DE102011054618A9 - Method for operating a solar thermal power plant and solar thermal power plant - Google Patents

Method for operating a solar thermal power plant and solar thermal power plant Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks bereitgestellt, welches eine Verdampfereinrichtung mit einer Solarstrahlungsempfängereinrichtung, eine Hochdruckdampfturbine, eine der Hochdruckdampfturbine nachgeordnete Niederdruckdampfturbine und eine Zwischenüberhitzereinrichtung zwischen der Hochdruckdampfturbine und der Niederdruckdampfturbine umfasst, bei dem durch die Verdampfereinrichtung ein Wärmeträgermedium in Dampfform bereitgestellt wird, der Dampf der Hochdruckdampfturbine eingangsseitig bereitgestellt wird, Dampf ausgangsseitig von der Hochdruckdampfturbine der Zwischenüberhitzereinrichtung zugeführt und dort erhitzt wird und von der Zwischenüberhitzereinrichtung eingangsseitig der Niederdruckdampfturbine bereitgestellt wird, wobei die Zwischenüberhitzereinrichtung mit Frischdampf von der Verdampfereinrichtung beheizt wird, wobei ein erster Betriebsmodus vorgesehen ist, bei dem die Verdampfereinrichtung Dampf auf einem gleitenden Druckniveau, welches abhängt von einem Teillastgrad, bereitstellt, und ein zweiter Betriebsmodus, bei dem die Verdampfereinrichtung Dampf auf einem mindestens näherungsweise festen Druckniveau bereitstellt, wobei zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus in Abhängigkeit des Teillastgrads umgeschaltet wird.There is provided a method of operating a solar thermal power plant comprising an evaporator having a solar radiation receiver, a high pressure steam turbine, a low pressure steam turbine downstream of the high pressure steam turbine, and a reheater between the high pressure steam turbine and the low pressure steam turbine providing a heat transfer medium in vapor form by the evaporator means Steam of the high-pressure steam turbine is provided on the input side, steam supplied on the output side of the high-pressure steam turbine of the reheater and heated there and is provided by the reheater means on the input side of the low-pressure steam turbine, wherein the reheater device is heated with live steam from the evaporator means, wherein a first operating mode is provided, wherein the Evaporator means steam at a sliding pressure level, which depends on a degree of partial load, and a second mode of operation in which the evaporator device provides steam at an approximately fixed pressure level, with switching between the first operating mode and the second operating mode as a function of the partial duty cycle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks, welches eine Verdampfereinrichtung mit einer Solarstrahlungsempfängereinrichtung, eine Hochdruckdampfturbine, eine der Hochdruckdampfturbine nachgeordnete Niederdruckdampfturbine und eine Zwischenüberhitzereinrichtung zwischen der Hochdruckdampfturbine und der Niederdruckdampfturbine umfasst, bei dem durch die Verdampfereinrichtung ein Wärmeträgermedium in Dampfform bereitgestellt wird, der Dampf der Hochdruckdampfturbine eingangsseitig bereitgestellt wird, der Dampf ausgangsseitig von der Hochdruckdampfturbine der Zwischenüberhitzereinrichtung zugeführt und dort erhitzt wird und von der Zwischenüberhitzereinrichtung eingangsseitig der Niederdruckdampfturbine bereitgestellt wird, wobei die Zwischenüberhitzereinrichtung mit Frischdampf von der Verdampfereinrichtung beheizt wird. The invention relates to a method for operating a solar thermal power plant, which comprises an evaporator device with a solar radiation receiver device, a high-pressure steam turbine, a low-pressure steam turbine downstream of the high-pressure steam turbine and a reheater device between the high-pressure steam turbine and the low-pressure steam turbine, in which a heat transfer medium in vapor form is provided by the evaporator device Steam of the high-pressure steam turbine is provided on the input side, the steam is supplied to the output side of the high-pressure steam turbine of the reheater and heated there and is provided by the reheater means on the input side of the low pressure steam turbine, wherein the reheater is heated with live steam from the evaporator means.

Die Erfindung betrifft ferner eine solarthermisches Kraftwerk, umfassend eine Verdampfereinrichtung mit einer Solarstrahlungsempfängereinrichtung, durch welche ein Wärmeträgermedium in Dampfform bereitgestellt ist, mindestens eine Hochdruckdampfturbine, mindestens eine der Hochdruckdampfturbine nachgeschaltete Niederdruckdampfturbine, und eine Zwischenüberhitzereinrichtung zwischen der mindestens einen Hochdruckdampfturbine und der mindestens einen Niederdruckdampfturbine, welche durch Frischdampf von der Verdampfereinrichtung beheizt ist. The invention further relates to a solar thermal power plant, comprising an evaporator device with a solar radiation receiver device, through which a heat transfer medium is provided in vapor form, at least one high pressure steam turbine, at least one of the high pressure steam turbine downstream low pressure steam turbine, and a reheater between the at least one high pressure steam turbine and the at least one low pressure steam turbine, which is heated by live steam from the evaporator device.

Bei einem solchen Verfahren bzw. einem solchen solarthermischen Kraftwerk wird Dampf zweistufig genutzt, nämlich in einer Hochdruckdampfturbine und einer Niederdruckdampfturbine. Teilentspannter Dampf von der Hochdruckdampfturbine wird der Niederdruckdampfturbine zugeführt, wobei eine Zwischenüberhitzung stattfindet. Die Zwischenüberhitzung wiederum erfolgt mithilfe von Frischdampf, welcher von der Verdampfereinrichtung ausgekoppelt wird. In such a method or such a solar thermal power plant steam is used in two stages, namely in a high pressure steam turbine and a low pressure steam turbine. Partially released steam from the high-pressure steam turbine is supplied to the low-pressure steam turbine, wherein a reheating takes place. The reheating in turn takes place with the aid of live steam, which is decoupled from the evaporator device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und ein solarthermisches Kraftwerk der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welchem sich auch bei Teillast ein optimiertes Betriebsergebnis erzielen lässt. The invention has for its object to provide a method of the type mentioned and a solar thermal power plant of the type mentioned, in which can be achieved at partial load an optimized operating result.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein erster Betriebsmodus vorgesehen wird, bei dem die Verdampfereinrichtung Dampf auf einem gleitenden Druckniveau, welches abhängt von einem Teillastgrad, bereitstellt, und ein zweiter Betriebsmodus vorgesehen wird, bei dem die Verdampfereinrichtung Dampf auf einem mindestens näherungsweise festen Druckniveau bereitstellt, wobei zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus in Abhängigkeit des Teillastgrads umgeschaltet wird. This object is achieved according to the invention in the above-mentioned method by providing a first operating mode in which the evaporator device provides steam at a sliding pressure level which depends on a partial duty cycle, and a second operating mode is provided where the evaporator device is steamed provides an at least approximately fixed pressure level, wherein between the first operating mode and the second operating mode is switched depending on the partial load level.

