DE102010040208B4 - Solar thermal continuous evaporator heating surface with local cross-sectional constriction at its inlet - Google Patents

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Abstract

Solarthermische Durchlaufverdampfer-Heizfläche (20), insbesondere für ein Solarturm-Kraftwerk (1), umfassend einen Absorber (3) mit Dampferzeugerrohren (10) zwischen einem Ein- (11) und einem Austrittssammler (12), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Dampferzeugerrohr (10) an seinem Eintritt (22) eine lokale Querschnittsverengung (25, 26, 27) aufweist.Solar thermal once-through evaporator heating surface (20), in particular for a solar tower power plant (1), comprising an absorber (3) with steam generator pipes (10) between an inlet (11) and an outlet header (12), characterized in that at least one steam generator pipe (10) has a local cross-sectional constriction (25, 26, 27) at its inlet (22).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine solarthermische Durchlaufverdampfer-Heizfläche, insbesondere für ein Solarturm-Kraftwerk, umfassend einen Absorber mit Dampferzeugerrohren. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Solarturm-Kraftwerk mit einer solarthermischen Durchlaufverdampfer-Heizfläche.The invention relates to a solar thermal continuous evaporator heating surface, in particular for a solar tower power plant, comprising an absorber with steam generator tubes. The invention further relates to a solar tower power plant with a solar thermal continuous evaporator heating surface.

Dem stetig steigenden Energiebedarf und dem Klimawandel muss mit dem Einsatz von nachhaltigen Energieträgern entgegengetreten 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 tackled with 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 der nachhaltigen Alternativen zur herkömmlichen Stromerzeugung dar. Bisher wurden solarthermische Kraftwerke mit Parabolrinnenkollektoren oder Fresnel-Kollektoren ausgeführt. Eine weitere Option stellt die direkte Verdampfung in sogenannten Solarturm-Kraftwerken dar. Ein solarthermisches Kraftwerk mit Solarturm und direkter Verdampfung besteht aus einem Solarfeld, einem Solarturm und aus einem konventionellen Kraftwerksteil, in dem die thermische Energie des Wasserdampfes in elektrische Energie umgewandelt wird.Solar thermal power plants are therefore one of the sustainable alternatives to conventional power generation. So far, solar thermal power plants have been carried out with parabolic trough collectors or Fresnel collectors. Another option is the direct evaporation in so-called solar tower power plants. A solar thermal power plant with solar tower and direct evaporation consists of a solar field, a 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 die Sonnenstrahlung auf einen im Solarturm 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, gegebenenfalls zwischenüberhitzt und 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, which concentrate the solar radiation on an absorber accommodated in the solar 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 part in a turbine, optionally reheated and then condensed and fed back to the absorber. The turbine drives a generator, which converts the mechanical energy into electrical energy.

In einem Solarturm-Kraftwerk ist 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 eingestreuten 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. Die Obergrenze der zulässigen Wärmestromdichten wird durch das Rohrmaterial und durch die Qualität der Kühlungsmechanismen bestimmt.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 interspersed 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. 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.

