CN101821502B - 太阳能热发电设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种太阳能热发电设备，其包括太阳能收集系统和蒸汽发电设备。太阳能收集系统包括一个或多个其中容纳有热流体的管辐射吸收器，该系统被构造为通过在用太阳辐射来辐射一个或多个管辐射吸收器的同时使得热流体流过吸收器，以加热热流体。蒸汽发电设备包括中压蒸汽涡轮机、低压蒸汽涡轮机、至少一个附加蒸汽涡轮机(其入口压力高于中压蒸汽涡轮机的入口压力)，以及容纳有工作流体的管道。每个涡轮机与适于将热量从热流体传递至工作流体的热交换系统相关。

Description

太阳能热发电设备
技术领域
本发明涉及太阳能热发电设备，尤其涉及对蒸汽发电设备提供热能的太阳能热发电设备。
背景技术
在对全球变暖的关注和对不可再生能源的枯竭与日益增长的电力需求的预测中，能量供应商不断寻求作为替代物的原始能源(primary energy)。这样的一种能源是太阳能，且太阳能热发电设备是利用太阳能的一种方式。
一种类型的太阳能发电设备利用“辐射集中收集器”，其通过将太阳辐射聚焦在较小区域上来集中太阳辐射，例如，使用镜面表面或透镜。在此系统中，反射镜(典型地是抛物线形的)接收入射的太阳辐射，并将其反射(聚焦)在辐射吸收器(其形成为管子)上。管辐射吸收器被加工过的玻璃闭合管同心地包围，以限制热量损耗。收集器系统进一步包括追踪太阳的装置。
为了将通过对流和传导而损耗的热量减到最少，并且为了提高太阳辐射收集效率，将管辐射吸收器和玻璃闭合管之间的空间抽空至非常低的压力。
管辐射吸收器由带有涂层的金属制成，该涂层具有高太阳辐射吸收系数以将从反射镜反射的太阳辐射所赋予的能量传递最大化。组成传热介质的热流体(典型地是诸如油的液体)在管辐射吸收器内流动。
然后，由热流体传送的热能用来为蒸汽发电站提供动力，以驱动一个或多个涡轮机，从而以传统的方式(例如，通过将每个涡轮机的轮轴与发电机耦接)发电。
热流体通过向蒸汽发电设备传送热能来为其提供动力。虽然蒸汽-电的循环在高温下更有效，但是，在特定的高温阈值下，一些热流体可能分离或以其他方式分解或在传递热量时变得不太有效。因此，典型地将这种太阳能热发电设备限制为在低于此阈值的温度下操作，对于一些热流体，此阈值可能在大约400℃的区域中。
发明内容
根据本发明的另一方面，提供了一种太阳能热发电设备，其包括太阳能收集系统和蒸汽发电设备，其中，太阳能收集系统包括一个或多个其中装有热流体的管辐射吸收器，该系统被构造为通过在利用太阳辐射来辐射所述吸收器(或者直接、反射，或二者兼有)的同时使得热流体流过所述一个或多个管辐射吸收器，以加热所述热流体；蒸汽发电设备包括中压蒸汽涡轮机、低压蒸汽涡轮机和至少一个附加蒸汽涡轮机(其入口压力高于中压蒸汽涡轮机的入口压力)，以及容纳工作流体的管道；每个涡轮机与热交换系统相关，并且在其上游与热交换系统连接，热交换系统适于将热量从所述热流体传递至所述工作流体。
根据一些实施方式，热流体可以是热油或蒸汽/水。
根据其它实施方式，工作流体可以是熔盐、二氧化碳或氦气。
太阳能收集系统可进一步包括槽形收集器，例如，其可以是单轴线太阳追踪抛物面反射镜或线性菲涅耳(Fresnel)收集器。
蒸汽发电设备的工作流体可以是蒸汽/水。
太阳能热发电设备可具有低于大约400℃的工作温度。
与附加蒸汽涡轮机相关的热交换系统可包括三个热交换器，第一个是预热器，第二个是蒸发器，第三个是过热器。
太阳能热发电设备可包括一个附加涡轮机，其中，附加涡轮机、中压涡轮机和低压涡轮机的入口压力分别是大约150巴、100巴和20巴。
热发电设备可具有大致是或超过42％的总兰金(Rankine)效率。
太阳能热发电设备可进一步包括适于控制热流体对每个热交换系统的分布的控制器，从而优化发电设备的效率。
管辐射吸收器可设置在抽空的透明管内，至少设置在太阳能收集系统内。
与中压涡轮机相关的热交换系统可构成第一再热器(回热器)，并且，与低压涡轮机相关的热交换系统可构成第二再热器。
根据本发明的另一方面，提供了一种结合任一上述方面和/或任何相关实施方式所述的太阳能热发电设备，其中，热流体被加热至不超过大约400℃的温度。因此，蒸汽发电设备的工作温度不超过大约400℃。