Grundsätzlich ist es so, dass, wenn für alle Teillastgrade (ein Teillastgrad Null entspricht Volllast) ein gleitender Betrieb gewählt wird, bei dem sich der Druck des Dampfes selber einstellen kann, die Zwischenüberhitzungstemperatur, welche die Temperatur charakterisiert, mit welcher Dampf der Niederdruckdampfturbine zugeführt wird, in Abhängigkeit vom Teillastgrad schwankt; zwischen dem Massenstrom (welcher durch den Teillastgrad bestimmt ist) und dem Druckniveau besteht ein direkter Zusammenhang. Eine lastabhängige Zwischenüberhitzungstemperatur hat zur Folge, dass der Konversionsgrad der Niederdruckdampfturbine variiert. Insbesondere fällt mit Absinken der Zwischenüberhitzungstemperatur der Konversionsgrad. Weiterhin führt ein Abfall der Zwischenüberhitzungstemperatur zu einem Ansteigen der Endnässe an der Niederdruckdampfturbine; dies kann Materialprobleme am Ende der Niederdruckdampfturbine zur Folge haben. Ferner kann die Entladung einer Speichereinrichtung unter Umständen auf einem niedrigeren Druckniveau als dem speicherspezifischen Entladedruck erfolgen; dadurch wird gespeicherte Wärme exergetisch schlechter ausgenutzt. Basically, if, for all partial load levels (a partial load level equal to zero full load), a sliding operation is selected in which the pressure of the steam itself can be adjusted, the reheat temperature, which characterizes the temperature at which steam is supplied to the low pressure steam turbine , varies depending on the partial load level; there is a direct relationship between the mass flow (which is determined by the partial load level) and the pressure level. A load-dependent reheat temperature has the consequence that the degree of conversion of the low-pressure steam turbine varies. In particular, as the reheat temperature drops, the degree of conversion falls. Furthermore, a drop in the reheat temperature leads to an increase in the final wetness at the low-pressure steam turbine; This can result in material problems at the end of the low-pressure steam turbine. Furthermore, the discharge of a storage device may possibly occur at a lower pressure level than the storage-specific discharge pressure; This stored energy is used exergetisch worse.

Ein reiner Festdruckbetrieb, bei dem der Druck unabhängig von dem Teillastgrad mindestens näherungsweise festgehalten wird (wobei beispielsweise Schwankungsgrade von 5 % oder 10 % erlaubt sind), hat zur Folge, dass ein Frischdampfstrom energetisch entwertet wird; es entstehen Drosselverluste. Eine entsprechende Pumpe, welche flüssiges Wärmeträgermedium befördert, muss einen kompletten Druckhub gegen eine Drosseleinrichtung bewerkstelligen und muss einen höheren Massenstrom bereitstellen. Es sinkt dann der thermische Wirkungsgrad des solarthermischen Kraftwerks und der Eigenverbrauch steigt im Vergleich zu dem gleitenden Betrieb. A pure fixed pressure operation in which the pressure is at least approximately retained regardless of the degree of partial load (for example, fluctuation levels of 5% or 10% are permitted) has the consequence that a live steam flow is energetically devaluated; There are throttling losses. A corresponding pump, which conveys liquid heat transfer medium must accomplish a complete pressure stroke against a throttle device and must provide a higher mass flow. It then decreases the thermal efficiency of the solar thermal power plant and self-consumption increases in comparison to the sliding operation.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden die spezifischen Probleme des gleitenden Betriebs und Festdruckbetriebs verhindert bzw. zumindest verringert und deren spezifische Vorteile genutzt. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass in Abhängigkeit von dem Teillastgrad entweder der erste Betriebsmodus mit gleitendem Druckniveau oder zweite Betriebsmodus mit Festdruck vorliegt und es erfolgt eine Umschaltung in Abhängigkeit von dem Teillastgrad. In the solution according to the invention, the specific problems of sliding operation and fixed pressure operation are prevented or at least reduced and their specific advantages are utilized. According to the invention, it is provided that, depending on the degree of partial load, either the first operating mode with a sliding pressure level or a second operating mode with a fixed pressure is present and switching takes place as a function of the partial load level.

Es lässt sich dadurch bei geringen Teillastgraden (hoher Last in der Nähe von Volllast) ein Gleitbetrieb durchführen, welcher energetisch vorteilhaft ist. Der Abfall der Zwischenüberhitzungstemperatur ist mit Erhöhung des Teillastgrads noch moderat. Es werden dabei in diesem Betriebsmodus die Mehrzahl der Betriebsstunden erwartet; es lässt sich dadurch ein global gesehen hoher Wirkungsgrad erreichen. Bei weiterem Abfall der Last (Zunahme des Teillastgrads) wird auf den zweiten Betriebsmodus mit Festdruck umgestellt. Dadurch wird das Druckniveau festgehalten. Dadurch wiederum wird die Zwischenüberhitzungstemperatur mindestens näherungsweise festgehalten. Dadurch lässt sich die Endnässe an der Niederdruckdampfturbine verringern mit Verringerung der entsprechenden Materialprobleme. Ferner lässt sich das Druckniveau auf einem Entladedruck einer Speichereinrichtung festhalten. It can thereby perform at low partial load levels (high load near full load) a sliding operation, which is energetically advantageous. The drop in reheat temperature is still moderate with increasing part-load. It are expected in this mode of operation, the majority of operating hours; This makes it possible to achieve a globally high level of efficiency. As the load continues to fall (increase in part-load level), it switches to the second fixed-pressure operating mode. This will hold the pressure level. In turn, the intermediate superheat temperature is at least approximately retained. This can reduce the end-ups on the low-pressure steam turbine with a reduction in the corresponding material problems. Furthermore, the pressure level can be recorded on an unloading pressure of a storage device.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann in einem niedrigeren Teillastgradbereich eine effiziente Umwandlung erfolgen, sodass, da hier die Mehrzahl der Betriebsstunden erwartet werden, ein hoher Wirkungsgrad erzielbar ist. Bei hohen Teillastgraden (im unteren Teillastbereich) wird der durch die Zwischenüberhitzung bedingte Abfall der Zwischenüberhitzungstemperatur abgefangen, indem auf Festdruckbetrieb umgestellt wird. Die Niederdruckdampfturbine kann dadurch in einem günstigen Betriebspunkt ausgelegt und gefahren werden. Die Dampfnässe an einem Ende der Niederdruckdampfturbine wird gesenkt und mögliche Materialprobleme werden vermieden. In the solution according to the invention, an efficient conversion can take place in a lower partial-duty range, so that since the majority of the operating hours are expected here, a high degree of efficiency can be achieved. At high partial load grades (in the lower partial load range), the drop in the reheat temperature due to reheating is intercepted by switching to fixed pressure operation. The low-pressure steam turbine can thereby be designed and driven in a favorable operating point. The wetness at one end of the low pressure steam turbine is lowered and possible material problems are avoided.

Insbesondere werden die Betriebsmodi so geschaltet, dass bei niedrigem Teillastgrad in der Nähe von Volllast der erste Betriebsmodus vorliegt und bei hohem Teillastgrad in der Nähe von 40 % Volllast der zweite Betriebsmodus vorliegt. In der Nähe von Volllast werden die meisten Betriebsstunden erwartet. Dadurch ergibt sich ein hoher effektiver Wirkungsgrad des entsprechenden solarthermischen Kraftwerks. Die durch die Zwischenüberhitzung erwarteten Probleme bei hohen Teillastgraden (bei niedriger Last) werden weitgehend vermieden bzw. zumindest verringert. In particular, the operating modes are switched so that at low partial load level near full load, the first operating mode is present and at high partial load level in the vicinity of 40% full load, the second operating mode is present. Near full load most hours of operation are expected. This results in a high effective efficiency of the corresponding solar thermal power plant. The expected by the reheat problems at high partial load levels (at low load) are largely avoided or at least reduced.

