DE102010040204A1 - Solar thermal continuous evaporator - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen solarthermischen Durchlaufverdampfer (7) umfassend einen Verteiler (11) und einen Sammler (13), wobei der Verteiler (11) mit dem Sammler (13) über eine Anzahl Verdampferrohre (9) verbunden ist. Erfindungsgemäß ist ein Durchgangssammler (14) in die Verdampferrohre (9) geschaltet, sodass ein erster Verdampferrohrabschnitt (20) zwischen dem Verteiler (11) und dem Durchgangssammler (14), und ein zweiter Verdampferrohrabschnitt (21) zwischen dem Durchgangssammler (14) und dem Sammler (13) gebildet ist.The invention relates to a solar thermal once-through evaporator (7) comprising a distributor (11) and a collector (13), the distributor (11) being connected to the collector (13) via a number of evaporator tubes (9). According to the invention, a straight-through collector (14) is connected to the evaporator tubes (9) so that a first evaporator tube section (20) between the distributor (11) and the straight-through collector (14), and a second evaporator tube section (21) between the straight-through collector (14) and the Collector (13) is formed.

Description

Die Erfindung betrifft einen solarthermischen Durchlaufverdampfer mit Verdampferrohren, die mit ihren Eintrittsenden an einen Eintrittssammler und mit ihren Austrittsenden an einen Austrittssammler angeschlossen sind.The invention relates to a solar thermal continuous evaporator with evaporator tubes, which are connected with their inlet ends to an inlet header and with their outlet ends to an outlet header.

Dem stetig steigenden Energiebedarf und dem Klimawandel muss mit dem Einsatz von nachhaltigen Energieträgern entgegen getreten werden. Sonnenenergie ist solch ein nachhaltiger Energieträger. Sie ist klimaschonend, in unerschöpflichem Maße vorhanden und stellt keine Belastung für nachkommende Generationen dar.The steadily rising energy demand and climate change must be counteracted by the use of sustainable energy sources. Solar energy is such a sustainable energy source. It is climate-friendly, inexhaustible and does not burden future generations.

Solarthermische Kraftwerke stellen deshalb eine Alternative zur herkömmlichen Stromerzeugung dar. Zurzeit werden solarthermische Kraftwerke mit Parabolrinnenkollektoren oder Fresnel-Kollektoren ausgeführt. Eine weitere Option stellt die direkte Verdampfung in sogenannten Solarturm Kraftwerken dar.Solar thermal power plants are therefore an alternative to conventional electricity generation. At present, solar thermal power plants are designed with parabolic trough collectors or Fresnel collectors. Another option is the direct evaporation in so-called solar tower power plants.

Ein solarthermisches Kraftwerk mit Solarturm und direkter Verdampfung besteht aus einem Solarfeld, dem Solarturm und aus einem konventionellen Kraftwerksteil, in dem die thermische Energie des Wasserdampfes in elektrische Energie umgewandelt wird.A solar thermal power plant with solar tower and direct evaporation consists of a solar field, the solar tower and a conventional power plant part, in which the thermal energy of the water vapor is converted into electrical energy.

Das Solarfeld besteht aus Heliostaten, die ihr Licht auf einen in dem Turm untergebrachten Absorber konzentrieren. Der Absorber besteht aus einer Heizfläche, in der die eingestrahlte Sonnenenergie dazu genutzt wird, um zugeführtes Speisewasser zu erwärmen, zu verdampfen und gegebenenfalls auch zu überhitzen. Der erzeugte Dampf wird anschließend in einem konventionellen Kraftwerkssteil in einer Turbine entspannt, anschließend kondensiert und dem Absorber wieder zugeführt. Die Turbine treibt einen Generator an, der die mechanische Energie in elektrische Energie wandelt.The solar field consists of heliostats that focus their light on an absorber housed in the tower. The absorber consists of a heating surface in which the irradiated solar energy is used to heat supplied feed water, to evaporate and possibly also to overheat. The generated steam is then expanded in a conventional power plant section in a turbine, then condensed and fed back to the absorber. The turbine drives a generator, which converts the mechanical energy into electrical energy.

