DE102010040211A1 - Solar thermal continuous steam generator for direct evaporation, in particular in a solar tower power plant - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen solarthermischen Durchlaufdampferzeuger (9), insbesondere für ein Solarturm-Kraftwerk (1), umfassend einen Absorber (4) mit Dampferzeugerrohren (10), wobei ein Strömungsquerschnitt der Dampferzeugerrohre (10) in Strömungsrichtung eines Mediums variiert. Die Erfindung betrifft ferner ein Solarturm-Kraftwerk (1).The invention relates to a solar thermal once-through steam generator (9), in particular for a solar tower power plant (1), comprising an absorber (4) with steam generator tubes (10), a flow cross-section of the steam generator tubes (10) varying in the flow direction of a medium. The invention also relates to a solar tower power plant (1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen solarthermischen Durchlaufdampferzeuger, insbesondere für ein Solarturm-Kraftwerk, umfassend einen Absorber mit Dampferzeugerrohren. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Solarturm-Kraftwerk mit einem solarthermischen Durchlaufdampferzeuger.The invention relates to a solar thermal continuous steam generator, 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 steam generator.

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. By concentrating the interspersed solar energy on small areas, this leads to very high heat flux densities, generally higher heat flux densities than in fossil-fired thermal power plants. 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.

In Verdampferheizflächen können statische und dynamische Instabilitäten auftreten, die in konventionellen Kraftwerken in der Vergangenheit zu Schäden geführt haben. Dieses Risiko ist aufgrund der hohen Energiedichte bei solarthermischen Anlagen erhöht.Static and dynamic instabilities can occur in evaporator heating surfaces, which have caused damage in conventional power plants in the past. This risk is increased due to the high energy density of solar thermal systems.

Es besteht daher insbesondere bei solarthermischen Kraftwerksanlagen der Bedarf, 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.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen solarthermischen Dampferzeuger der oben genannten Art 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 to provide a solar thermal steam generator of the type mentioned above for the highest possible heat flow. Furthermore, a correspondingly improved solar tower power plant with high thermodynamic efficiency is to be specified.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Für einen hohen thermodynamischen Wirkungsgrad werden thermische Kraftwerke bei hohen (i. a. überkritichen) Drücken betrieben. Hierzu müssen die Verdampfer als Durchlaufheizflächen ausgeführt werden, da sie im Gegensatz zu einem Natur- oder Zwangumlaufdampferzeuger keiner Druckbegrenzung unterliegen, so dass Frischdampfdrücke weit über dem kritischen Druck von Wasser möglich sind. Dieser hohe Frischdampfdruck begünstigt einen hohen thermodynamischen Wirkungsgrad eines Kraftwerks. Zudem weist ein Durchlaufdampferzeuger im Vergleich zu einem Umlaufdampferzeuger eine einfache Bauweise auf und ist somit mit besonders geringem Aufwand herstellbar. Weiterhin ist bekannt, dass speziell der Reibungsdruckverlust der Zweiphasenströmung bzw. der Dampfstrecke am Austritt des Systems destabilisierend ist, was sich negativ auf die erzielbaren Massenstromdichten des zu verdampfenden Wassers und somit auch negativ auf den erzielbaren Wärmestrom auswirkt. Der Anteil dieses Druckverlustes am Gesamtdruckverlust des Systems ist deshalb zur Vermeidung einer Instabilität zu minimieren. Dazu wird vorgeschlagen, dass zur Stabilisierung der Verdampferheizfläche der Strömungsquerschnitt entlang der Rohre variiert.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. For high thermodynamic efficiency, thermal power plants are operated at high (i.a., supercritical) pressures. For this purpose, the evaporator must be designed as Durchlaufheizflächen because they are subject to no pressure limit, in contrast to a natural or forced circulation steam generator, so that live steam pressures far above the critical pressure of water are possible. This high live steam pressure promotes a high thermodynamic efficiency of a power plant. In addition, a continuous steam generator in comparison to a circulating steam generator a simple construction and is thus produced with very little effort. Furthermore, it is known that especially the friction pressure loss of the two-phase flow or the steam path at the outlet of the system is destabilizing, which has a negative effect on the achievable mass flow densities of the water to be evaporated and thus also negatively on the recoverable heat flow. The proportion of this pressure loss in the total pressure loss of the system is therefore to minimize instability to minimize. For this purpose, it is proposed that the flow cross section along the tubes varies in order to stabilize the evaporator heating surface.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vergrößert sich der Strömungsquerschnitt der Dampferzeugerrohre in Strömungsrichtung eines Mediums.In an advantageous embodiment of the invention, the flow cross-section of the steam generator tubes increases in the flow direction of a medium.

Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn sich der Strömungsquerschnitt der Dampferzeugerrohre in Strömungsrichtung eines Mediums infolge einer Reduzierung einer Wandstärke der Dampferzeugerrohre vergrößert.It may be advantageous if the flow cross-section of the steam generator tubes in the flow direction of a medium due to a Reduction of a wall thickness of the steam generator tubes increased.

Alternativ dazu kann es auch vorteilhaft sein, wenn sich der Strömungsquerschnitt der Dampferzeugerrohre in Strömungsrichtung eines Mediums infolge einer Vergrößerung eines Dampferzeugerrohrumfangs vergrößert.Alternatively, it may also be advantageous if the flow cross-section of the steam generator tubes increases in the flow direction of a medium as a result of an enlargement of a steam generator tube circumference.

Bezüglich der wärmetechnischen Auslegung des solarthermischen Durchlaufdampferzeugers ist dieser zweckmäßigerweise in Einzelheizflächen durch hintereinander geschaltete Rohrteile zusammengesetzt, d. h. der Verdampfer des Durchlaufdampferzeugers ist in zwei Verdampferteile unterteilt. Dabei weist ein mediumseitig erster Verdampferteil keinen Austrittssammler auf. Ebenso weist ein diesem nachgeschalteter zweiter Verdampferteil keinen Eintrittsverteiler auf. Durch diese Verdampferkonstruktion wird aufgrund der Einsparung von Sammlern eine Kosteneinsparung erzielt.With regard to the thermal engineering design of the solar thermal continuous steam generator this is expediently assembled in Einzelheizflächen by successively connected pipe parts, d. H. the evaporator of the continuous steam generator is divided into two evaporator parts. In this case, a medium side first evaporator part on no outlet collector. Likewise, this second downstream evaporator part has no inlet distributor. This evaporator construction saves costs due to the savings of collectors.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn ein Innendurchmesser eines mediumseitig ersten Rohrteils kleiner ist, als ein Innendurchmesser eines dem ersten Rohrteil nachgeschalteten zweiten Rohrteils.It is expedient if an inner diameter of a first pipe part on the medium side is smaller than an inner diameter of a second pipe part connected downstream of the first pipe part.

Vorteilhafter Weise sind die Rohrteile über ein konisch ausgebildetes Verbindungsstück direkt miteinander verbunden.Advantageously, the pipe parts are connected directly to one another via a conically shaped connecting piece.

Es ist zweckmäßig, wenn die ersten Rohrteile der Dampferzeugerrohre eingangsseitig an einem Verdampfereintritt mit einem Eintrittsverteiler strömungstechnisch verbunden sind.It is expedient if the first tube parts of the steam generator tubes are fluidically connected on the input side to an evaporator inlet with an inlet distributor.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die zweiten Rohrteile der Dampferzeugerrohre mit einem Austrittssammler verbunden sind.Furthermore, it is expedient if the second tube parts of the steam generator tubes are connected to an outlet collector.

Dabei ist der Austrittssammler vorteilhafter Weise an eine Dampfleitung angeschlossen, die den Dampf zu Überhitzerheizflächen führt.In this case, the outlet header is advantageously connected to a steam line, which leads the steam to Überhitzerheizflächen.

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

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass über einen weiten Lastbereich eine stabile Betriebsweise und damit der betriebssichere Einsatz auch für Durchlaufdampferzeuger in solarthermischen Kraftwerken gewährt wird.The advantages achieved by the invention are in particular that over a wide load range a stable operation and thus the reliable use is granted even for continuous steam generator in solar thermal power plants.

Mit der vorgeschlagenen Maßnahme erhöht sich daher der erzielbare Wärmestrom im Dampferzeuger eines solarthermischen Kraftwerks mit Solar-Turm.The proposed measure therefore increases the recoverable heat flow in the steam generator of a solar thermal power plant with solar tower.