Insbesondere erfolgt bei Erhöhung des Teillastgrads eine Umschaltung von dem ersten Betriebsmodus auf den zweiten Betriebsmodus. Dadurch wird eine Zwischenüberhitzungstemperatur stabilisiert und es lässt sich dann eine Endnässe an der Niederdruckdampfturbine verringern. In particular, when the partial load level is increased, a changeover from the first operating mode to the second operating mode takes place. Thereby, a reheating temperature is stabilized and it is then possible to reduce an end wetness at the low-pressure steam turbine.

Insbesondere erfolgt bei Erniedrigung des Teillastgrads eine Umschaltung vom zweiten Betriebsmodus auf den ersten Betriebsmodus. Es erfolgt also bei einer Erhöhung der Last (Erniedrigung des Teillastgrads) eine Umschaltung von Festdruckbetrieb auf gleitenden Betrieb. Dadurch wird die effektive Nutzung des Wärmeträgermediums erhöht, das heißt es wird der Wirkungsgrad erhöht. In particular, when the partial load level is reduced, a changeover from the second operating mode to the first operating mode takes place. Thus, with an increase in the load (reduction of the partial load level), there is a changeover from fixed-pressure operation to sliding operation. As a result, the effective use of the heat transfer medium is increased, that is, the efficiency is increased.

Insbesondere wird in der Zwischenüberhitzereinrichtung Dampf, welcher von der Hochdruckdampfturbine bereitgestellt wird, über einen Wärmeübertrager mit Frischdampf von der Verdampfereinrichtung erhitzt. Dadurch lässt sich der Energieinhalt von Frischdampf zur Zwischenüberhitzung nutzen. Frischdampf wird in einem ersten Strom der Hochdruckdampfturbine zur Wandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie zugeführt. Ferner wird Frischdampf in einem weiteren Frischdampfstrom der Zwischenüberhitzereinrichtung zur Zwischenüberhitzung von teilentladenem Dampf, welcher die Hochdruckdampfturbine verlässt, bereitgestellt. In particular, in the reheater device, steam provided by the high pressure steam turbine is heated by a steam generator with live steam from the evaporator means. As a result, the energy content of live steam can be used for reheating. Fresh steam is supplied in a first stream of high-pressure steam turbine for the conversion of mechanical energy into electrical energy. Further, live steam is provided in a further live steam stream of the reheater device for reheating partially discharged steam exiting the high pressure steam turbine.

Insbesondere wird der Zwischenüberhitzereinrichtung Frischdampf als Erhitzungsmedium auf einem Druckniveau entsprechend dem ersten Betriebsmodus oder dem zweiten Betriebsmodus von der Verdampfereinrichtung bereitgestellt. Dadurch lässt sich je nach Vorliegen des ersten Betriebsmodus oder des zweiten Betriebsmodus eine optimale Betriebsweise erreichen. In dem zweiten Betriebsmodus lässt sich über den Frischdampf die Zwischenüberhitzertemperatur auch stabilisieren. In dem ersten Betriebsmodus lässt sich ein moderater Temperaturabfall einstellen. More specifically, the reheater device is provided with live steam as a heating medium at a pressure level corresponding to the first operation mode or the second operation mode of the evaporator device. As a result, optimum operation can be achieved depending on the presence of the first operating mode or the second operating mode. In the second operating mode, the reheater temperature can also be stabilized via the live steam. In the first operating mode, a moderate temperature drop can be set.

Bei einer Ausführungsform umfasst die Verdampfereinrichtung eine Speichereinrichtung, die den Umschaltpunkt oder Umschaltbereich zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus festlegt. Wenn die Speichereinrichtung eine Verdampferstrecke umfasst, und insbesondere einen oder mehrere Latentspeicher umfasst, dann weist diese eine bestimmte Entladetemperatur bzw. einen Entladetemperaturbereich auf. Dieser wiederum ist korreliert mit einem bestimmten Entladedruck bzw. Entladedruckbereich. Durch Anpassung des Umschaltpunkts oder des Umschaltpunktbereichs an diesen Entladedruck bzw. Entladedruckbereich lässt sich ein optimierter Betrieb erreichen. Insbesondere lässt sich ein Entladedruck bzw. Entladedruckbereich korrelieren mit dem zweiten Betriebsmodus. Wenn der Teillastgrad zunimmt, lässt sich dann ab dem Umschaltpunkt aus der Speichereinrichtung Dampf auf seinem optimalen Entladedruck bzw. Entladedruckbereich bereitstellen. Dadurch ist eine Anpassung der Betriebsweise an die individuelle Druckcharakteristik der Speichereinrichtung (welche insbesondere eine thermische Speichereinrichtung ist) erfolgt. In one embodiment, the evaporator device includes a memory device that determines the switching point or switching range between the first operating mode and the second operating mode. If the storage device comprises an evaporator section, and in particular comprises one or more latent accumulators, then this has a specific discharge temperature or a discharge temperature range. This in turn is correlated with a certain discharge pressure or Entladedruckbereich. By adapting the switching point or the switching point range to this discharge pressure or discharge pressure range, optimized operation can be achieved. In particular, an unloading pressure or discharge pressure range can be correlated with the second operating mode. As the partial duty cycle increases, steam may then be provided at its optimum discharge pressure or discharge pressure range from the storage point from the storage device. This results in an adaptation of the mode of operation to the individual pressure characteristic of the memory device (which is in particular a thermal memory device).

Insbesondere ist die Speichereinrichtung parallel zu der Solarstrahlungsempfängereinrichtung angeordnet. Dadurch kann beispielsweise in einem Teillastbetrieb zusätzlich zu Frischdampf auch die Speichereinrichtung Dampf bereitstellen. In particular, the memory device is arranged parallel to the solar radiation receiver device. As a result, for example, in a part-load operation, in addition to live steam, the storage device can also provide steam.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Speichereinrichtung eine Entladungstemperatur oder einen Entladungstemperaturbereich aufweist, bei welcher Dampf auf einem bestimmten Druckniveau bereitgestellt wird, und wobei dieses bestimmte Druckniveau das Druckniveau für die Umschaltung zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus definiert. Dadurch ist eine Anpassung an die individuelle Druckcharakteristik der Speichereinrichtung erfolgt. It is particularly advantageous if the storage device has a discharge temperature or a discharge temperature range at which steam is provided at a certain pressure level, and wherein this certain pressure level defines the pressure level for switching between the first operating mode and the second operating mode. As a result, an adaptation to the individual pressure characteristic of the memory device is carried out.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Verdampfereinrichtung eine Einstelleinrichtung umfasst, durch welche festgelegt wird, ob der erste Betriebsmodus oder zweite Betriebsmodus vorliegt. Dadurch lässt sich auf einfache Weise gesteuert und insbesondere automatisch umschalten, welcher Betriebsmodus vorliegt. Dadurch wiederum lässt sich ein solarthermisches Kraftwerk optimiert betreiben. It is particularly advantageous if the evaporator device comprises an adjusting device, which determines whether the first operating mode or second operating mode is present. As a result, it is possible to control in a simple manner and in particular automatically switch over which operating mode is present. As a result, a solar thermal power plant can be operated optimally.

