CN102483263A - 用于太阳能蓄热器的传热流体的仅在蒸汽状态下的循环 - Google Patents

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Abstract

只是蒸汽状态的传热流体循环经过太阳能集热器(12)和显热蓄热介质(14)，以将热从太阳能集热器(12)传递至显热蓄热介质(14)。传热流体在环境温度下是液体，但是当处于操作中时，传热流体基本以蒸汽状态贯穿整个循环。

Description

用于太阳能蓄热器的传热流体的仅在蒸汽状态下的循环
技术领域
本发明涉及太阳能电站，并且更具体地涉及用水作为传热流体与显热蓄热介质相结合的太阳能电站。
背景技术
已经提出了这样的太阳能电站来存储被捕获的太阳能，即，该太阳能电站使用显热蓄热介质，典型的是熔盐。接着，显热蓄热介质能用于产生蒸汽，以驱动传统的蒸汽涡轮发电机系统。
因为使用于显热蓄能介质的蓄热介质的量最小化，所以优点是在较高的温度下存储能量，并允许从较高温度下的蓄热介质回收能量，从而导致发电循环中较高的换能效率。
借助传热流体，能量从太阳能集热器传递至显热蓄能介质。已经提出用合成油作为传热流体，但这些合成油通常只稳定到约400℃，这限制了显热蓄热介质的最大温度。通常地，油被用作槽式太阳能设备的传热介质，槽式太阳能设备包括具有熔盐蓄热物的设备。虽然槽式太阳能设备受限于温度上限，但它们能以可接受的效率工作，因为它们在单独的轴线上追踪太阳，因而与双轴线追踪式的太阳能集热器(例如，盘式集热器)相比具有较低的集中率。在槽式太阳能设备中使用油的确限定了温度上限，以其他方式它们可从例如450℃至约400℃而进行操作。
太阳能盘式部件和塔式部件的技术具有达到较高温度的能力，超过600℃，这具有如前所述的优点，即，使蓄热介质的量最小化并有益于在发电站循环中(获得)较高的换能效率。遗憾的是，没有在这样的高温下以及在环境温度下都保持为液态的流体(除了钠钾合金(NaK)，钠钾合金被认为对于太阳能管道网来说太危险，因为其与水的反应性很高，并且当与水或空气接触时可发生爆炸。
通常，太阳能塔式部件技术(其具有固定的太阳能接收器)在焦点直接加热融盐，该焦点布置成非常接近存储容器。盐(其既用作蓄能介质也用作传热流体)的网状化(reticulation of salt)是相对简单的，并且重力回流确保盐在夜间或云存在较长时间的期间从管道排空，因此不能在管道或接收器中凝固。对于太阳能盘式部件技术而言，直接加热的方案是有问题的，因为每个盘式部件具有自身的焦点，并且盘式部件可在非常大的区域被分布。排空管道可能不实际或很难实现。用作蓄热物的盐混合物在环境温度下是固体，因此，用盐作为传热流体和蓄热介质的分布太阳能部件的区域需要在全部时间(日间和夜间)被加热。加热系统的任何故障都将导致管道网中的盐凝固。
水能被用作为传热流体。当使用水作为高温范围内的传热流体时，在实际工作温度下通常存在相变。因为水被冷却并发生相变从过热蒸汽成为液态水，所以在将能量从蒸汽传递至单独的显热蓄热介质时存在已知的“夹点”问题。即使能获得高温蒸汽，但“夹点”问题大大限制了蓄热的上限温度。
对于将热从水(无论是蒸汽还是液体)传递至蓄热介质来说，相对在沿热交换器的所有位置处的蓄热介质，水必须处于较高温度。当将蒸汽冷凝至液体时，在100％蒸汽和100％液体之间温度保持不变(在恒压下)。这引起在100％汽相处的夹点，该夹点限制了在蓄热介质中能获得的最大温度。在图1中的温度-焓图中示出了夹点问题，图1示出了在165巴的水2从300℃至600℃的焓，和被水加热了的显热蓄热介质4的焓。尽管在该实例中，输入蒸汽的温度高，但蓄热介质的最大温度受“夹点”限制至约380℃。
