entsteht trotz der erheblichen verfahrenstechnischen Vorteile kein zusätzlicher Aufwand. As mentioned above, it is the case that a solid heat accumulator is not charged or discharged with heat only by one fluid, as in the prior art, but by several fluids, so that according to the invention such a solid heat accumulator not only stores heat, but also in the function of the heat exchanger transfers the heat from one fluid to the other fluid, whereby, for example, additional heat losses, such as those naturally occurring in a heat exchanger, can be completely avoided. Apart from the corresponding design of the line arrangements, there is no additional expense despite the considerable procedural advantages.

[0045] Es ergibt sich erfindungsgemäss die Verwendung eines Feststoffwärmespeichers, der zum Wärmetausch mit einem ersten Wärme transportierenden Fluid ausgebildet ist und dazu einen Strömungsweg für den Wärmetausch mit dem Fluid aufweist, derart, dass er zum Wärmetausch mit wenigstens einem zweiten Fluid, bevorzugt ein Rauchgas oder ein Verbrennungsgas, verwendet wird, wobei beide Fluide auf dem gleichen Strömungsweg, aber alternierend, durch den Feststoffwärmespeicher geführt werden. Weiter ergibt sich, dass bei dieser Verwendung bevorzugt die beiden Fluide alternierend und jeweils in Gegenrichtung durch den Strömungsweg geführt werden. According to the invention, the use of a solid heat accumulator which is designed for heat exchange with a first heat-transporting fluid and for this purpose has a flow path for heat exchange with the fluid such that it is used for heat exchange with at least one second fluid, preferably a flue gas or a combustion gas, is used, both fluids being guided through the solid heat accumulator on the same flow path, but alternately. It also emerges that with this use, the two fluids are preferably passed alternately and in each case in the opposite direction through the flow path.

[0046] Die Figuren 3a und 3b zeigen verschiedene Schaltzustände der Anordnung gemäss Figur 2. In den Figuren sind die Verzweigungen 12, 15 und 16 weggelassen, dafür ist aber die jeweilige Schaltung in diesen Verzweigungen durch beispielsweise Dreiwegventile dargestellt, indem eine fluidführende Leitung fett und eine sich nicht im Betrieb befindende Leitung normal gezeichnet und bei der Verzweigung unterbrochen dargestellt ist. Dasselbe gilt für die Sammler 13,14 und 15. FIGS. 3a and 3b show different switching states of the arrangement according to FIG a line that is not in operation is drawn normally and is shown interrupted at the branch. The same applies to collectors 13, 14 and 15.

[0047] Figur 3a zeigt einen Schaltzustand im Nachtbetrieb des Solarkraftwerks, in welchem der Hochtemperatur-Wärmespeicher 3 den Verbraucher 2 mit heissem, Wärme transportierendem Fluid versorgt, während gleichzeitig der Brenner 4 den Hochtemperatur-Wärmespeicher 13 durch heisses Rauchgas belädt, das weiter als warmes Rauchgas den diesem nachgeschalteten Niedertemperatur-Wärmespeicher 18 ebenfalls belädt. Dem Brenner 4 wird über den Niedertemperatur-Wärmespeicher 8 warmes Verbrennungsgas zugeführt, so dass die Wärme des warmen Rauchgases rekuperiert wird. Figure 3a shows a switching state in night operation of the solar power plant, in which the high-temperature heat storage 3 supplies the consumer 2 with hot, heat-transporting fluid, while at the same time the burner 4 loads the high-temperature heat storage 13 with hot flue gas, which is further than warm Flue gas also loads the downstream low-temperature heat storage 18. The burner 4 is supplied with warm combustion gas via the low-temperature heat store 8, so that the heat from the warm flue gas is recuperated.