根据本发明的又一方面，提供了一种用于发电的方法，所述方法包括：
(a)通过使工作流体顺次在至少三个涡轮机阶段中膨胀来从工作流体中提取能量，其中，在每个膨胀阶段之前，将工作流体加热至与相应阶段相关的预定温度；并且
(b)将所提取的能量转化成电能；
其中，通过来自热流体的热传递来加热工作流体，并且其中，通过用太阳辐射来辐射吸收器(直接辐射或者反射辐射、或二者兼有)的同时使热流体流过一个或多个管辐射吸收器，从而对热流体进行预热。
管辐射吸收器可构成太阳能热发电设备的太阳能收集系统的一部分，该太阳能热发电设备包括太阳能收集系统和蒸汽发电设备。
太阳能收集系统可进一步包括槽形收集器，例如，其可以是单轴线太阳追踪抛物面反射镜或线性菲涅耳收集器。
蒸汽发电站的工作流体可以是水/蒸汽。
与附加蒸汽涡轮机相关的热交换系统可包括三个热交换器，第一个是预热器，第二个是蒸发器，第三个是过热器。
太阳能热发电设备可包括一个附加涡轮机，其中，涡轮机的入口压力是150巴、60巴和20巴。
热发电设备可具有接近或超过42％的总兰金效率。
太阳能热发电设备可进一步包括适于控制热流体对每个热交换系统的分布的控制器，从而优化发电设备的效率。
与中压涡轮机相关的热交换系统可构成第一再热器，并且，与低压涡轮机相关的热交换系统可构成第二再热器。
可将管辐射吸收器设置在抽空的透明管内。
热流体可具有大约400℃的最大工作温度。
根据任一上述方面的发电尤其具有以下特征：
·通过使用热油来对再热循环提供热量，允许其灵活分布，这使得对于发电设备的工作流体的温度的控制被增强了；
·与其它热源(例如，来自火力发电设备的烟气)相比，热油能够被传输更远的距离；
·可增加热流体的流速，例如，以返回热流体，使其在更高的温度下暴露于太阳辐射中(例如，当可获得的太阳辐射较少时)；
·虽然这种发电设备的工作温度相对低，但是，与低工作温度通常相关的效率损耗由这样的事实来弥补：在提供已经由太阳辐射加热的热流体的情况下的运行成本相对于所获得的效率而言是合理的；因此，可实现的成本效益在于，即使是在与包括管辐射吸收器的太阳能发电设备相关的相对低的工作温度下，也能提供附加涡轮机和第二再热循环；并且
·显著提高效率，并降低产生每千瓦时的电的成本。
附图说明
为了理解本发明，并且为了了解本发明在实践中如何执行，现在将参照附图，仅通过非限制性实例来描述实施方式，附图中：
图1是根据本发明的一个实施方式的太阳能热发电设备的示意图；
图2是蒸汽发电设备的实例的示意图，其是图1所示的太阳能热发电设备的一部分；
图3A是图2所示的蒸汽发电设备的示意图，图3A与图3B中的表一起示出了关于其工作流体在工作循环中的不同点处的状态的信息；
图3B是列出了图3A所示的蒸汽发电设备的不同位置处的质量流速、焓、温度、压力及蒸汽品质的值的表；
图4是图2所示的蒸汽发电设备的热平衡图表；
图5是根据本发明的另一实施方式的太阳能热发电设备的示意图；
图6A是蒸汽发电设备的另一实例的示意图，其是图1所示的太阳能热发电设备的一部分；以及
图6B是列出了图6A所示的蒸汽发电设备的不同位置处的压力、温度和流速的值的表。
具体实施方式
如图1示意性地示出的，根据本发明的第一实施方式，提供了一种太阳能热发电设备，其总体上用10表示。发电设备10包括太阳能收集系统12和蒸汽发电设备14。发电设备进一步包括加热回路13，其包括一个或多个管辐射吸收器15(其还构成太阳能收集系统12的一部分)。
太阳能收集系统12包括一个或多个管辐射吸收器15和多个槽形收集器17，例如单轴线抛物面反射镜。替代地，可设置任何适当的用于集中太阳辐射的装置，例如菲涅耳收集器。管子(包括那些未暴露于太阳辐射的管子)组成发电设备10的加热回路。管辐射吸收器中装有热流体，例如商业上可获得的油(苯基)，例如商品名为VP-1的。根据不同的实施方式，热流体还可以是蒸汽/水、熔盐、二氧化碳和氦气中的一种。根据任何实施方式，当管子暴露于直接的且集中的太阳辐射下时，热流体在管子内被加热。因此，当热流体流过管辐射吸收器15时，热流体被加热。可设置反射镜(例如，抛物面反射镜)，以进一步加热热流体，如本领域公知的。热流体可加热至上阈值温度Tmax，该温度可选择为是热流体的最高安全工作温度，即，其中，热流体基本保持稳定且不会分解，或者使其热特性不受高温的负面影响。在一些实施方式中，上阈值温度Tmax可以是大约400℃(例如，对于VP-1来说)。例如，此类型的太阳能收集系统由Solel Solar Systems公司(以色列)提供。
