DE10036746A1 - Absorberrohr insbesondere für Parabolrinnenkollektoren in solarthermischen Kraftwerken - Google Patents
Absorberrohr insbesondere für Parabolrinnenkollektoren in solarthermischen KraftwerkenInfo
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Abstract
Bislang sind bei Absorberrohren zum Ausgleich der stark unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen einem zentralen Rohr aus Stahl und einem dieses umgebenden Hüllrohr aus Glas Faltenbälge vorgesehen. Das neue Absorberrohr soll wirtschaftlicher einsetzbar sein. DOLLAR A Erfindungsgemäß weist die Ausgleichseinrichtung (7) wenigstens eine zumindest teilweise im Ringspalt (5) angeordnete Dichteinrichtung (10) auf, welche derart angeordnet und ausgebildet ist, daß eine Abdichtung sowohl gegenüber dem zentralen Rohr (2) als auch gegenüber dem Hüllrohr (4) und eine axiale Relativbewegung zwischen zentralem Rohr (2) und Hüllrohr (4) ermöglicht ist. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Absorberrohr ermöglicht eine nahezu vollständige Ausnutzung der auf das Rohr gebündelten Strahlung. Durch Faltenbälge verschattete Rohrabschnitte entfallen, so daß eine nicht unerhebliche Wirkungsgradverbesserung erzielt werden kann.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Absorberrohr insbesondere für Parabolrinnenkollektoren in
solarthermischen Kraftwerken nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der Praxis ist ein Absorberrohr der eingangs erwähnten Art bekannt. Bei diesem Absorber
rohr ist das zentrale Rohr aus Stahl und das Hüllrohr, durch das konvektive Wärmeverluste
weitgehend vermieden werden sollen, aus Glas gefertigt. In dem Ringspalt zwischen zentralem
Rohr und Hüllrohr herrscht Vakuum.
Wegen der deutlich unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Stahl und Glas wird
das Absorberrohr eines beispielsweise 100 m langen Kollektors in Modulen zu 4 m Länge
realisiert. Als Ausgleichseinrichtung kommt an jedem Ende eines solchen Moduls von 4 m Länge
ein Faltenbalg zum Einsatz, welcher sowohl mit dem zentralen Rohr aus Stahl als auch mit dem
Glas-Hüllrohr verlötet ist. Nach der Verlötung wird der Ringspalt zwischen den Rohren
evakuiert. Die komplett angelieferten Module werden dann zu einem Kollektor zusam
mengeschweißt. Rohrhalter befinden sich jeweils im Bereich der Schweißnähte.
Nachteilig ist dabei, daß ein Teil des Absorberrohres durch die Faltenbälge verschattet ist, so daß
die entsprechenden Abschnitte nicht zur Energieaufnahme beitragen können. Hierdurch gehen
etwa 5% der von den Kollektoren gebündelten Strahlung ungenutzt verloren. Nachteilig ist
ferner, daß das Anbringen der Faltenbälge und das Verbinden der einzelnen Module zu einem
Absorberrohr von 100 m Länge einen beträchtlichen Aufwand erfordert, so daß bei einer
derartigen Anlage schon von daher mit nicht unbeträchtlichen Investitionskosten zu rechnen ist.
Module, die durch eine Undichtigkeit ihr Vakuum verloren haben, können im Kollektor nicht
repariert werden. Dazu ist es erforderlich, das entsprechende Modul aus dem Absorberrohr
herauszutrennen und durch eine neue Einheit zu ersetzen. Es ist klar, daß ein solcher Austausch
ebenfalls mit beträchtlichen Kosten schon deshalb verbunden ist, als der betreffende Kollektor
während der Umrüstarbeiten nicht zur Energieerzeugung zur Verfügung steht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absorberrohr der eingangs erwähnten Art zu
schaffen, das wirtschaftlicher herstellbar und damit einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Absorberrohr mit den Merkmalen des Patent
anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist die Ausgleichseinrichtung wenigstens eine zumindest teilweise im Ringspalt
angeordnete Dichteinrichtung, welche derart angeordnet und ausgebildet ist, daß eine
Abdichtung sowohl gegenüber dem zentralen Rohr als auch gegenüber dem Hüllrohr und eine
axiale Relativbewegung zwischen zentralem Rohr und Hüllrohr ermöglicht ist. Vorteilhaft ist
dabei, daß sowohl das zentrale Rohr als auch das Hüllrohr über die Gesamtlänge des Kollektors,
wie zuvor erwähnt etwa 100 m, letztlich durchgehend ausgeführt werden können. Damit stellt
die gesamte Länge des Absorberrohres zur Energieerzeugung zur Verfügung, so daß letztlich
der Wirkungsgrad des Absorberrohres nicht unbeträchtlich gesteigert werden kann. Dadurch
vermindern sich die ungenutzten Strahlungsanteile; letztlich steigt dadurch auch der Gesamt
wirkungsgrad des solarthermischen Kraftwerks.
