DE10152971C1 - Solarthermisches Kraftwerk und Regelungsverfahren für ein solarthermisches Kraftwerk - Google Patents

Solarthermisches Kraftwerk und Regelungsverfahren für ein solarthermisches Kraftwerk

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Abstract

Um ein solarthermisches Kraftwerk, umfassend ein Solarkollektorfeld, in dem flüssiges Wärmeübertragungsmedium verdampfbar ist, eine Dampfturbine, welcher der erzeugte Dampf zuführbar ist, und ein Wärmeübertragungsmedium-Kreislauf, durch den dem Solarkollektorfeld über eine Versorgungsleitung eingangsseitig flüssiges Wärmeübertragungsmedium zuführbar ist und ausgangsseitig des Solarkollektorfelds mittels einer Sammelleitung der Dampfturbine Dampf zuführbar ist, bereitzustellen, dessen Temperatur so regelbar ist, dass er eine möglichst geringe Schwankungsbreite um eine optimierte Temperatur auch bei Änderungen der solaren Einstrahlungsbedingungen aufweist, wird vorgeschlagen, dass zwischen der Sammelleitung und der Versorgungsleitung mindestens eine Verbindungsleitung angeordnet ist, über die flüssiges Wärmeübertragungsmedium aus der Versorgungsleitung in die Sammelleitung einkoppelbar ist und/oder Dampf aus der Sammelleitung zur Versorgungsleitung zuführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein solarthermisches Kraftwerk, umfassend ein Solarkol­ lektorfeld, in dem flüssiges Wärmeübertragungsmedium verdampfbar ist, eine Dampfturbine, welcher der erzeugte Dampf zuführbar ist, und ein Wärmeüber­ tragungsmedium-Kreislauf, durch den dem Solarkollektorfeld über eine Versor­ gungsleitung eingangsseitig flüssiges Wärmeübertragungsmedium zuführbar ist und ausgangsseitig des Solarkollektorfelds mittels einer Sammelleitung der Dampfturbine Dampf zuführbar ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Regelungsverfahren für ein solarthermisches Kraftwerk, bei welchem in einem Solarkollektorfeld aus flüssigem Wärmeüber­ tragungsmedium Dampf erzeugt wird und dieser Dampf einer Dampfturbine zugeführt wird.
Derartige solarthermische Kraftwerke und Regelungsverfahren sind beispiels­ weise aus der Veröffentlichung "The Diss Project: Direct Steam Generation in Parabolic Troughs Operation and Maintenance Experience & Update on Project Status" von E. Zarza, Proceedings of Solar Forum 2001 Solar Energy: The power to choose, April 21-25, 2001, Washington DC bekannt.
Die DE 30 70 699 A1 offenbart ein Sonnenkraftwerk mit einem auf einem Turm angeordneten und über ein Spiegelfeld bestrahlten Solarerhitzer, der in einen eine Dampfturbine enthaltenden Wasser-Dampfkreislauf eingeschaltet ist, wobei vor den Solarerhitzer ein Vorwärmer für das Arbeitsmittel geschaltet ist und als Vorwärmer zusätzliche, außerhalb des Spiegelfeldes befindliche Sonnenkollektoren vorgesehen sind. Der Druck im Wasser-Dampfkreislauf ist dabei so eingestellt, daß der Dampfdruck im Solarerhitzer etwa gleich dem Luftdruck der Atmosphäre ist.
Aus der DE 25 40 446 C3 ist eine Regelanordnung zum Anfahren einer Dampfturbinenanlage mit einem Zwischenüberhitzer bekannt, wobei ein Turbinen-Bypass-System vorgesehen ist, welches aus einem Hochdruck- Bypass-System und einem Niederdruck-Bypass-System besteht.
Aus der DE 196 52 349 C2 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Solar- und Niedertemperatur-Wärme-Kombianlage aus Gas- und Dampfturbine zur Stromerzeugung oder gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung bekannt, bei dem Kondensat und/oder Wasser in verdichtete Verbrennungsluft eingespritzt und verdampft wird.
Ein grundsätzliches Problem bei solarthermischen Kraftwerken, bei denen Dampf erzeugt wird ist, dass Dampfkraftwerke einen optimierten Wirkungs­ grad aufweisen, wenn der zugeführte zu entspannende Dampf eine bestimmte optimale Temperatur aufweist. Durch Schwankungen der solaren Einstrahlungsbe­ dingungen kann aber die Temperatur des solarthermisch erzeugten Dampfes schwanken, was zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein solarthermisches Kraftwerk so zu verbessern bzw. ein Regelungsverfahren für ein solarthermisches Kraftwerk so zu verbessern, dass einer Dampfturbine Dampf zuführbar ist, dessen Tempe­ ratur so regelbar ist, dass er eine möglichst geringe Schwankungsbreite um eine optimierte Temperatur auch bei Änderungen der solaren Einstrahlungsbedingun­ gen aufweist.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten solarthermischen Kraftwerk er­ findungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen der Sammelleitung und der Ver­ sorgungsleitung mindestens eine Verbindungsleitung angeordnet ist, über die flüssiges Wärmeübertragungsmedium aus der Versorgungsleitung in die Sam­ melleitung ankoppelbar ist und/oder Dampf aus der Sammelleitung zur Versor­ gungsleitung führbar ist.
Über eine Verbindungsleitung zwischen der Sammelleitung und der Versor­ gungsleitung lässt sich dann flüssiges Wärmeübertragungsmedium aus der Ver­ sorgungsleitung in die Sammelleitung einspritzten, um so die Temperatur des Dampfes regeln zu können, welcher der Dampfturbine zugeführt wird. Die Rege­ lung selber erfolgt dabei über die Menge des eingespritzten flüssigen Wärme­ übertragungsmediums. Es handelt sich dabei um eine direkte Regelung der Dampftemperatur.
Es kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass über eine weitere Ver­ bindungsleitung zwischen der Sammelleitung und der Versorgungsleitung letzte­ rer Dampf zuführbar ist, um insbesondere flüssiges Wärmeübertragungsmedium mit Dampf aus der Sammelleitung vorwärmen zu können. Dadurch wiederum lässt sich über die zugeführte Dampfmenge die Eintrittstemperatur des flüssigen Wärmeübertragungsmediums an dem Solarkollektorfeld steuern. Über eine der­ artige Temperatursteuerung lässt sich dann die Austrittstemperatur des Dampfes aus dem Solarkollektorfeld regeln, um diese insbesondere im Wesentlichen kon­ stant zu halten.