Nachfolgend werden anhand einer Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Darin zeigen:Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to a drawing. Show:

1 ein Solarturm-Kraftwerk, 1 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 Verdampfer eines erfinderischen solarthermischen Durchlaufdampferzeugers und 3 an evaporator of an innovative solar thermal continuous steam generator and

4 einen aus zwei Einzelheizflächen aufgebauten Verdampfer des Durchlaufdampferzeugers nach 3. 4 a constructed from two Einzelheizflächen evaporator of the continuous steam generator after 3 ,

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 ein Solarturm-Kraftwerk 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 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 ein Verdampfer 8 eines bekannten solarthermischen Umlaufdampferzeugers 9 mit Direktverdampfung dargestellt, der als Absorber 3 in den Solarturm 2 der 1 integriert ist.In 2 is an evaporator 8th a known solar thermal circulating 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 Eintrittsverteiler 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 20 geschaltet. Die Fallrohrleitung 18 mündet in den Eintrittsverteiler 11.The steam generator pipes 10 are input side with an entrance distributor 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 20 connected. The downpipe 18 flows into the entrance distributor 11 ,

Im Betrieb des solar beheizten Umlaufdampferzeugers 9 saugt die Umwälzpumpe 20 Kesselwasser aus der Trommel 14 an und drückt es in den Eintrittsverteiler 11. Dort wird das Kesselwasser auf die Vielzahl der wärmeübertragenden Rohre 10 verteilt. Der Verdampfer 8 ist in parallel geschaltete Heizflächenrohre aufgeteilt. Die wärmeübertragenden Rohre 10 werden durch die konzentrierte Solarstrahlung 8 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 zum Verdampfer 8 zurückfließendes Umlaufwasser getrennt. Die Speisewasserzufuhr wird so geregelt, dass der Wasserstand in der Trommel 14 konstant bleibt.In operation of the solar heated circulating steam generator 9 sucks the circulation pump 20 Boiler water from the drum 14 and press it into the entry manifold 11 , There, the boiler water on the variety of heat-transmitting tubes 10 distributed. The evaporator 8th is divided into parallel Heizflächenrohre. The heat transfer tubes 10 be through the concentrated solar radiation 8th 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 as dry saturated steam and in the evaporator 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.

Im Betrieb eines solarthermischen Dampferzeugers ist es besonders kritisch in Abhängigkeit des vorhandenen Wärmeangebots der primären Solarstrahlung immer genau den erforderlichen Speisewassermassenstrom durch die Absorberheizfläche, zur Verfügung zu stellen, um den geforderten bzw. gewünschten Fluidzustand am Absorberaustritt, respektive am Verdampferaustritt 13 auch während instationärer Vorgänge, insbesondere bei Wolkendurchzug durch das Heliostatenfeld 4 zu gewährleisten.In the operation of a solar thermal steam generator, it is particularly critical depending on the available heat supply of the primary solar radiation always exactly the required feedwater mass flow through the Absorberheizfläche to make available to the required or desired fluid state at the absorber outlet, respectively at the evaporator outlet 13 also during unsteady processes, in particular during cloud passage through the heliostat field 4 to ensure.

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen solarthermischen Durchlaufdampferzeugers 21 in dem Solarturm-Kraftwerk 1 mit direkter Verdampfung zeigt 3 das Prinzip eines Zwangdurchlaufdampferzeugers, bei dem der Durchlauf des Wasser-/Dampfstromes durch den Verdampfer von einer Speisepumpe 16 erzwungen wird. Das Speisewasser wird von der Speisepumpe 16 in den Eintrittsverteiler 11 gefördert und nacheinander werden der Verdampfer 8 und der Überhitzer 22 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 Verdampfer 8 und Überhitzer 22 ist für den Umlaufvorgang beim Anfahren der Anlage eine Abscheideeinrichtung 23 vorgesehen.To explain the solar thermal continuous steam generator according to the invention 21 in the solar tower power plant 1 with direct evaporation shows 3 the principle of a forced flow steam generator, in which the passage of the water / vapor stream through the evaporator of a feed pump 16 is enforced. The feed water is supplied by the feed pump 16 in the entrance distributor 11 promoted and successively become the evaporator 8th and the superheater 22 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 evaporator 8th and superheater 22 is for the circulation process when starting the plant a separator 23 intended.