In einem solarbeheizten Durchlaufdampferzeuger führt die Beheizung einer Anzahl von Verdampferrohren, die zusammen eine Verdampferheizfläche bilden, zu einer vollständigen Verdampfung eines Strömungsmediums in den Verdampferrohren in einem Durchgang. Das Strömungsmedium – üblicherweise Wasser – kann vor seiner Verdampfung einem der Verdampferheizfläche strömungsmediumsseitig vorgeschalteten Vorwärmer, üblicherweise auch als Economizer bezeichnet, zugeführt und dort vorgewärmt werden.In a solar-heated continuous steam generator, the heating of a number of evaporator tubes, which together form an evaporator heating surface, leads to complete evaporation of a flow medium in the evaporator tubes in one pass. Before it evaporates, the flow medium-usually water-can be fed to a preheater upstream of the evaporator heating surface upstream of the evaporating medium, usually also referred to as an economizer, and preheated there.

Bei solarbeheizten Durchlaufdampferzeugern weisen die Verdampferrohre am Austritt der Verdampferheizfläche häufig große Temperaturunterschiede auf, da an die einzelnen Verdampferrohre des Parallelrohrsystems unterschiedlich viel Wärme übertragen wird. Die Ursachen der unterschiedlich großen übertragenen Wärmemengen liegen an den örtlich stark unterschiedlichen Wärmestromdichten des auf den Absorber einfallenden gebündelten Sonnenlichts.In solar-heated continuous steam generators, the evaporator tubes often have large temperature differences at the outlet of the evaporator heating surface, since different amounts of heat are transferred to the individual evaporator tubes of the parallel piping system. The causes of different amounts of heat transferred are due to the locally very different heat flux densities of the incident on the absorber bundled sunlight.

Zudem ist in einem Solarturm-Kraftwerk die eingebrachte Sonnenenergie durch die Größe des Heliostatenfeldes begrenzt. Ein Teil der Einstrahlung wird vom Absorber reflektiert und ist für den thermodynamischen Kraftwerkprozess verloren. Diese Verluste wachsen mit der Größe der Heizfläche. Deshalb sind bei gegebener thermischer Leistung kompakte Absorber mit möglichst kleiner Heizfläche anzustreben. Dies führt durch die Konzentrierung der eingestrahlten Sonnenenergie auf kleine Flächen zu sehr hohen Wärmestromdichten, im Allgemeinen höheren Wärmestromdichten als in fossil befeuerten thermischen Kraftwerken. Deshalb ist bei dem Konzept der Direktverdampfung in einem Solarturm-Kraftwerk die Kühlung der Absorberheizfläche von zentraler Bedeutung. Zur Minimierung der Heizflächengröße ist auf größtmögliche Wärmestromdichten auszulegen.In addition, in a solar tower power plant, the solar energy input is limited by the size of the heliostat field. Part of the radiation is reflected by the absorber and is lost to the thermodynamic power plant process. These losses increase with the size of the heating surface. Therefore, for a given thermal performance compact absorbers with the smallest possible heating surface are desirable. This results in very high heat flux densities, generally higher heat flux densities, than in fossil-fired thermal power plants by concentrating the irradiated solar energy on small areas. Therefore, with the concept of direct evaporation in a solar tower power plant, the cooling of the absorber heating surface is of central importance. To minimize the size of the heating surface, it must be designed for maximum heat flow densities.

Die Obergrenze der zulässigen Wärmestromdichten wird durch das Rohrmaterial und durch die Qualität der Kühlungsmechanismen bestimmt.The upper limit of the permissible heat flow densities is determined by the pipe material and the quality of the cooling mechanisms.

Im Gegensatz zu einem Natur- oder Zwangumlaufdampferzeuger unterliegen Durchlaufdampferzeuger keiner Druckbegrenzung, so dass Frischdampfdrücke weit über dem kritischen Druck von Wasser möglich sind. Dieser hohe Frischdampfdruck begünstigt einen hohen thermodynamischen Wirkungsgrad eines Kraftwerks.In contrast to a natural or forced circulation steam generator, continuous steam generators are not subject to any pressure limitation, so that live steam pressures well above the critical pressure of water are possible. This high live steam pressure promotes a high thermodynamic efficiency of a power plant.