Für den zweiten Betriebsmodus ist es vorteilhaft, wenn eine Drosseleinrichtung vorgesehen ist, welche der Hochdruckdampfturbine vorgeschaltet ist. Dadurch lässt sich der Festdruckbetrieb (der zweite Betriebsmodus) durchführen. Insbesondere ist die Drosseleinrichtung als Einstelleinrichtung für den ersten Betriebsmodus und den zweiten Betriebsmodus ausgebildet. Es lässt sich dadurch einstellen, indem die Drosseleinrichtung nicht wirksam gemacht wird, dass der erste Betriebsmodus vorliegt. Durch "Einschalten" der Drosseleinrichtung lässt sich der zweite Betriebsmodus realisieren. For the second operating mode, it is advantageous if a throttle device is provided which is connected upstream of the high-pressure steam turbine. As a result, the fixed pressure operation (the second operation mode) can be performed. In particular, the throttle device is designed as an adjusting device for the first operating mode and the second operating mode. It can be adjusted by the throttle device is not made effective that the first operating mode is present. By "switching on" the throttle device, the second operating mode can be realized.

Insbesondere wird Frischdampf, welcher der Zwischenüberhitzereinrichtung zugeführt wird, vor (bezogen auf die Strömungsrichtung) der Drosseleinrichtung ausgekoppelt. Dadurch wird Frischdampf der Zwischenüberhitzereinrichtung auf dem Druckniveau zugeführt, welches über die Drosseleinrichtung bzw. die Einstelleinrichtung eingestellt wird. In particular, live steam, which is supplied to the reheater device, is decoupled before (with respect to the flow direction) of the throttle device. As a result, live steam is supplied to the reheater device at the pressure level, which is set via the throttle device or the setting device.

Insbesondere wird die Drosseleinrichtung gesteuert und/oder geregelt betrieben. In particular, the throttle device is controlled and / or operated regulated.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn ein gemessener Massenstrom und/oder ein gemessener Druck von Wärmeträgermedium-Dampf als Indikatorsignal für (i) die Umschaltung zwischen erstem Betriebsmodus und zweitem Betriebsmodus und/oder für (ii) die Steuerung und/oder Regelung der Einstelleinrichtung oder Drosseleinrichtung verwendet wird. Dadurch lässt sich insbesondere auf automatisierte Weise ein optimierter Betrieb eines solarthermischen Kraftwerks erreichen. Ferner ist es grundsätzlich möglich, auch unterschiedliche Drücke für den Festdruckbetrieb vorzustehen, wenn beispielsweise Speichereinrichtungen mit unterschiedlichem Phasenwechselmaterial verwendet werden. It is particularly advantageous if a measured mass flow and / or a measured pressure of heat transfer medium vapor as indicator signal for (i) switching between the first operating mode and second operating mode and / or for (ii) the control and / or regulation of the adjustment or Throttle device is used. As a result, an optimized operation of a solar thermal power plant can be achieved in an automated manner. Furthermore, it is fundamentally possible to also have different pressures for the fixed-pressure operation when, for example, storage devices with different phase change material are used.

Insbesondere schaltet eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung in Abhängigkeit von einem ermittelten Massenstrom und/oder ermittelten Druck vor Eintritt in die Hochdruckdampfturbine zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus um. Dadurch lässt sich eine automatische Betriebsführung eines solarthermischen Kraftwerks erreichen. Es werden dadurch optimierte Betriebsbedingungen erreicht. Wenn beispielsweise der Teillastgrad aufgrund Verringerung der solaren Einstrahlung zunimmt, dann wird eine automatische Umschaltung ab einem bestimmten Druckniveau von dem gleitenden Betrieb in den Festdruckbetrieb durchgeführt bzw. bei Verbesserung der solaren Einstrahlungsbedingungen wird wieder in den gleitenden Betrieb umgeschaltet. In particular, a control / regulation device switches over between the first operating mode and the second operating mode as a function of a determined mass flow and / or determined pressure before entry into the high-pressure steam turbine. As a result, an automatic operation of a solar thermal power plant can be achieved. This results in optimized operating conditions. For example, if the partial duty increases due to reduction of the solar irradiation, then an automatic switching is performed from a certain pressure level of the sliding operation in the fixed pressure operation or when improving the solar irradiation conditions is switched back into the sliding operation.

Insbesondere erfolgt an der Solarstrahlungsempfängereinrichtung eine solare Direktverdampfung, das heißt das flüssige Wärmeträgermedium wird direkt verdampf und dieser Dampf wird dann den Turbinen bereitgestellt. In particular, solar direct evaporation takes place at the solar radiation receiver device, that is to say the liquid heat carrier medium is vaporized directly, and this steam is then made available to the turbines.

Die eingangs genannte Aufgabe wird bei dem eingangs genannten solarthermischen Kraftwerk ferner erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Einstelleinrichtung vorgesehen ist, durch welche der Druck von durch die Verdampfereinrichtung bereitgestelltem Dampf beeinflussbar ist, und eine Steuerungs-/Regelungsreinrichtung vorgesehen ist, welche die Einstelleinrichtung so ansteuert, dass in einem ersten Betriebsmodus der Druck des bereitgestellten Dampfes in Abhängigkeit eines Teillastgrads gleitend variiert und in einem zweiten Betriebsmodus der Druck mindestens näherungsweise festgelegt ist, und eine Umschaltung zwischen erstem Betriebsmodus und zweitem Betriebsmodus bei einem bestimmten Teillastgradbereich bewirkt. The above-mentioned object is further achieved according to the invention in the solar thermal power plant mentioned above in that an adjusting device is provided, by which the pressure of steam provided by the evaporator device can be influenced, and a control / regulation device is provided, which controls the setting device, in a first operating mode, the pressure of the supplied steam varies in a sliding manner as a function of a partial load, and in a second operating mode the pressure is at least approximately fixed, and causes a changeover between the first operating mode and the second operating mode at a certain partial duty cycle.

Das erfindungsgemäße solarthermische Kraftwerk weist die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Vorteile auf. The solar thermal power plant according to the invention has the advantages already explained in connection with the method according to the invention.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des solarthermischen Kraftwerks wurden ebenfalls im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert. Further advantageous embodiments of the solar thermal power plant have also been explained in connection with the method according to the invention.

Insbesondere lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren an dem erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerk durchführen bzw. das solarthermische Kraftwerk lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betreiben. In particular, the inventive method can be performed on the solar thermal power plant according to the invention or the solar thermal power plant can be operated with the inventive method.

Günstig ist es, wenn eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist, welche den Druck und/oder den Massenstrom von der mindestens einen Hochdruckdampfturbine zugeführten Dampf ermittelt und diese Daten der Steuerungs-/Regelungseinrichtung bereitstellt. Dadurch lässt sich eine automatische Betriebsweise des solarthermischen Kraftwerks erreichen mit Optimierung des globalen Wirkungsgrads und Verringerung von Materialproblemen aufgrund zu hoher Endnässe an der mindestens einen Niederdruckdampfturbine. Insbesondere wird der Druck und/oder der Massenstrom vor einer Drosseleinrichtung gemessen. It is favorable if a sensor device is provided which determines the pressure and / or the mass flow from the at least one high-pressure steam turbine supplied steam and provides these data of the control / regulating device. As a result, an automatic mode of operation of the solar thermal power plant can be achieved with optimization of the global efficiency and reduction of material problems due to high end wetness at the at least one low-pressure steam turbine. In particular, the pressure and / or the mass flow measured before a throttle device.