已经提出了将蒸汽流分为三部分：纯液体、两相-液体和蒸汽，以及纯蒸汽。在该方法中，需要三种分开的蓄热介质。存在用于液相和汽相的显热蓄热物，以及用于两相区域的相变材料(例如，合适的盐)。虽然这避免了夹点问题，但将导致相对复杂的蓄能系统。
由于高温能力和高的光效率相结合，使用盘式部件的太阳能发电厂以是其他技术(塔式技术或槽式技术)几乎两倍的效率将阳光转变为电。但是，当与熔盐蓄热物结合时，利用盘式太阳能部件的发电在使用传统方式的传热流体时由于前述原因就遇到了问题。
技术内容
本发明提供了这样的能量源(例如太阳能电站)，即，该能量源在将能量传递至显热蓄热物时使只是汽态的传热流体(优选水)循环。循环完全是汽(过热)态的水避免了夹点问题，并避免了与高温稳定性的其他液体类型及在环境温度下为固相相关的问题，如之前所述的。
在本发明的优选形式中，提供了用于蓄热的显热蓄热物。显热蓄能物优选利用单独的显热蓄热介质，通常是一种或多种化合物的混合物。但是，使用两种或更多种不同的介质处于本发明的范围内，每种介质包括分开部分的显热蓄热物并且通过分开的热交换子系统介质可与传热流体进行热交换。例如，“高”温显热蓄热介质和“低”温显热蓄热介质可用于扩大传热流体在进入热交换系统和离开热交换系统之间的温度范围。不同的介质可能是不同的化合物、化合物的不同混合物或不同化合物的混合物。如在说明书和权利要求中所使用的，“显热蓄热物”以非限制性的方式被解释并可包括两个或更多个不同的显热蓄热介质。
当将热从发电站的太阳能集热器传递至显热蓄热物时，处于高温的过热蒸汽进入热交换系统，低温蒸汽(其高于或处于饱和曲线，或低于但靠近饱和曲线)排出热交换机构，以用于返回太阳能集热器。
本发明还提供太阳能电站，该太阳能电站具有：
显热蓄热物；
至少一个太阳能集热器；
传热流体，其在环境温度下是液体；
热交换器，其用于将热从传热流体传递至显热蓄热物；
所述太阳能电站具有第一操作模式，在第一操作模式中，热从传热流体传递至显热蓄热物，并且基本处于蒸汽状态的传热流体返回所述至少一个太阳能集热器。
优选地，发电站包括这样的装置，当传热流体在第一位置处的温度和压力低于第一组阈值时，该装置限制、防止或停止从传热流体至显热蓄热物的热交换至显热蓄能物。
第一位置优选为所述至少一个太阳能集热器的下游。
通过使得一个或多个传热流体和显热蓄热介质(当其是液体时)停止流动经过热交换系统，可限制、防止或停止热从传热流体传递至显热蓄热物。
当一个或多个显热蓄热介质被泵送经过热交换系统时，这可通过停止泵送液体的显热蓄热介质来实现。传热流体可继续经过热交换器或可使其绕过热交换器。
优选地，传热流体在刚刚与显热蓄热物热交换之后仍是过热的。但传热流体可被冷却至饱和曲线或刚刚低于但靠近饱和曲线。当发生热从传热流体传递至显热蓄热物时，优选传热流体保持在整个循环中基本处于蒸汽状态。
更优选地，传热流体在离开热交换器和返回所述至少一个太阳能集热器之间保持过热。当在第一操作模式中的时候，一个或多个压缩机优选地循环蒸汽。
太阳能电站优选具有加热器装置，当传热流体低于第一组阈值时，加热器装置选择性地加热传热流体。加热器装置可以是将传热流体加热成高于第一组阈值的一个或多个太阳能集热器。在加热阶段期间，优选不发生热从传热流体传递至显热蓄热物。
优选地，防止热交换的装置包括当传热流体低于第一组阈值时将传热流体返回至至少一个太阳能集热器的入口的循环装置。
优选地，发电站包括泵子系统，该泵子系统可操作成将蒸汽或液体的传热流体泵送经过所述至少一个太阳能集热器。
优选地，泵子系统包括用于将液相和汽相混合物分离的分离装置，通常指的是与水一起使用时的蒸汽分离器。如在说明书中所使用的，术语“蒸汽分离器”不被认为是要求使用水作为传热流体。
优选地，泵子系统可操作成当温度和压力条件高于第二组阈值时将汽态传热流体泵送经过至少一个太阳能集热器，并且当温度和压力条件低于第二组阈值时泵送液态传热流体。
