DE102011007370A1 - Solar thermal power plant with storage for a heat transfer medium and method for operating the solar thermal power plant in the unloading mode of the storage - Google Patents

Solar thermal power plant with storage for a heat transfer medium and method for operating the solar thermal power plant in the unloading mode of the storage Download PDF

Info

Publication number
DE102011007370A1
DE102011007370A1 DE201110007370 DE102011007370A DE102011007370A1 DE 102011007370 A1 DE102011007370 A1 DE 102011007370A1 DE 201110007370 DE201110007370 DE 201110007370 DE 102011007370 A DE102011007370 A DE 102011007370A DE 102011007370 A1 DE102011007370 A1 DE 102011007370A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat transfer
transfer medium
power plant
thermal power
steam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201110007370
Other languages
German (de)
Inventor
Santiago Eguiguren
Martin Michel
Aurel Ranniste Sachssendahl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE201110007370 priority Critical patent/DE102011007370A1/en
Priority to PCT/EP2012/056437 priority patent/WO2012140007A2/en
Publication of DE102011007370A1 publication Critical patent/DE102011007370A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/06—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
    • F03G6/065—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means having a Rankine cycle
    • F03G6/067—Binary cycle plants where the fluid from the solar collector heats the working fluid via a heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/34—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating
    • F01K7/40—Use of two or more feed-water heaters in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/006—Methods of steam generation characterised by form of heating method using solar heat
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein solarthermisches Kraftwerk mit mindestens einem Wärmeträgermedium-Speicher zum Speichern eines Wärmeträgermediums, in das Sonnenenergie eingekoppelt ist, und mindestens einem Wasserdampfkreislauf zum Erzeugung von Wasserdampf mittels eingekoppelter Sonnenenergie angegeben. Dabei weist der Wasserdampfkreislauf mindestens eine Speisewasservorwärm-Vorrichtung zum Vorwärmen von Speisewasser des Wasserdampfkreislaufs und mindestens eine Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung zum Umgehen der Speisewasservorwärm-Vorrichtung auf. Die Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung kann in Abhängigkeit von einem Betriebs-Modus des Wärmeträgermedium-Speichers aktiviert werden, so dass Speisewasser durch die Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung strömen kann. Der Betriebsmodus des Wärmeträgermedium-Speichers ist insbesondere ein Entlademodus (Entladebetrieb) zur Entnahme von Wärmeträgermedium aus dem Wärmeträgermedium-Speicher. Daneben wird ein Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks mit folgendem Verfahrensschritt angegeben: Aktivieren der Wasserdampf-Bypass-Leitung in Abhängigkeit vom Betriebs-Modus des Wärmeträgermedium-Speichers, so dass Speisewasser durch die Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung strömt. Mit Hilfe des Wasserdampfkreislauf-Bypasses wird im Entlademodus die Speiswassertemperatur abgesenkt. Dadurch erhöht sich die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Wärmesenke und in Folge davon die Speicherkapazität des Wärmeträgermedium-Speichers.The invention relates to a solar thermal power plant with at least one heat transfer medium store for storing a heat transfer medium into which solar energy is coupled, and at least one steam circuit for generating water vapor by means of coupled solar energy. The steam circuit has at least one feed water preheating device for preheating the feed water of the steam circuit and at least one steam circuit bypass line for bypassing the feed water preheating device. The steam cycle bypass line can be activated as a function of an operating mode of the heat transfer medium store, so that feed water can flow through the steam cycle bypass line. The operating mode of the heat transfer medium store is, in particular, a discharge mode (unloading operation) for removing heat transfer medium from the heat transfer medium store. In addition, a method for operating a solar thermal power plant is specified with the following method step: Activation of the water vapor bypass line depending on the operating mode of the heat transfer medium store, so that feed water flows through the water vapor circuit bypass line. With the help of the steam circuit bypass, the feed water temperature is lowered in the discharge mode. This increases the temperature difference between the heat source and the heat sink and, as a result, the storage capacity of the heat transfer medium store.

Description

Die Erfindung betrifft ein solarthermisches Kraftwerk mit Speicher für ein Wärmeträgermedium sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Dampfkraftwerks im Entlademodus des Speichers.The invention relates to a solar thermal power plant with storage for a heat transfer medium and a method for operating a steam power plant in the discharge of the memory.