Es ist ferner günstig, wenn die Verdampfereinrichtung eine Speichereinrichtung und insbesondere thermische Speichereinrichtung umfasst. Dadurch lässt sich Wärme zwischenspeichern. Die Speichereinrichtung selber kann dann beispielsweise Dampf bereitstellen, wenn das solarthermische Kraftwerk in einen Teillastbetrieb gefahren wird. It is also advantageous if the evaporator device comprises a storage device and in particular a thermal storage device. As a result, heat can be cached. The storage device itself can then provide steam, for example, if the solar thermal power plant is driven into a partial load operation.

Insbesondere ist die Speichereinrichtung parallel zur Solarstrahlungsempfängereinrichtung geschaltet. Es ist dadurch möglich, parallel Frischdampf und über die Speichereinrichtung bereitgestellten Dampf der mindestens einen Hochdruckdampfturbine zuzuführen. Grundsätzlich ist es auch möglich, einen Teil des Frischdampfes abzuzweigen und zur Erhitzung von Speichermaterial wie Phasenspeichermaterial in der Speichereinrichtung zu verwenden. In particular, the memory device is connected in parallel to the solar radiation receiver device. It is thereby possible to supply live steam in parallel and steam provided via the storage device to the at least one high-pressure steam turbine. In principle, it is also possible to branch off part of the live steam and to use it for heating storage material such as phase storage material in the storage device.

Insbesondere ist die Zwischenüberhitzereinrichtung fluidwirksam an die Verdampfereinrichtung gekoppelt, wobei ein Einkopplungspunkt einer Drosseleinrichtung vorgeschaltet ist. Dadurch ist das Druckniveau von Dampf, welcher durch die Verdampfereinrichtung bereitgestellt ist, auf das Druckniveau von Frischdampf, welcher zur Überhitzung an der Zwischenüberhitzereinrichtung dient. In particular, the reheater device is coupled in a fluid-effective manner to the evaporator device, with an injection point upstream of a throttle device. Thus, the pressure level of steam provided by the evaporator means is at the pressure level of live steam which serves to overheat the reheater means.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich bei einem erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerk verwenden. The method according to the invention can be used in a solar thermal power plant according to the invention.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen: The following description of preferred embodiments is used in conjunction with the drawings for further explanation of the invention. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerks; 1 a schematic representation of an embodiment of a solar thermal power plant according to the invention;

2 den Druckverlauf an den in 1 gezeigten Stellen bei unterschiedlichen Betriebsmodi in Abhängigkeit von der Last (100 % Last entspricht Volllast); 2 the pressure gradient to the in 1 shown locations at different operating modes depending on the load (100% load corresponds to full load);

3 den Verlauf der Temperatur an einer Zwischenüberhitzereinrichtung (vergleiche 1) bei den verschiedenen Betriebsmodi in Abhängigkeit von der Last; und 3 the course of the temperature at a reheater device (see 1 ) at the different operating modes depending on the load; and

4 den Verlauf des Wirkungsgrads für die verschiedenen Betriebsmodi in Abhängigkeit von der Last. 4 the course of the efficiency for the different operating modes depending on the load.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerks, welches in 1 schematisch in einer Blockbilddarstellung gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst eine Verdampfereinrichtung 12. Die Verdampfereinrichtung 12 stellt Dampf eines Wärmeträgermediums zur weiteren Verwendung in einer Dampfturbineneinrichtung 14 bereit. An embodiment of a solar thermal power plant according to the invention, which in 1 shown schematically in a block diagram representation and there with 10 is designated, comprises an evaporator device 12 , The evaporator device 12 provides vapor of a heat transfer medium for further use in a steam turbine device 14 ready.

Das Wärmeträgermedium wird einem Eingang 16 der Verdampfereinrichtung 12 in flüssiger Form bereitgestellt. Die Verdampfereinrichtung 12 stellt an einem Ausgang 18, 20 Dampf bereit. The heat transfer medium is an input 16 the evaporator device 12 provided in liquid form. The evaporator device 12 puts at an exit 18 . 20 Steam ready.

Das Wärmeträgermedium ist beispielsweise Wasser. The heat transfer medium is for example water.

Die Verdampfereinrichtung 12 weist eine Solarstrahlungsempfängereinrichtung 22 auf. An der Solarstrahlungsempfängereinrichtung wird durch Beaufschlagung von flüssigem Wärmeträgermedium mit Solarstrahlung Dampf erzeugt. Es handelt sich dabei um eine Direktverdampfung ohne Verwendung eines Zwischenträgermediums. Die Solarstrahlungsempfängereinrichtung 22 weist dabei eine Konzentratoreinrichtung für Solarstrahlung auf und eine Absorptionseinrichtung, auf welche durch die Konzentratoreinrichtung konzentrierte Solarstrahlung gerichtet wird. Die Absorptionseinrichtung ist wiederum an einer Transporteinrichtung für Wärmeträgermedium angeordnet, sodass Wärmeträgermedium in einem Strom erhitzt und in Dampfform gebracht wird und dadurch ein Dampfstrom bereitgestellt wird. The evaporator device 12 has a solar radiation receiver device 22 on. At the solar radiation receiver device steam is generated by applying liquid heat transfer medium with solar radiation. It is a direct evaporation without the use of an intermediate carrier medium. The solar radiation receiver device 22 has a concentrator device for solar radiation and an absorption device, on which concentrated by the concentrator solar radiation is directed. The absorption device is in turn arranged on a transport device for heat transfer medium, so that heat transfer medium is heated in a stream and brought into vapor form and thereby a vapor stream is provided.

Die Konzentratoreinrichtung umfasst beispielsweise Parabolrinnenkollektoren oder Heliostate. Die Absorptionseinrichtung ist beispielsweise an einem Transportrohr für Wärmeträgermedium angeordnet, wobei die Absorptionseinrichtung beispielsweise im Fokus von Parabolrinnenkollektoren angeordnet ist. Es kann auch eine Absorptionseinrichtung vorhanden sein, welche an einem Turm angeordnet ist. The concentrator device includes, for example, parabolic trough collectors or heliostats. The absorption device is arranged for example on a transport tube for heat transfer medium, wherein the absorption device is arranged for example in the focus of parabolic trough collectors. There may also be an absorption device which is arranged on a tower.

Insbesondere umfasst die Solarstrahlungsempfängereinrichtung einen Verdampferbereich 24 und einen in Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums dem Verdampferbereich 24 nachgeschalteten Überhitzerbereich 26. In dem Verdampferbereich 24 wird aus flüssigem Wärmeträgermedium Dampf erzeugt. In dem Überhitzerbereich 26 wird der erzeugte Dampf überhitzt. In particular, the solar radiation receiver device comprises an evaporator region 24 and one in the flow direction of the heat transfer medium, the evaporator region 24 downstream superheater area 26 , In the evaporator area 24 is generated from liquid heat transfer medium steam. In the superheater area 26 the generated steam is overheated.

Die Solarstrahlungsempfängereinrichtung 22 kann eine Mehrzahl von insbesondere parallel angeordneten Strängen aufweisen, in welchen die Dampferzeugung erfolgt. Insbesondere ist dann ein Strang in einen Verdampferbereich und einen Überhitzerbereich unterteilt. The solar radiation receiver device 22 may comprise a plurality of strands, in particular arranged in parallel, in which the steam generation takes place. In particular, a strand is then divided into an evaporator region and a superheater region.