In Durchlaufverdampfer-Heizflächen können statische und dynamische Instabilitäten auftreten, die in konventionellen Kraftwerken in der Vergangenheit zu Schäden geführt haben. Die WO 00/37 851 A1 beschreibt beispielsweise einen konventionellen Durchlaufdampferzeuger, der eine Brennkammer für fossilen Brennstoff aufweist, der heizgasseitig über einen Horizontalgaszug ein Vertikalgaszug nachgeschaltet ist. Die Umfassungswände der Brennkammer sind dabei aus gasdicht miteinander verschweißten, vertikal angeordneten Verdampferrohren gebildet. Damit beim Betrieb des Durchlaufdampferzeugers Temperaturunterschiede zwischen benachbarten Verdampferrohren der Brennkammer besonders gering gehalten sind, weist der Durchlaufdampferzeuger eine Anzahl von Brennern auf, die in der Brennkammer in der Höhe des Horizontalgaszugs angeordnet sind. Außerdem ist für eine Anzahl von parallel mit Strömungsmedium beaufschlagbaren Verdampferrohren der aus der Dampfleistung bei Volllast und der aus der Summe der Innenquerschnittsflächen dieser parallel mit Strömungsmedium beaufschlagbaren Verdampferrohre gebildete Quotient begrenzt. Das Risiko statischer und dynamischer Instabilitäten in Durchlaufverdampfer-Heizflächen ist aufgrund der hohen Energiedichte bei solarthermischen Anlagen erhöht.Static and dynamic instabilities may occur in continuous evaporator heating surfaces, which have been damaging in conventional power plants in the past. The WO 00/37 851 A1 describes, for example, a conventional continuous steam generator, which has a combustion chamber for fossil fuel, the heating gas side is followed by a horizontal gas train a vertical gas train. The enclosing walls of the combustion chamber are formed from gas-tight welded together, vertically arranged evaporator tubes. So that temperature differences between adjacent evaporator tubes of the combustion chamber are kept particularly low during operation of the continuous steam generator, the continuous steam generator to a number of burners, which are arranged in the combustion chamber in the height of the horizontal gas flue. Moreover, for a number of evaporator tubes which can be acted upon in parallel with flow medium, the quotient formed from the steam output at full load and from the sum of the internal cross-sectional surfaces of these evaporator tubes which can be acted upon in parallel with flow medium is limited. The risk of static and dynamic instabilities in continuous evaporator heating surfaces is increased due to the high energy density of solar thermal systems.

Es besteht daher insbesondere bei solarthermischen Kraftwerksanlagen die Notwendigkeit, Instabilitäten in der Verdampferheizfläche des Absorbers zu vermeiden.There is therefore a need, especially in solar thermal power plants, to avoid instabilities in the evaporator heating surface of the absorber.

Die WO 97/14 930 A2 beschreibt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Erzeugen von solarem Dampf mit mindestens einem Receiverrohr, wobei das Receiverrohr wenigstens auf einem Teil seiner Länge von Wasser durchströmt ist, und wobei ein Teil des Wassers eine senkrecht zur Durchflussrichtung orientierte Geschwindigkeitskomponente erhält bzw. aufweist. Durch diese Maßnahme wird einer Siedekrise im Receiverrohr entgegengewirkt.The WO 97/14930 A2 describes a method and an apparatus for generating solar steam with at least one receiver tube, wherein the receiver tube is traversed by at least a portion of its length of water, and wherein a portion of the water receives or oriented perpendicular to the flow direction velocity component. This measure counteracts a boiling crisis in the receiver tube.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine solarthermische Durchlaufverdampfer-Heizfläche für einen solarthermischen Durchlaufverdampfer insbesondere in einem Solarturm-Kraftwerk für höchstmöglichen Wärmestrom anzugeben. Des Weiteren soll ein entsprechend verbessertes Solarturm-Kraftwerk mit hohem thermodynamischem Wirkungsgrad angegeben werden.The invention is therefore based on the object of specifying a solar thermal continuous evaporator heating surface for a solar thermal continuous evaporator, in particular in a solar tower power plant for the highest possible heat flow. Of Furthermore, a correspondingly improved solar tower power plant with high thermodynamic efficiency is to be specified.

Die auf eine solarthermische Durchlaufverdampfer-Heizfläche gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Angabe einer solarthermischen Durchlaufverdampfer-Heizfläche, insbesondere für ein Solarturm-Kraftwerk, umfassend einen Absorber mit Dampferzeugerrohren, wobei mindestens ein Dampferzeugerrohr an seinem Eintritt jeweils eine lokale Querschnittsverengung aufweist.The object directed to a solar thermal continuous evaporator heating surface is achieved according to the invention by specifying a solar thermal continuous evaporator heating surface, in particular for a solar tower power plant, comprising an absorber with steam generator tubes, wherein at least one steam generator tube has a local cross-sectional constriction at its inlet.