通过适当的泵(未示出)使热流体在加热回路13内循环，以向蒸汽发电设备14提供热源。
如图2所示，蒸汽发电设备14包括三个蒸汽涡轮机16，18，20，其可以是兰金循环的一部分。适于在高压下工作的第一涡轮机16、适于在中压下工作的第二涡轮机18和适于在低压下工作的第三涡轮机20。根据一个实例，第一涡轮机16在大约150巴的入口压力下工作，第二涡轮机18在大约60巴的入口压力下工作，第三涡轮机20在大约20巴的入口压力下工作。在任何情况中，可将涡轮机的工作压力选择为提供最优效率和实际的机械具体化(realisticmechanical materialization)。
三个涡轮机壳体轴向地彼此耦接，并用来驱动单个发电机27，如本领域已知的。替代地，三个涡轮机可构造成使得每个涡轮机驱动单独的发电机(未示出)。每个涡轮机16，18，20分别与第一、第二和第三热交换系统22，24，26中的一个相关，并从其接收工作流体(例如，蒸汽)。第一、第二和第三热交换系统22，24，26中的每个都与加热回路的一部分直接热连通，这将在下面更详细地描述，并且，每个热交换系统在其相关的涡轮机接收工作流体之前都加热工作流体。每个热交换系统位于其相关的涡轮机16，18，20的上游并在其相关的涡轮机接收工作流体之前加热工作流体。
另外，蒸汽发电设备14包括蒸汽发电设备中通常所具有的其它元件，例如，多个给水加热器28、在必需的温度和压力条件下以及在必需的流速下承载工作流体(例如，蒸汽/水)的适当的管道/导管、监测蒸汽发电设备14中的各种位置处的温度、压力和质量流速的适当的传感器(未示出)、适当的发电设备控制系统(未示出)等。
每个热交换系统22，24，26与管辐射吸收器15直接热连通，或者通过第二热流体与管辐射吸收器15间接热连通，第二热流体与管辐射吸收器15和热交换系统热连通。
第一热交换系统22组成蒸汽发生系，并包括三个热交换器：预热器30、蒸发器32和过热器34，从而，工作流体可达到升高的温度和压力，其为最优化地驱动第一涡轮机16所需的。每个其它热交换系统24，26可包括单个热交换器，并分别用作第一和第二再热器。
将在下面给出示出了上述太阳能热发电设备10的一个可能的用途的非限制性实例。参照图3B中的表，作为非限制性实例的一部分，在图3A中给出了发电设备内的各种位置处的工作流体和热流体的状态的值。可用这些值以已知的方式计算系统的效率。为了达到这些值，假设蒸汽涡轮机合理地符合等熵方式。另外，假设冷凝器压力、发电机中的电-机损耗、管道中的压力损耗、热交换器中的温差以及泵效率与实践中通常获得的那些一致。
在发电设备10的工作中，热流体可在太阳能收集系统12内被加热至其上阈值温度Tmax，例如，大约400℃，或395℃。热流体进入入口分布歧管36，入口分布歧管是回路13的一部分，热流体从此处分开并流入三个分布管线38，40，42。优选地使每个分布管线热绝缘，以防止热损耗，并在等于或接近于上阈值温度Tmax的温度下将热流体运送至三个热交换系统22，24，26中的一个或另一个。因此，热流体用作热交换系统的热交换器内的加热流体。回路13还包括与分布管线38，40，42对应的三个收集管线和将热流体带回至太阳能收集系统12以使热流体被再加热的收集歧管44。期望的是，热流体的太阳能加热的循环和此热量通过热交换系统被传递到蒸汽发电设备的工作流体的热传递可无限持续，没有故障等。将可理解，热流体相对于三条分布管线38，40，42中的每条的相对分布可以这样的方式配置，例如，使得发电设备10的总效率最大化。
可设置一个或多个控制器(未示出)，以监测工作流体到每个涡轮机的入口状态和关键位置中的热流体的状态，并响应于系统的工作状态实时地调节热流体在三条分布管线38，40，42中的分布，例如，以将其效率最大化。另外，控制器确保工作流体的温度/压力状态是这样的，以确保工作流体不会在涡轮机内冷凝。