Durch die erfindungsgemäße Verbindungsleitung/Verbindungsleitungen lässt sich bei entsprechender Steuerung der Menge an flüssigem Wärmeübertragungsme­ dium, welche von der Versorgungsleitung der Sammelleitung zugeführt wird und/ oder der Dampfmenge, welcher von der Sammelleitung zu der Versorgungslei­ tung geführt wird, die Temperatur des der Dampfturbine zugeführten Dampfes auch bei Schwankungen der solaren Einstrahlungbedingungen so regeln, dass mindestens die Schwankungsbreite der Temperatur verringert ist. Dadurch wie­ derum kann die Dampfturbine mit einem optimalen Wirkungsgrad betrieben wer­ den, d. h. die Solarenergie kann auf optimale Weise genutzt werden.
Durch das Vorsehen einer oder zweier Verbindungsleitungen ist es auch bei ei­ nem Solarkollektorfeld, das eine Mehrzahl von Solarkollektorsträngen umfasst, nur erforderlich, beispielsweise pro Verbindungsleitung nur ein Bypass-Ventil, insbesondere für die Zuführung von Dampf zur Versorgungsleitung, vorzusehen. Es lässt sich dann eine optimierte Temperaturregelung erreichen, ohne einen erhöhten Konstruktionsaufwand und damit Kostenaufwand zu verursachen.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn eine Ankopplung einer Verbindungsleitung an die Sammelleitung einem Ausgang des Solarkollektorfeld bezogen auf die Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmedium-Kreislauf nachgeschaltet ist. Dadurch braucht nur eine einzige Ankopplung an die Sammelleitung vorgesehen werden, d. h. nur eine einzige Einspritzstelle für das flüssige Wärmeübertra­ gungsmedium, um so die Dampftemperatur des der Turbine zugeführten Dampfes regeln zu können.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Ankopplung einer Verbindungsleitung an die Versorgungsleitung einem Eingang des Solarkollektorfelds bezogen auf die Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums im Wärmeübertragungs­ medium-Kreislauf vorgeschaltet ist, so dass eben nur ein Ankopplungspunkt zur Auskopplung von flüssigen Wärmeübertragungsmedium vorgesehen werden muss.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn ein Solarkollektorfeld eine Mehrzahl von parallel angeordneten Solarkollektorsträngen umfasst. Beispielsweise kann das Solarkollektorfeld eine Größenordnung von fünfzig Solarkollektorsträngen umfas­ sen. Auf diese Weise lässt sich eine große Fläche mit Solarkollektoren bedecken. Beispielsweise können bei Wartungsarbeiten Solarkollektorstränge abgekoppelt werden, um so den Betrieb der gesamten Anlage nicht unterbrechen zu müssen.
Ganz besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn ein Solarkollektorstrang eine Mehr­ zahl von hintereinander angeordneten Rinnenkollektoren umfasst. In diesen Rin­ nenkollektoren lässt sich bei der Durchströmung von flüssigem Wärmeübertra­ gungsmedium ein Zweiphasengemisch aus verdampftem Wärmeübertragungs­ medium und der flüssigen Phase erzeugen. Die flüssige Phase kann dabei in ei­ nem Abscheider ausgekoppelt werden, und in weiteren Kollektoren lässt sich ab­ geschiedener Dampf überhitzen, wobei dieser überhitzte Dampf dann einer Dampfturbine zugeführt wird.
Insbesondere ist es dann vorteilhaft, wenn ein Solarkollektorstrang ein Ver­ dampferstrang zur Verdampfung von flüssigem Wärmeübertragungsmedium und einen Überhitzerstrang zur Überhitzung von verdampften Wärmeübertragungs­ medium umfasst.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn flüssiges Wärmeübertragungsmedium von einem Verdampferstrangausgang zu einem Eingang des Verdampferstrangs rezirkulierbar ist. Bei diesem sogenannten Rezirkulationsmodus wird also zumin­ dest teilweise flüssiges Wärmeübertragungsmedium, welches den Solarkollektor­ strang teilweise durchlaufen hat, wieder an dessen Eingang zurückgeführt. Da­ durch lässt sich eine gute Temperaturstabilität des von einem entsprechenden Solarkollektorstrangs erzeugten Dampfes erreichen.
Insbesondere ist dabei zwischen Verdampferstrang und Überhitzerstrang ein Ab­ scheider angeordnet, mittels dem sich Dampf zur Zuführung zum Überhitzer­ strang und flüssiges Wärmeübertragungsmedium zur Rezirkulation abtrennen lässt.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn in einer Verbindungsleitung ein Bypass- Ventil angeordnet ist oder die Verbindungsleitung durch ein Bypass-Ventil gebil­ det ist. Dadurch lässt sich zum einen erreichen, dass das Wärmeübertragungs­ medium nur in einer Richtung durchgelassen wird, d. h. entweder flüssiges Wär­ meübertragungsmedium aus der Versorgungsleitung in die Sammelleitung ein­ spritzbar ist oder Dampf zur Vorwärmung des flüssigen Wärmeübertragungsme­ diums der Versorgungsleitung zuführbar ist. Über ein solches Bypass-Ventil lässt sich auch die Menge des durch die entsprechende Verbindungsleitung geführten Wärmeübertragungsmedium steuern, um so wiederum die Dampftemperatur beim Eintritt an der Dampfturbine steuern zu können.
Insbesondere lässt dann das Bypass-Ventil Wärmeübertragungsmedium nur in einer Richtung durch.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn eine einzige Verbindungsleitung zwischen Versorgungsleitung und Sammelleitung für das Solarkollektorfeld vorgesehen ist, über die flüssiges Wärmeübertragungsmedium in die Sammelleitung einkoppelbar ist. Es müssen dann keine Mehrzahl von Verbindungsleitungen mit entsprechen­ den Bypass-Ventilen für jeden Solarkollektorstrang vorgesehen werden, sondern der gesamte Arbeitsmedium-Kreislauf weist für die Einspritzung von flüssigem Wärmeübertragungsmedium in die Sammelleitung eben nur diese einzige Verbin­ dungsleitung mit einem einzigen Bypass-Ventil auf. Dadurch lässt sich ein ent­ sprechendes solarthermisches Kraftwerk kosteneffektiv herstellen.
Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Verbindungsleitung mit dem By­ pass-Ventil in räumlicher Nähe zu der Dampfturbine angeordnet ist. Über das Bypass-Ventil lässt sich die Temperatur des der Dampfturbine zugeführten Dampfes regeln. Je kürzer die räumliche Distanz der Ankopplung der Verbin­ dungsleitung in die Sammelleitung, um so geringere Verzugszeiten ergeben sich bei der Regelung und um so effektiver lässt sich die Dampfeintrittstemperatur der Dampfturbine regeln.
Günstigerweise ist dabei die Temperatur des vom Solarkollektorfelds bereit ge­ stellten Dampfes so eingestellt, dass sie gegenüber einer optimierten Dampf­ temperatur für die Dampfturbine erhöht ist. Beispielsweise ist die Temperatur 5 K gegenüber der optimierten Temperatur erhöht. Dadurch lässt sich über die Ver­ bindungsleitung die Dampfeintrittstemperatur in beide Richtungen regeln, näm­ lich zu höheren und zu niederen Temperaturen hin: ist das Bypass-Ventil im Normalbetriebsmodus leicht geöffnet, so dass flüssiges Wärmeübertragungsme­ dium in die Sammelleitung eingekoppelt wird, dann bewirkt dies eben im Normal­ betriebsmodus eine Herabsenkung der Dampftemperatur gegenüber der Aus­ trittstemperatur aus dem Solarkollektorfeld. Dadurch wird dann die optimale Temperatur erreicht. Ist die Dampftemperatur zu hoch, dann lässt sich über die Einkopplung einer größeren Flüssigkeitsmenge die Temperatur weiter herunter­ setzen, um die optimierte Temperatur zu erreichen. Ist die Temperatur zu niedrig, dann lässt sich das Bypass-Ventil weiter schließen, d. h. es wird weniger Flüssigkeit eingespritzt. Dadurch wiederum lässt sich die Dampftemperatur erhöhen, d. h. in Richtung des optimierten Wertes regeln. Erfindungsgemäß lassen sich dann also Schwankungen in den Einstrahlungsbedingungen, welche sich in Schwankungen der Austrittstemperatur des Dampfes aus dem Solarkollek­ torfeld äußern, kompensieren, so dass die Temperatur des der Dampfturbine zu­ geführten Dampfes eine geringere Schwankungsbreite aufweist als die Tempera­ tur des Dampfes beim Austritt aus dem Solarkollektorfeld.
Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Bypass-Ventil zur Regelung der Temperatur des zur Dampfturbine geführten Dampfes steuerbar ist, d. h. dass die Menge der einspritzbaren Flüssigkeit über das Bypass-Ventil steuerbar ist, um so Schwankungen der solaren Einstrahlungsbedingungen kompensieren zu können.
Es kann alternativ oder zusätzlich eine Verbindungsleitung vorgesehen sein, über die Dampf aus der Sammelleitung zur Versorgungsleitung zur Vorwärmung von flüssigem Wärmeübertragungsmedium führbar ist. Auf diese Weise lässt sich in­ direkt über die Einspritztemperatur des flüssigen Wärmeübertragungsmediums in das Solarkollektorfeld die Austrittstemperatur des Dampfes aus dem Solarkol­ lektorfeld steuern bzw. regeln. Dies ist insbesondere vorteilhaft im Teillastfall. Durch entsprechende Steuerung, d. h. Variation der Eintrittstemperatur des flüs­ sigen Wärmeübertragungsmediums in das Solarkollektorfeld wird dann also die Temperatur des erzeugten Dampfes gesteuert. Zusätzlich zu dieser indirekten Regelung der Dampftemperatur lässt sich diese dann auch noch direkt regeln, indem wie oben beschrieben flüssiges Wärmeübertragungsmedium in die Sam­ melleitung eingespritzt wird.
Vorteilhafterweise ist mittels der Verbindungsleitung einem Wärmeübertrager Dampf zuführbar, welcher von dem flüssigen Wärmeübertragungsmedium durch­ strömt ist. Dadurch lässt sich dieses vor dem Eintritt in das Solarkollektorfeld vorwärmen.
Auf konstruktiv einfache Weise lässt sich diese Vorwärmung dadurch erreichen, dass der Wärmeübertrager an die Versorgungsleitung gekoppelt ist und diese insbesondere durch den Wärmeübertrager geführt ist.
Weiterhin ist es günstig, wenn Dampf über den Wärmeübertrager einem Kraft­ werksblock und insbesondere einer Vorwärmstrecke zuführbar ist, d. h. Dampf, welcher thermische Energie im Wärmeübertrager an das flüssige Wärmeüber­ tragungsmedium abgeführt hat, einem Kraftwerksblock und insbesondere einer Vorwärmstrecke zugeführt wird bzw. einem Dampfabscheider zugeführt wird.
Weiterhin ist es günstig, wenn in der Verbindungsleitung ein Bypass-Ventil ange­ ordnet ist, um die Dampfmenge zur Vorwärmung des flüssigen Wärmeübertra­ gungsmediums steuern zu können.
Insbesondere ist dabei eine einzige Verbindungsleitung zur Vorwärmung des flüs­ sigen Wärmeübertragungsmediums mittels Dampf vorgesehen, um so auf ko­ steneffektive Weise eine indirekte Regelung der Dampfaustrittstemperatur aus dem Solarkollektorfeld zu erreichen.
Insbesondere ist dabei die aus der Sammelleitung ausgekoppelte Dampfmenge zur Vorwärmung des flüssigen Wärmeübertragungsmediums in der Versorgungs­ leitung steuerbar, so dass die Eintrittstemperatur des flüssigen Wärmeübertra­ gungsmediums in das Solarkollektorfeld steuerbar und/oder regelbar ist.
Ferner wird die eingangs genannte Aufgabe bei dem gattungsgemäßen Rege­ lungsverfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass flüssiges Wärmeübertra­ gungsmedium zur Regelung der Temperatur des der Dampfturbine zugeführten Dampfes in eine Sammelleitung des Solarkollektorfelds zur Dampfturbine ein­ spritzbar ist und/oder Dampf aus der Sammelleitung einer Versorgungsleitung für flüssiges Wärmeübertragungsmedium zum Solarkollektorfeld zur Vorwärmung dieses Wärmeübertragungsmediums zuführbar ist.
Das erfindungsgemäße Regelungsverfahren weist die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerk beschriebenen Vorteile auf.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen wurden ebenfalls bereits im Zusammen­ hang mit dem erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerk erläutert.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die in die Sammelleitung eingespritzte Menge an flüssigem Wärmeübertragungsmedium steuerbar ist, um so die Tem­ peratur des der Dampfturbine zugeführten Dampfes direkt regeln zu können.