Solarthermische Kraftwerke sind üblicherweise mit thermischen Speichern (Wärmeträgermedium-Speicher) ausgestattet, um bei mangelnder solarer Einstrahlung, beispielsweise nach Sonnenuntergang, weiterhin elektrischen Strom produzieren zu können. Ein weiterer Vorteil solcher thermischer Speicher ist die Möglichkeit, eine Wärmeaufnahme und Wärmeabgabe im Kreislauf des Wärmeträgermediums unabhängig voneinander gestalten zu können. Dadurch kann eine Stromlieferung des Kraftwerks an tageszeitliche Stromerlöse angepasst werden (z. B. Lieferung in den „peak” Stunden, also, wenn der Bedarf an Strom hoch ist).Solar thermal power plants are usually equipped with thermal storage (heat transfer medium storage) to continue to produce electricity in the absence of solar radiation, for example after sunset. Another advantage of such thermal storage is the ability to independently design a heat absorption and heat dissipation in the circulation of the heat transfer medium. As a result, a power supply of the power plant can be adapted to daily electricity revenues (eg delivery in the "peak" hours, ie when the demand for electricity is high).

Dazu ist ein Solarfeld, mit dem das solarthermische Kraftwerk mit thermischer Energie gespeist wird, so dimensioniert, dass bei genügend starker solarer Einstrahlung überschüssige thermische Leistung, die vom Power Block des Kraftwerks nicht abgenommen werden kann, von einem Speichersystem indirekt (z. B. Zwei-Tank-System mit geschmolzenem Salz) oder direkt aufgenommen wird. Eine Speicherkapazität des Speichersystems für die überschüssige thermische Leistung ist direkt proportional zu einer Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Wärmesenke (z. B. heißer Tank und kalter Tank). Darüber hinaus ist die Speicherkapazität abhängig von der Masse und von der Wärmekapazität des verwendeten Speichermediums (Wärmeträgermedium).For this purpose, a solar field, with which the solar thermal power plant is fed with thermal energy, dimensioned so that at sufficiently strong solar irradiation excess thermal power that can not be removed from the power block of the power plant, indirectly from a storage system (eg Tank system with molten salt) or directly absorbed. A storage capacity of the excess thermal power storage system is directly proportional to a temperature difference between the heat source and the heat sink (eg, hot tank and cold tank). In addition, the storage capacity is dependent on the mass and the heat capacity of the storage medium used (heat transfer medium).

Bei gegebener Masse des Speichermediums liegt die Speicherkapazität fest, da eine obere und eine untere Temperatur durch Auslegung des Solarfeldes und eines Dampferzeugers des Kraftwerks vorgegeben ist. Die obere Temperatur resultiert aus der Temperatur von heißem HTF (Heat Transfer Fluid, Wärmeübertragungsmedium) aus dem Solarfeld. Die untere Temperatur ist durch eine Austrittstemperatur des HTF aus dem Dampferzeuger festgelegt. Die Austrittstemperatur hängt ihrerseits von einer Speisewassertemperatur im Wasserdampfkreislauf ab und ist durch dessen Auslegung bestimmt. Der Wasserdampfkreislauf wird für einen hohen Wirkungsgrad ausgelegt und üblicherweise auch so im Entlademodus des Speichers betrieben, bei dem dem Speicher Wärmeträgermedium entnommen wird.For a given mass of the storage medium, the storage capacity is fixed because an upper and a lower temperature is specified by design of the solar field and a steam generator of the power plant. The upper temperature results from the temperature of hot HTF (heat transfer fluid) from the solar field. The lower temperature is determined by an exit temperature of the HTF from the steam generator. The outlet temperature in turn depends on a feedwater temperature in the steam cycle and is determined by its design. The water vapor cycle is designed for high efficiency and usually also operated in the discharge mode of the memory, in which the storage heat transfer medium is removed.