Bei vorliegender Zweiphasenströmung wirkt der Druckverlust der Dampfstrecke wie eine Drossel am Austritt des Systems und ist destabilisierend. Der Anteil dieses Druckverlustes am Gesamtdruckverlust des Systems ist beim Auftreten einer Instabilität zu minimieren.In the present two-phase flow, the pressure loss of the steam line acts like a throttle at the outlet of the system and is destabilizing. The proportion of this pressure loss in the total pressure loss of the system should be minimized if instability occurs.

Weiterhin treten Strömungsoszillationen in Verdampfern nur in Systemen mit mindestens zwei Strömungsformen auf, wobei eine Phase inkompressibles Medium sein muss, d. h. in diesem Fall unterkühltes Wasser.Furthermore, flow oscillations in evaporators only occur in systems having at least two flow forms, where one phase must be incompressible medium, i. H. in this case supercooled water.

Oben beschriebene Instabilitäten haben in konventionellen Kraftwerken in der Vergangenheit zu Schäden geführt.The instabilities described above have led to damage in conventional power plants in the past.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Verdampferrohre eines solarbeheizten Durchlaufdampferzeugers so auszugestalten, dass trotz unterschiedlicher Wärmeaufnahme einzelner Verdampferrohre und trotz hoher Wärmestromdichten, destabilisierende Druckverluste minimiert werden und dadurch eine für das Gesamtsystem entstehende Instabilität verhindert wird. Dies soll mit geringem Kostenaufwand erreicht werden.An object of the invention is therefore to design the evaporator tubes of a solar-heated continuous steam generator so that, despite different heat absorption of individual evaporator tubes and despite high heat flux densities, destabilizing pressure losses are minimized and This prevents instability arising for the entire system. This should be achieved at low cost.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für solarbeheizte Durchlaufdampferzeuger der eingangs genannten Art gelöst durch eine Kombination der Merkmale nach Anspruch 1.According to the invention this object is achieved for solar-heated continuous steam generator of the type mentioned by a combination of the features of claim 1.

Demnach weist der solarbeheizte Durchlaufdampferzeuger einen Verdampfer auf, der einen Verteiler, einen Sammler und Verdampferrohre umfasst, wobei der Verteiler mit dem Sammler über eine Anzahl Verdampferrohre verbunden ist, und wenigstens ein Durchgangssammler in die Verdampferrohre geschaltet ist. Dadurch wird ein erster Verdampferrohrabschnitt zwischen dem Verteiler und dem Durchgangssammler gebildet, der eine erste Verdampferteilfläche definiert und ein zweiter Verdampferrohrabschnitt zwischen dem Durchgangssammler und dem Sammler gebildet, der eine zweite Verdampferteilfläche definiert. Der Durchgangssammler ist somit zwischen den ersten Verdampferrohrabschnitt und den zweiten Verdampferrohrabschnitt geschaltet. Dadurch ist durch den Durchgangssammler ein Druckausgleich zwischen den Verdampferrohren der ersten Verdampferteilfläche und der zweiten Verdampferteilfläche ermöglicht.Accordingly, the solar-heated continuous steam generator to an evaporator comprising a manifold, a collector and evaporator tubes, wherein the manifold is connected to the collector via a number of evaporator tubes, and at least one passage collector is connected in the evaporator tubes. Thereby, a first evaporator tube section is formed between the manifold and the passage header defining a first evaporator section surface and a second evaporator tube section is formed between the passage header and the header defining a second evaporator section surface. The passage collector is thus connected between the first evaporator tube section and the second evaporator tube section. As a result, a pressure equalization between the evaporator tubes of the first evaporator sub-area and the second evaporator sub-area is made possible by the passage collector.