在本发明的优选方式中，水被用作传热流体，并且泵子系统包括蒸汽分离器、蒸汽压缩机和液泵。高于第一组阈值时，借助于压缩机，过热蒸汽从太阳能集热器循环至显热蓄热介质。在第一组阈值和第二组阈值之间，传热流体被加热，优选借助压缩机使蒸汽循环经过至少一个太阳能集热器并返回蒸汽分离器，但不发生热从传热流体传递至显热蓄热物。在优选的形式中，这可通过只停止将显热蓄热介质泵送经过热交换系统而实现，并且传热流体从所述至少一个太阳能集热器经过热交换系统，然后(优选通过蒸汽分离器)返回太阳能集热器。该系统可使传热流体绕过热交换系统。
低于第二组阈值时，传热流体被加热，优选借助液泵将液体的水泵送至至少一个太阳能集热器并返回蒸汽分离器，但不发生热从传热流体传递至显热蓄热物。在优选的方式中，这通过只停止将显热蓄热物泵送经过热交换器而实现，并且传热流体从所述至少一个太阳能集热器经过热交换器系统，然后返回蒸汽分离器。该系统可使传热流体绕过热交换器系统。为了防止两相流体经过集热器，优选在任何时候只使用压缩机和泵中的一个，并且优选不同时使用二者。
该系统可配置成在正常操作期间绕过蒸汽分离器。
在使传热流体绕过热交换器系统的系统中，蒸汽分离器优选具有第一入口和第二入口，第一入口接纳被分离的传热流体，第二入口接纳通过将热传递至显热蓄热物而已经被冷却的传热流体。在没有绕过模式的系统中，单独的入口就足够了。
所述至少一个太阳能集热器可包括下一级别的成组(sub set)的多个太阳能集热器。
当传热流体低于第一组阈值和第二组阈值时，传热流体不需要被循环经过所有的太阳能集热器。
本发明还提供了一种操作太阳能电站的方法，所述太阳能电站具有显热蓄热物，所述显热蓄热物由传热流体选择性地加热，传热流体由至少一个太阳能集热器加热，所述方法包括：
确定传热流体在第一位置的温度和压力，并且如果传热流体的温度和压力：
(a)高于第一组阈值时，使传热流体加热显热蓄热物，
或者
(b)低于第一组阈值时，传热流体被加热，但不将热传递至显热蓄热物。
优选地，第一位置是所述至少一个太阳能集热器的下游，即，加热之后。
优选地，第一组阈值被选择成传热流体在将热传递至显热蓄热物之前和之后是蒸汽。
步骤(a)可包括提供或打开在太阳能集热器的入口和热交换器系统之间的流路。
优选地，步骤(b)包括通过使传热流体经过至少一个太阳能集热器来加热传热流体。
当使用液体显热蓄热介质(其被泵送经过热交换器系统)时，步骤(b)可包括停止将液体显热蓄热介质泵送经过热交换器系统。传热流体可继续经过热交换器系统。
步骤(b)可包括在太阳能集热器和热交换器系统之间去除或关闭流路。步骤(b)还可包括提供或打开太阳能集热器和泵送子系统之间的流路，泵送子系统将传热流体泵送至所述至少一个太阳能集热器，以绕过热交换器系统。
当低于第一阈值时，该方法还包括确定第二位置处的传热流体的温度和压力，并且确定：
(c)是否传热流体的温度和压力高于第二组阈值，从而将基本只是蒸汽形式的传热流体供应至所述至少一个太阳能集热器，
和
(d)是否传热流体的温度和压力低于第二组阈值，但高于第三组阈值，从而将基本只是液体形式的传热流体供应至所述至少一个太阳能集热器。
优选地，只是基本蒸汽形式或只是基本液体形式的传热流体被供应至所述至少一个太阳能集热器。因此，优选地，步骤(d)导致供应只是基本液体的传热流体。
第一位置和第二位置可以是相同的或不同的。
该方法还包括如果传热流体的温度和压力低于第三阈值，就不将传热流体供应至所述至少一个太阳能集热器。
可用其他参数来确定操作模式，例如，一天内的时间和一个或多个位置处的太阳辐射强度。
该方法优选包括提供蒸汽分离器，并且步骤(c)包括从蒸汽分离器吸取蒸汽，并且步骤(d)包括从蒸汽分离器吸取液体。
正循环着的传热流体的量优选被调整成将传热流体保持为高于一定的阈值，这取决于可获得的输入能量(即，太阳辐射)的量。