Hinsichtlich der lokalen Querschnittsverengung am Eintritt der Dampferzeugerrohre geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass der Druckverlust der Zweiphasenströmung bzw. der Dampfstrecke wie eine Drossel am Austritt des Systems wirkt und destabilisierend ist. Der relative Anteil dieses Druckverlustes am Gesamtdruckverlust des Systems ist beim Auftreten einer Instabilität zu minimieren. Durch die vorgeschlagene Maßnahme wird der Druckverlustanteil im Eintrittsbereich des Dampferzeugers, d. h. im einphasigen Bereich der Wasserströmung, erhöht. Bei richtiger Positionierung und Dimensionierung der Querschnittsverengung können so Instabilitäten sicher vermieden werden.With regard to the local cross-sectional constriction at the entrance of the steam generator tubes, the invention is based on the recognition that the pressure loss of the two-phase flow or steam path acts like a throttle at the outlet of the system and is destabilizing. The relative contribution of this pressure loss to the system's total pressure drop should be minimized if instability occurs. By the proposed measure, the pressure loss component in the inlet region of the steam generator, d. H. in the single-phase region of the water flow, increased. With proper positioning and dimensioning of the cross-sectional constriction so instabilities can be safely avoided.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Drossel als lokale Querschnittsverengungen in mindestens einem Dampferzeugerrohr angeordnet.In an advantageous embodiment of the invention, a throttle is arranged as local cross-sectional constrictions in at least one steam generator tube.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist ein zwischen Eintrittssammler und Dampferzeugerrohr angeordneter Nippel einen kleineren Innendurchmesser als das mindestens eine Dampferzeugerrohr auf.In a further advantageous embodiment, a nipple arranged between inlet collector and steam generator tube has a smaller inner diameter than the at least one steam generator tube.

Ebenso vorteilhaft kann es sein, wenn ein Austrittsdurchmesser am Eintrittssammler kleiner ist, als ein Innendurchmesser des mindestens einen Dampferzeugerrohrs. Üblicherweise umfasst die Durchlaufverdampfer-Heizfläche mehrere Dampferzeugerrohre, wobei es dann vorteilhaft ist, wenn die Austrittsdurchmesser am Eintrittssammler kleiner sind, als die Innendurchmesser der Dampferzeugerrohre.It may also be advantageous if an outlet diameter at the inlet header is smaller than an internal diameter of the at least one steam generator tube. Usually, the continuous evaporator heating surface comprises a plurality of steam generator tubes, wherein it is advantageous if the outlet diameters at the inlet header are smaller than the internal diameters of the steam generator tubes.

Grundsätzlich wäre auch eine Kombination von Drosseln, Nippeln mit kleinerem Innendurchmesser und/oder ein im Vergleich zum Innendurchmesser der Dampferzeugerrohre kleinerem Austrittsdurchmesser am Eintrittssammler als Maßnahmen zur lokalen Querschnittsverengung in jeweils anderen Dampferzeugerrohren denkbar.Basically, a combination of throttles, nipples with a smaller inner diameter and / or a smaller compared to the inner diameter of the steam generator tubes outlet diameter at the inlet collector as measures for local cross-sectional constriction in each other steam generator tubes conceivable.

Die solarthermische Durchlaufverdampfer-Heizfläche ist dabei nach besonders vorteilhafter Ausgestaltung in ein Solarturm-Kraftwerk integriert und zur Dampferzeugung durch fokussierte Sonnenstrahlung direkt beaufschlagbar.The solar thermal continuous evaporator heating surface is integrated according to a particularly advantageous embodiment in a solar tower power plant and directly to steam generation by focused solar radiation acted upon.