Mit Zwangdurchlaufdampferzeugern 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 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 des Verdampfers 8 mit zwei Einzelheizflächen. Diese sind realisiert durch einen ersten Verdampferteil 24 und einen diesem mediumseitig nachgeschalteten zweiten Verdampferteil 25. 4 shows a preferred embodiment of the evaporator 8th with two individual heating surfaces. These are realized by a first evaporator part 24 and a second evaporator part downstream of this medium side 25 ,

Die beiden Verdampferteile 24 und 25 sind direkt, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Austrittssammlers oder Eintrittsverteilers, miteinander verbunden. Dabei weisen die Parallelrohre 10a des ersten Verdampferteils 24 einen Innendurchmesser d1 auf, der gegenüber dem Innendurchmesser d2 der Parallelrohre 10b des zweiten Verdampferteils 25 kleiner ist (d1 < d2). Die Verbindung der einzelnen Parallelrohre 10a und 10b der Verdampferteile 24 bzw. 25 ist im Beispiel der 4 über jeweils ein konisch ausgebildetes Zwischenstück 26 hergestellt. Dieses Zwischen- oder Verbindungsstück 26 ist zur Realisierung der Durchmessererweiterung konisch, vorzugsweise in Form eines Kegelstumpfes, ausgebildet. Ausgangsseitig sind die Parallelrohre 10b des zweiten Verdampferteils 16 an den Austrittssammler 12 angeschlossen.The two evaporator parts 24 and 25 are directly, ie without the interposition of an outlet header or entrance distributor, interconnected. This show the parallel tubes 10a the first evaporator part 24 an inner diameter d1, the opposite to the inner diameter d2 of the parallel tubes 10b the second evaporator part 25 is smaller (d1 <d2). The connection of the individual parallel tubes 10a and 10b the evaporator parts 24 respectively. 25 is in the example of 4 each with a conically shaped intermediate piece 26 produced. This intermediate or connecting piece 26 is conical to realize the diameter extension, preferably in the form of a truncated cone formed. On the output side are the parallel tubes 10b the second evaporator part 16 to the exit collector 12 connected.

Beim Betrieb des solarthermischen Durchlaufdampferzeugers 21 strömt kondensiertes Wasser, sogenanntes Speisewasser, aus einem der (nicht gezeigten) Dampfturbine nachgeschalteten (nicht gezeigten) Kondensator über die Speisewasserleitung 15 in den Eintrittsverteiler 11. Von dort strömt das Speisewasser in die einzelnen Verdampferrohre 10a des ersten Verdampferteils 24 des Durchlaufdampferzeugers 21.When operating the solar thermal continuous steam generator 21 condensed water, so-called feed water flows from one of the (not shown) steam turbine downstream (not shown) capacitor via the feedwater line 15 in the entrance distributor 11 , From there, the feed water flows into the individual evaporator tubes 10a the first evaporator part 24 of the continuous steam generator 21 ,

Im Durchlaufdampferzeuger 21 erzeugter Dampf ist am Austritt des Durchlaufdampferzeugers 21, d. h. im Austrittssammler 12 leicht überhitzt. Eine höhere Überhitzung wird gegebenenfalls in einer weiteren Heizfläche vorgenommen. Der Verdampfungsendpunkt gleitet bei diesem Verdampferkonzept abhängig vom Lastbetriebspunkt.In the continuous steam generator 21 generated steam is at the outlet of the continuous steam generator 21 ie in the exit collector 12 slightly overheated. Higher overheating is possibly carried out in another heating surface. The evaporation endpoint slides in this evaporator concept depending on the load operating point.