除非上下文中以其他方式清楚地要求，在整个说明书和权利要求中，措辞“包括”、“包含”等被解释成包括在内的意思，而不是相反的排除或不包含的意思；也就是说，其意思是“包括，但不限于”。
附图说明
图1是当将过热蒸汽冷却成液态水时水和显热蓄热介质的温度-焓图。
图2是根据本发明的实例的太阳能电站的传热流体和显热蓄热介质的温度-焓图。
图3是根据本发明的第一实例的太阳能电站的示意图。
图4是根据本发明的第二实例的太阳能电站的示意图。
具体实施方式
参考图2和3，示出了根据本发明的第一实例的太阳能电站10。太阳能系统10具有示意性地用太阳能集热器12示出的一个或多个太阳能集热器、各太阳能集热器组或太阳能区。虽然示出的太阳能集热器12是抛物面盘式集热器，但本发明不限于这种集热器。吸收系统可以利用槽式集热器、可以是塔式集热器区或任何其他类型的吸收系统，在塔式集热器区中，多个镜部件将阳光聚焦在公共采集点上。太阳能吸收系统的精确的特性不是本发明的重点。
太阳能电站利用水(H2O)作为传热流体，以将由集热器12从阳光吸收的热传递至显热蓄热部件，通常用附图标记13表示。显热蓄热部件13利用显热蓄热介质14。显热蓄热介质14存储热并用于按需供应热。
在本发明的优选方式中，显热蓄热部件13具有至少一对罐部件16、18，以用于存储显热蓄热介质14，显热蓄热介质14优选在工作温度范围是流体(优选是液体)。罐部件16、18是“热”罐和“冷”罐，但这是相对而言的。可使用具有温跃层的单独的罐部件。可使用固体材料作为蓄热介质，但这不是优选的。该系统只使用一种类型的蓄热介质，无需使用两个或更多个不同种类型的蓄热介质(例如，潜热蓄热介质和显热蓄热介质)，但不排除使用不同种类型的显热蓄热介质。
在优选的实施例中，在蓄热部件13中存储的热用于产生发电机系统的蒸汽。因此，系统10包括一个或多个传统的成套电站设备(powerblock)6，每个成套电站设备包括至少一个蒸汽轮机发电机组。通过与显热蓄热介质14交换热来产生用于成套电站设备6的蒸汽。热的流体从“热”罐16经过热交换系统8被泵送至“冷”罐18，在热交换系统8，水被加热成蒸汽。热交换系统8可包括一个或多个分开的热交换器。
该系统不限于发电机并可用于需要热源的其他设备。
盐的混合物优选用于化合物形式的显热蓄能物，因为它们在高于环境工作温度的范围内是流体，这允许将热良好地传递至水，并且在合适的温度和压力下产生蒸汽以获得高的热能向电能的换能效率。此外，盐的混合物是致密的(dense)，具有低的化学反应性，并且具有低的蒸汽压力和相对低的成本。
用于蓄能物的最普通的盐的混合物是重量为60％的硝酸钠和重量为40％的硝酸钾的硝酸盐混合物。该盐能在大约260℃和620℃的温度范围内使用。其他的盐也能用于蓄能物，例如亚硝酸盐和碳酸盐，并且具有不同的操作温度上限和操作温度下限。
在正常操作期间，在提供高于集热器12的输出阈值的情况下，形式为过热蒸汽的水离开集热器12并进入在22处的热交换系统20。热交换系统20可包括一个或多个分开的热交换器。借助于泵60蓄热介质14从冷罐18经过热交换系统20被泵送至热罐16，热被传递至蓄热介质14。水优选保持为经过热交换系统20的“干”蒸汽，并在24处以高于系统中的压力下的饱和温度的温度被排出。例如，在165巴的绝对压力下，饱和温度为大约350℃。通过使用仅蒸汽状态，以约600℃进入热交换器的过热蒸汽可被冷却至约370℃(提供了一定的变化余地)，同时将显热蓄热介质从约290℃加热至约590℃，使热罐和冷罐之间的温度差为约300℃。
相反，参考图1，使用了处于165巴的水，该水被加热至600℃然后被冷凝成液态水，这允许单独的显热蓄热物被加热至大约380℃。在这种系统中，蓄热介质的较低温度是约290℃，使热罐和冷罐之间的温度差小于100℃。