Ferner ist es günstig, wenn die der Versorgungsleitung zugeführte Dampfmenge steuerbar ist, um so indirekt über die Eintrittstemperatur der Flüssigkeit in das Solarkollektorfeld die Dampfaustrittstemperatur regeln zu können.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn an dem Solarkollektorfeld flüssiges Wär­ meübertragungsmedium rezirkuliert wird. Dadurch ergibt sich eine gute Tempe­ raturstabilität des aus dem Solarkollektorfeld austretenden Dampfes auch bei Schwankungen der solaren Einstrahlungsbedingungen, da insbesondere der Ver­ dampfungspunkt des Wärmeübertragungsmediums festgelegt wird.
Insbesondere wird dabei flüssiges Wärmeübertragungsmedium von einem An­ schluss eines Verdampferstrangs an einen Überhitzerstrang zu einem Eingang des Verdampferstranges rezirkuliert, um so eine gute Temperaturstabilität zu erreichen. Das erfindungsgemäße Regelungskonzept funktioniert besonders gut, wenn es im Zusammenhang mit einem Rezirkulationskonzept verwendet wird, d. h. wenn die Austrittstemperatur des Dampfes aus dem Solarkollektorfeld mög­ lichst stabil gehalten wird über Rezirkulation von flüssigem Wärmeübertragungs­ medium. Dadurch lässt sich dann die Temperatur des der Dampfturbine Dampfes so regeln, dass ihre Schwankungsbreite um eine optimierte Temperatur stark reduziert ist.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zu­ sammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zei­ gen:
Fig. 1 eine schematische Blockschaltbilddarstellung eines ersten Aus­ führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerks und
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerks.
Ein erfindungsgemäßes solarthermisches Kraftwerk, welches in Fig. 1 in sche­ matischer Blockschaltbilddarstellung gezeigt und dort als Ganzes mit 10 bezeich­ net ist, umfasst ein als Ganzes mit 12 bezeichnetes Solarkollektorfeld. Dieses Solarkollektorfeld 12 wiederum ist aus einer Mehrzahl von Solarkollektorsträngen 14a, 14b usw. gebildet. In Fig. 1 sind zwei Solarkollektorstränge gezeigt; ein Solarkollektorfeld 12 kann in der Praxis in der Größenordnung 50 oder mehr So­ larkollektorstränge 14 umfassen.
Die Solarkollektorstränge 14 sind parallel zu einander geschaltet, d. h. über eine gemeinsame Versorgungsleitung 16 wird dem Solarkollektorfeld 12 flüssiges Wärmeübertragungsmedium zur Verdampfung in Solarkollektorsträngen 14 zu­ geführt und über eine Sammelleitung 18 wird der von der Mehrzahl der Solarkol­ lektorstränge 14a, 14b erzeugte Dampf einer Dampfturbine 20 zur Generierung von elektrischer Energie zugeführt.
Aus der gemeinsamen Versorgungsleitung 16 wird für jeden Solarkollektorstrang 14a, 14b die entsprechende Menge an flüssigem Wärmeübertragungsmedium zum Durchlaufen des jeweiligen Solarkollektorstrangs 14a, 14b abgezweigt. Der von den jeweiligen Solarkollektorsträngen 14a, 14b erzeugte Dampf wird in der Sammelleitung 18 zusammengeführt. Ein Eingang 22 des Solarkollektorfelds 12 ist damit an die Versorgungsleitung 16 gekoppelt und ein Ausgang 24 des Solar­ kollektorfelds 12 an die Sammelleitung 16.
Ein Solarkollektorstrang 40 selber ist aus einem Verdampferstrang 26 und einem bezüglich der Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums nachgeschal­ teten Überhitzerstrang 28 gebildet. Im Folgenden wird allgemein der Verdamp­ ferstrang mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnet und der Überhitzerstrang mit dem Bezugszeichen 28. In dem Verdampferstrang wird flüssiges Wärmeüber­ tragungsmedium verdampft und dann dem Überhitzerstrang 28 zugeführt, in welchem der Dampf überhitzt wird. Die Verdampferstränge 26a, 26b und die Überhitzerstränge 28a, 28b sind entsprechend den Solarkollektorsträngen 14a, 14b zugeordnet.
Der Solarkollektorstrang 14 wiederum umfasst zur Bildung des Verdampfer­ strangs 26 und der Überhitzerstrangs 28 eine Mehrzahl von bezüglich der Strö­ mungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums hintereinander angeordneten Rinnenkollektoren 30 (30a, 30b), welche entsprechend von dem Wärmeübertra­ gungsmedium durchströmt werden und welches darin solarthermisch erhitzbar ist.
Bei der in Fig. 1 gezeigten schematischen Darstellung ist die Versorgungsleitung 16 für flüssiges Wärmeübertragungsmedium von der Dampfturbine 20 zu einem Eingang 32 einer Abzweigung 34 geführt. Ein erster Ausgang 36 ist an den Ver­ dampferstrang 26a des Solarkollektorstrangs 14a gekoppelt. Ein zweiter Ausgang 38 ist an einen Eingang 40 des Verdampferstrangs 26b des Solarkollektorstrangs 14b gekoppelt.
Zwischen einem Verdampferstrang 26 und einem Überhitzerstrang 28 ist ein Ab­ scheider 42 (42a im Solarkollektorstrang 14a, 42b im Solarkollektorstrang 14b) angeordnet, mittels dem sich aus dem Zwei-Phasen-Gemisch an Wärmeübertra­ gungsmedium, welches von dem Verdampferstrang 26 dem Überhitzerstrang 28 zugeführt wird, flüssiges Wärmeübertragungsmedium abgeschieden wird, so dass dem Überhitzerstrang 28 im Wesentlichen nur noch dampfförmiges Wärmeüber­ tragungsmedium zugeführt wird. Dazu ist ein Dampfausgang 44 des Abscheiders 42 an einen Eingang 46 des Überhitzerstrangs 28 gekoppelt.
Ein Flüssigkeitsausgang 46 des Abscheiders 42 ist über eine Leitung 48 und über eine Zusammenführung 50 an die Versorgungsleitung 16 gekoppelt, so dass ab­ geschiedenes flüssiges Wärmeübertragungsmedium in die Versorgungsleitung zurückführbar ist. In der Leitung 48 ist eine Rezirkulationspumpe 52 angeordnet, um das abgeschieden flüssige Wärmeübertragungsmedium in die Versorgungs­ leitung zurückzuführen.