Die Speicherkapazität wird bisher durch eine Erhöhung der eingesetzten Masse gesteigert. Dies ist aber mit nicht unerheblichen zusätzlichen Kosten verbunden.The storage capacity has hitherto been increased by increasing the mass used. But this is associated with not inconsiderable additional costs.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, aufzuzeigen, wie die Speicherkapazität eines thermischen Speichers für ein Solarkraftwerk auf einfache Weise erhöht werden kann.The object of the present invention is to show how the storage capacity of a thermal storage for a solar power plant can be increased in a simple manner.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein solarthermisches Kraftwerk mit mindestens einem Wärmeträgermedium-Speicher zum Speichern eines Wärmeträgermediums (TES), in das Sonnenenergie eingekoppelt ist, und mindestens einem Wasserdampfkreislauf zum Erzeugung von Wasserdampf mittels eingekoppelter Sonnenenergie angegeben. Dabei weist der Wasserdampfkreislauf mindestens eine Speisewasservorwärm-Vorrichtung zum Vorwärmen von Speisewasser des Wasserdampfkreislaufs und mindestens eine Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung zum Umgehen der Speisewasservorwärm-Vorrichtung auf. Die Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung kann in Abhängigkeit von einem Betriebs-Modus des Wärmeträgermedium-Speichers aktiviert werden, so dass Speisewasser durch die Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung strömen kann. Der Betriebsmodus des Wärmeträgermedium-Speichers ist insbesondere ein Entlademodus (Entladebetrieb) zur Entnahme von Wärmeträgermedium aus dem Wärmeträgermedium-Speicher.To solve the problem, a solar thermal power plant with at least one heat transfer medium storage for storing a heat transfer medium (TES), is coupled into the solar energy, and at least one steam circuit for generating water vapor by means of coupled solar energy. In this case, the steam cycle at least one feedwater pre-heating device for preheating feed water of the steam circuit and at least one steam cycle bypass line for bypassing the feedwater pre-heating device. The steam cycle bypass line may be activated in response to an operating mode of the heat transfer medium storage so that feed water may flow through the steam circulation bypass line. The operating mode of the heat transfer medium storage is in particular a discharge mode (unloading operation) for removal of heat transfer medium from the heat transfer medium storage.

Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks mit folgendem Verfahrensschritt angegeben: Aktivieren der Wasserdampf-Bypass-Leitung in Abhängigkeit vom Betriebs-Modus des Wärmeträgermedium-Speichers, sodass Speisewasser durch die Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung strömt. Als Betriebsmodus wird insbesondere ein Entlademodus des Wärmeträger-Speichers zur Entnahme von Wärmeträgermedium aus dem Wärmeträgermedium-Speicher verwendet. Dabei wird gespeicherte Wärme z. B. mit Hilfe eines Wärmetauschers von dem Wärmeträgermedium auf ein Wärmeübertragungsmedium (HTF) übertragen, mit dem die Dampferzeugungseinheit des Kraftwerks betrieben wird.To achieve the object, a method for operating a solar thermal power plant is also specified with the following method step: activation of the steam bypass line as a function of the operating mode of the heat transfer medium storage, so that feed water flows through the steam cycle bypass line. As the operating mode, in particular a discharge mode of the heat transfer medium storage for the removal of heat transfer medium from the heat transfer medium storage is used. This stored heat is z. B. with the aid of a heat exchanger from the heat transfer medium to a heat transfer medium (HTF), with which the steam generating unit of the power plant is operated.

Die grundlegende Idee der Erfindung liegt darin, die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle (heißes Wärmeträgermedium aus dem Wärmeträgermedium-Speicher) und Wärmesenke (Speisewasser) zu erhöhen. Dadurch erhöht sich die Speicherkapazität des Wärmeträgermedium-Speichers gemäß folgender Gleichung: Speicherkapazität = mWärmeträgermedium·cWärmeträgermedium·(Theiß – Tkalt) (1) The basic idea of the invention is to increase the temperature difference between heat source (hot heat transfer medium from the heat transfer medium storage) and heat sink (feed water). This increases the storage capacity of the heat transfer medium storage according to the following equation: Storage capacity = m Heat transfer medium · c Heat transfer medium · (T hot - T cold ) (1)

Im Entlademodus wird die Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung aktiviert (geöffnet). Das Speisewasser wird nicht mehr in dem Maße vorgewärmt, wie es für einen hohen Wirkungsgrad der Dampferzeugung notwendig wäre. Durch die Öffnung der Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung wird der Wirkungsgrad des solarthermischen Kraftwerks vermindert. Allerdings wird die Verminderung des Wirkungsgrades durch den Nutzen der Erhöhung der Speicherkapazität überkompensiert. Damit wird ein elektrischer Ertrag des solarthermischen Kraftwerks erhöht. Dagegen ist im Normalmodus (z. B. bei ausreichender Sonneneinstrahlung) die Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung deaktiviert (geschlossen), so dass die Dampferzeugung mit hohem Wirkungsgrad erfolgen kann.In the discharge mode, the steam cycle bypass line is activated (opened). The feed water is no longer preheated to the extent that would be necessary for a high efficiency of steam generation. The opening of the steam cycle bypass line reduces the efficiency of the solar thermal power plant. However, the reduction in efficiency is overcompensated by the benefit of increasing storage capacity. This increases the electrical output of the solar thermal power plant. In contrast, in normal mode (eg, with sufficient solar radiation), the steam cycle bypass line is deactivated (closed), so that the steam generation can be carried out with high efficiency.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung kann die Speisewasservorwärm-Vorrichtung mittels Dampf mindestens einer Dampfturbine des solarthermischen Kraftwerks betrieben werden. Vorzugsweise wird für die letzten Stufen der Vorwärmung Anzapfdampf aus einer Hochdruckdampfturbine eingesetzt. Die Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung ist ein Hochdruckvorwärmer-Bypass. Mit dem aktiven Hochdruckvorwärmer ist im Normalmodus sicher gestellt, dass das Speisewasser für einen hohen Wirkungsgrad der Dampferzeugung optimal vorgewärmt wird. Durch einfaches Öffnen des Hochdruckvorwärmer-Bypasses wird für den Entlademodus die effiziente Speisewasservorwärmung mittels Dampf der Hochdruckdampfturbine unterbunden.According to a particular embodiment, the feedwater pre-heating device can be operated by means of steam of at least one steam turbine of the solar thermal power plant. Preferably, bleed steam from a high pressure steam turbine is used for the final stages of the pre-heating. The steam cycle bypass line is a high pressure pre-heater bypass. With the active high-pressure preheater in normal mode, it is ensured that the feed water is optimally preheated for a high efficiency of steam generation. By simply opening the high-pressure preheater bypass, the efficient feedwater preheating by means of steam of the high-pressure steam turbine is prevented for the unloading mode.