Nachfolgend werden anhand von Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Darin zeigen:Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to drawings. Show:

1 ein Heliostatenfeld und einen Solarturm eines Solarturm-Kraftwerks, 1 a heliostat field and a solar tower of a solar tower power plant,

2 einen Verdampfer eines solarthermischen Dampferzeugers nach dem Stand der Technik, 2 an evaporator of a solar thermal steam generator according to the prior art,

3 einen Zwangdurchlaufdampferzeuger mit einer solarthermischen Durchlaufverdampfer-Heizfläche, 3 a forced-circulation steam generator with a solar thermal continuous evaporator heating surface,

4 ein Dampferzeugerrohr mit Drossel, 4 a steam generator pipe with throttle,

5 einen Eintrittssammler mit Dampferzeugerrohren, die über Nippel mit dem Eintrittssammler verbunden sind und 5 an inlet header with steam generator tubes, which are connected via nipples to the inlet header and

6 einen Eintrittssammler mit Dampferzeugerrohren, wobei Austrittsdurchmesser am Eintrittssammler kleiner sind, als Innendurchmesser der Dampferzeugerrohre. 6 an inlet header with steam generator tubes, wherein exit diameter at the inlet header are smaller than the inner diameter of the steam generator tubes.

Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in the figures with the same reference numerals.

1 zeigt den solaren Teil eines Solarturm-Kraftwerks 1. Das Solarturm-Kraftwerk 1 umfasst einen Solarturm 2, an dessen vertikal oberem Ende ein Absorber 3 angeordnet ist. Ein Heliostatenfeld 4 mit einer Anzahl von Heliostaten 5 ist am Boden um den Solarturm 2 herum platziert. Das Heliostatenfeld 4 mit den Heliostaten 5 ist für eine Fokussierung der direkten Solarstrahlung 6 ausgelegt. Dabei sind die einzelnen Heliostaten 5 so angeordnet und ausgerichtet, dass die direkte Solarstrahlung 6 von der Sonne in Form von konzentrierter Solarstrahlung 7 auf den Absorber 3 fokussiert wird. Bei dem Solarturm-Kraftwerk 1 wird somit die Sonnenstrahlung durch ein Feld einzeln nachgeführter Spiegel, die Heliostaten 5, auf die Spitze des Solarturmes 2 konzentriert. Der Absorber 3 wandelt die Strahlung in Wärme um und gibt sie an ein Wärmeträgermedium, beispielsweise Wasser, ab, das die wärme einem konventionellen Kraftwerksprozess mit einer Dampfturbine zuführt. 1 shows the solar part of 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 is arranged. A heliostat field 4 with a number of heliostats 5 is on the ground around the solar tower 2 placed around. The heliostat field 4 with the heliostats 5 is for a focus of direct solar radiation 6 designed. Here are the individual heliostats 5 arranged and aligned so that the direct solar radiation 6 from the sun in the form of concentrated solar radiation 7 on the absorber 3 is focused. At the solar tower power plant 1 Thus, the solar radiation through a field of individually traced mirrors, the heliostats 5 , on the top of the solar tower 2 concentrated. The absorber 3 converts the radiation into heat and releases it to a heat transfer medium, such as water, which supplies the heat to a conventional power plant process with a steam turbine.

In 2 ist eine Verdampferheizfläche 8 eines bekannten solarthermischen Zwangumlaufdampferzeugers 9 mit Direktverdampfung dargestellt, der als Absorber 3 in den Solarturm 2 der 1 integriert ist.In 2 is an evaporator heating surface 8th a known solar thermal forced circulation steam generator 9 shown with direct evaporation, as an absorber 3 in the solar tower 2 of the 1 is integrated.