Für den Abscheider 42a des Solarkollektorstrangs 14a ist ein mit einem Flüssig­ keitsausgang verbundene Zusammenführung 54 vorgesehen, die in der Leitung 48 angeordnet ist und über die abgeschiedenes flüssiges Wärmeübertragungs­ medium ebenfalls in die Leitung 48 einkoppelbar ist.
Die Rückführung von zwischen dem Verdampferstrang 26 und dem Überhitzer­ strang 28 abgeschiedenen flüssigen Wärmeübertragungsmedium in die Versor­ gungsleitung 16 wird als Rezirkulationsverfahren bezeichnet. Es hat sich gezeigt, dass ein solarthermisches Kraftwerk im Rezirkulationsbetrieb stabiler ist gegen­ über Änderungen der solaren Einstrahlung, d. h. die Temperatur des vom Solar­ kollektorfeld 12 an dem Ausgang 24 bereit gestellten Dampf schwankungsstabiler ist als wenn beispielsweise das Wärmeübertragungsmedium einfach durch ein Solarkollektorstrang durchgeführt wird. Die Rezirkulation bewirkt eine stabilere Festlegung des Verdampfungspunktes des Wärmeübertragungsmediums.
Von einem Ausgang 56 des Überhitzerstrangs 28b führt eine Leitung 58 zu dem Ausgang 24 des Solarkollektorfelds 12. Ein Ausgang 60 des Überhitzerstrangs 28a ist an eine Zusammenführung 62 gekoppelt, über die sich der von dem Solarkollektorstrang 14a gelieferte Dampf in die Leitung 58 einkoppeln lässt.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zwischen der Sammelleitung 18 und der Versorgungsleitung 16 eine Verbindungsleitung 64 mit einem Bypass-Ventil 66 angeordnet ist, über die sich zur Temperaturregelung des der Dampfturbine 20 zugeführten Dampfes flüssiges Wärmeübertragungsmedium aus der Versor­ gungsleitung 16 in die Sammelleitung 18 einspritzen lässt. Das Bypass-Ventil 66 lässt dabei Wärmeübertragungsremedium nur in einer Richtung durch, nämlich flüssiges Wärmeübertragungsmedium zur Sammelleitung 18 hin.
Die Verbindungsleitung 64 ist über eine Abzweigung 68 an die Versorgungslei­ tung 16 gekoppelt, so dass flüssiges Wärmeübertragungsmedium in die Verbin­ dungsleitung 64 abzweigbar ist. An die Sammelleitung 18 ist die Verbindungslei­ tung 64 über eine Zusammenführung 70 gekoppelt, so dass sich flüssiges Wär­ meübertragungsmedium in die Sammelleitung 18 aus der Versorgungsleitung 16 einspritzen lässt.
Für das Solarkollektorfeld 12 mit seiner Mehrzahl von Solarkollektorsträngen 14a, 14b ist dabei eine einzige Verbindungsleitung 64 vorgesehen, d. h. eine einzige Einkopplungsstelle für flüssiges Wärmeübertragungsmedium in die Sammellei­ tung 18. Diese Einkopplungsstelle, entsprechend der Zusammenführung 70, ist dabei bezogen auf die Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums in einem Wärmeübertragungsmedium-Kreislauf 72 dem Solarkollektorfeld 12 nach­ geschaltet, d. h. insbesondere zwischen dem Ausgang 24 des Solarkollektorfelds 12 und der Dampfturbine 20 angeordnet.
Ein Auskopplungspunkt des flüssigen Wärmeübertragungsmediums aus dem Arbeitsmedium-Kreislauf 72, entsprechend der Abzweigung 68, ist Wärmeüber­ tragungsmedium bezogen auf die Strömungsrichtung des Wärmeübertragungs­ mediums dem Solarkollektorfeld 12 vorgeschaltet, d. h. in der Versorgungsleitung 16 zwischen dem Eingang 22 des Solarkollektorfelds 12 und der Dampfturbine 20 angeordnet.
Die Verbindungsleitung 64 mit dem Bypass-Ventil 66 ist in der Nähe der Dampf­ turbine 20 angeordnet, da die Temperaturregelung des Dampfes so erfolgt, dass die Dampfturbine mit der optimalen Dampftemperatur betrieben wird. Aufgrund der räumlichen Nähe ist dann die Zeitkonstante für die Temperaturregelung er­ niedrigt.
Das Bypass-Ventil 66 ist insbesondere steuerbar, um so die Flüssigkeitsmenge, die in die Sammelleitung 18 eingespritzt wird, steuern zu können. Damit wie­ derum lässt sich eine Temperaturregelung erreichen.
Zum Schließen des Wärmeübertragungsmedium-Kreislaufs 72 ist eine Vorrich­ tung 75 vorgesehen, über die Wärmeübertragungsmedium der Versorgungslei­ tung 16 zugeführt wird. Diese Vorrichtung 75 ist insbesondere Teil eines Kraft­ werkblocks und umfasst eine Vorwärmstrecke und/oder Dampfabscheider und einen Kondensator.
Das erfindungsgemäße Regelungsverfahren funktioniert wie folgt:
Über die Versorgungsleitung 16 wird den Solarkollektorsträngen 14a, 14b, welche parallel geschaltet sind, flüssiges Wärmeübertragungsmedium zugeführt. Dieses durchläuft die einzelnen Rinnenkollektoren 30a, 30b wird dort erhitzt und teil­ weise verdampft. An den jeweiligen Abscheidern 42 wird ein Großteil des nicht verdampften flüssigen Wärmeübertragungsmediums, bei dem es sich insbeson­ dere um Wasser handelt, abgeschieden und rezirkuliert, d. h. wieder der Versor­ gungsleitung 16 und damit den entsprechenden Eingängen 40 der Solarkollektor­ stränge 14a, 14b zugeführt.
Der in den Abscheidern 42a, 42b abgeschiedene Dampf wird dann den jeweiligen Überhitzersträngen 28a, 28b zugeführt, um in den dortigen Rinnenkollektoren überhitzt zu werden. Dieser überhitzte Dampf wird dann in der Sammelleitung 18 gesammelt und der Dampfturbine 20 zugeführt, wo durch Entspannung mechani­ sche Energie in elektrische Energie umwandelbar ist.
Dampfturbinen haben einen optimierten Wirkungsgrad, wenn der ihnen zuge­ führte Dampf eine bestimmte Temperatur aufweist. Änderungen der solaren Ein­ strahlung können dabei die Temperatur des von dem Solarkollektorfeld 12 er­ zeugten Dampfes verändern, was zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades der Dampfturbine 20 führen kann, wenn die tatsächliche Dampftemperatur von der Auslegungstemperatur abweicht.
Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass auch im Normalbetrieb das By­ pass-Ventil 66 leicht geöffnet ist, d. h. dass flüssiges Wärmeübertragungsmedium in die Sammelleitung 18 eingekoppelt wird. Die Temperatur des Dampfes am Ausgang 24 des Solarkollektorfeldes 12 ist dabei so eingestellt, dass sie etwas höher ist als die für die Dampfturbine 20 optimierte Temperatur, beispielsweise um 5 K. Durch das im Normalbetrieb eingespritzte flüssige Wärmeübertragungs­ medium wird dann der Dampf auf die für die Dampfturbine 20 optimierte Arbeits­ temperatur heruntergekühlt.
Ändern sich nur die solaren Einstrahlungsbedingungen, dann kann über Steue­ rung der Durchlassmenge am Bypass-Ventil 66 eine Regelung der Dampftempe­ ratur erfolgen, um diese im Wesentlichen konstant, d. h. auf der für die Dampf­ turbine 20 optimierten Temperatur zu halten. Verbessern sich die solaren Ein­ strahlungsbedingungen gegenüber dem Normalbetriebsmodus, dann erhöht sich die Dampftemperatur am Ausgang 24 des Solarkollektorfeldes 12. Durch Vergrö­ ßerung der Einspritzmenge an flüssigem Wärmeübertragungsmedium, steuerbar durch das Bypass-Ventil 66, lässt sich der Dampf so weit herunterkühlen, dass die Dampfturbine 20 mit Dampf einer optimierten Temperatur arbeiten kann.
Verschlechtern sich die Einstrahlungsbedingungen, dann erniedrigt sich die Tem­ peratur des überhitzten Dampfes am Ausgang 24 des Solarkollektorfeldes 12. Da das Bypass-Ventil 66 auch im Normalbetriebsmodus leicht geöffnet ist, lässt sich durch mindestens teilweises Schließen die Menge des eingespritzten flüssigen Wärmeübertragungsmediums reduzieren, und damit die Temperatur des Damp­ fes erhöhen, welcher der Dampfturbine 20 zugeführt wird.
Erfindungsgemäß lässt sich damit durch Steuerung des Bypass-Ventils 66, d. h. durch Steuerung der Durchlassmenge von flüssigem Wärmeübertragungsmedium zur Einspritzung in die Sammelleitung 18, die Temperatur des überhitzten Damp­ fes steuern, welcher der Dampfturbine 20 zugeführt wird. Dadurch wiederum las­ sen sich Änderungen in den solaren Einstrahlungsbedingungen ausgleichen, um so die Temperatur des Dampfes auf einen im Wesentlichen konstanten, für die Dampfturbine 20 optimierten Wert zu halten.
Es ist dabei nur eine Einkopplungsstelle 70 und ein einziges Bypass-Ventil 66 für das Gesamte Solarkollektorfeld 12 mit seiner Mehrzahl von Solarkollektorsträn­ gen 14a, 14b vorgesehen. Dadurch lassen sich erhebliche Kosten sparen, da eine entsprechende Einspritzung von flüssigem Wärmeübertragungsmedium nicht für jeden einzelnen Solarkollektorstrang erfolgen muss.
Es hat sich dabei als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn das flüssige Wärmeübertra­ gungsmedium rezirkuliert wird, d. h. zwischen Verdampferstrang 26 und Überhit­ zerstrang 28 flüssiges Wärmeübertragungsmedium abgeschieden wird und in die Versorgungsleitung 16 zurückgeführt wird, damit dieses nochmals die entspre­ chenden Verdampferstränge 26a, 26b durchlaufen kann. Ein solcher Rezirkula­ tionsmodus ergibt auch bei Änderungen der solaren Einstrahlungsbedingungen relativ stabile Temperaturverhältnisse des von einem Solarkollektorstrang 14 er­ zeugten Dampfes, d. h. die Temperaturschwankungen sind auch bei Änderungen der solaren Einstrahlungsbedingungen verhältnismäßig gering. In Zusammenwir­ kung mit der Steuerung der eingespritzten Wärmeübertragungsmedium-Menge über das Bypass-Ventil 66 in die Sammelleitung 18 lassen sich dann sehr stabile Dampftemperaturen zur Zuführung zu der Dampfturbine 20 erreichen, auch wenn die solaren Einstrahlungsbedingungen schwanken.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen solarthermi­ schen Kraftwerks, welches in Fig. 2 als Ganzes mit 74 bezeichnet ist, ist eine Verbindungsleitung 76 zwischen der Sammelleitung 18 und der Versorgungslei­ tung 16 vorgesehen, über die Dampf von der Sammelleitung 18 der Versor­ gungsleitung 16 zuführbar ist, mit der flüssiges Wärmeübertragungsmedium er­ wärmbar ist.
Die Verbindungsleitung ist dabei über eine Abzweigung 78 an die Sammelleitung 18 gekoppelt.
Ferner ist die Verbindungsleitung 76 an einen Eingang 80 eines Wärmeübertra­ gers 82 gekoppelt, durch den wiederum mittels der Versorgungsleitung 16 flüssi­ ges Wärmeübertragungsmedium durchführbar ist. Ein Ausgang 84 des Wärme­ übertragers 82 ist über eine Leitung 86 mit der Vorrichtung 75 verbunden.
Insbesondere ist in der Verbindungsleitung 76 ein Bypass-Ventil 88 angeordnet, um Dampf aus der Sammelleitung 18 in den Wärmeübertrager 82 zur Vorwär­ mung von flüssigem Wärmeübertragungsmedium führen zu können und dabei insbesondere diese Dampfmenge zu steuern, um entsprechend die Vorwärmung zu steuern.
Ansonsten ist das solarthermische Kraftwerk 74 gleich aufgebaut wie das solar­ thermische Kraftwerk 10 und gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Es kann dabei vorgesehen sein, dass auch im Normalbetrieb ständig eine geringe Dampfmenge zum Wärmeübertrager 82 geführt wird, um entsprechend auch noch die Dampfmenge während der Regelung reduzieren zu können.