虽然将传热流体保持在过热状态的系统可能处于恒稳态或接近恒稳态的状况，但太阳能是间断能量源，设计成使用过热蒸汽的系统也必须设计成能处理不能产生过热蒸汽的情况。例如，在早上，系统可能处于环境温度。类似地，由于云造成的短暂太阳能状态将表示为过热蒸汽不是总能被满足的“设计”状态。
在具有用于泵送过热蒸汽的简单的压缩机的系统中，如果水不能被保持为高于饱和温度，那么蒸汽开始冷凝。然后，压力降低。将湿的蒸汽供应至压缩机能引起损坏。此外，在低温下，当系统中的基本所有的水是液态时，蒸汽压力非常低。
此外，在中间的“温暖”状态下，当系统处于水的饱和温度时，在管道中能存在两相的状态。在压缩机中或在使传热流体以网状形式(reticulating)到达集热器的过程中都不希望两相状态。最好是在管道中具有蒸汽流或液体流，但不是既有蒸汽又有液体。
本发明提供“加热”模式，优选两级加热模式，也就是说，即使设计状态的温度(和压力)不能实现时，加热模式也能被启动。在“加热”模式中，由太阳能集热器吸收的热不被传递至显热蓄热介质，而是被用于保持并优选地增加传热流体的焓。这是通过提供泵送子系统30实现的，泵送子系统30优选将水或蒸汽(根据情况所需)泵送经过太阳能集热器，而不是将吸收的热传递至显热蓄热介质。
在图3的实例中，这通过只关闭泵60，以便经过热交换系统20的传热流体不能将任何的大量的热传递至显热蓄热介质而实现。应该理解，保持在热交换系统20中的任何显热蓄热介质可被加热，但是这不重要。当然，使用回流热交换系统20，将不会有显热蓄热介质保留在热交换系统20中。传热流体经过热交换系统20并通过入口32进入泵送子系统30。
泵送子系统30包括蒸汽分离器50、压缩机52和液泵54。在蒸汽分离器中，湿的蒸汽被分离成液相和汽相。蒸汽分离器50包括用于液态水的空间56和蒸汽空间57。
在正常操作期间，来自热交换器20的传热流体通过入口32进入热交换器20。如果蒸汽是湿的，那么任何液体都被分离并收集在空间56中，并且基本上只是蒸汽通过蒸汽出口58被输送至压缩机52。如果蒸汽在该位置还是过热的，那么蒸汽分离器50可借助管路(未示出)被绕过。实际上，在正常操作期间，进入蒸汽分离器50的蒸汽仍将是过热的。系统包括冷凝容器62，冷凝容器62用于调节正循环着的液体的量，如随后所讨论的。这允许传热流体在低于不同能量输入(太阳能)级别的范围以下高于饱和温度的情况下输送经过蒸汽分离器。
假设由于太阳或薄云的位置，太阳能的强度降低一些。离开全部或一些集热器12的蒸汽的温度将下降。通过改变流经太阳能集热器的量，能对此进行弥补。类似地，由于经过热交换系统20而被冷却的蒸汽的量能通过改变经过热交换系统20的蓄热介质的流量而被改变。
但是，在一定的阈值，离开太阳能集热器的蒸汽的温度和压力的组合可导致热交换器20中的水冷凝。由于传热流体离开热交换系统20，热交换流体处于饱和曲线上或刚刚低于饱和曲线(即，部分地冷凝)是属于本发明的范围的。这是因为在正常操作中，进入热交换系统的冷的显热蓄热介质的温度基本低于饱和曲线的温度，这种情况下还能发生热交换而没有夹点问题产生。但是，当温度和压力的组合低于第一阈值时系统转换到第一加热模式。在第一加热模式中，泵60被关闭并且蒸汽进入蒸汽分离器入口34、基本被冷却。在较低温度和压力情况下，一些蒸汽可冷凝，以到达平衡。蒸汽中的任何液体都被分离并积聚在储存器56中。压缩机52继续运行，液泵54没有启动。蒸汽继续循环经过太阳能集热器12。
假设云已经经过集热器区的只一部分。集热器仍将吸收一些能量，并且蒸汽的温度和压力将保持足够高，以允许蒸汽连续循环。一旦云经过，被吸收的能量就增加。离开集热器12的蒸汽的温度增加。由于系统中的能量增加，储存器中的更多的液体将转换成蒸汽。