Ein (ungeregelter) Hochdruckvorwärmer-Bypass ist standardmäßig in jedem Wasserdampfkraftwerk zur Beherrschung von Störfällen etc. vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass mit einer derartigen Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung keine zusätzlichen Geräte-Kosten verbunden sind.An (unregulated) high-pressure preheater bypass is provided as standard in every steam power plant for the control of accidents, etc. This has the advantage that no additional equipment costs are associated with such a steam cycle bypass line.

Alternativ kann die Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung, beispielsweise der Hochdruckvorwärmer-Bypass, geregelt ausgeführt werden. Somit kann die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Wärmesenke und damit die Speicherkapazität des Wärmeträgermedium-Speichers genau eingestellt werden.Alternatively, the steam cycle bypass line, such as the high pressure pre-heater bypass, may be controlled. Thus, the temperature difference between the heat source and the heat sink and thus the storage capacity of the heat transfer medium storage can be accurately adjusted.

Die Vorgehensweise mit der Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung ist grundsätzlich unabhängig vom verwendeten Wärmeträgermedium. Das Wärmeträgermedium ist beispielsweise ein aus der Gruppe Salzschmelze und Thermoöl ausgewähltes Wärmeträgerfluid. Die Salzschmelze ist beispielsweise eine Mischung mit Natriumnitrat (60 Gew.%) und Kaliumnitrat (40 Gew.%). Als Thermoöl kommt beispielsweise Therminol® VP1 zum Einsatz.The procedure with the steam cycle bypass line is basically independent of the heat transfer medium used. The heat transfer medium is, for example, a selected from the group molten salt and thermal oil heat transfer fluid. The molten salt is, for example, a mixture with sodium nitrate (60% by weight) and potassium nitrate (40% by weight). As thermal oil is used for example therminol ® VP1 used.

Zusammengefasst sind mit der Erfindung folgende Vorteile verbunden:

  • – Durch eine angepasste Fahrweise des solarthermischen Kraftwerkes mit thermischen Speichern ist es möglich, eine untere Speichertemperatur abzusenken, ohne die Auslegung des Wasserdampfkreislaufs, des Solarfeldes des solarthermischen Kraftwerkes oder die verfügbare Speichermasse des Wärmeträgermediums zu ändern.
  • – Durch die resultierende erhöhte Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle und Wärmesenke erhöht sich die Speicherkapazität des Wärmeträgermedium-Speichers. Damit erhöht sich auch eine mögliche Betriebszeit im Entlademodus.
In summary, the following advantages are associated with the invention:
  • - By an adapted mode of operation of the solar thermal power plant with thermal storage, it is possible to lower a lower tank temperature, without changing the design of the steam cycle, the solar field of the solar thermal power plant or the available storage mass of the heat transfer medium.
  • - Due to the resulting increased temperature difference between the heat source and heat sink increases the storage capacity of the heat transfer medium storage. This also increases a possible operating time in the discharge mode.

Anhand eines Ausführungsbeispiels und der dazugehörigen Figur wird die Erfindung im Folgenden näher beschrieben.Reference to an embodiment and the accompanying figure, the invention will be described in more detail below.

Die Figur zeigt ein Schaltbild eines solarthermischen Kraftwerks.The figure shows a circuit diagram of a solar thermal power plant.