Im Teillastfall eines solarthermischen Kraftwerkes kann es günstig sein, um eine vorgegebene Austrittstemperatur des Dampfes im Wesentlichen konstant zu halten, die Eintrittstemperatur von flüssigem Wärmeübertragungsmedium in das Solarkollektorfeld 12 zu variieren, d. h. die Temperatur des flüssigen Wärme­ übertragungsmediums am Eingang 22 zu steuern. Dies lässt sich dadurch errei­ chen, dass eine bestimmte Dampfmenge aus der Sammelleitung 18 abgezweigt wird und diese Dampfmenge zur Vorwärmung des Wärmeübertragungsmediums vor Einkopplung in das Solarkollektorfeld 12 an dem entsprechenden Eingang 22 genutzt wird. Je nach abgezweigter Dampfmenge, eingestellt über das Bypass- Ventil, lässt sich also die Eintrittstemperatur steuern und damit indirekt wie­ derum die Austrittstemperatur des Dampfes am Ausgang 24 steuern.
Die erfindungsgemäßen Lösungen lassen sich insbesondere kombinieren, um so eine optimale Regelung der Temperatur des der Dampfturbine 20 zugeführten überhitzten Dampfes zu erhalten; es lässt sich dann zur direkten Temperaturre­ gelung flüssiges Wärmeübertragungsmedium in die Sammelleitung 18 einsprit­ zen, um so je nach eingespritzter Flüssigkeitsmenge die Dampftemperatur zu erniedrigen, wobei bevorzugterweise auch im Normalbetriebsmodus Flüssigkeit eingespritzt wird, um auch die Einspritzmenge verringern zu können. Weiterhin ist eine Verbindungsleitung 76 vorgesehen, so dass flüssiges Wärmeübertra­ gungsmedium in der Versorgungsleitung 16 über Dampf vorwärmbar ist, um so insbesondere im Teillastfall die Eintrittstemperatur für das Solarkollektorfeld 12 so einzustellen, dass eine vorgegebene Austrittstemperatur für den überhitzten Dampf aus dem Solarkollektorfeld 12 erreicht wird (indirekte Regelung der Dampftemperatur).

Claims (25)

1. Solarthermisches Kraftwerk, umfassend ein Solarkollektorfeld (12), in dem flüssiges Wärmeübertragungsmedium verdampfbar ist, eine Dampfturbine (20), welcher der erzeugte Dampf zuführbar ist, und ein Wärmeübertra­ gungsmedium-Kreislauf (72), durch den dem Solarkollektorfeld (12) über eine Versorgungsleitung (16) eingangsseitig flüssiges Wärmeübertragungs­ medium zuführbar ist und ausgangsseitig des Solarkollektorfelds (12) mit­ tels einer Sammelleitung (18) der Dampfturbine (20) Dampf zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Sammelleitung (18) und der Versorgungsleitung (16) mindestens eine Verbindungsleitung (64; 76) an­ geordnet ist, über die flüssiges Wärmeübertragungsmedium aus der Ver­ sorgungsleitung (16) in die Sammelleitung (18) einkoppelbar ist und/oder Dampf aus der Sammelleitung (18) zur Versorgungsleitung (16) zuführbar ist.
2. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ankopplung (70; 78) einer Verbindungsleitung (64; 76) an die Sammelleitung (18) einem Ausgang (24) des Solarkollektorfelds (12) bezo­ gen auf die Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums in dem Wärmeübertragungsmedium-Kreislauf (72) nachgeschaltet ist.
3. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeich­ net, dass eine Ankopplung (68; 82) einer Verbindungsleitung (64; 76) an die Versorgungsleitung (16) einem Eingang (22) des Solarkollektorfelds (12) bezogen auf die Strömungsrichtung des Wärmeübertragungsmediums im Wärmeübertragungsmedium-Kreislauf (72) vorgeschaltet ist.
4. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Solarkollektorfeld (12) eine Mehrzahl von parallel angeordneten Solarkollektorsträngen (14a, 14b) umfasst.
5. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Solarkollektorstrang (14) eine Mehrzahl von hintereinander an­ geordneten Rinnenkollektoren (30) umfasst.
6. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, dass ein Solarkollektorstrang (14) einen Verdampferstrang (26) zur Verdampfung von flüssigem Wärmeübertragungsmedium und einen Über­ hitzerstrang (28) zur Überhitzung von verdampftem Wärmeübertragungs­ medium umfasst.
7. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass flüssiges Wärmeübertragungsmedium von einem Verdampfer­ strangausgang zu einem Eingang (40) des Verdampferstrangs (26) rezirku­ lierbar ist.
8. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, dass zwischen Verdampferstrang (26) und Überhitzerstrang (28) ein Abscheider (42) angeordnet ist.
9. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Verbindungsleitung (64; 76) ein Bypass-Ventil angeordnet ist oder die Verbindungsleitung durch ein Bypass- Ventil gebildet ist.
10. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypass-Ventil (66) Wärmeübertragungsmedium nur in einer Richtung durch lässt.
11. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Temperatur des vom Solarkollektorfeld (12) bereit­ gestellten Dampfes so eingestellt ist, dass sie gegenüber einer opti­ mierten Dampftemperatur für die Dampfturbine (20) erhöht ist.
12. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypass-Ventil (66) im Normalbetriebsmodus leicht geöffnet ist, so dass flüssiges Wärmeübertragungsmedium in die Sammelleitung (18) eingekoppelt wird.
13. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypass-Ventil (66) zur Regelung der Tem­ peratur des zur Dampfturbine (20) geführten Dampfes steuerbar ist.
14. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsleitung (76) vorgesehen ist, über die Dampf aus der Sammelleitung (18) zur Versorgungsleitung (16) zur Vorwärmung von flüssigem Wärmeübertragungsmedium führbar ist.
15. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Verbindungsleitung (76) einem Wärmeübertrager Dampf zuführbar ist, welcher von dem flüssigen Wärmeübertragungsmedium durchströmt ist.
16. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (82) an die Versorgungsleitung (16) ge­ koppelt ist.
17. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, dass Dampf über den Wärmeübertrager (82) einem Kraftwerks­ block zuführbar ist.
18. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (76) ein Bypass-Ventil (88) angeordnet ist.
19. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Verbindungsleitung (76) zur Vorwärmung des flüssigen Wärmeübertragungsmediums mittels Dampf vorgesehen ist.
20. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Sammelleitung (18) aus­ gekoppelte Dampfmenge zur Vorwärmung des flüssigen Wärmeüber­ tragungsmediums in der Versorgungsleitung (16) steuerbar ist, so dass die Eintrittstemperatur des flüssigen Wärmeübertragungsmediums in das Solarkollektorfeld (12) steuerbar und/oder regelbar ist.