热流体如下所述地穿过第一热交换系统22：
(a)通过第一分布管线38从太阳能收集系统12直接承载的热流体进入过热器34(热交换器)，并用作其热流体。
(b)在热流体离开过热器34之后，热流体在较低的温度下进入蒸发器32(热交换器)，并用作其热流体。
(c)在热流体离开蒸发器32之后，热流体在甚至更低的温度下进入预热器30(热交换器)，并用作其热流体。
(d)在热流体离开预热器30之后，将热流体运送至收集歧管44，然后热流体返回至太阳能收集系统12，在此处使热流体被再加热。
与上述内容同时，蒸汽发电设备14的工作流体以相反的顺序穿过第一热交换系统：
(a)工作流体进入预热器30(热交换器)，用作其冷流体。
(b)工作流体在被升高的温度下离开预热器30(热交换器)，并被运送至蒸发器32(热交换器)，在此处将其蒸发。此加热的结果是，降低热流体的温度，如上述步骤(c)中所描述的。
(c)工作流体作为饱和蒸汽离开蒸发器32，并被运送至过热器34(热交换器)，在此处将其进一步加热。此加热的结果是，降低热流体的温度，如上述步骤(b)中所描述的。
(d)工作流体在离开过热器34之后，在高温高压下被运送至第一涡轮机16，例如，如图3A和图3B所表示的，并用来驱动第一涡轮机16。
然后，工作流体离开第一涡轮机16，并作为冷流体进入组成第一再热器的第二热交换系统24。在上阈值温度Tmax或接近于上阈值温度的温度下来自第二分布管线40的热流体用作第二热交换系统24的热交换器中的热流体。使得离开第二热交换系统24的热流体被运送至收集歧管44，与如上所述离开第一热交换系统22的热流体汇合，从此处将其运送回至太阳能收集系统12，以将其再次加热。工作流体离开第二热交换系统24，并在升高的温度和压力下进入第二涡轮机18，但是该压力低于用来驱动第一涡轮机16的压力。例如，377℃的温度和60巴的压力下的工作流体可用来驱动第二涡轮机18。
然后，工作流体离开第二涡轮机18，并作为冷流体进入构成第二再热器的第三热交换系统26。在上阈值温度Tmax或接近于上阈值温度的温度下来自第三分布管线42的热流体在第三热交换系统26的热交换器中用作热流体。使得离开第三热交换系统26的热流体运送回至太阳能收集系统12，并将其运送至收集歧管44，与如上所述离开第一和第二热交换系统22，24的热流体汇合，从此处将其运送回至太阳能收集系统12，以将其再次加热。工作流体离开第三热交换系统26，并在被升高的温度下进入低压涡轮机20，但是其压力低于用来驱动第一和第二涡轮机16，18的压力。例如，379℃的温度和17.35巴的压力下的工作流体可用来驱动低压涡轮机20。在离开低压涡轮机20之后，在重新进入热交换系统22之前，工作流体被冷凝器29冷凝。
除了上述内容之外，可以从部分或所有涡轮机16，18，20中流出一定量的工作流体(例如，蒸汽/水)，并将其供应至给水加热器28。此蒸汽/水可用来预热来自冷凝器29的冷凝物。
如所能看到的，可将上述发电设备(其中的状态是根据参照图3B中的表的图3A中提供的以及在图4中提供的实例的值的)设计为具有等于或大于42％的理论兰金效率(例如，在本实例中是42.3％)，同时具有低于大约400℃的相对低的工作温度，该温度是用太阳能管辐射吸收器作为热源的蒸汽发电设备的典型工作温度。应该注意，根据本实施方式设计的参考太阳能发电设备(但是其被修改为仅用一再热(即，两个涡轮机)而进行优化地操作)产生较低的兰金效率，例如，大约38.4％。
图5中示出了本发明的第二实施方式，并且其包括上述第一实施方式的所有元件和特征，已作必要的修正，第二实施方式与第一实施方式的主要差异在于，其具有独立的太阳能收集系统12a，12b，12c，而不是第一实施方式的单个太阳能收集系统。根据此实施方式，每个热交换系统22，24，26可从独立的太阳能收集系统12a，12b，12c分别接收热流体。因此，太阳能收集系统12a，12b，12c的管辐射吸收器彼此是流体隔离的。然而，其可物理地彼此靠近地设置。