Der Durchgangssammler ist ein Druckgefäß mit einer Anzahl von Anschlüssen für Verdampferrohre. Der in dem solarbeheizten Durchlaufdampferzeuger mit einer Verdampferheizfläche aus parallel zueinander angeordneten Verdampferrohren entstehende Druckabfall zwischen dem Ein- und dem Austritt wird zum Austritt hin im wesentlichen durch Reibung aufgrund hoher Dampfgeschwindigkeiten erzeugt. Ein hoher Reibungsdruckabfall bewirkt, dass der Massenstromdurchfluss stärker beheizter Verdampferrohre reduziert wird.The throughput collector is a pressure vessel with a number of connections for evaporator tubes. The resulting in the solar-heated continuous steam generator with a Verdampferheizfläche from mutually parallel evaporator tubes pressure drop between the inlet and the outlet is generated towards the exit substantially by friction due to high vapor velocities. A high friction pressure drop causes the mass flow rate of more heated evaporator tubes to be reduced.

Daher mündet jedes Verdampferrohr aus dem ersten Verdampferrohrabschnitt in einer Höhe H, ausgehend von dem Verteiler, in einen Durchgangssammler, von dem wiederum die Rohre des zweiten Verdampferrohrabschnitts abgeleitet werden. Durch den Druckausgleich sind die beiden Verdampferrohrabschnitte strömungsseitig entkoppelt. Der aufgrund der vergleichsweise großen Strömungsgeschwindigkeit relativ hohe Reibungsdruckverlust im zweiten Verdampferrohrabschnitt hat daher keine Auswirkungen auf die Strömungsverhältnisse im ersten Verdampferrohrabschnitt. Somit werden Temperaturschieflagen (Temperaturgefälle über der Verdampferrohrwand) aufgrund von Mehrbeheizungen einzelner Rohre am Austritt des ersten Verdampferrohrabschnitts minimiert.Therefore, each evaporator tube from the first evaporator tube section opens at a height H, starting from the distributor, into a passage collector, from which in turn the tubes of the second evaporator tube section are discharged. Due to the pressure equalization, the two evaporator pipe sections are decoupled on the flow side. The relatively high friction pressure loss in the second evaporator tube section due to the comparatively large flow velocity therefore has no effects on the flow conditions in the first evaporator tube section. Thus, temperature imbalances (temperature gradient across the evaporator tube wall) due to Mehrbeheizungen individual tubes are minimized at the outlet of the first evaporator tube section.

Die maximale Höhe H des Durchgangssammlers ist dadurch bestimmt, dass dynamische Instabilitäten des Fluids in dem ersten Verdampferrohrabschnitt sicher vermieden werden. In dem zweiten Verdampferrohrabschnitt können dynamische Instabilitäten nur auftreten, wenn am Eintritt in diese Heizfläche noch unterkühltes Medium vorliegt. Dies wird durch eine geeignet gewählte Größe der Heizflächenabschnitte vermieden. Die minimale Höhe H ist dadurch bestimmt, dass Entmischungen von Wasser- und Dampfphase im Durchgangssammler minimiert werden. Hierzu ist mindestens ein mittlerer Dampfgehalt im Durchgangssammler bei der geringsten Last im Durchlaufbetrieb von 60% erforderlich.The maximum height H of the through-flow collector is determined by reliably avoiding dynamic instabilities of the fluid in the first evaporator tube section. In the second evaporator tube section, dynamic instabilities can only occur if supercooled medium is still present at the inlet to this heating surface. This is avoided by a suitably selected size of Heizflächenabschnitte. The minimum height H is determined by minimizing water and vapor phase segregations in the throughput collector. For this, at least a mean vapor content in the throughput collector at the lowest load in continuous operation of 60% is required.

Die Wahl eines Durchgangssammlers hat gegenüber einem einfachen Druckausgleich zwischen den Verdampferrohren den Vorteil, dass die Anzahl der Parallelrohre im ersten und zweiten Verdampferrohrabschnitt unterschiedlich sein können. Somit ist eine Anpassung der Verdampferrohrzahl, der Rohrgeometrien und damit der Massenstromdichten an die solare Beheizung auf einfache Weise zu realisieren.The choice of a through-flow collector has the advantage over a simple pressure equalization between the evaporator tubes that the number of parallel tubes in the first and second evaporator tube sections can be different. Thus, an adaptation of the evaporator tube number, the tube geometries and thus the mass flow densities to the solar heating in a simple manner to realize.