Vorteilhafterweise ist die Dichteinrichtung eine zumindest teilweise aus Viton, Graphit oder
Teflon oder aus einer auch nur teilweisen Kombination dieser Materialien gefertigte
Vakuumdichtung. Für den Fall, daß eine solche Dichteinrichtung mit der Zeit undicht wird, ist
lediglich die Dichteinrichtung zu erneuern. Ein Herausflexen bestimmter Absorberrohrabschnitte
ist dazu in aller Regel nicht erforderlich.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist an jedem Ende des Absorberrohres eine
Dichteinrichtung vorgesehen. Damit sind die Dichteinrichtungen in aller Regel gut zugänglich, da
zwischen den einzelnen Kollektoren in axialer Richtung genügend Platz für Wartungsarbeiten zur
Verfügung steht. Da für die gesamte Kollektorlänge lediglich zwei Dichteinrichtungen erforder
lich sind, sind auch die Investitionskosten im Vergleich zu einem herkömmlichen Absorberrohr
deutlich reduziert.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Dichteinrichtung eine vollständig im Ringspalt
sitzende Ringdichtung, die an einem der Rohre befestigt ist, während das andere Rohr auf der
Ringdichtung axial gleitend bewegbar ist. Eine solche Ringdichtung ist einfach aufgebaut und mit
relativ geringem Aufwand in den Ringspalt zwischen dem zentralen Rohr und dem Hüllrohr
einsetzbar.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist die Dichteinrichtung eine Ringnut zum
abdichtenden Aufnehmen eines Endes des Hüllrohres auf. Damit ist es möglich, ein Ende des
Hüllrohres in die Ringnut abdichtend einzuschieben, so daß das in der Ringnut der
Dichteinrichtung befindliche Ende des Hüllrohrs vollständig von der Dichteinrichtung umgeben
und gehalten ist.
Vorteilhafterweise ist die Dichteinrichtung fest auf dem zentralen Rohr gehalten und ist in der
Ringnut eine durch die Dichteinrichtung und das Ende des Hüllrohres begrenzte Kammer zum
Aufnehmen eines mit Druck beaufschlagbaren Fluids ausgebildet. Dadurch ist es bei jeweils an
den Enden eines Absorberrohres vorgesehenen Dichteinrichtungen möglich, zentrales Rohr und
Hüllrohr miteinander auf Grund des unter Druck stehenden Fluids gegeneinander zu verspannen.
Für den Fall, daß das Hüllrohr, wie später noch erläutert wird, aus einzelnen Rohrabschnitten
besteht, können die Rohrabschnitte mit Hilfe des unter Druck stehenden Fluids gegeneinander
gedrückt werden.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind zwischen den Rohren mehrere, axial
voneinander beabstandete Distanzhalter vorgesehen, wobei jeder Distanzhalter derart ausgebildet
ist, daß eine Relativbewegung zwischen Rohr und Hüllrohr möglich ist. Mit Hilfe der
Distanzhalter lassen sich Radialkräfte von einem Rohrhalter sicher und gezielt über das Hüllrohr
auf das zentrale Rohr übertragen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform sind die Distanzhalter vollständig im Ringspalt angeordnet
und sternförmig ausgebildet, so daß Radialkräfte über das Hüllrohr auf das zentrale Rohr
übertragen werden können und dabei eine gleichmäßige Abstützung zwischen dem zentralen
Rohr und dem Hüllrohr möglich ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Hüllrohr mehrere jeweils über eine Klemm
einrichtung miteinander verbundene Rohrabschnitte auf, wobei jede Klemmeinrichtung eine auch
als Distanzhalter ausgebildete Ringdichtung hat. Günstig ist dabei vor allem, daß bei dieser
Weiterbildung kein Kraftfluß mehr über das Glasrohr besteht, sondern daß das Absorberrohr
über Elemente der Klemmeinrichtung gehalten ist, so daß eine unmittelbare radiale
Krafteinwirkung zwischen Hüllrohr und zentralem Rohr nicht auftritt. Eine wärmebedingte
Relativbewegung zwischen zentralem Rohr und Hüllrohr hat keinerlei Auswirkungen auf das
üblicherweise aus Glas gefertigte Hüllrohr und kann daher deren Innenfläche auch nicht
verkratzen. Außerdem dient die Klemmeinrichtung im Sinne einer Doppelwirkung auch zum
Ausbilden eines Distanzhalters und ist damit in der Lage, sowohl Axial als auch Radialkräfte
aufzunehmen.