[0048] Dazu wird ein Kreislauf von Wärme transportierendem Fluid durch die Fluidleitungen F3, F3a, den zweiten Abschnitt FI II der Fluidleitungsanordnung im Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 3 und die Fluidleitungen F4a und F4 geschaltet, zugleich ein Rauchgasweg durch die Rauchgasleitungen RG 1, RG 1b, den weiteren Abschnitt RG w im Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 13, die Rauchgasleitung 4, den weiteren Abschnitt RG w im Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 18 und der Rauchgasleitung 5. Weiter wird der Verbrennungsgasweg so geschaltet, dass kaltes Verbrennungsgas über die Leitung GZ2 in den Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 8 und via den zweiten Abschnitt VerbrG II des Verbrennungsgaswegs durch diesen hindurch, damit als warmes Verbrennungsgas in die Leitung GZ 3a, die Leitung GZ 3 und schliesslich in den Brenner 4 gelangt. For this purpose, a circuit of heat-transporting fluid is switched through the fluid lines F3, F3a, the second section FI II of the fluid line arrangement in the high-temperature solid heat storage 3 and the fluid lines F4a and F4, at the same time a flue gas path through the flue gas lines RG 1, RG 1b, the further section RG w in the high-temperature solid heat store 13, the flue gas line 4, the further section RG w in the low-temperature solid heat store 18 and the flue gas line 5.The combustion gas path is also switched so that cold combustion gas is fed into the low-temperature solid heat store 8 via the line GZ2 and via the second section VerbrG II of the combustion gas path through this, so that the warm combustion gas enters the line GZ 3a, the line GZ 3 and finally the burner 4.

[0049] Es ergibt sich ein Verfahren bei welchem bevorzugt dem Brenner für die Verbrennung des Brennstoffs ein Verbrennungsgas zugeführt wird, und wobei dieses vor dem Brenner zur Vorerwärmung durch den Abschnitt des Rauchgaswegs im Niedertemperatur-Wärmespeicher hindurchgeführt wird. The result is a method in which a combustion gas is preferably fed to the burner for the combustion of the fuel, and this gas is passed through the section of the flue gas path in the low-temperature heat accumulator in front of the burner for preheating.

[0050] Figur 3b zeigt einen alternativen Schaltzustand im Nachtbetrieb des Solarkraftwerks, in welchem der Hochtemperatur-Wärmespeicher 13 den Verbraucher 2 mit heissem, Wärme transportierendem Fluid versorgt, während gleichzeitig der Brenner 4 den Hochtemperatur-Wärmespeicher 3 durch heisses Rauchgas belädt, das weiter als warmes Rauchgas den diesem nachgeschalteten Niedertemperatur-Wärmespeicher 8 belädt. Dem Brenner 4 wird über den Niedertemperatur-Wärmespeicher 18 warmes Verbrennungsgas zugeführt, so dass die Wärme des warmen Rauchgases rekuperiert wird. Je nach Beladung der Hochtemperatur-Wärmespeicher 3 und 13 nach der Tagperiode bzw. je nach dem Verbrauch von Wärme durch den Verbraucher 2 in der Nachtperiode kann der Schaltzustand nach Figur 3a oder derjenige nach Figur 3b verwendet werden. Beispielsweise kann bei wenig beladenen Hochtemperatur-Wärmespeichern 3 und 13 zuerst nach Figur 3a der Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 3 entladen, der Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 13 durch den Brenner 4 vollständig geladen werden und dann zur Schaltung nach Figur 3b gewechselt werden, wo der Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 13 dann die Versorgung des Verbrauchers 2 mit Wärme übernimmt. Figure 3b shows an alternative switching state in night operation of the solar power plant, in which the high-temperature heat accumulator 13 supplies the consumer 2 with hot, heat-transporting fluid, while at the same time the burner 4 loads the high-temperature heat accumulator 3 with hot flue gas, which further than warm flue gas loads the downstream low-temperature heat storage 8. The burner 4 is supplied with warm combustion gas via the low-temperature heat store 18, so that the heat from the warm flue gas is recuperated. Depending on the loading of the high-temperature heat storage 3 and 13 after the day period or depending on the consumption of heat by the consumer 2 in the night period, the switching state according to FIG. 3a or that according to FIG. 3b can be used. For example, in the case of low-load high-temperature heat accumulators 3 and 13, the high-temperature solid heat accumulator 3 can first be discharged according to FIG. 3a, the high-temperature solid heat accumulator 13 can be fully charged by the burner 4 and then switched to the circuit according to FIG then takes over the supply of the consumer 2 with heat.