根据第二实施方式，其还可以在相同的高温Tmax下对每个热交换器22，24，26提供热量，因此，可能需要较少的加热热液体的质量流来对每个热交换器提供所需的热传递。因此，用于对热交换器提供热量的必要基础结构可以更简单，并且需要比第一实施方式中更少的抽吸功率(pumping power)。
第二实施方式还可包括其它特征和/或优点。例如，如果需要关闭其中一个太阳能收集系统12a，12b，12c(例如，由于故障或维修的原因)，那么，可以关闭相关的涡轮机，并提供旁路流道以在两个剩余涡轮机之间引导工作流体，因此，虽然效率较低，但是允许用这两个涡轮机来进行发电设备10的操作。由于太阳能收集系统没有与燃料相关的运行成本，所以，发电设备暂时以较低的效率运行仍然是值得的。
可选地，可通过适当的导管和阀将任意两个或所有太阳能收集系统12a，12b，12c互相连接，以使得当期望时，能够以任何期望的组合使其选择性地流体连通，这样使得热流体能够在其间交换，从而，例如，其可以在已作必要修正的情况下通过和第一实施方式的太阳能收集系统相似的方式有效地运行。替代地，这种构造使得当关闭与其相关的太阳能收集系统时，来自太阳能收集系统12a，12b，12c中的两个的热流体还能够向其它涡轮机提供热量。
将在下面给出图6A所示的上述太阳能热发电设备10的另一实例，参照图6B中的表，给出了发电设备内的各种位置处的工作流体和热流体的状态的值。可用这些值以已知的方式计算系统的效率。为了达到这些值，假设蒸汽涡轮机合理地符合等熵方式。另外，假设冷凝器压力、发电机中的电-机损耗、管道中的压力损耗、热交换器中的温差以及泵效率与实践中通常获得的那些一致。
将要注意，在图6A和图6B中所示的实例中，若干管道具有列出的两组不同的值。这用来表示管道内的压力和温度损耗。将可理解，那些在接近管道上游部分被记录的值是管道内的初始值，而那些在接近管道下游部分被记录的值是管道内的最终值。
在图6A和图6B中表示的具体实例中，可以实现大约42.51％的总效率，具有大约36.56％的净效率。仅供参考，仅使用一再热的相似系统可以实现大约39.79％的总效率和大约35.08％的净效率。因此，在图6A和图6B所示出的实例中，可以实现的总效率和净效率的增加分别大约6.8％和4.2％。
本领域技术人员将容易理解，在不背离本发明(已作必要的修正)的范围的前提下可进行各种变化、改变和修改。例如，可去除与第一涡轮机16连接的给水加热器28。发电设备的效率仍将保持较高，并且，将简化第一涡轮机16的壳体的构造。

Claims (53)

1.一种包括太阳能收集系统和蒸汽的发电设备的太阳能热的发电设备，其中：
(a)所述太阳能收集系统包括其中容纳有热流体的一个或多个管辐射吸收器，所述系统被构造为通过在利用太阳辐射来辐射所述一个或多个管辐射吸收器的同时使得热流体流过所述吸收器，以加热所述热流体；并且其中
(b)蒸汽的所述发电设备包括蒸汽的中压涡轮机、蒸汽的低压涡轮机、至少一个其入口压力高于蒸汽的所述中压涡轮机的入口压力的蒸汽的附加涡轮机、以及容纳有工作流体的管道；每个涡轮机与适于将热量从所述热流体传递至所述工作流体的热交换系统相关，
其中，蒸汽的所述中压涡轮机、蒸汽的低压涡轮机和蒸汽的所述附加涡轮机分别热连通至所述太阳能收集系统，
其中，所述热流体在基本相同的工作温度下被提供给每个所述热交换系统。
2.根据权利要求1所述的太阳能热的发电设备，其中，所述热流体选自包括热油、蒸汽和水的组中。
3.根据权利要求1所述的太阳能热的发电设备，其中，所述热流体选自包括熔盐、二氧化碳和氦气的组中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能热的发电设备，其中，所述太阳能收集系统进一步包括槽形收集器。
5.根据权利要求4所述的太阳能热的发电设备，其中，所述槽形收集器是单轴线太阳追踪抛物面反射镜。
6.根据权利要求4所述的太阳能热的发电设备，其中，所述槽形收集器是线性菲涅耳收集器。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能热的发电设备，其中，所述工作流体是水/蒸汽。
8.根据权利要求5所述的太阳能热发电设备，其中，所述工作流体是水/蒸汽。