Vorteilhafterweise weist jede Ringdichtung einen ersten, zwischen jeweils zwei unmittelbar
aufeinanderfolgenden Rohrabschnitten angeordneten Teil und einen zweiten, das zentrale Rohr
abstützenden Teil auf, wobei die beiden Teile jeder Ringdichtung vorzugsweise einstückig
miteinander verbunden sind. Damit dient die Ringdichtung einerseits zur Abdichtung zweier
Rohrabschnitte und andererseits zum Übertragen von Radialkräften beim Abstützen des
zentralen Rohres.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung hat jede Ringdichtung in einem radial außen liegenden
Umfangsbereich ihres ersten Teils mehrere Durchgangsbohrungen, durch die sich Befestigungs-
mittel der Klemmeinrichtung hindurcherstrecken, und in einem radial innen liegenden Umfangs
bereich Ihres zweiten Teils mehrere auf dem zentralen Rohr aufliegende Haltestege. Damit ist die
Ringdichtung auch beim Auftreten erhöhter Radialkräfte sicher an Ihrem Platz gehalten. Ein
Verrutschen der Ringdichtung ist damit praktisch ausgeschlossen.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung weist das Hüllrohr einen Anschluß für eine
Vakuumpumpe auf, mit dessen Hilfe der Ringspalt zwischen Rohr und Hüllrohr evakuierbar ist.
Ein solcher Anschluß bietet insbesondere dann Vorteile, wenn die erfindungsgemäße Dicht
einrichtung nicht derart vakuumdicht ausgeführt ist, daß das Vakuum im Ringspalt über einen
längeren Zeitraum nahezu konstant gehalten werden kann. Es ist damit möglich, eine aktive
Absaugung an dem Absorberrohr bzw. an dem betreffenden Kollektor vorzusehen.
Günstig ist ferner, daß jeder Distanzhalter in axialer Richtung gas- bzw. luftdurchlässig ist.
Dadurch ist es ausreichend, wenn pro Kollektor mit einer Länge von beispielsweise 100 m oder
in bezug auf mehrere Kollektoren lediglich eine Vakuumpumpe installiert ist. Die Vakuumpumpe
wirkt unmittelbar auf den zwischen den Rohren bestehenden Ringspalt, dessen Länge derjenigen
des Kollektors etwa entspricht.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische, teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Endes
eines Absorberrohres gemäß einer ersten Ausführungsform; und
Fig. 2 eine schematische, teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Endes
eines Absorberrohres gemäß einer zweiten Ausführungsform.
In Fig. 1 ist ein Ende eines Absorberrohres 1 gemäß einer ersten Ausführungsform teilweise im
Schnitt schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Das Absorberrohr wird beispielsweise für
Parabolrinnenkollektoren in solathermischen Kraftwerken eingesetzt und hat ein zentrales Rohr
2, beispielsweise aus Stahl, mit einer horizontalen Längsachse 3.