[0051] Dazu wird ein Kreislauf von Wärme transportierendem Fluid durch die Fluidleitungen F4b, F4, Verbraucher 2, F3, F3b und den weiteren Abschnitt FI w der Fluidleitungsanordnung im Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 13 geschaltet, zugleich ein Rauchgasweg durch die Rauchgasleitungen RG 1, RG 1a, den zweiten Abschnitt RG II im Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher 3, die Rauchgasleitung RG 2, den zweiten Abschnitt RG II im Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 8 und der Rauchgasleitung 3. Weiter wird der Verbrennungsgasweg so geschaltet, dass kaltes Verbrennungsgas über die Leitung GZ4 in den Niedertemperatur-Feststoffwärmespeicher 18 und via den weiteren Abschnitt VerbrG w des Verbrennungsgaswegs durch diesen hindurch, damit als warmes Verbrennungsgas in die Leitung GZ 3b und die Leitung GZ 3 in den Brenner 4 gelangt. For this purpose, a circuit of heat-transporting fluid is switched through the fluid lines F4b, F4, consumer 2, F3, F3b and the further section FI w of the fluid line arrangement in the high-temperature solid heat storage 13, at the same time a flue gas path through the flue gas lines RG 1, RG 1a , the second section RG II in the high-temperature solid heat store 3, the flue gas line RG 2, the second section RG II in the low-temperature solid heat store 8 and the flue gas line 3. Furthermore, the combustion gas path is switched so that cold combustion gas via line GZ4 into the low-temperature Solid heat accumulator 18 and via the further section VerbrG w of the combustion gas path through this, so that as warm combustion gas reaches the line GZ 3b and the line GZ 3 into the burner 4.

[0052] Damit ergibt sich ein Solarkraftwerk bei welchem die Leitungsanordnungen bevorzugt einen Schaltzustand aufweisen, so dass der eine Feststoff-Hochtemperaturwärmespeicher nur von Rauchgas und der andere Feststoff-Hochtemperaturwärmespeicher nur von Wärme transportierendem Fluid durchströmt wird, das zum Verbraucher fliesst. This results in a solar power plant in which the line arrangements preferably have a switching state so that only flue gas flows through one solid high-temperature heat store and only heat-transporting fluid flows through the other solid high-temperature heat store, which flows to the consumer.

[0053] Damit ergibt sich weiter ein Solarkraftwerk bei welchem die Leitungsanordnungen bevorzugt einen Schaltzustand aufweisen, so dass der eine Feststoff-Niedertemperaturwärmespeicher nur von vom Hochtemperatur-Feststoffspeicher her fliessenden Rauchgas und der andere Feststoff-Niedertemperaturwärmespeicher nur von Verbrennungsgas durchströmt wird, das vom Verbrennungsgasreservoir zum Brenner fliesst. This also results in a solar power plant in which the line arrangements preferably have a switching state, so that the one solid low-temperature heat storage only from the high-temperature solid storage her flowing flue gas and the other solid low-temperature heat storage is flowed through only by combustion gas, which flows from the combustion gas reservoir to Brenner flows.

[0054] Im Ganzen ergibt sich ein Verfahren zur Beladung eines Hochtemperatur-Feststoffwärmespeichers in einem Solarkraftwerk, wobei dieser über einen verschiedene Abschnitte aufweisenden Fluidströmungsweg in einen Kreislauf von Wärme transportierendem Fluid eingebunden ist, der einen Receiver und einen Verbraucher für Wärme umfasst und wobei das Wärme transportierende Fluid den Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher für den Wärmetausch in einem zweiten Abschnitt des Fluidströmungswegs durchquert, dabei bei der Entladung des Hochtemperatur-Wärmespeichers von diesem zum Verbraucher fliesst und bei der Beladung vom Receiver zu ihm, dadurch gekennzeichnet, dass der hochtemperatur-Wärmespeicher für die Beladung durch ein warmes Rauchgas vom Kreislauf getrennt und in einen verschiedene Abschnitte aufweisenden Rauchgasweg geschaltet wird, wobei als Abschnitt des Rauchgaswegs durch den Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher der Abschnitt des Fluid-Strömungswegs durch diesen benutzt wird. Overall, there is a method for loading a high-temperature solid heat accumulator in a solar power plant, which is integrated into a circuit of heat-transporting fluid via a fluid flow path having different sections, which comprises a receiver and a consumer for heat and where the heat transporting fluid crosses the high-temperature solid heat accumulator for the heat exchange in a second section of the fluid flow path, flowing from this to the consumer when the high-temperature heat accumulator is discharged and from the receiver to it when loading, characterized in that the high-temperature heat accumulator for the loading is separated from the circuit by a warm flue gas and switched into a flue gas path having different sections, the section of the fluid flow path through the high-temperature solid heat accumulator being used as the section of the flue gas path through the high-temperature solid heat accumulator.