Gegeben ist ein solarthermisches Kraftwerk 1. Das solarthermische Kraftwerk 1 weist zwei Wärmeträgermedium-Speicher 2 zum Speichern eines Wärmeträgermediums 21 auf.Given is a solar thermal power plant 1 , The solar thermal power plant 1 has two heat transfer medium storage 2 for storing a heat transfer medium 21 on.

Ausgehend vom Solarfeld 3 wird mit Hilfe des HTFs 31 bei genügend hoher Sonneneinstrahlung Sonnenenergie über den Wärmetauscher 32 in das Wärmeträgermedium 21 eingekoppelt.Starting from the solar field 3 is using the HTF 31 solar energy over the heat exchanger at sufficiently high solar radiation 32 in the heat transfer medium 21 coupled.

Das solarthermische Kraftwerk 1 verfügt über einen Wasserdampfkreislauf 4. Im Dampferzeuger 5 wird mit Hilfe des HTFs 31 Wasserdampf erzeugt, der sich in eine Turbine 6 entspannt, mit der ein Generator 7 zu Stromgewinnung angetrieben wird.The solar thermal power plant 1 has a steam cycle 4 , In the steam generator 5 is using the HTF 31 Water vapor generated, which turns into a turbine 6 relaxed, with a generator 7 is powered to generate electricity.

Im Normalmodus wird mit Hilfe von Dampf der Hochdruckturbine 61 Speisewasser des Wasserdampfkreislaufs 4 in der Speisewasservorwärm-Vorrichtung (u. a. Hochdruckvorwärmer) 62 erwärmt.In normal mode, steam is used by the high-pressure turbine 61 Feedwater of the steam cycle 4 in the feedwater pre-heating device (eg high pressure pre-heater) 62 heated.

Dagegen wird bei schwacher oder bei keiner Sonneneinstrahlung auf das Solarfeld 3 im Entlademodus des Wärmeträgermedium-Speichers, bei dem dem Wärmeträgermedium-Speicher Wärme entnommen wird, um gespeicherte Wärme über den Wärmetauscher 32 an das. HTF abzugeben, die Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung 41 aktiviert, d. h. geöffnet. Der Hochdruckvorwärmer des Wasserdampfkreislaufs wird komplett umfahren. Dadurch sinkt die Temperatur des Speisewassers auf das Niveau vom Speisewasserbehälter 42. Als Konsequenz fällt die Austrittstemperatur des HTF aus dem Dampferzeuger 5.In contrast, in weak or no sunlight on the solar field 3 in the discharge mode of the heat transfer medium storage in which heat is removed from the heat transfer medium storage to stored heat through the heat exchanger 32 to the HTF, the steam cycle bypass line 41 activated, ie opened. The high-pressure preheater of the steam circuit is completely bypassed. As a result, the temperature of the feedwater drops to the level of the feedwater tank 42 , As a consequence, the outlet temperature of the HTF drops out of the steam generator 5 ,

Ausgehend von einer Masse des Wärmeträgermediums von 30.760 t resultieren die in nachfolgender Tabelle zusammengefassten Werte für die beiden extremen Situationen, dass die Wasserdampf-Bypass-Leitung zu 0% aktiviert (Entlademodus A, ein Durchströmen von Speisewasser durch die Wasserdampf-Bypass-Leitung ist komplett unterbunden) und zu 100% aktiviert (Entlademodus B, die Wasserdampf-Bypass-Leitung ist aktiviert, so dass Speisewasser nur über die Wasserdampf-Bypass-Leitung gelangt) ist.Based on a mass of the heat transfer medium of 30,760 t, the values summarized in the following table for the two extreme situations result in the water vapor bypass line being activated at 0% (discharge mode A, a feed water through the steam bypass line is complete inhibited) and 100% activated (discharge mode B, the steam bypass line is activated so that feed water only passes through the water vapor bypass line).

Neben Gleichung (1) wurden folgende Gleichungen zur Berechnung der Werte der Tabelle herangezogen, wobei ηth-halfnet für den Wirkungsgrad steht: Phalfnet = PGenerator – PHTF-Pumpen – PSalzpumpen (2)