9.根据权利要求6所述的太阳能热发电设备，其中，所述工作流体是水/蒸汽。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能热的发电设备，其中，所述太阳能热发电设备具有低于400℃的工作温度。
11.根据权利要求8所述的太阳能热的发电设备，其中，所述太阳能热发电设备具有低于400℃的工作温度。
12.根据权利要求9所述的太阳能热的发电设备，其中，所述太阳能热发电设备具有低于400℃的工作温度。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能热的发电设备，其中，与蒸汽的所述附加涡轮机相关的热交换系统包括三个热交换器，第一个是预热器，第二个是蒸发器，第三个是过热器。
14.根据权利要求11所述的太阳能热的发电设备，其中，与蒸汽的所述附加涡轮机相关的热交换系统包括三个热交换器，第一个是预热器，第二个是蒸发器，第三个是过热器。
15.根据权利要求12所述的太阳能热的发电设备，其中，与蒸汽的所述附加涡轮机相关的热交换系统包括三个热交换器，第一个是预热器，第二个是蒸发器，第三个是过热器。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能热的发电设备，包括一个所述附加涡轮机，其中，所述附加涡轮机、所述中压涡轮机和所述低压涡轮机的入口压力分别是大约150巴、60巴和20巴。
17.根据权利要求14所述的太阳能热的发电设备，包括一个所述附加涡轮机，其中，所述附加涡轮机、所述中压涡轮机和所述低压涡轮机的入口压力分别是大约150巴、60巴和20巴。
18.根据权利要求15所述的太阳能热的发电设备，包括一个所述附加涡轮机，其中，所述附加涡轮机、所述中压涡轮机和所述低压涡轮机的入口压力分别是大约150巴、60巴和20巴。
19.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能热的发电设备，具有至少是42％的总兰金效率。
20.根据权利要求17所述的太阳能热的发电设备，具有至少是42％的总兰金效率。
21.根据权利要求18所述的太阳能热的发电设备，具有至少是42％的总兰金效率。
22.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能热的发电设备，进一步包括适于控制所述热流体对每个所述热交换系统的分布的控制器，从而优化所述发电设备的效率。
23.根据权利要求20所述的太阳能热的发电设备，进一步包括适于控制所述热流体对每个所述热交换系统的分布的控制器，从而优化所述发电设备的效率。
24.根据权利要求21所述的太阳能热的发电设备，进一步包括适于控制所述热流体对每个所述热交换系统的分布的控制器，从而优化所述发电设备的效率。
25.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能热的发电设备，其中，所述管辐射吸收器设置在抽空的透明管内，设置在所述太阳能收集系统内。
26.根据权利要求23所述的太阳能热的发电设备，其中，所述管辐射吸收器设置在抽空的透明管内，设置在所述太阳能收集系统内。
27.根据权利要求24所述的太阳能热的发电设备，其中，所述管辐射吸收器设置在抽空的透明管内，设置在所述太阳能收集系统内。
28.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能热的发电设备，其中，与所述中压涡轮机相关的热交换系统构成第一再热器，并且，与所述低压涡轮机相关的热交换系统构成第二再热器。
29.根据权利要求26所述的太阳能热的发电设备，其中，与所述中压涡轮机相关的热交换系统构成第一再热器，并且，与所述低压涡轮机相关的热交换系统构成第二再热器。
30.根据权利要求27所述的太阳能热的发电设备，其中，与所述中压涡轮机相关的热交换系统构成第一再热器，并且，与所述低压涡轮机相关的热交换系统构成第二再热器。
31.一种用于发电的方法，包括：