Die Verdampferrohre des ersten Verdampferrohrabschnitts können mit den Verdampferrohren des zweiten Verdampferrohrabschnitts über eine kraftschlüssige Verbindung miteinander verbunden werden.The evaporator tubes of the first evaporator tube section can be connected to the evaporator tubes of the second evaporator tube section via a frictional connection.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigtAn embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. It shows

1 ein Solarturm-Kraftwerk, 1 a solar tower power plant,

2 einen solarthermischen Durchlaufverdampfer, und 2 a solar thermal continuous evaporator, and

3 ein Verdampferrohr mit Anschluss an einen Durchgangssammler. 3 an evaporator tube with connection to a throughput collector.

1 zeigt ein Solarturm-Kraftwerk 1. Das Solarturm-Kraftwerk 1 umfasst einen Solarturm 2, an dessen vertikal oberem Ende ein Absorber 3 beispielsweise in Form einer Verdampferwandheizfläche 8 (siehe 2) angeordnet ist. Ein Heliostatenfeld 5 mit einer Anzahl von Heliostaten 6 ist am Boden um den Solarturm 2 herum platziert. Das Heliostatenfeld 5 mit den Heliostaten 6 ist für eine Fokussierung der direkten Solarstrahlung Is ausgelegt. Dabei sind die einzelnen Heliostaten 6 so angeordnet und ausgerichtet, dass die direkte Solarstrahlung Is von der Sonne in Form von konzentrierter Solarstrahlung Ic auf den Absorber 3 fokussiert wird. Bei dem Solarturm-Kraftwerk 1 wird somit die Sonnenstrahlung durch ein Feld einzeln nachgeführter Spiegel, den Heliostaten 6, auf die Spitze des Solarturmes 2 konzentriert. In der Turmspitze befindet sich ein Absorber 3, beispielsweise eine Verdampferwandheizfläche 8, die die Strahlung Ic in Wärme Umwandelt und an ein Wärmeträgermedium, beispielsweise Wasser, abgibt, das die Wärme einem konventionellen Kraftwerksprozess mit einer Dampfturbine zuführt. 1 shows a solar tower power plant 1 , The solar tower power plant 1 includes a solar tower 2 , at the vertical upper end of an absorber 3 for example in the form of a Verdampferwandheizfläche 8th (please refer 2 ) is arranged. A heliostat field 5 with a number of heliostats 6 is on the ground around the solar tower 2 placed around. The heliostat field 5 with the heliostats 6 is designed for focusing the direct solar radiation I s . Here are the individual heliostats 6 arranged and aligned so that the direct solar radiation I s from the sun in the form of concentrated solar radiation I c on the absorber 3 is focused. At the solar tower power plant 1 Thus, the solar radiation through a field individually tracked mirrors, the heliostats 6 , on the top of the solar tower 2 concentrated. In the spire is an absorber 3 , For example, a Verdampferwandheizfläche 8th which converts the radiation I c into heat and delivers it to a heat transfer medium, for example water, which supplies the heat to a conventional power plant process with a steam turbine.

In 2 ist ein solarthermischer Durchlaufverdampfer 7 dargestellt, wie er in vorteilhafter Ausführung als Verdampferwandheizfläche 8 in den Absorber 3 des Solarturmkraftwerks 1 der 1 integriert ist. Konzentrierte Solarstrahlung Ic trifft fokussiert auf eine Vielzahl von wärmeübertragenden Rohren, die so genannten Verdampferrohre 9. Die Verdampferrohre 9 sind eingangsseitig am Verdampfereintritt mit einem Verteiler 11 strömungstechnisch verbunden. Am Verdampferaustritt sind die Verdampferrohre 9 mit einem Sammler 13 verbunden. Im Betrieb des solarthermischen Durchlaufverdampfers 7 werden die Verdampferrohre 9 durch die konzentrierte Solarstrahlung Ic aufgeheizt, wobei die Verdampferrohre 9 die Wärme an ein Strömungsmedium, beispielsweise Wasser, abgeben. Das Strömungsmedium wird dabei in den Verdampferrohren 9 durch die konzentrierte Solarstrahlung Ic direkt verdampft.In 2 is a solar thermal continuous evaporator 7 represented, as he in an advantageous embodiment as Verdampferwandheizfläche 8th in the absorber 3 of the solar tower power plant 1 of the 1 is integrated. Concentrated solar radiation I c meets focused on a variety of heat-transmitting tubes, the so-called evaporator tubes 9 , The evaporator tubes 9 are on the input side at the evaporator inlet with a distributor 11 fluidically connected. At the evaporator outlet are the evaporator tubes 9 with a collector 13 connected. In operation of the solar thermal continuous evaporator 7 become the evaporator tubes 9 heated by the concentrated solar radiation I c , wherein the evaporator tubes 9 give off the heat to a flow medium, such as water. The flow medium is in the evaporator tubes 9 evaporated directly by the concentrated solar radiation I c .