21. Regelungsverfahren für ein solarthermisches Kraftwerk, bei welchem in einem Solarkollektorfeld aus flüssigem Wärmeübertragungsmedium Dampf erzeugt wird und dieser Dampf einer Dampfturbine zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass flüssiges Wärmeübertragungs­ medium zur Regelung der Temperatur des der Dampfturbine zugeführten Dampfes in eine Sammelleitung des Solarkollektorfelds zur Dampfturbine einspritzbar ist und/oder Dampf aus der Sammelleitung einer Versorgungsleitung für flüssiges Wärmeübertragungsmedium zum Solarkollektorfeld zur Vorwärmung dieses Wärmeübertragungsmediums zuführbar ist.
22. Regelungsverfahren für ein solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Sammelleitung eingespritzte Menge an flüssigem Wärmeübertragungsmedium steuerbar ist.
23. Regelungsverfahren für ein solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die der Versorgungsleitung zugeführte Dampfmenge steuerbar ist.
24. Regelungsverfahren für ein solarthermisches Kraftwerk nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass am Solarkollektor­ feld flüssiges Wärmeübertragungsmedium rezirkuliert wird.
25. Regelungsverfahren für ein solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass flüssiges Wärmeübertragungsmedium von einem Anschluss eines Verdampferstrangs an einen Überhitzerstrang zu einem Eingang des Verdampferstrangs rezirkuliert wird.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10248068A1 (de) * 2002-10-11 2004-05-06 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Anlage zur solarthermischen Dampferzeugung und Verfahren zur solarthermischen Erzeugung von Dampf
DE10346255A1 (de) * 2003-09-25 2005-04-28 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Verfahren zur Erzeugung von überhitztem Dampf, Dampferzeugungsstufe für ein Kraftwerk und Kraftwerk
DE102005031023B3 (de) * 2005-07-02 2007-01-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solarkollektorfeld
DE102005035080A1 (de) * 2005-07-21 2007-01-25 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solarstrahlungsempfänger und Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Massenstromverteilung und/oder zum Temperaturausgleich an einem Solarstrahlungsempfänger
DE102006021972A1 (de) * 2006-05-03 2007-11-08 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solarthermisches Kraftwerk und Verfahren zur Umwandlung von thermischer Energie in elektrische/mechanische Energie
DE102007005562A1 (de) * 2007-01-24 2008-08-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks und solarthermisches Kraftwerk
DE102007013430A1 (de) 2007-03-13 2008-09-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solarthermisches Kraftwerk und Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks
DE102007052234A1 (de) * 2007-10-22 2009-04-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks und solarthermisches Kraftwerk
ITMI20090746A1 (it) * 2009-04-30 2010-11-01 Ansaldo Caldaie S P A Caldaie
DE102011056796A1 (de) 2011-12-21 2013-06-27 Flagsol Gmbh Solarthermisches Kraftwerk und Verfahren zur Regelung des Wärmeträgermediummassenstroms

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3017699A1 (de) * 1980-05-08 1981-11-12 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Sonnenkraftwerk mit einem auf einem turm angeordnetem solarerhitzer
DE19652349C2 (de) * 1996-12-17 1999-04-22 Reinhard Prof Dr Tech Leithner Solar- und Niedertemperaturwärme-Kombianlage-Solico

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3017699A1 (de) * 1980-05-08 1981-11-12 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Sonnenkraftwerk mit einem auf einem turm angeordnetem solarerhitzer
DE19652349C2 (de) * 1996-12-17 1999-04-22 Reinhard Prof Dr Tech Leithner Solar- und Niedertemperaturwärme-Kombianlage-Solico

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10248068A1 (de) * 2002-10-11 2004-05-06 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Anlage zur solarthermischen Dampferzeugung und Verfahren zur solarthermischen Erzeugung von Dampf
DE10248068B4 (de) * 2002-10-11 2007-09-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Anlage zur solarthermischen Dampferzeugung und Verfahren zur solarthermischen Erzeugung von Dampf
DE10346255A1 (de) * 2003-09-25 2005-04-28 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Verfahren zur Erzeugung von überhitztem Dampf, Dampferzeugungsstufe für ein Kraftwerk und Kraftwerk
DE102005031023B3 (de) * 2005-07-02 2007-01-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solarkollektorfeld
ES2332620A1 (es) * 2005-07-02 2010-02-09 Deutsches Zentrum Fuer Luft- Und Raumfahrt E.V. Campo de colectores solares.
DE102005035080A1 (de) * 2005-07-21 2007-01-25 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solarstrahlungsempfänger und Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Massenstromverteilung und/oder zum Temperaturausgleich an einem Solarstrahlungsempfänger
DE102006021972A1 (de) * 2006-05-03 2007-11-08 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solarthermisches Kraftwerk und Verfahren zur Umwandlung von thermischer Energie in elektrische/mechanische Energie
DE102006021972B4 (de) * 2006-05-03 2012-01-12 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solarthermisches Kraftwerk und Verfahren zur Umwandlung von thermischer Energie in elektrische/mechanische Energie
EP1998109A2 (de) 2007-01-24 2008-12-03 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Betreiben einer solarthermischen Prozesswärmeanlage und solarthermische Prozesswärmeanlage
DE102007005562A1 (de) * 2007-01-24 2008-08-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks und solarthermisches Kraftwerk
DE102007013430A1 (de) 2007-03-13 2008-09-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solarthermisches Kraftwerk und Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks
DE102007013430B4 (de) * 2007-03-13 2013-08-14 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solarthermisches Kraftwerk und Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks
DE102007013430B9 (de) * 2007-03-13 2013-12-24 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solarthermisches Kraftwerk und Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks
DE102007052234A1 (de) * 2007-10-22 2009-04-23 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks und solarthermisches Kraftwerk
US8671932B2 (en) 2007-10-22 2014-03-18 Deutsches Zentrum Fuer Luft- Und Raumfahrt E.V. Method of operating a solar thermal power plant and solar thermal power plant
ITMI20090746A1 (it) * 2009-04-30 2010-11-01 Ansaldo Caldaie S P A Caldaie
WO2010124838A3 (en) * 2009-04-30 2011-09-29 Ansaldo Caldaie S.P.A. Steam generators
DE102011056796A1 (de) 2011-12-21 2013-06-27 Flagsol Gmbh Solarthermisches Kraftwerk und Verfahren zur Regelung des Wärmeträgermediummassenstroms
DE102011056796B4 (de) * 2011-12-21 2017-03-02 Flagsol Gmbh Solarthermisches Kraftwerk und Verfahren zur Regelung des Wärmeträgermediummassenstroms

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