蒸汽继续经过热交换器系统20、未被冷却，直到离开太阳能集热器12的温度和压力达到阈值，此时泵60重新启动，“正常”操作重新开始。
如果离开太阳能集热器12的温度和压力低于第二阈值，系统以第二加热方式运行。该模式通常是在早上，此时有一些太阳能被吸收，但不足以允许显热蓄热介质被加热，或提供蒸汽至太阳能集热器。但是，如果阴云覆盖集热器区并且温度下降成低于第二阈值，那么该模式可在日间发生。在第二加热模式中，泵60关闭，所以没有热从传热流体传递至显热蓄热介质。压缩机50优选被关闭，液泵54操作成将液态水从蒸汽分离器经过出口61泵送至太阳能集热器12。可能有这样的情况，即，在两个模式之间进行转换时，压缩机50和泵54工作(持续短的时间段)。
冷凝容器62用于调节正在循环的传热流体的量，以将系统保持在操作参数内并能进行初始操作。
由于能量输入改变，可通过增加或去除来自蒸汽分离器50的流体来调整正循环着的液体的量。
在开始启动时，需要较大量的流体来填充管路的容积、到达一个或多个盘式部件，从而能泵送流体。额外的液体可从冷凝容器被泵送。
由于能量增加，更多的传热流体蒸发，所以系统中的压力增加。一旦系统中的压力到达阈值，蒸汽就从蒸汽分离器50流到冷凝容器62，在此被冷凝，因而减少了循环的量。这一过程持续直到所有的传热流体成为蒸汽。传热流体的去除可发生在所有液体成为蒸汽之后，由于系统中的能量增加而限制了操作条件，例如操作压力。合适的阀(未示出)允许冷凝容器62与蒸汽分离器隔离。
当保持泵子系统30运行而没有益处时，例如在夜间或低太阳辐射强度时，泵子系统30被完全关闭。由于进行泵送需要能量，在低太阳辐射强度时可能发生净能量损失。该系统可测量太阳辐射强度和其他参数，并据此来确定是否进行泵送。
液态水被泵送至集热器12并由集热器加热。水返回蒸汽分离器并加热在储存器56中的液态水。由于液体的温度升高，所以蒸汽的压力增加。液态水继续被循环。在早上由于太阳升起，太阳能强度增加。系统的温度和压力增加直到分离器中的蒸汽压力高于阈值。在该阈值，系统转换至第一加热模式，压缩机52启动，泵54停止。泵60保持关闭。然后蒸汽被循环，直到达到“设计”温度，以允许进行上述的操作，在上述操作中从过热蒸汽至显热蓄热介质的热传递通过打开泵60而重新开始。
因此，系统使用了单独的显热蓄热混合物而相对简易，同时提供了通过使用多种蓄热混合物才能提供的高蓄热温度。
虽然，当处于加热模式中时，系统可使传热流体经过太阳能集热器组中所有的太阳能集热器12，但这不是重要的。可优选这样，即，在任一种加热模式中时，系统只使传热流体经过少量的集热器。
图4示意性地示出本发明的第二实例。类似地，使用了与第一实例中相同数量的部件。该实例以三种不同的模式如第一实例那样操作，但在加热模式期间绕过热交换系统以防止热从第一传输流体传递至显热蓄热物。
泵送子系统30具有两个入口32和34，以及单独的出口36。入口32连接至热交换器20的出口，而出口34通过三通阀38(或阀的其他合适的组合)连接至太阳能集热器的出口/热交换器的入口管40。出口36通向太阳能集热器的入口管42。
在正常模式中，阀38允许过热蒸汽从太阳能集热器到达热交换系统20，而通向泵送子系统30的入口34封闭。
在加热模式中，阀将排出太阳能集热器12的传热流体转移至泵送子系统30的入口34，因此传热流体没有流经热交换系统20。与前述阈值相同的阈值被用于确定液泵54或压缩机52是否运行。阀38的打开和关闭对应于泵60的打开和关闭。
很明显，对于本领域的技术人员来说可对这里描述的实施例进行很多显然的修改和变更，而不背离本发明的精神实质或范围。

Claims (36)

1.一种太阳能电站，其具有：
显热蓄热介质；
至少一个太阳能集热器；
传热流体，其在环境温度下是液体；
热交换器，其用于将热从传热流体传递至显热蓄热介质；