Das verdampfte Wasser verlässt den Verdampferaustritt und kann nach gegebenenfalls weiterer Überhitzung in einer nicht dargestellten Heizfläche in einem nicht näher dargestellten konventionellen Kraftwerksteil zur Entspannung in einer Dampfturbine benutzt werden. Am Verdampfereintritt tritt kaltes Strömungsmedium, insbesondere kaltes Wasser, in den Verteiler 11 ein und wird auf die Vielzahl der Verdampferrohre 9 verteilt. Im Betrieb des solarthermischen Durchlaufverdampfers 7 ist es besonders kritisch in Abhängigkeit des vorhandenen Wärmeangebots der primären Solarstrahlung immer genau den erforderlichen Speisewassermassenstrom durch den Absorber 3, respektive die Verdampferwandheizfläche 8, zur Verfügung zu stellen, um den geforderten bzw. gewünschten Fluidzustand am Verdampferaustritt auch während instationärer Vorgänge, insbesondere bei Wolkendurchzug durch das Heliostatenfeld 5 zu gewährleisten.The evaporated water leaves the evaporator outlet and can be used for further relaxation in a steam turbine in a heating power, not shown, in a conventional power plant part, not shown, if necessary. At the evaporator entry cold flow medium, in particular cold water, enters the distributor 11 and is on the variety of evaporator tubes 9 distributed. In operation of the solar thermal continuous evaporator 7 It is particularly critical depending on the available heat supply of the primary solar radiation always exactly the required feedwater mass flow through the absorber 3 , respectively the evaporator wall heating surface 8th to make available to the required or desired fluid state at the evaporator outlet, even during unsteady events, especially in cloud passage through the heliostat field 5 to ensure.

Der am Verdampferaustritt zur Verfügung stehende Dampf kann bei entsprechender Überhitzung gegebenenfalls in einer weiteren nicht dargestellten Heizfläche als Frischdampf der nicht näher dargestellten Dampfturbine zur Erzeugung von elektrischer Energie zugestellt werden.The available steam at the evaporator outlet can be delivered with appropriate overheating optionally in a further heating surface, not shown, as live steam of the steam turbine not shown for generating electrical energy.

3 zeigt im Wesentlichen einen vertikalen Schnitt durch ein Verdampferrohr 9, einen Verteiler 11, einen Sammler 13 und einen Durchgangssammler 14. 3 essentially shows a vertical section through an evaporator tube 9 , a distributor 11 , a collector 13 and a throughput collector 14 ,