Figure 00060001
Tabelle: Entlademodus A B HTF Temperatur am Ausgang des Dampferzeugers [C°] 302 285 Temperatur des kalten Tanks des Wärmeträger-Speichers [C°] 309 292 Temperatur des heißen Tanks des Wärmeträger-Speichers [C°] 389 389 Speicherkapazität des Wärmeträgermediums (TES) [MWh] 1027 1245 PGenerator [Mwe] 117,54 117,45 QTESHX [MWth] 313,30 324,60 PHTF Pumpen [MWth] 3,4 2,7 PSalzpumpen [MWth] 1,5 1,2 Phalfnet [Mwe] 112,69 113,60 Wirkungsgrad 35,97 35.00 Energie (halfnet) 369 336 In addition to equation (1), the following equations were used to calculate the values of the table, where η th-halfnet stands for the efficiency: P halfnet = P generator - P HTF pumps - P salt pumps (2)
Figure 00060001
Table: discharge mode A B HTF temperature at the outlet of the steam generator [C °] 302 285 Temperature of the cold tank of the heat transfer medium [C °] 309 292 Temperature of the hot tank of the heat transfer medium [C °] 389 389 Storage capacity of the heat transfer medium (TES) [MWh] 1027 1245 P generator [MWe] 117.54 117.45 Q TESHX [MWth] 313.30 324.60 P HTF pumps [MWth] 3.4 2.7 P salt pumps [MWth] 1.5 1.2 P helped me [MWe] 112.69 113.60 efficiency 35.97 35.00 Energy (halfnet) 369 336

Claims (8)

Solarthermisches Kraftwerk (1) mit – mindestens einem Wärmeträgermedium-Speicher (2) zum Speichern eines Wärmeträgermediums (21), in das Sonnenenergie eingekoppelt ist, und – mindestens einem Wasserdampfkreislauf (4) zum Erzeugung von Wasserdampf mittels eingekoppelter Sonnenenergie, wobei der Wasserdampfkreislauf (4) – mindestens eine Speisewasservorwärm-Vorrichtung (62) zum Vorwärmen von Speisewasser des Wasserdampfkreislaufs (4) und – mindestens eine Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung (41) zum Umgehen der Speisewasservorwärm-Vorrichtung (62) aufweist und – die Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung (41) in Abhängigkeit von einem Betriebs-Modus des Wärmeträgermedium-Speichers (2) aktiviert werden kann, so dass Speisewasser durch die Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung (41) strömen kann.Solar thermal power plant ( 1 ) with - at least one heat transfer medium storage ( 2 ) for storing a heat transfer medium ( 21 ), into which solar energy is coupled, and - at least one steam cycle ( 4 ) for generating water vapor by means of coupled-in solar energy, the steam cycle ( 4 ) - at least one feedwater pre-heating device ( 62 ) for preheating feed water of the steam cycle ( 4 ) and - at least one steam cycle bypass line ( 41 ) for bypassing the feed water pre-heating device ( 62 ) and - the steam cycle bypass line ( 41 ) in dependence on an operating mode of the heat transfer medium storage ( 2 ) can be activated so that feedwater through the steam cycle bypass line ( 41 ) can flow. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 1, wobei der Betriebsmodus des Wärmeträgermedium-Speichers (2) ein Entlademodus zur Entnahme von Wärmeträgermedium (21) aus dem Wärmeträgermedium-Speicher (2) ist.Solar thermal power plant according to claim 1, wherein the operating mode of the heat transfer medium storage ( 2 ) a discharge mode for removal of heat transfer medium ( 21 ) from the heat transfer medium storage ( 2 ). Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Speisewasservorwärm-Vorrichtung (62) mittels Dampf mindestens einer Dampfturbine (6, 61) des solarthermischen Kraftwerks (1) betrieben werden kann.A solar thermal power plant according to claim 1 or 2, wherein the feed water pre-heating device ( 62 ) by means of steam at least one steam turbine ( 6 . 61 ) of the solar thermal power plant ( 1 ) can be operated. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 3, wobei die Dampfturbine (6) eine Hochdruckdampfturbine (61) ist.Solar thermal power plant according to claim 3, wherein the steam turbine ( 6 ) a high-pressure steam turbine ( 61 ). Solarthermisches Kraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung (41) geregelt ist.Solar thermal power plant according to one of claims 1 to 4, wherein the steam cycle bypass line ( 41 ) is regulated. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Wärmeträgermedium (21) mindestens ein aus der Gruppe Salzschmelze und Thermoöl ausgewähltes Wärmeträgerfluid ist.Solar thermal power plant according to one of claims 1 to 5, wherein the heat transfer medium ( 21 ) is at least one selected from the group molten salt and thermal oil heat transfer fluid. Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit folgendem Verfahrensschritt: Aktivieren der Wasserdampf-Bypass-Leitung (41) in Abhängigkeit vom Betriebs-Modus des Wärmeträgermedium-Speichers (2), so dass Speisewasser durch die Wasserdampfkreislauf-Bypass-Leitung (41) strömt.Method for operating a solar thermal power plant according to one of Claims 1 to 6 with the following method step: activation of the steam bypass line ( 41 ) depending on the operating mode of the heat transfer medium storage ( 2 ), so that feed water through the steam cycle bypass line ( 41 ) flows. Verfahren nach Anspruch 7, wobei als Betriebsmodus ein Entlademodus des Wärmeträger-Speichers (2) zur Entnahme von Wärmeträgermedium (21) aus dem Wärmeträgermedium-Speicher verwendet wird.A method according to claim 7, wherein the operating mode is a discharge mode of the heat carrier store ( 2 ) for removal of heat transfer medium ( 21 ) is used from the heat transfer medium storage.
DE201110007370 2011-04-14 2011-04-14 Solar thermal power plant with storage for a heat transfer medium and method for operating the solar thermal power plant in the unloading mode of the storage Withdrawn DE102011007370A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110007370 DE102011007370A1 (en) 2011-04-14 2011-04-14 Solar thermal power plant with storage for a heat transfer medium and method for operating the solar thermal power plant in the unloading mode of the storage
PCT/EP2012/056437 WO2012140007A2 (en) 2011-04-14 2012-04-10 Solar-thermal power plant having storage means for a heat transfer medium, and method for operating the solar-thermal power plant in the discharge mode of the storage means