Die Dampferzeugerrohre 10 sind eingangsseitig mit einem Eintrittssammler 11 und ausgangsseitig mit einem Austrittssammler 12 strömungstechnisch verbunden. Überströmrohre 13 verbinden den Austrittssammler 12 mit einer Trommel 14, in die eine Speisewasserleitung 15 mündet. In die Speisewasserleitung 15 ist eine Speisewasserpumpe 16 geschaltet. Eine Dampfleitung 17 sowie eine Fallrohrleitung 18 zweigen von der Trommel 14 ab. In die Fallrohrleitung 18 ist eine Umwälzpumpe 19 geschaltet. Die Fallrohrleitung 18 mündet in den Eintrittssammler 11.The steam generator pipes 10 are on the input side with an entrance collector 11 and on the output side with an outlet collector 12 fluidically connected. overflow tubes 13 connect the exit collector 12 with a drum 14 into which a feedwater pipe 15 empties. In the feedwater pipe 15 is a feedwater pump 16 connected. A steam line 17 as well as a downpipe 18 branches off the drum 14 from. In the downpipe pipeline 18 is a circulation pump 19 connected. The downpipe 18 flows into the entrance collector 11 ,

Im Betrieb des solar beheizten Zwangumlaufdampferzeugers 9 saugt die Umwälzpumpe 19 Kesselwasser aus der Trommel 14 an und drückt es in den Eintrittssammler 11. Dort wird das Kesselwasser auf die Vielzahl der wärmeübertragenden Dampferzeugerrohre 10 verteilt. Die Verdampferheizfläche 8 ist in parallel geschaltete Heizflächenrohre aufgeteilt. Die wärmeübertragenden Rohre 10 werden durch die konzentrierte Solarstrahlung 7 aufgeheizt, wobei die wärmeübertragenden Rohre 10 die Wärme an das Kesselwasser abgeben. Das entstehende Dampf/Wasser-Gemisch wird über den Ausstrittssammler 12 und die Überströmrohre 13 in die unbeheizte Trommel 14 geleitet und dort in möglichst trockenen Sattdampf und in zur Verdampferheizfläche 8 zurückfließendes Umlaufwasser getrennt. Die Speisewasserzufuhr wird so geregelt, dass der Wasserstand in der Trommel 14 konstant bleibt.During operation of the solar heated forced circulation steam generator 9 sucks the circulation pump 19 Boiler water from the drum 14 and press it into the entry collector 11 , There, the boiler water on the plurality of heat-transmitting steam generator tubes 10 distributed. The evaporator heating surface 8th is divided into parallel Heizflächenrohre. The heat transfer tubes 10 be through the concentrated solar radiation 7 heated, the heat transfer tubes 10 give off the heat to the boiler water. The resulting steam / water mixture is passed through the outlet collector 12 and the overflow pipes 13 in the unheated drum 14 directed and there in the dry as possible saturated steam and in the evaporator heating 8th recirculating recirculating water separately. The feed water supply is regulated so that the water level in the drum 14 remains constant.

Der Sattdampf verlässt die Trommel 14 über die Dampfleitung 17 und kann in einer weiteren Heizfläche überhitzt werden und anschließend als Frischdampf einer nicht näher dargestellten Dampfturbine zur Erzeugung von elektrischer Energie zugestellt werden.The saturated steam leaves the drum 14 over the steam line 17 and can be overheated in a further heating surface and then delivered as live steam of a steam turbine not shown for generating electrical energy.