Claims (11)

Solarthermischer Durchlaufdampferzeuger (21), insbesondere für ein Solarturm-Kraftwerk (1), umfassend einen Absorber (3) mit Dampferzeugerrohren (10), dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungsquerschnitt der Dampferzeugerrohre (10) in Strömungsrichtung eines Mediums variiert.Solar thermal continuous steam generator ( 21 ), in particular for a solar tower power plant ( 1 ) comprising an absorber ( 3 ) with steam generator tubes ( 10 ), characterized in that a flow cross-section of the steam generator tubes ( 10 ) varies in the flow direction of a medium. Solarthermischer Durchlaufdampferzeuger (21) nach Anspruch 1, wobei sich der Strömungsquerschnitt der Dampferzeugerrohre (10) in Strömungsrichtung eines Mediums vergrößert.Solar thermal continuous steam generator ( 21 ) according to claim 1, wherein the flow cross-section of the steam generator tubes ( 10 ) in the flow direction of a medium increases. Solarthermischer Durchlaufdampferzeuger (21) nach Anspruch 2, wobei sich der Strömungsquerschnitt der Dampferzeugerrohre (10) in Strömungsrichtung eines Mediums infolge einer Reduzierung einer Wandstärke der Dampferzeugerrohre (10) vergrößert.Solar thermal continuous steam generator ( 21 ) according to claim 2, wherein the flow cross-section of the steam generator tubes ( 10 ) in the flow direction of a medium due to a reduction a wall thickness of the steam generator tubes ( 10 ). Solarthermischer Durchlaufdampferzeuger (21) nach Anspruch 2, wobei sich der Strömungsquerschnitt der Dampferzeugerrohre (10) in Strömungsrichtung eines Mediums infolge einer Vergrößerung eines Dampferzeugerrohrumfangs vergrößert.Solar thermal continuous steam generator ( 21 ) according to claim 2, wherein the flow cross-section of the steam generator tubes ( 10 ) increases in the flow direction of a medium due to an increase in a steam generator tube circumference. Solarthermischer Durchlaufdampferzeuger (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dampferzeugerrohre (10) aus hintereinander geschalteten Rohrteilen (10a, 10b) zusammengesetzt sind.Solar thermal continuous steam generator ( 21 ) according to one of the preceding claims, wherein the steam generator tubes ( 10 ) of pipe parts connected in series ( 10a . 10b ) are composed. Solarthermischer Durchlaufdampferzeuger (21) nach Anspruch 5, wobei ein Innendurchmesser eines mediumseitig ersten Rohrteils (10a) kleiner ist, als ein Innendurchmesser eines dem ersten Rohrteil (10a) nachgeschalteten zweiten Rohrteils (10b).Solar thermal continuous steam generator ( 21 ) according to claim 5, wherein an inner diameter of a medium side first pipe part ( 10a ) is smaller than an inner diameter of the first pipe part ( 10a ) downstream second tube part ( 10b ). Solarthermischer Durchlaufdampferzeuger (21) nach Anspruch 5, wobei die Rohrteile (10a, 10b) über ein konisch ausgebildetes Verbindungsstück (26) direkt miteinander verbunden sind.Solar thermal continuous steam generator ( 21 ) according to claim 5, wherein the pipe parts ( 10a . 10b ) via a conically shaped connecting piece ( 26 ) are directly connected. Solarthermischer Durchlaufdampferzeuger (21) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die ersten Rohrteile (10a) der Dampferzeugerrohre (10) eingangsseitig an einem Eintrittsverteiler (11) strömungstechnisch verbunden sind.Solar thermal continuous steam generator ( 21 ) according to one of claims 5 to 7, wherein the first pipe parts ( 10a ) of the steam generator tubes ( 10 ) on the input side at an entrance distributor ( 11 ) are fluidically connected. Solarthermischer Durchlaufdampferzeuger (21) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die zweiten Rohrteile (10b) der Dampferzeugerrohre (10) mit einem Austrittssammler (12) verbunden sind.Solar thermal continuous steam generator ( 21 ) according to one of claims 5 to 8, wherein the second pipe parts ( 10b ) of the steam generator tubes ( 10 ) with an exit collector ( 12 ) are connected. Solarthermischer Durchlaufdampferzeuger (21) nach Anspruch 9, wobei der Austrittssammler (12) an eine Dampfleitung angeschlossen ist, die den Dampf zu Überhitzerheizflächen führt.Solar thermal continuous steam generator ( 21 ) according to claim 9, wherein the exit collector ( 12 ) is connected to a steam line, which leads the steam to superheater heating surfaces. Solarturm-Kraftwerk (1) mit einem solarthermischen Durchlaufdampferzeuger (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Solar tower power plant ( 1 ) with a solar thermal continuous steam generator ( 21 ) according to any one of the preceding claims.
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