Das Verdampferrohr 9 bestehend aus einem ersten Verdampferrohrabschnitt 20 und einem zweiten Verdampferrohrabschnitt 21. Der erste Verdampferrohrabschnitt 20 endet an der Höhe H und ist dort an ein Durchgangssammler-Eintrittsrohr 15 angeschlossen. Das Durchgangssammler-Eintrittsrohr 15 ist wiederum an den Durchgangssammler 14 angeschlossen. In einem solarthermischen Durchlaufverdampfer 7 ist eine Vielzahl an Verdampferrohren 9 vorhanden. Aufgrund der Schnittzeichnung sind diese in 3 nicht dargestellt. Jedes der Verdampferrohre ist dabei an den Durchgangssammler 14 über ein Durchgangssammler-Eintrittsrohr 15 angeschlossen, sodass an den Durchgangssammler 14 eine Vielzahl an Durchgangssammler-Eintrittsrohren 15 angeschlossen ist. Das Durchgangssammler-Eintrittsrohr 15 kann Teil des Verdampferrohrs 9 sein. Die Höhe H ist der Abstand zwischen dem Verteiler 11 und dem Anschluss des Verdampferrohres 9 an den Durchgangssammler 14. Im Betrieb des solarthermischen Durchlaufverdampfers 7 ist somit ein in dem ersten Verdampferrohrabschnitt 20 gebildeter Dampf bzw. Wasser/Dampfgemisch über das Durchgangssammler-Eintrittsrohr 15 in den Durchgangssammler 14 leitbar. Ein unterschiedliches Druckverhältnis zwischen den einzelnen Verdampferrohren 9 in dem ersten Verdampferrohrabschnitt 20 wird somit durch den Durchgangssammler 14 ausgeglichen.The evaporator tube 9 consisting of a first evaporator tube section 20 and a second evaporator tube section 21 , The first evaporator pipe section 20 ends at the height H and is there to a through-collector inlet pipe 15 connected. The through-collector inlet pipe 15 is in turn to the passage collector 14 connected. In a solar thermal continuous evaporator 7 is a variety of evaporator tubes 9 available. Due to the sectional drawing, these are in 3 not shown. Each of the evaporator tubes is at the passage collector 14 via a through-collector inlet tube 15 connected, so to the passage collector 14 a plurality of through-collector inlet tubes 15 connected. The through-collector inlet pipe 15 can be part of the evaporator tube 9 be. The height H is the distance between the distributor 11 and the connection of the evaporator tube 9 to the passage collector 14 , In operation of the solar thermal continuous evaporator 7 is thus one in the first evaporator tube section 20 formed steam or water / steam mixture via the through-collector inlet pipe 15 in the passage collector 14 be conducted. A different pressure ratio between the individual evaporator tubes 9 in the first evaporator tube section 20 is thus through the passage collector 14 balanced.

Zum Ableiten des gesammelten Dampfes bzw. des Wasser/Dampfgemisches aus dem Durchgangssammler 14 ist wie in 3 dargestellt ein Durchgangssammler-Austrittsrohr 16 an den Durchgangssammler 14 angeschlossen, welches den Durchgangssammler 14 mit dem Verdampferrohr 9 des zweiten Verdampferrohrabschnitts 21 verbindet. Im Betrieb des solarthermischen Durchlaufverdampfers 7 wird somit der gesammelte Dampf wieder über eine Vielzahl an Durchgangssammler-Austrittsrohren 16 an die einzelnen Verdampferrohre 9 des zweiten Verdampferrohrabschnitts 21 aufgeteilt. Die Durchgangssammler-Austrittsrohre 16 können Teil der Verdampferrohre 9 sein. Die Anzahl der Durchgangssammler-Eintrittsrohre (15) und die Anzahl der Durchgangssammler-Austrittsrohre (16) können unterschiedlich sein.To divert the collected vapor or the water / vapor mixture from the through-collector 14 is like in 3 illustrated a through-collector outlet tube 16 to the passage collector 14 connected, which the passage collector 14 with the evaporator tube 9 the second evaporator pipe section 21 combines. In operation of the solar thermal continuous evaporator 7 Thus, the collected steam is again through a plurality of through-collector outlet pipes 16 to the individual evaporator tubes 9 the second evaporator pipe section 21 divided up. The throughput collector outlet pipes 16 can be part of the evaporator tubes 9 be. The number of through-collector inlet pipes ( 15 ) and the number of through-collector outlet pipes ( 16 ) can be different.

Durch den zwischengeschalteten Durchgangssammler 14 können die Verdampferrohre 9 nicht durchgängig ausgestaltet sein. Um die für die mechanische Beanspruchung der Verdampferrohre 9 erforderliche Stabilität dennoch zu gewährleisten ist an jedem Verdampferrohr eine kraftschlüssige Verbindung 17 vorgesehen, welche die Verdampferrohre 9 des ersten Verdampferrohrabschnitts 20 mit den Verdampferrohren 9 des zweiten Verdampferrohrabschnitts 21 verbindet.Through the intermediate collector 14 can the evaporator tubes 9 not be consistently designed. In order for the mechanical stress of the evaporator tubes 9 Nevertheless, to ensure the required stability is at each evaporator tube a frictional connection 17 provided, which the evaporator tubes 9 of the first evaporator pipe section 20 with the evaporator pipes 9 the second evaporator pipe section 21 combines.