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen solarthermischen Durchlaufverdampfer-Heizfläche 20 im Solarturm-Kraftwerk 1 mit direkter Verdampfung zeigt 3 das Prinzip eines solarthermischen Zwangdurchlaufdampferzeugers 21, bei dem der Durchlauf des Wasser-Dampf-Stromes durch die Durchlaufverdampfer-Heizfläche 20 von einer Speisewasserpumpe 16 erzwungen wird. Das Speisewasser wird von der Speisewasserpumpe 16 in den Eintrittssammler 11 und den Verdampfereintritt 22 gefördert und nacheinander werden die Dampferzeugerrohre 10 der Durchlaufverdampfer-Heizfläche 20 und der Überhitzer 23 durchströmt (bei solarthermischen Kraftwerken entfällt typischerweise ein Speisewasservorwärmer). Die Erwärmung des Speisewassers bis zur Sattdampftemperatur, die Verdampfung und Überhitzung erfolgen kontinuierlich in einem Durchlauf, so dass keine Trommel benötigt wird. Zwischen Durchlaufverdampfer-Heizfläche 20 und Überhitzer 23 ist für den Umlaufvorgang beim Anfahren der Anlage eine Abscheideeinrichtung 24 vorgesehen.To explain the solar thermal continuous evaporator heating surface according to the invention 20 in the solar tower power plant 1 with direct evaporation shows 3 the principle of a solar thermal forced circulation steam generator 21 in which the passage of the water-steam stream through the continuous evaporator heating surface 20 from a feedwater pump 16 is enforced. The feed water is supplied by the feedwater pump 16 in the entrance collector 11 and the evaporator inlet 22 promoted and successively become the steam generator tubes 10 the continuous evaporator heating surface 20 and the superheater 23 flows through (in solar thermal power plants typically eliminates a feedwater pre-heater). The heating of the feed water to the saturated steam temperature, the evaporation and overheating take place continuously in one pass, so that no drum is needed. Between continuous evaporator heating surface 20 and superheater 23 is for the circulation process when starting the plant a separator 24 intended.

Mit Zwangdurchlaufdampferzeugern 21 können sehr große Dampfleistungen auf relativ kleinem Raum erzeugt werden. Durch den Wegfall der Abscheidetrommel können mit dem Durchlaufdampferzeuger sehr hohe Drücke gefahren werden und somit auch sehr hohe Wirkungsgrade erzielt werden.With forced circulation steam generators 21 Very large steam outputs can be generated in a relatively small space. By eliminating the separation drum very high pressures can be driven with the continuous steam generator and thus very high efficiencies can be achieved.

4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer in ein Dampferzeugerrohr 10 der Durchlaufverdampfer-Heizfläche 20 des Durchlaufdampferzeugers 21 eingebauten lokalen Querschnittsverengung, die als Drossel 25 ausgeführt ist. 4 shows a preferred embodiment of a in a steam generator tube 10 the continuous evaporator heating surface 20 of the continuous steam generator 21 built-in local cross-sectional narrowing, which is called choke 25 is executed.

Hierzu ist in den Verdampfereintritt 22 jedes Dampferzeugerrohrs 10 der Durchlaufverdampfer-Heizfläche 20 eine Drossel 25 geschaltet.This is in the evaporator inlet 22 each steam generator tube 10 the continuous evaporator heating surface 20 a throttle 25 connected.

Beim Betrieb des Durchlaufdampferzeugers 21 strömt kondensiertes Wasser, sogenanntes Speisewasser, aus einem der (nicht gezeigten) Dampfturbine nachgeschalteten (nicht gezeigten) Kondensator über hier nicht dargestellte Vorwärmer und eine Speisewasserleitung 15 in den Eintrittssammler 11. Von dort strömt das vorgewärmte Speisewasser über die Drosseln 25 in die einzelnen Dampferzeugerrohre 10 der solarthermischen Durchlaufverdampfer-Heizfläche 20.During operation of the continuous steam generator 21 flows condensed water, so-called feed water, from one of the (not shown) steam turbine downstream (not shown) capacitor not shown here preheater and a feedwater line 15 in the entrance collector 11 , From there, the preheated feed water flows over the throttles 25 in the individual steam generator tubes 10 the solar thermal continuous evaporator heating surface 20 ,

Die Drosseln 25 gewährleisten praktisch über den gesamten Lastbereich des solarthermischen Durchlaufdampferzeugers 21 einen erhöhten Druckverlust im Verdampfer. Dabei wird ein stabiler und gleichmäßiger Durchfluss des vorgewärmten Speisewassers durch die Dampferzeugerrohre 10 erzielt.The throttles 25 ensure virtually over the entire load range of the solar thermal continuous steam generator 21 an increased pressure drop in the evaporator. This is a stable and uniform flow of preheated feedwater through the steam generator tubes 10 achieved.