Ferner zeigt Fig. 1 ein Hüllrohr 4, das das zentrale Rohr konzentrisch umgibt, so daß zwischen
dem zentralen Rohr 2 und dem Hüllrohr 4 ein Ringspalt 5 ausgebildet ist. Das Absorberrohr 1
hat beispielsweise eine Länge von 100 m. In dem Absorberrohr 1 befindet sich ein nicht näher
gezeigtes Wärmeträgerfluid 6, dessen Temperatur etwa zwischen der Umgebungstemperatur in
Höhe von ca. 15°C und einer Betriebstemperatur in Höhe von etwa 400°C schwankt. Durch
die unterschiedlichen Wärmedehnungen von Rohr (z. B. Stahl) und Hüllrohr (z. B. Glas) beträgt
die Differenz in der Ausdehnung der Rohre bei Erwärmung auf die Betriebstemperatur im
Vergleich zur Ausdehnung bei Umgebungstemperatur bei einer Länge des Kollektors von etwa
100 m ca. 42 cm. Bei einer Anordnung einer Fixierung zwischen Rohr 2 und Hüllrohr 4 in der
Mitte des Kollektors (nicht gezeigt) beträgt die Differenz 8 in der Ausdehnung zwischen Rohr 2
und Hüllrohr 4 auf jeder Seite, d. h. an jedem Ende, etwa 21 cm.
Dazu sind Rohr 2 und Hüllrohr 4 mittels einer Ausgleichseinrichtung 7 relativ zueinander ver
schiebbar miteinander verbunden, wobei die Ausgleichseinrichtung 7 erfindungsgemäß eine axial
verschiebbare Dichteinrichtung 10 ist, die an einem der Rohre 2, 4, beispielsweise an dem
zentralen Rohr 2, befestigt ist, während das andere Rohr, in dem gewählten Beispiel das Hüllrohr
4, auf der Dichteinrichtung 10 axial gleitend bewegbar ist. Die Dichteinrichtung 10 ist
beispielsweise auf dem zentralen Rohr 2 aus Stahl aufgeschrumpft und gegenüber dem Hüllrohr
4 aus Glas verschiebbar. Vorzugsweise ist diejenige Fläche des Rohres, das sich relativ
gegenüber der Dichteinrichtung verschiebt, an der Auflagefläche zwischen dem betreffenden
Rohr und der Dichteinrichtung poliert.
In dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 läuft das radial außen liegende Ende 11 der
Dichteinrichtung 10 spitz zu. Es ist aber auch möglich, das radial außen liegende Ende 11 der
Dichteinrichtung 10 abgerundet auszubilden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichteinrichtung 10 eine Vakuumdicht
einrichtung, welche unter Verwendung von Viton, Graphit oder Teflon oder auch nur einer
teilweisen Kombination dieser Materialien gefertigt ist.
Wie in Fig. 1 dargestellt, weist das Absorberrohr 1 etwa an seinem Ende (in Fig. 1 ist das linke
Ende des Absorberrohres gezeigt) die Dichteinrichtung 10 auf. Es ist klar, daß das gegenüberlie
gende, andere Ende des Absorberrohres ebenfalls eine derartige Dichteinrichtung aufweist.
Mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 weist die Ausgleichseinrichtung 7 wenigstens eine zumindest
teilweise im Ringspalt 5 angeordnete Dichteinrichtung 10 auf, welche derart angeordnet und
ausgebildet ist, daß eine Abdichtung sowohl gegenüber dem zentralen Rohr 2 als auch gegen
über dem Hüllrohr 4 und eine axiale Relativbewegung zwischen zentralem Rohr 2 und Hüllrohr
4 ermöglicht ist.
In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist die Dichteinrichtung 10 eine
vollständig im Ringspalt 5 sitzende Ringdichtung 15.
Gemäß einer zweiten, in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der Erfindung weist die
Dichteinrichtung 10 eine Ringnut 16 zum abdichtenden Aufnehmen eines Endes 17 des
Hüllrohres 4 auf. Die Dichteinrichtung 10 ist fest auf dem zentralen Rohr 2 gehalten. In der
Ringnut 16 befindet sich eine Kammer 20, welche durch die Dichteinrichtung 10 und das Ende
17 des Hüllrohres 4 begrenzt ist und zum Aufnehmen eines mit Druck beaufschlagbaren Fluids
21 ausgebildet ist. In Fig. 2 sind die Anschlüsse zum Einleiten bzw. Abziehen des Fluids 21 in die
Kammer 20 der Einfachheit halber weggelassen.