Die Solarstrahlungsempfängereinrichtung 22 hat einen Eingang 28, welcher (über eine Leitung 30) fluidwirksam mit dem Eingang 16 der Verdampfereinrichtung 12 verbunden ist. Die Solarstrahlungsempfängereinrichtung 22 hat einen Ausgang 32, welcher fluidwirksam (über eine Leitung 34) mit den Ausgängen 18 und 20 verbunden ist. The solar radiation receiver device 22 has an entrance 28 , which (via a line 30 ) fluidly with the input 16 of the evaporator means 12 connected is. The solar radiation receiver device 22 has an exit 32 , which fluid effective (via a line 34 ) with the outputs 18 and 20 connected is.

Zwischen der Leitung 30 und der Leitung 34 ist eine thermische Speichereinrichtung 36 angeordnet. Die Speichereinrichtung 36 ist parallel zu der Solarstrahlungsempfängereinrichtung 22. Ein Eingang 38 der Speichereinrichtung 36 ist fluidwirksam mit dem Eingang 16 verbunden. Über den Eingang 38 lässt sich flüssiges Wärmeträgermedium ("Frischwasser") einkoppeln. Between the line 30 and the line 34 is a thermal storage device 36 arranged. The storage device 36 is parallel to the solar radiation receiver device 22 , An entrance 38 the storage device 36 is fluid effective with the entrance 16 connected. About the entrance 38 can be liquid heat transfer medium ("fresh water") couple.

Die Speichereinrichtung 36 umfasst einen weiteren Eingang 40, welcher fluidwirksam mit dem Ausgang 32 der Solarstrahlungsempfängereinrichtung 22 verbunden ist. Über diesen Eingang 40 lässt sich heißer Dampf, welcher von der Solarstrahlungsempfängereinrichtung 22 bereitgestellt wird, in die Speichereinrichtung 36 einkoppeln. The storage device 36 includes another entrance 40 which is fluid-effective with the outlet 32 the solar radiation receiver device 22 connected is. About this entrance 40 can be hot steam, which from the solar radiation receiver device 22 is provided in the storage device 36 inject.

Ferner umfasst die Speichereinrichtung 36 einen Ausgang 42, welcher in fluidwirksamer Weise an die Leitung 34 gekoppelt ist. Über den Ausgang 42 lässt sich über gespeicherte thermische Energie Dampf zur weiteren Verwendung insbesondere in die Dampfturbineneinrichtung 14 bereitstellen. Furthermore, the memory device comprises 36 an exit 42 , which in a fluid-effective manner to the line 34 is coupled. About the exit 42 can be stored on stored thermal energy steam for further use, in particular in the steam turbine device 14 provide.

Die Speichereinrichtung 36 umfasst einen oder mehrere Speicher mit entsprechenden Speicherbehältern. In diesen lässt sich direkt (in der Form von dampfförmigem Wärmeträgermedium) oder indirekt (über ein Speichermedium, welches von heißem Dampf beaufschlagt wird) Wärme speichern. Die gespeicherte Wärme lässt sich wiederum nutzen, indem gespeicherter Dampf über den Ausgang 42 ausgekoppelt wird bzw. in der Speichereinrichtung 36 über gespeicherte Wärme Dampf erzeugt wird und dieser Dampf über den Ausgang 42 ausgekoppelt wird. The storage device 36 includes one or more memories with corresponding storage containers. In these can be directly (in the form of vaporous heat transfer medium) or indirectly (via a storage medium, which is acted upon by hot steam) store heat. The stored heat can in turn be used by storing stored steam through the outlet 42 is decoupled or in the storage device 36 over stored heat steam is generated and this steam over the output 42 is decoupled.

Die Verdampfereinrichtung 12 umfasst eine Einstelleinrichtung 44. Die Einstelleinrichtung 44 ist fluidwirksam an den Ausgang 32 der Solarstrahlungsempfängereinrichtung 22 gekoppelt. Über diese lässt sich der Druck p1 ausgangsseitig an der Verdampfereinrichtung 12 einstellen. Insbesondere ist eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung 46 vorgesehen, welche signalwirksam mit der Einstelleinrichtung 44 verbunden ist. (In 1 sind Signalleitungen durch Doppellinien angedeutet.) Durch entsprechende Steuerungsbefehle bzw. Regelungsbefehle der Steuerungs-/Regelungseinrichtung 46 lässt sich über die Einstelleinrichtung 44 das Druckniveau p1 ausgangsseitig der Solarstrahlungsempfängereinrichtung 22 beeinflussen und insbesondere einstellen. Dies wird untenstehend noch näher erläutert. The evaporator device 12 includes an adjustment 44 , The adjustment device 44 is fluid effective at the exit 32 the solar radiation receiver device 22 coupled. This allows the pressure p 1 on the output side of the evaporator device 12 to adjust. In particular, a control / regulating device 46 provided, which signal effective with the adjustment 44 connected is. (In 1 Signal lines are indicated by double lines.) By appropriate control commands or control commands of the control / regulating device 46 can be over the adjustment 44 the pressure level p 1 on the output side of the solar radiation receiver device 22 influence and in particular adjust. This will be explained in more detail below.

Die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 46 ist insbesondere auch signalwirksam mit der Speichereinrichtung 36 verbunden, um gesteuert bzw. geregelt Speichervorgänge bzw. Entladevorgänge an der Speichereinrichtung 36 durchzuführen. The control / regulation device 46 is in particular also signal-effective with the memory device 36 connected to controlled or memory operations or discharging operations on the storage device 36 perform.

Der Ausgang 20 ist ein Ausgang der Einstelleinrichtung 44. Über den Ausgang 20 wird Dampf zur Verwendung in der Dampfturbineneinrichtung 14 bereitgestellt. The exit 20 is an output of the adjuster 44 , About the exit 20 steam is for use in the steam turbine engine 14 provided.

Die Dampfturbineneinrichtung 14 umfasst eine Hochdruckdampfturbine 48. Die Hochdruckdampfturbine 48 ist mit einem Eingang fluidwirksam mit dem Ausgang 20 der Einstelleinrichtung 44 verbunden. In der Hochdruckdampfturbine 48 wird auf einem hohen Druckniveau Dampf entspannt. Durch diese Entspannung lässt sich mechanische Arbeit an einer Turbine verrichten, wodurch wiederum ein elektrischer Strom erzeugt werden kann. The steam turbine device 14 includes a high pressure steam turbine 48 , The high-pressure steam turbine 48 is fluidly effective with an input to the output 20 the adjusting device 44 connected. In the high-pressure steam turbine 48 Steam is released at a high pressure level. By this relaxation, mechanical work can be done on a turbine, which in turn can generate an electric current.

Der Hochdruckdampfturbine 48 ist in Strömungsrichtung eine Niederdruckdampfturbine 50 nachgeschaltet. An der Hochdruckdampfturbine 48 (teil-)entspannter Dampf wird über eine Leitung 52 der Niederdruckdampfturbine 50 auf einem niedrigeren Druckniveau zugeführt und dort genutzt. An der Niederdruckdampfturbine 50 findet eine weitere Entspannung statt, wobei die entsprechende mechanische Energie in elektrische Energie gewandelt wird. The high-pressure steam turbine 48 is a low-pressure steam turbine in the flow direction 50 downstream. At the high-pressure steam turbine 48 (partially) relaxed steam is sent via a pipe 52 the low-pressure steam turbine 50 supplied at a lower pressure level and used there. At the low-pressure steam turbine 50 There is a further relaxation, wherein the corresponding mechanical energy is converted into electrical energy.