Claims (4)

Solarthermischer Durchlaufverdampfer (7), umfassend einen Verteiler (11) und einen Sammler (13), wobei der Verteiler (11) mit dem Sammler (13) über eine Anzahl Verdampferrohre (9) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Durchgangssammler (14) in die Verdampferrohre (9) geschaltet ist, wobei ein erster Verdampferrohrabschnitt (20) zwischen dem Verteiler (11) und dem Durchgangssammler (14) eine erste Verdampferteilfläche bildet, und ein zweiter Verdampferrohrabschnitt (21) zwischen dem Durchgangssammler (14) und dem Sammler (13) eine zweite Verdampferteilfläche bildet.Solar thermal continuous evaporator ( 7 ), comprising a distributor ( 11 ) and a collector ( 13 ), whereby the distributor ( 11 ) with the collector ( 13 ) via a number of evaporator tubes ( 9 ) connected is, characterized in that at least one passage collector ( 14 ) in the evaporator tubes ( 9 ), wherein a first evaporator tube section ( 20 ) between the distributor ( 11 ) and the throughput collector ( 14 ) forms a first evaporator sub-area, and a second evaporator tube section ( 21 ) between the passage collector ( 14 ) and the collector ( 13 ) forms a second evaporator subarea. Solarthermischer Durchlaufverdampfer (7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Verdampferrohre (9) im ersten Verdampferrohrabschnitt (20) von der Anzahl der Verdampferrohre (9) im zweiten Verdampferrohrabschnitt (21) unterschiedlich ist, sodass durch die Rohranzahl im ersten Verdampferrohrabschnitt (20) und die Rohranzahl im zweiten Verdampferrohrabschnitt (21) ein Druckverlustverhältnis zwischen der ersten Verdampferteilfläche und der zweiten Verdampferteilfläche einstellbar ist.Solar thermal continuous evaporator ( 7 ) according to claim 1, characterized in that the number of evaporator tubes ( 9 ) in the first evaporator tube section ( 20 ) of the number of evaporator tubes ( 9 ) in the second evaporator tube section ( 21 ) is different, so that by the number of tubes in the first evaporator tube section ( 20 ) and the number of tubes in the second evaporator tube section ( 21 ), a pressure loss ratio between the first evaporator sub-area and the second evaporator sub-area is adjustable. Solarthermischer Durchlaufverdampfer (7) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrgeometrie der Verdampferrohre (9) des ersten Verdampferrohrabschnitts (20) von der Rohrgeometrie der Verdampferrohre (9) des zweiten Verdampferrohrabschnitts (21) unterschiedlich ist, sodass durch die unterschiedlichen Strömungsquerschnitte in dem ersten Verdampferrohrabschnitt (20) und in dem zweiten Verdampferrohrabschnitt (21) ein Druckverlustverhältnis zwischen der ersten Verdampferteilfläche und der zweiten Verdampferteilfläche einstellbar ist.Solar thermal continuous evaporator ( 7 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the tube geometry of the evaporator tubes ( 9 ) of the first evaporator tube section ( 20 ) of the tube geometry of the evaporator tubes ( 9 ) of the second evaporator tube section ( 21 ) is different, so that by the different flow cross-sections in the first evaporator tube section ( 20 ) and in the second evaporator tube section ( 21 ), a pressure loss ratio between the first evaporator sub-area and the second evaporator sub-area is adjustable. Solarthermischer Durchlaufverdampfer (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgangssammler (14) in einer Höhe H ausgehend von dem Verteiler (11) angeordnet ist, wobei die Höhe H so gewählt ist, dass der mittlere Dampfgehalt im Durchgangssammler bei der geringsten Last im Durchlaufbetrieb bei mindestens 60% liegt.Solar thermal continuous evaporator ( 7 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the passage collector ( 14 ) at a height H from the distributor ( 11 ), wherein the height H is selected so that the average vapor content in the through-collector at the lowest load in continuous operation is at least 60%.
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