Auch bei dieser Ausführungsform ist das Hüllrohr 4 axial in bezug auf die Dichteinrichtung 10
und das zentrale Rohr 2 verschiebbar, wodurch sich das Volumen der Kammer 21 verändert.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind zwischen den Rohren 2, 4 mehrere, axial
voneinander beabstandete Distanzhalter 12 vorgesehen, wobei jeder Distanzhalter derart
ausgebildet ist, daß eine Relativbewegung zwischen dem zentralen Rohr 2 und dem Hüllrohr 4
möglich ist. Üblicherweise ist diese Relativbewegung eine Gleitbewegung. Die Distanzhalter 12
gemäß Fig. 1 dienen dazu, die von einem in Fig. 1 nicht gezeigten Rohrhalter aufgebrachte
Tragkraft in bestimmten axialen Abständen über das Hüllrohr 4 auf das zentrale Rohr 2 zu
übertragen. Die Distanzhalter 12 sind üblicherweise in der Nähe der Rohrhalterpositionen
vorgesehen.
Gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die Distanzhalter 12 vollständig im
Ringspalt 5 angeordnet und sternförmig ausgebildet. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungs
form weist das Hüllrohr 4 mehrere jeweils über eine Klemmeinrichtung 23 miteinander
verbundene Rohrabschnitte 24, 25 und 26 auf, welche nebeneinander angeordnet sind und das
Hüllrohr 4 bilden. Der besseren Übersicht halber sind die Rohrabschnitte 24 und 25 mittels der
Klemmeinrichtung 23 noch nicht fest miteinander verbunden, während die Rohrabschnitte 25
und 26 mittels der Klemmeinrichtung fest aneinander geklemmt sind. Jeder Rohrabschnitt 24, 25
hat an seinen beiden Enden einen Flanschwulst 27, welcher mit Verbindungsschellen 30, einem in
Fig. 2 lediglich angedeuteten Befestigungsmittel 31, beispielsweise einer Schraubbolzen-Mutter-
Verbindung, und einer speziell ausgestalteten Ringdichtung 32 jeweils die Klemmeinrichtung 23
bilden.
Erfindungsgemäß ist die Ringdichtung 32 auch als Distanzhalter 12 ausgebildet, worauf später
noch eingegangen wird.
Jede Ringdichtung 32 hat einen ersten, zwischen jeweils zwei unmittelbar aufeinander folgenden
Rohrabschnitten 24, 25; 25, 26 angeordneten Teil 33 und einen zweiten, das zentrale Rohr 2
abstützenden Teil 34, wobei die beiden Teile 33, 34 jeder Ringdichtung 32 vorzugsweise
einstückig miteinander verbunden sind.
Zum Zusammenklemmen jeweils zweier Rohrabschnitte hat jede Ringdichtung 32 in einem radial
außenliegenden Umfangsbereiches ersten Teils 33 mehrere Durchgangsbohrungen 35, durch
die sich die vorgenannten Befestigungsmittel 31, in Fig. 2 jeweils ein Schraubbolzen, der
Klemmeinrichtung 23 hindurcherstrecken. Der besseren Übersicht halber ist die Durchgangs
bohrung 35 lediglich in der linken Ringdichtung 32 im oberen Teil angedeutet. Erfindungsgemäß
hat jede Ringdichtung 32 ferner in einem radial innenliegenden Umfangsbereich res zweiten
Teils 34 mehrere auf dem zentralen Rohr aufliegende Haltestege 36. Auf den Kuppen dieser
Haltestege kann sich das Absorberrohr 1 durch Wärmedehnung bedingt schleifend hin- und
herbewegen.
Fig. 1 zeigt ferner, daß das Hüllrohr 4 einen Anschluß 13 für eine nicht näher gezeigte Vakuum
pumpe 14 aufweist, mit deren Hilfe der Ringspalt 5 zwischen Rohr 2 und Hüllrohr 4 evakuierbar
ist. Der Anschluß 13 ist in der Figur lediglich schematisch angedeutet. Dazu ist jeder
Distanzhalter 12 in axialer Richtung, wie durch den Doppelpfeil A angedeutet, gas- bzw.
luftdurchlässig. Damit ist die Vakuumpumpe 14 in der Lage, über den Anschluß 13 den gesam
ten Ringspalt 5 zu evakuieren, dessen Länge etwa derjenigen des Absorberrohres 1 entspricht.