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110007370 DE102011007370A1 (en) 2011-04-14 2011-04-14 Solar thermal power plant with storage for a heat transfer medium and method for operating the solar thermal power plant in the unloading mode of the storage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011007370A1 true DE102011007370A1 (en) 2012-10-18

Family

ID=45976365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201110007370 Withdrawn DE102011007370A1 (en) 2011-04-14 2011-04-14 Solar thermal power plant with storage for a heat transfer medium and method for operating the solar thermal power plant in the unloading mode of the storage

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011007370A1 (en)
WO (1) WO2012140007A2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103670551A (en) * 2013-12-13 2014-03-26 昆明理工大学 Combined solar energy and biomass organic Rankine circulation system
WO2015086883A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 Abengoa Solar New Technologies, S.A. Direct steam generation plant and plant operating method
CN105190029A (en) * 2013-03-11 2015-12-23 原子能和替代能源委员会 Concentrating solar power station with improved operation
WO2016124709A1 (en) * 2015-02-05 2016-08-11 Basf Se Solar power plant comprising a first heat transfer circuit and a second heat transfer circuit
EP3086032A1 (en) * 2015-04-21 2016-10-26 General Electric Technology GmbH Molten salt once-through steam generator
WO2017025124A1 (en) * 2015-08-10 2017-02-16 General Electric Technology Gmbh Method for adjusting steam generator pressure in solar power plant
US9995285B2 (en) 2014-02-24 2018-06-12 Alstom Technology Ltd. Method for operating a solar thermal power system with an economizer recirculation line
CN109442770A (en) * 2017-08-31 2019-03-08 甘肃光热发电有限公司 A kind of control method improving collecting system collecting efficiency
EP3567226A1 (en) * 2018-05-03 2019-11-13 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Discharge device for a motor vehicle

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2765357B1 (en) 2012-12-13 2020-01-08 General Electric Technology GmbH Steam power plant with an additional flexible solar system for the flexible integration of solar energy
CN105626402A (en) * 2014-11-06 2016-06-01 中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司 Molten salt heat storage solar thermal power generation system
CN106089340B (en) * 2016-07-26 2017-10-24 康达新能源设备股份有限公司 Groove type solar conduction oil and fused salt mixing heat power generation system
CN110056489A (en) * 2019-03-25 2019-07-26 华北电力大学 Photovoltaic power generation and solar thermal energy-combined combustion and steam turbine power complementary power generation system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009060089A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-30 Siemens Aktiengesellschaft, 80333 Solar thermal power plant and method for operating a solar thermal power plant

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH488099A (en) * 1968-09-11 1970-03-31 Bbc Brown Boveri & Cie Working method to improve the thermal efficiency of a steam turbine plant at part load and device for carrying out this method
US7191597B2 (en) * 2003-01-21 2007-03-20 Los Angeles Advisory Services, Inc. Hybrid generation with alternative fuel sources
US7640746B2 (en) * 2005-05-27 2010-01-05 Markon Technologies, LLC Method and system integrating solar heat into a regenerative rankine steam cycle
EP2195532B8 (en) * 2007-09-11 2016-12-21 Siemens Concentrated Solar Power Ltd. Solar thermal power plants
WO2010032238A2 (en) * 2008-09-17 2010-03-25 Siemens Concentrated Solar Power Ltd. Solar thermal power plant