Zwischen der Hochdruckdampfturbine 48 und der Niederdruckdampfturbine 50 ist an der Leitung 52 eine Zwischenüberhitzereinrichtung 54 angeordnet. Dampf, welcher ausgangsseitig von der Hochdruckdampfturbine 48 der Niederdruckdampfturbine 50 bereitgestellt wird, durchströmt die Zwischenüberhitzereinrichtung 54, welche als Wärmetauscher ausgebildet ist, und wird dort erhitzt. Dampf, welcher an der Hochdruckdampfturbine 48 teilentspannt wurde, wird einem ersten Eingang 56 der Zwischenüberhitzereinrichtung 54 bereitgestellt, durchströmt diese und wird dann von einem ersten Ausgang 58 der Zwischenüberhitzereinrichtung 54 der Niederdruckdampfturbine 50 zugeführt. Between the high-pressure steam turbine 48 and the low-pressure steam turbine 50 is on the line 52 a reheater device 54 arranged. Steam, which output side of the high-pressure steam turbine 48 the low-pressure steam turbine 50 is provided, flows through the reheater means 54 , which is designed as a heat exchanger, and is heated there. Steam, which at the high-pressure steam turbine 48 is partially relaxed, becomes a first entrance 56 the reheater device 54 provided, flows through this and is then from a first output 58 the reheater device 54 the low-pressure steam turbine 50 fed.

Die Zwischenüberhitzereinrichtung 54 wird mit Dampf direkt von der Verdampfereinrichtung 12 (Frischdampf) beheizt. Dazu weist die Zwischenüberhitzereinrichtung 54 einen zweiten Eingang 60 auf. Dieser zweite Eingang 60 ist über eine Leitung 62 fluidwirksam mit dem Ausgang 18 verbunden. Es kann dadurch Frischdampf aus der Leitung 34 direkt ausgekoppelt werden und sozusagen unter Umgehung der Hochdruckdampfturbine 48 in den zweiten Eingang 60 der Zwischenüberhitzereinrichtung 54 eingekoppelt werden. The reheater device 54 is steamed directly from the evaporator device 12 (Live steam) heated. For this purpose, the reheater device 54 a second entrance 60 on. This second entrance 60 is over a line 62 fluidly effective with the output 18 connected. It can thereby live steam from the line 34 be directly coupled and, so to speak, bypassing the high-pressure steam turbine 48 in the second entrance 60 the reheater device 54 be coupled.

Die Zwischenüberhitzereinrichtung 54 umfasst ferner einen zweiten Ausgang 64. Von diesem zweiten Ausgang 64 führt eine Leitung 66 zu einem ersten Eingang 68 eines Hochdruckvorwärmers 70. The reheater device 54 further includes a second output 64 , From this second exit 64 leads a line 66 to a first entrance 68 a high pressure preheater 70 ,

Ferner führt eine Leitung 72 von der Hochdruckdampfturbine 48 zu einem zweiten Eingang 74 des Hochdruckvorwärmers 70. Über die Leitung 72 wird insbesondere Flüssigkeit bzw. Dampf mit hohem Flüssigkeitsgehalt dem Hochdruckvorwärmer 70 zugeführt. Der Hochdruckvorwärmer 70 wiederum ist mit einem Ausgang 76 fluidwirksam mit dem Eingang 16 der Verdampfereinrichtung 12 verbunden. Durch den Hochdruckvorwärmer 70 lässt sich über eine Hochdruckseite der Dampfturbineneinrichtung 14 flüssiges Wärmeträgermedium vor Einkopplung in die Verdampfereinrichtung 12 vorwärmen. Furthermore, a line leads 72 from the high-pressure steam turbine 48 to a second entrance 74 of the high pressure preheater 70 , About the line 72 In particular, liquid or vapor with a high liquid content is the high-pressure preheater 70 fed. The high pressure preheater 70 turn is with an exit 76 fluidly effective with the input 16 the evaporator device 12 connected. Through the high pressure preheater 70 can be via a high pressure side of the steam turbine device 14 liquid heat transfer medium before coupling into the evaporator device 12 Preheat.

Dem Hochdruckvorwärmer 70 ist ein Niederdruckvorwärmer 78 vorgeschaltet. Dieser Niederdruckvorwärmer hat einen ersten Eingang 80. Dieser steht über eine Leitung 81 in fluidwirksamer Verbindung mit der Niederdruckdampfturbine 50. Flüssigkeit, welche von der Niederdruckdampfturbine 50 bereitgestellt wird, bzw. Dampf mit hohem Flüssigkeitsgehalt lässt sich dadurch in den Niederdruckvorwärmer 78 einkoppeln. The high pressure preheater 70 is a low pressure preheater 78 upstream. This low pressure preheater has a first input 80 , This is over a line 81 in fluid effective connection with the low pressure steam turbine 50 , Liquid, which from the low-pressure steam turbine 50 is provided, or vapor with high liquid content can thereby be in the low-pressure preheater 78 inject.

Der Niederdruckdampfturbine 50 ist ferner ein Kondensator 82 nachgeschaltet. An diesem Kondensator 82 werden eventuell noch enthaltene Dampfanteile in dem Fluid, welches aus der Niederdruckdampfturbinen 50 nach Entspannung ausgekoppelt wird, kondensiert. Ein Ausgang 84 des Kondensators 82 ist fluidwirksam mit einem Eingang 86 des Niederdruckvorwärmers 78 verbunden. Zwischen dem Niederdruckvorwärmer 78 und dem Kondensator 82 ist eine Pumpe 88 angeordnet. Zwischen dem Hochdruckvorwärmer 70 und dem Niederdruckvorwärmer 78 ist eine Pumpe 90 angeordnet. The low-pressure steam turbine 50 is also a capacitor 82 downstream. On this capacitor 82 possibly still contained vapor components in the fluid, which from the low-pressure steam turbine 50 is decoupled after relaxation, condensed. An exit 84 of the capacitor 82 is fluid effective with an input 86 of the low pressure preheater 78 connected. Between the low pressure preheater 78 and the capacitor 82 is a pump 88 arranged. Between the high pressure preheater 70 and the low pressure preheater 78 is a pump 90 arranged.

An dem Kondensator 82 kondensiertes flüssiges Wärmeträgermedium wird über den Eingang 86 in den Niederdruckvorwärmer 78 eingekoppelt. Dieses flüssige Wärmeträgermedium lässt sich an dem Niederdruckvorwärmer 78 über Fluid, welches über den Eingang 80 eingekoppelt wird, erwärmen. Flüssiges Wärmeträgermedium, welches aus dem Niederdruckvorwärmer ausgekoppelt wird, wird dem Hochdruckvorwärmer 70 zugeführt und dort weiter erwärmt. Dieses flüssige Wärmeträgermedium wird dann an der Verdampfereinrichtung 12 verdampft. On the condenser 82 condensed liquid heat transfer medium is via the entrance 86 in the low pressure preheater 78 coupled. This liquid heat transfer medium can be connected to the low pressure preheater 78 via fluid passing through the entrance 80 is coupled, warm up. Liquid heat transfer medium, which is decoupled from the low-pressure preheater, the high-pressure preheater 70 supplied and further heated there. This liquid heat transfer medium is then at the evaporator device 12 evaporated.