Es ist klar, daß zumindest die Dichteinrichtung 10 vorzugsweise aber auch jeder Distanzhalter 12
das zentrale Rohr 2 in Umfangsrichtung vollständig umgibt. Der besseren Übersicht halber ist der
Distanzhalter 12 in der Fig. 1 lediglich in dem Ringspalt und nicht auch auf der Rohrumfangs
fläche angedeutet und in der Darstellung der Dichteinrichtung 10 eine Schraffur der im Ringspalt
5 befindlichen Teile der Dichteinrichtung weggelassen.
Sofern die Dichteinrichtung 10 nicht ausreichend oder nicht ausreichend beständig vakuumdicht
ist, kann die nicht näher gezeigte Vakuumpumpe 14 auch eine aktive Absaugung sein und dafür
vorgesehen sein, einen ausreichend starken Unterdruck im Ringspalt 5 aufrecht zu erhalten.
Gemäß einer nicht näher gezeigten Ausführungsform pumpt die Vakuumpumpe, welche durch
einen Drucksensor gesteuert wird, bei Bedarf die eingedrungenen Luftteilchen aus einem oder
mehreren Absorberrohren ab. Dabei ist die Vakuumpumpe beispielsweise über Schläuche mit
den jeweiligen Anschlüssen 13 verbunden.
Es wird darauf hingewiesen, daß in Fig. 2 ein Rohrhalter 22, welcher mit einer Kollektor
tragestruktur 27 verbunden ist, lediglich in bezug auf die Klemmeinrichtung 23 bzw. den
Distanzhalter 12 eingezeichnet ist, welche sich zwischen den Rohrabschnitten 24 und 25
befinden. Es ist klar, daß der vorgenannte Rohrhalter 22 und die damit verbundene
Kollektortragestruktur 27 auch mit der Klemmeinrichtung 23 bzw. dem Distanzhalter 12
zwischen den Rohrabschnitten 25 und 26 vorgesehen sein kann.
Besonders bevorzugt wird das in der ringförmigen Kammer 20 befindliche Fluid 21 dazu
verwendet, die Rohrabschnitte von den Enden des Absorberrohres 1 her zusammenzudrücken,
indem das in der Kammer 20 jeder Dichteinrichtung 10 befindliche Fluid unter Druck gesetzt
wird. Das Fluid ist beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit. Das in der Ringnut 16 befindliche
Ende 17 des betreffenden Rohrabschnitts 26 weist vorzugsweise polierte Oberflächen auf.
Damit stehen erfindungsgemäß etwa 100% der Länge des Absorberrohres 1 zur Absorption der
konzentrierten Solarstrahlung zur Verfügung, so daß die Effizienz des gesamten Kollektors
gegenüber Kollektoren mit den herkömmlichen, eingangs beschriebenen Absorberrohren um
etwa 5% erhöht ist. Dies ermöglicht einen besonders wirtschaftlichen Einsatz des erfindungs
gemäßen Absorberrohres. Dies gilt im wesentlichen auch für die in Fig. 2 gezeigte
Ausführungsform, da die einzelnen Klemmeinrichtungen 23, welche etwa alle vier bis fünf Meter
vorgesehen sein können, die Intensität des auf das zentrale Rohr 2 eintreffenden Sonnenstrahlen
nur unwesentlich mindern.
Damit ist ein Absorberrohr geschaffen, welches besonders wirtschaftlich herstellbar und
einsetzbar ist.
Claims (14)
1. Absorberrohr insbesondere für Parabolrinnenkollektoren in solarthermischen Kraftwer
ken,
mit einem zentralen Rohr (2),
einem das zentrale Rohr (2) etwa konzentrisch umgebenden Hüllrohr (4) zwecks Ausbildung eines Ringspaltes (5) zwischen Rohr (2) und Hüllrohr (5), wobei Rohr (2) und Hüllrohr (4) mittels einer Ausgleichseinrichtung (7) in Längsrichtung relativ zueinander verschiebbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausgleichseinrichtung (7) wenigstens eine zumindest teilweise im Ringspalt (5) angeordnete Dichteinrichtung (10) aufweist, welche derart angeordnet und ausgebildet ist, daß eine Abdichtung sowohl gegenüber dem zentralen Rohr (2) als auch gegenüber dem Hüllrohr (4) und eine axiale Relativbewegung zwischen zentralem Rohr (2) und Hüllrohr (4) ermöglicht ist.