所述太阳能电站具有第一操作模式，在所述第一操作模式中，热从传热流体传递至显热蓄热介质，并且基本处于蒸汽状态的传热流体返回所述至少一个太阳能集热器。
2.根据权利要求1所述的太阳能电站，其中，在所述第一操作模式中，在刚刚与显热蓄热介质热交换之后，传热流体的温度高于或处于传热流体的饱和曲线，或低于但靠近传热流体的饱和曲线。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的太阳能电站，其中，在所述第一操作模式中，在刚刚与显热蓄热介质热交换之后，传热流体是过热的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的太阳能电站，其中，在所述第一操作模式中，传热流体在离开所述热交换器和返回所述至少一个太阳能集热器之间保持过热。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的太阳能电站，所述太阳能电站包括第一泵子系统，所述第一泵子系统能操作成将传热流体以蒸汽形式或液态形式供应至所述至少一个太阳能集热器。
6.根据权利要求5所述的太阳能电站，其中，所述泵送子系统包括液泵和蒸汽压缩机。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的太阳能电站，其中，所述泵子系统包括蒸汽分离器。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的太阳能电站，当在第一位置的传热流体的温度和压力低于第一组阈值时，所述太阳能电站具有所述第二操作模式，在所述第二操作模式中，热被供应至传热流体，但不发生从传热流体至显热蓄热介质的热交换。
9.根据权利要求8所述的太阳能电站，其中，显热蓄热介质包括至少一个流体的显热蓄热介质，并且在所述第二操作模式中，显热蓄热介质不流经所述热交换器。
10.根据权利要求8所述的太阳能电站，所述太阳能电站包括泵，以将显热蓄热介质泵送经过所述热交换器，并且在所述第二模式中，所述泵被关闭。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的太阳能电站，其中，在所述第二模式中，传热流体连续经过所述热交换器。
12.根据权利要求8至10中任一项所述的太阳能电站，其中，在所述第二模式中，传热流体不流经所述热交换器。
13.根据权利要求12中所述的太阳能电站，其中，在所述第二模式中，传热流体绕过所述热交换器。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的太阳能电站，所述太阳能电站包括热源，在所述第二模式中，所述热源选择性地加热传热流体。
15.根据权利要求14所述的太阳能电站，其中，所述热源包括所述至少一个太阳能集热器中的至少一个太阳能集热器。
16.根据权利要求8至15中任一项权利要求从属于权利要求5时所述的太阳能电站，其中，在所述第二模式中，当传热流体的温度和压力高于第二组阈值时，所述第一泵子系统能操作成将蒸汽态的传热流体供应至至少一个太阳能集热器，并且当传热流体的温度和压力低于所述第二组阈值时，供应液态传热流体。
17.根据权利要求8至16中任一项所述的太阳能电站，所述太阳能电站包括多个太阳能集热器，并且在所述第二模式中，传热流体被循环经过少于全部太阳能集热器的太阳能集热器。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的太阳能电站，所述太阳能电站包括：
闭合回路，所述闭合回路使所述至少一个太阳能集热器和所述热交换器相互连接；
储存器，所述储存器用于存储从所述闭合回路分离的传热流体，和；
传输机构，所述传输机构用于选择性地在所述闭合回路和所述储存器之间输送传热流体；