(a)通过使工作流体顺次在至少三个涡轮机阶段中膨胀来从所述工作流体中提取能量，其中，在每个所述膨胀阶段之前，将所述工作流体加热至与相应阶段相关的预定温度；并且
(b)将所述被提取的能量转化成电能；
其中，通过来自热流体的热传递来加热所述工作流体，并且其中，通过在用太阳辐射来辐射一个或多个管辐射吸收器的同时使所述热流体流过所述管辐射吸收器，以对所述热流体进行预热，其中至少三个所述涡轮机阶段分别接入与太阳能收集系统热连通的工作流体，其中，所述热流体在基本相同的工作温度下被提供给每个热交换系统。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述管辐射吸收器组成太阳能热的发电设备的太阳能收集系统的一部分，太阳能热的所述发电设备包括所述太阳能收集系统和蒸汽的发电设备，用于执行步骤(a)和(b)，蒸汽的所述发电设备包括蒸汽的中压涡轮机、蒸汽的低压涡轮机、具有的入口压力比蒸汽的所述中压涡轮机的入口压力高的至少一个蒸汽的附加涡轮机、以及容纳有所述工作流体的管道；每个涡轮机与适于将热量从所述热流体传递至所述工作流体的热交换系统相关。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述太阳能收集系统进一步包括槽形收集器。
34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述槽形收集器是单轴线太阳追踪抛物面反射镜。
35.根据权利要求33所述的方法，其中，所述槽形收集器是线性菲涅耳收集器。
36.根据权利要求32至35中任一项所述的方法，其中，所述工作流体是水/蒸汽。
37.根据权利要求32至35中任一项所述的方法，其中，与蒸汽的所述附加涡轮机相关的热交换系统包括三个热交换器，第一个是预热器，第二个是蒸发器，第三个是过热器。
38.根据权利要求36所述的方法，其中，与蒸汽的所述附加涡轮机相关的热交换系统包括三个热交换器，第一个是预热器，第二个是蒸发器，第三个是过热器。
39.根据权利要求32至35中任一项所述的方法，其中，太阳能热的所述发电设备包括一个所述附加涡轮机，其中，所述涡轮机的入口压力是150巴、60巴和20巴。
40.根据权利要求38所述的方法，其中，太阳能热的所述发电设备包括一个所述附加涡轮机，其中，所述涡轮机的入口压力是150巴、60巴和20巴。
41.根据权利要求32至35中任一项所述的方法，其中，太阳能热的所述发电设备具有至少42％的总兰金效率。
42.根据权利要求40所述的方法，其中，太阳能热的所述发电设备具有至少42％的总兰金效率。
43.根据权利要求32至35中任一项所述的方法，其中，太阳能热的所述发电设备进一步包括适于控制所述热流体对每个热交换系统的分布的控制器，从而优化所述发电设备的效率。
44.根据权利要求42所述的方法，其中，太阳能热的所述发电设备进一步包括适于控制所述热流体对每个热交换系统的分布的控制器，从而优化所述发电设备的效率。
45.根据权利要求32至35中任一项所述的方法，其中，与所述中压涡轮机相关的热交换系统构成第一再热器，并且，与所述低压涡轮机相关的热交换系统构成第二再热器。
46.根据权利要求44所述的方法，其中，与所述中压涡轮机相关的热交换系统构成第一再热器，并且，与所述低压涡轮机相关的热交换系统构成第二再热器。
47.根据权利要求31至35中任一项所述的方法，其中，将所述管辐射吸收器设置在抽空的透明管内。
48.根据权利要求46所述的方法，其中，将所述管辐射吸收器设置在抽空的透明管内。
49.根据权利要求31至35中任一项所述的方法，其中，所述热流体具有大约400℃的最大工作温度。
50.根据权利要求48所述的方法，其中，所述热流体具有大约400℃的最大工作温度。
51.根据权利要求31至35中任一项所述的方法，其中，从包括热油、蒸汽和水的组中选择所述热流体。
52.根据权利要求50所述的方法，其中，从包括热油、蒸汽和水的组中选择所述热流体。
53.根据权利要求31至33中任一项所述的方法，其中，从包括熔盐、二氧化碳和氦气的组中选择所述热流体。
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