mit einem zentralen Rohr (2),
einem das zentrale Rohr (2) etwa konzentrisch umgebenden Hüllrohr (4) zwecks Ausbildung eines Ringspaltes (5) zwischen Rohr (2) und Hüllrohr (5), wobei Rohr (2) und Hüllrohr (4) mittels einer Ausgleichseinrichtung (7) in Längsrichtung relativ zueinander verschiebbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausgleichseinrichtung (7) wenigstens eine zumindest teilweise im Ringspalt (5) angeordnete Dichteinrichtung (10) aufweist, welche derart angeordnet und ausgebildet ist, daß eine Abdichtung sowohl gegenüber dem zentralen Rohr (2) als auch gegenüber dem Hüllrohr (4) und eine axiale Relativbewegung zwischen zentralem Rohr (2) und Hüllrohr (4) ermöglicht ist.
2. Absorberrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichteinrichtung
(10) eine zumindest teilweise aus Viton, Graphit oder Teflon oder aus einer auch nur
teilweisen Kombination dieser Materialien gefertigte Vakuum-Dichteinrichtung ist.
3. Absorberrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende
eine Dichteinrichtung (10) vorgesehen ist.
4. Absorberrohr nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dichteinrichtung (10) eine vollständig im Ringspalt (5) sitzende Ringdichtung (15) ist,
die an einem der Rohre (2, 4) befestigt ist, während das andere Rohr (4, 2) auf der
Ringdichtung (15) axial gleitend bewegbar ist.
5. Absorberrohr nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dichteinrichtung (10) eine Ringnut (16) zum abdichtenden. Aufnehmen eines Endes (17)
des Hüllrohres (4) aufweist.
6. Absorberrohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichteinrichtung
(10) fest auf dem zentralen Rohr (2) gehalten ist und in der Ringnut (16) eine durch die
Dichteinrichtung (10) und das Ende (17) des Hüllrohres (4) begrenzte Kammer (20) zum
Aufnehmen eines mit Druck beaufschlagbaren Fluids (21) ausgebildet ist.
7. Absorberrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Rohren (2, 4) mehrere, axial voneinander beabstandete Distanzhalter
(12) vorgesehen sind und jeder Distanzhalter (12) derart ausgebildet ist, daß eine Rela
tivbewegung zwischen zentralem Rohr (2) und Hüllrohr (4) möglich ist.
8. Absorberrohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzhalter (12)
vollständig im Ringspalt (5) angeordnet und sternförmig ausgebildet sind.
9. Absorberrohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hüllrohr (4)
mehrere jeweils über eine Klemmeinrichtung (23) miteinander verbundene Rohrab
schnitte (24, 25, 26) aufweist und jede Klemmeinrichtung (23) eine auch als
Distanzhalter (12) ausgebildete Ringdichtung (32) hat.
10. Absorberrohr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichent, daß jede Ringdichtung (32)
einen ersten, zwischen jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Rohrabschnitten
(24, 25; 25, 26) angeordneten Teil (33) und einen zweiten, das zentrale Rohr (2)
abstützenden Teil (34) aufweist und die beiden Teile (33, 34) jeder Ringdichtung (32)
vorzugsweise einstückig miteinander verbunden sind.
11. Absorberrohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ringdichtung
(32) in einem radial außenliegenden Umfangsbereich res ersten Teils (33) mehrere
Durchgangsbohrungen (35) hat, durch die sich Befestigungsmittel (31) der
Klemmeinrichtung (23) hindurcherstrecken.
12. Absorberrohr nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ring
dichtung (32) in einem radial innenliegenden Umfangsbereich Ihres zweiten Teils (34)
mehrere auf dem zentralen Rohr (2) aufliegende Haltestege (36) hat.
13. Absorberrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Hüllrohr (4) einen Anschluß (13) für eine Vakuumpumpe (14) aufweist, mit
dessen bzw. deren Hilfe der Ringspalt (5) zwischen Rohr (2) und Hüllrohr (4) evakuier
bar ist.
14. Absorberrohr zumindest nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Distanz
halter (12) in axialer Richtung gas- bzw. luftdurchlässig ist.
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