5 zeigt eine alternative Querschnittsverengung, die dadurch erzielt wird, dass zwischen Eintrittssammler 11 und Dampferzeugerrohren 10 angeordnete Nippel 26 einen kleineren Innendurchmesser als die Dampferzeugerrohre 10 aufweisen. 5 shows an alternative cross-sectional constriction, which is achieved by that between inlet collector 11 and steam generator tubes 10 arranged nipples 26 a smaller inner diameter than the steam generator tubes 10 exhibit.

6 zeigt eine weitere Ausführungsform der lokalen Querschnittsverengung, die sich dadurch ergibt, dass Austrittsdurchmesser 27 am Eintrittssammler 11 kleiner sind, als Innendurchmesser 28 der Dampferzeugerrohre 10. 6 shows a further embodiment of the local cross-sectional constriction, which results from the fact that exit diameter 27 at the entrance collector 11 are smaller than inner diameter 28 the steam generator pipes 10 ,

Claims (5)

Solarthermische Durchlaufverdampfer-Heizfläche (20), insbesondere für ein Solarturm-Kraftwerk (1), umfassend einen Absorber (3) mit Dampferzeugerrohren (10) zwischen einem Ein- (11) und einem Austrittssammler (12), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Dampferzeugerrohr (10) an seinem Eintritt (22) eine lokale Querschnittsverengung (25, 26, 27) aufweist.Solar thermal continuous evaporator heating surface ( 20 ), in particular for a solar tower power plant ( 1 ) comprising an absorber ( 3 ) with steam generator tubes ( 10 ) between an input ( 11 ) and an exit collector ( 12 ), characterized in that at least one steam generator tube ( 10 ) at its entrance ( 22 ) a local cross-sectional narrowing ( 25 . 26 . 27 ) having. Solarthermische Durchlaufverdampfer-Heizfläche (20) nach Anspruch 1, wobei eine Drossel (25) als lokale Querschnittsverengung im mindestens einen Dampferzeugerrohr (10) angeordnet ist.Solar thermal continuous evaporator heating surface ( 20 ) according to claim 1, wherein a throttle ( 25 ) as a local cross-sectional constriction in at least one steam generator tube ( 10 ) is arranged. Solarthermische Durchlaufverdampfer-Heizfläche (20) nach Anspruch 1, wobei ein zwischen Eintrittssammler (11) und dem mindestens einen Dampferzeugerrohr (10) angeordneter Nippel (26) einen kleineren Innendurchmesser als das Dampferzeugerrohr (10) aufweist.Solar thermal continuous evaporator heating surface ( 20 ) according to claim 1, wherein a between entry collector ( 11 ) and the at least one steam generator tube ( 10 ) arranged nipple ( 26 ) has a smaller inner diameter than the steam generator tube ( 10 ) having. Solarthermische Durchlaufverdampfer-Heizfläche (20) nach Anspruch 1, wobei ein Austrittsdurchmesser (27) am Eintrittssammler (11) kleiner ist, als ein Innendurchmesser des mindestens einen Dampferzeugerrohrs (10).Solar thermal continuous evaporator heating surface ( 20 ) according to claim 1, wherein an exit diameter ( 27 ) at the entrance collector ( 11 ) is smaller than an inner diameter of the at least one steam generator tube ( 10 ). Solarturm-Kraftwerk (1) mit einer solarthermischen Durchlaufverdampfer-Heizfläche (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Solar tower power plant ( 1 ) with a solar thermal continuous evaporator heating surface ( 20 ) according to any one of the preceding claims.
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