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009060089A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-30 Siemens Aktiengesellschaft, 80333 Solar thermal power plant and method for operating a solar thermal power plant

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105190029A (en) * 2013-03-11 2015-12-23 原子能和替代能源委员会 Concentrating solar power station with improved operation
CN103670551A (en) * 2013-12-13 2014-03-26 昆明理工大学 Combined solar energy and biomass organic Rankine circulation system
WO2015086883A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 Abengoa Solar New Technologies, S.A. Direct steam generation plant and plant operating method
CN103670551B (en) * 2013-12-13 2015-12-09 昆明理工大学 A kind of solar energy and living beings alliance organic rankine cycle system
US9995285B2 (en) 2014-02-24 2018-06-12 Alstom Technology Ltd. Method for operating a solar thermal power system with an economizer recirculation line
WO2016124709A1 (en) * 2015-02-05 2016-08-11 Basf Se Solar power plant comprising a first heat transfer circuit and a second heat transfer circuit
US10358944B2 (en) 2015-02-05 2019-07-23 Basf Se Solar power plant comprising a first heat transfer circuit and a second heat transfer circuit
EP3086032A1 (en) * 2015-04-21 2016-10-26 General Electric Technology GmbH Molten salt once-through steam generator
WO2016169868A1 (en) * 2015-04-21 2016-10-27 General Electric Technology Gmbh Molten salt once-through steam generator
US10401022B2 (en) 2015-04-21 2019-09-03 General Electric Technology Gmbh Molten salt once-through steam generator
WO2017025124A1 (en) * 2015-08-10 2017-02-16 General Electric Technology Gmbh Method for adjusting steam generator pressure in solar power plant
ES2665330R1 (en) * 2015-08-10 2018-05-16 General Electric Technology Gmbh PROCEDURE TO ADJUST THE PRESSURE OF A STEAM GENERATOR IN A SOLAR POWER PLANT
CN109442770A (en) * 2017-08-31 2019-03-08 甘肃光热发电有限公司 A kind of control method improving collecting system collecting efficiency
EP3567226A1 (en) * 2018-05-03 2019-11-13 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Discharge device for a motor vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012140007A2 (en) 2012-10-18
WO2012140007A3 (en) 2013-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011007370A1 (en) Solar thermal power plant with storage for a heat transfer medium and method for operating the solar thermal power plant in the unloading mode of the storage
EP2812542B1 (en) Energy storage power plant and method for operating such a power plant
EP2372116B1 (en) Method of operating an integrated solar combined cycle power plant and solar combined cycle power plant for carrying out the method
EP2467601B1 (en) Solar thermal power plant having a heat exchanger in the feedwater preheating section and method for operating the power plant
DE202008008747U1 (en) photovoltaic system
DE102009056707A1 (en) Steam power plant with solar collectors
DE102012217929A1 (en) Combined heat and power plant and method of operation of a combined heat and power plant
DE102010042792A1 (en) System for generating mechanical and / or electrical energy
EP2553244B1 (en) Method for increasing the efficiency of a power plant equipped with a gas turbine, and power plant for carrying out the method
WO2011153971A1 (en) Combined heat and power plant
EP3379040B1 (en) Power plant for generating electric power and a method for operating a power plant
DE2620023A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR STORAGE OF ENERGY IN POWER PLANTS
EP3207325B1 (en) Method for operating a thermochemical heat storage device
EP1870646B1 (en) Method and device for recovery of condensation heat from a thermodynamic cyclical process
DE102012103617A1 (en) Fossil-fired power plant with heat storage
DE102009049338A1 (en) ORC-method for the waste heat after-conversion with biomass combustion, as well as appropriate equipment
DE102012007210A1 (en) Method for thermal storage of electric energy, involves storing heat transfer oil in containment of light-water reactor of inoperative nuclear power plant, where heat transfer oil is heated by electric energy
EP3511534A1 (en) Steam power-plant and method for operating same
DE2342403A1 (en) NUCLEAR POWER PLANT
DE102010022966A1 (en) Low energy hybrid station has container arranged on slewing ring, where photo voltaic surface and solar mirror are arranged with bypass absorber on container
DE102015119531A1 (en) Arrangement and method for recovering energy from the waste heat of at least one internal combustion engine
EP3042050A1 (en) Thermal power plant with use of the waste heat from a generator
DE102012200769A1 (en) Method for starting up a steam turbine of a solar power plant
EP2473715A2 (en) Method and apparatus for generating power especially from biomass or biomass-based sources of energy
DE102007026994A1 (en) Process for generating electrical and thermal energy and plant for carrying out the process

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20131101