由此，在所述闭合回路中的传热流体的量是可调节的。
19.根据权利要求18所述的太阳能电站，其中，所述储存器存储液体形式的传热流体。
20.根据权利要求18或19从属于权利要求7时所述的太阳能电站，其中，所述传输机构能操作成将蒸汽形式的传热流体从所述蒸汽分离器输送至所述储存器，并将液体形式的传热流体从所述储存器输送至所述蒸汽分离器。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的太阳能电站，其中，所述至少一个太阳能集热器包括多个盘式太阳能集热器。
22.一种操作太阳能电站的方法，所述太阳能电站具有显热蓄热物，所述显热蓄热物由传热流体选择性地加热，传热流体在环境温度下是液体并由至少一个太阳能集热器加热，所述方法包括：
确定传热流体在第一位置的温度和压力，并且如果传热流体的温度和压力：
(a)高于第一组阈值时，以第一模式操作所述太阳能电站，在所述第一模式中，热从传热流体传递至显热蓄热物；或
(b)低于第一组阈值时，以第二模式操作所述太阳能电站，在所述第二模式中，传热流体被加热，但不将热传递至显热蓄热物。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述第一组阈值被选择成基本处于蒸汽状态的传热流体返回所述至少一个太阳能集热器。
24.如权利要求22或权利要求23所述的太阳能电站，其中，所述第一组阈值被选择成，使得在刚刚与显热蓄热介质热交换之后，传热流体的温度高于或处于传热流体的饱和曲线，或低于但靠近传热流体的饱和曲线。
25.如权利要求22至24中任一项所述的方法，其中，所述第一组阈值被选择成，使得在将热传递至所述显热蓄热物后，传热流体是过热的蒸汽。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的方法，其中，当以所述第二模式操作时，确定：
(c)是否传热流体的温度和压力高于第二组阈值，并且如果是这样，将基本只是蒸汽形式的传热流体供应至所述至少一个太阳能集热器；和
(d)是否传热流体的温度和压力低于第二组阈值，但高于第三组阈值，并且如果是这样，将基本只是液体形式的传热流体供应至所述至少一个太阳能集热器。
27.如权利要求22至26中任一项所述的方法，其中，所述太阳能电站包括热交换器，所述热交换器用于将热从传热流体传递至显热蓄热物，并且所述第一模式包括使传热流体经过所述热交换器。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述第一模式包括使流体的显热蓄热介质经过所述热交换器。
29.根据权利要求27或权利要求28所述的方法，其中，所述第二模式包括使流体的显热蓄热介质停止经过所述热交换器。
30.根据权利要求27至29中任一项所述的方法，其中，所述第二模式包括使传热流体经过所述热交换器。
31.根据权利要求27至29中任一项所述的方法，其中，所述第二模式包括使传热流体不经过所述热交换器。
32.根据权利要求22至31中任一项所述的方法，其中，所述第二模式包括通过使传热流体经过至少一个太阳能集热器来加热传热流体。
33.根据权利要求22至32中任一项所述的方法，其中，利用输入传热流体的能量来调整正循环着的传热流体的量。
34.根据权利要求27至33中的任一项权利要求从属于权利要求26时所述的方法，所述方法包括提供蒸汽分离器，和步骤(c)包括从所述蒸汽分离器抽取蒸汽，和步骤(d)包括从所述蒸汽分离器抽取液体。
35.一种太阳能电站，所述太阳能电站为基本上如参考附图被描述的太阳能电站。
36.一种操作太阳能电站的方法，所述太阳能电站为基本上如参考附图被描述的太阳能电站。
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