[0055] Weiter ergibt sich ein Verfahren wobei bevorzugt zwei Feststoff - Hochtemperaturwärmespeicher in den Fluidströmungsweg des Wärme transportierendem Fluids eingebunden werden, wobei für die Beladung der eine Hochtemperatur-Feststoffwärmespeicher in den Rauchgasweg geschaltet wird, dabei der andere für die Entladung im Fluidströmungsweg des Wärme transportierendem Fluids verbleibt. Furthermore, a method results wherein preferably two solid - high-temperature heat accumulators are integrated into the fluid flow path of the heat-transporting fluid, with one high-temperature solid-state heat accumulator being switched into the flue gas path for loading, while the other is used for the discharge in the fluid flow path of the heat-transporting fluid Fluid remains.

[0056] Die in den Figuren 1a bis 3b beschriebenen Schaltungsvarianten für die Leitungen des Fluidströmungswegs, des Rauchgaswegs und des Verbrennungsgaswegs können durch weitere, davon abweichende Schaltungsvarianten ergänzt bzw. in verschiedener Reihenfolge durchgeführt werden, um im konkreten Fall die erfindungsgemässen Vorteile zu realisieren, die sich aus einem oder mehreren Feststoff-Wärmespeichern ergeben, die mit gleichem Strömungsweg durch sie hindurch für verschiedene Fluide genutzt werden, so dass ohne weiteren Aufwand ein Wärmetausch zwischen dem gleichen Fluid, und/oder zwischen verschiedenen Fluiden, je nach Betriebsbedarf, stattfinden kann. The circuit variants described in Figures 1a to 3b for the lines of the fluid flow path, the flue gas path and the combustion gas path can be supplemented by further, deviating circuit variants or carried out in different order in order to realize the inventive advantages in the specific case result from one or more solid heat accumulators that are used with the same flow path through them for different fluids, so that a heat exchange between the same fluid and / or between different fluids, depending on the operating requirements, can take place without further effort.

Claims

1. A method for loading a high-temperature solid heat accumulator (3,13) in a solar power plant, this being integrated into a circuit of heat-transporting fluid via a fluid flow path having different sections, which has a receiver (1) and a consumer (2) for heat comprises and wherein the heat-transporting fluid the high-temperature solid heat storage (3.13) for the heat exchange in a second section (FI II, FI w) of the fluid flow path traverses, while discharging the high-temperature heat storage (3.13) from this to Consumer (2) flows and during loading from the receiver (1) to it, characterized in that the high-temperature heat storage (3,13) for loading is separated from the circuit by a warm flue gas and is switched into a flue gas path having different sections, where as section (RG II, RG w) of the flue gas path through the high-temperature solid heat storage (13) the section of the fluid-S flow path (FI II, FI w) is used through this.

2. The method according to claim 1, wherein two solid - high temperature heat storage (3,13) are integrated into the fluid flow path of the heat-transporting fluid, wherein for loading the one high temperature solid heat storage (3,13) is switched into the flue gas path, while the other (13,3) remains for the discharge in the fluid flow path of the heat-transporting fluid.

3. The method according to claim 1, wherein the flue gas slides after the flow through a high-temperature solid heat storage (3,13) into a low-temperature solid heat storage (8,18) and this on a section of the flue gas path (RG II, RG w) is crossed and then released to the outside.

4. The method according to claim 1, wherein a fuel-operated burner (4) is provided for the generation of flue gas and the warm flue gas is switched into the flue gas path in front of the high-temperature heat store (3, 13).

5. The method according to claim 4, wherein the burner for the combustion of the fuel, a combustion gas is supplied, and wherein this is passed through the section of the flue gas path in the low-temperature heat accumulator in front of the burner for preheating.

6. Solar power plant with a receiver (1), at least one high-temperature solid heat storage (3), a consumer (2) and a fluid line arrangement (F1 to F6) forming a first section of a fluid flow path for a heat-transporting fluid that circulates the receiver (1), connects the solid high-temperature heat storage (3) and the consumer (2) with each other in an operational manner, wherein the high-temperature solid heat storage (3) has a second section of the fluid flow path (FI II) for the heat exchange with the heat-transporting fluid, characterized in that, that a burner (4) and a first section of a flue gas path (RG I to RG2) forming flue gas line arrangement is provided for the flue gases of the burner (4), which from the burner (4) to the solid high-temperature heat storage (3) and after this leads away from it, the solid high-temperature heat storage (3) having a second section of the flue gas path (RG II) for heat exchange with the flue gas, which is formed by the second section of the fluid flow path (FI II).

7. Solar power plant according to claim 6, wherein a further, with the fluid line arrangement and the flue gas line arrangement operably connected solid high-temperature heat storage (13) is provided, which for the heat exchange with the heat-transporting fluid a further section (FI w) of the fluid - Flow path and for the heat exchange with the flue gas has a further section (RG w) of the flue gas path, which is formed by the further section (FI w) of the fluid flow path.

8. Solar power plant according to claim 7, wherein the line arrangements have a switching state in which the one solid high-temperature heat storage (3.13) only from flue gas and the other solid high-temperature heat storage (13.3) only flows through heat-transporting fluid that flows to the Consumer (2) flows.

9. Solar power plant according to one of the preceding claims, wherein further a solid low-temperature heat storage (8) and a first section of a combustion gas path forming gas supply line arrangement (GZ1 to GZ 3) are provided for a gas to be burned, wherein the solid low-temperature heat storage (8 ) has a fourth section (RG IV) of the flue gas path for heat exchange with the flue gas and a second section (VerbrG II) of the combustion gas path for heat exchange with the gas to be burned, which is formed by the fourth section of the flue gas path (RG IV).

10. Solar power plant according to claim 9, wherein the line arrangements have a switching state in which flue gas coming from the burner (4) during operation, exchanging heat therewith, first through the solid high-temperature heat store (3) and then with further heat exchange through the solid-state low-temperature heat store (8 ) flows.

11. Solar power plant according to claim 9, wherein the line arrangements have a switching state in which, during operation, a combustion gas flows from the outside first with heat exchange with this in the low-temperature solid heat storage (8) and then preheated to the burner (4)

12. Solar power plant according to claim 9, wherein a further, connected to the flue gas line arrangement and the gas supply line arrangement solid low-temperature heat storage (18) is provided, which for the heat exchange with the flue gas a further section of the flue gas path (RG w) and for the heat exchange with the combustion gas has a further section (VerbrG w) of the combustion gas path, which is formed by the further section of the flue gas path (RG w).

13. Solar power plant according to claim 12, wherein the line arrangements have a switching state in which the one solid-low-temperature heat storage is only flowed through by the high-temperature solid-state storage flue gas and the other solid-low-temperature heat storage is only flowed through by combustion gas that flows from the combustion gas reservoir to the burner.

14. Use of a solid heat accumulator which is designed for heat exchange with a first heat-transporting fluid and for this purpose has a flow path for heat exchange with the fluid, characterized in that it is used for heat exchange with at least one second fluid, preferably a flue gas or a combustion gas is, both fluids on the same flow path, but alternating, are passed through the solid heat storage.

15. Use of a solid heat accumulator according to claim 13, wherein the two fluids are passed alternately and in each case in the opposite direction through the flow path