Das solarthermische Kraftwerk 10 umfasst eine Sensoreinrichtung 92. Durch diese Sensoreinrichtung 92 lässt sich der Druck und/oder Massenstrom von Dampf, welcher durch die Verdampfereinrichtung 12 bereitgestellt wird, ermitteln. Die Sensoreinrichtung 92 steht in signalwirksamer Verbindung mit der Steuerungs-/Regelungseinrichtung 46, das heißt sie stellt dieser ihre Sensorsignale bereit. Diese wiederum kann dadurch die Einstelleinrichtung 44 in Abhängigkeit dieser Sensorsignale ansteuern. The solar thermal power plant 10 includes a sensor device 92 , Through this sensor device 92 can be the pressure and / or mass flow of steam, which through the evaporator device 12 is determined. The sensor device 92 is in signal-effective connection with the control / regulating device 46 that means it provides its sensor signals. This in turn can thereby the adjustment 44 trigger in dependence of these sensor signals.

Die Sensoreinrichtung 92 ist so angeordnet, dass die Sensorsignale den Zustand des Dampfes, welcher durch die Verdampfereinrichtung 12 bereitgestellt wird, charakterisieren. Insbesondere ist die Sensoreinrichtung 92 bezogen auf die Fluidströmungsrichtung vor einem Eingang der Einstelleinrichtung 44 angeordnet. The sensor device 92 is arranged so that the sensor signals the state of the steam passing through the evaporator 12 is provided. In particular, the sensor device 92 relative to the fluid flow direction before an input of the adjusting device 44 arranged.

Das solarthermische Kraftwerk 10 funktioniert grundsätzlich wie folgt:
An der Verdampfereinrichtung 12 wird mittels Solarstrahlung aus dem flüssigen Wärmeträgermedium überhitzter Dampf erzeugt. Dampf kann in der Speichereinrichtung 36 zwischengespeichert werden; dieser zwischengespeicherte Dampf kann in Zeiten mit geringerer Last genutzt werden. The solar thermal power plant 10 basically works like this:
At the evaporator device 12 is generated by solar radiation from the liquid heat transfer medium superheated steam. Steam may be in the storage device 36 be cached; this cached steam can be used in times of lower load.

Der erzeugte Dampf (Frischdampf) wird der Hochdruckdampfturbine 48 zugeführt und dort genutzt. Es findet eine (Teil-)Entspannung statt. Die entsprechende mechanische Energie wird zur Erzeugung von elektrischem Strom verwendet. Teilentspannter Dampf wird durch die Zwischenüberhitzereinrichtung 54 zur Zwischenerhitzung geführt. Frischdampf wird ferner genutzt, indem er über die Leitung 62 ausgekoppelt wird; er erhitzt in einem Wärmeübertragungsprozess an der Zwischenüberhitzereinrichtung 54 Dampf, welcher von der Hochdruckdampfturbine 48 bereitgestellt wird. Dieser "nacherhitzte" Dampf wird der Niederdruckdampfturbine 50 zugeführt. Dort findet eine Entspannung statt und es wird ebenfalls die entsprechende mechanische Energie benutzt, um elektrischen Strom zu erzeugen. The generated steam (live steam) becomes the high-pressure steam turbine 48 fed and used there. There is a (partial) relaxation. The corresponding mechanical energy is used to generate electricity. Partially released steam is passed through the reheater device 54 led to reheat. Live steam is also used by passing it over the pipe 62 is decoupled; it heats in a heat transfer process at the reheater device 54 Steam, which from the high-pressure steam turbine 48 provided. This "postheated" steam becomes the low pressure steam turbine 50 fed. There, a relaxation takes place and it is also the corresponding mechanical energy used to generate electricity.

An der Niederdruckdampfturbine 50 erzeugtes flüssiges Wärmeträgermedium wird dem Hochdruckvorwärmer 70 zugeführt. Nicht vollständig kondensierter Dampf wird an dem Kondensator 82 verflüssigt und die Flüssigkeit wird dann dem Hochdruckvorwärmer 70 zugeführt. Weiterhin wird direkt Flüssigkeit von der Niederdruckdampfturbine 50 dem Niederdruckvorwärmer 78 zugeführt. Weiterhin wird ausgangsseitig von der Zwischenüberhitzereinrichtung 54 Dampf bzw. Flüssigkeit dem Hochdruckvorwärmer 70 zugeführt. At the low-pressure steam turbine 50 generated liquid heat transfer medium is the high pressure preheater 70 fed. Not completely condensed steam will be on the condenser 82 liquefied and the liquid is then the high pressure preheater 70 fed. Furthermore, directly from the liquid low-pressure steam turbine 50 the low pressure preheater 78 fed. Furthermore, the output side of the reheater device 54 Steam or liquid the high pressure preheater 70 fed.

An dem Ausgang 76 des Hochdruckvorwärmers 70 wird vorgewärmtes flüssiges Wärmeträgermedium bereitgestellt, welches dann in einem Kreislauf wiederum an der Solarstrahlungsempfängereinrichtung 22 verdampft wird. At the exit 76 of the high pressure preheater 70 preheated liquid heat transfer medium is provided, which in turn in a circuit at the solar radiation receiver device 22 is evaporated.

Grundsätzlich ist die Last (die Menge des genutzten Dampfs) Schwankungen unterworfen. Diese Schwankungen sind insbesondere bestimmt durch den solaren Einstrahlungsgrad. Grundsätzlich kann die Last aber auch beispielsweise durch Teilstörungen insbesondere in der Solarstrahlungsempfängereinrichtung 22 beeinflusst sein. Bei Volllast wird die maximale Menge an möglichem Dampf über die Solarstrahlungsempfängereinrichtung 22 erzeugt. Bei Teillast, welche kleiner als 100 % Last (Volllast) ist, wird eine geringere Menge an Dampf erzeugt. Bei der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt eine Steuerung/Regelung in Abhängigkeit des Teillastgrads. Ein Teillastgrad Null bedeutet Volllast. Eine Zunahme des Teillastgrads bedeutet Abnahme der Last im Vergleich zur Volllast. Basically, the load (the amount of steam used) is subject to fluctuations. These fluctuations are determined in particular by the solar irradiation degree. In principle, however, the load can also be caused, for example, by partial disturbances, in particular in the solar radiation receiver device 22 to be influenced by. At full load, the maximum amount of possible steam is exceeded Solar radiation receiver device 22 generated. At partial load, which is less than 100% load (full load), a smaller amount of steam is generated. In the solution according to the invention, a control / regulation takes place as a function of the partial load level. A partial load level zero means full load. An increase in the partial load level means decrease in load compared to full load.

Das solarthermische Kraftwerk 10 umfasst erfindungsgemäß einen ersten Betriebsmodus, bei welchem die Verdampfereinrichtung 12 Dampf auf einem gleitenden Druckniveau bereitstellt. Dieses gleitende Druckniveau ist durch das Lastniveau bestimmt. In dem ersten Betriebsmodus stellt sich der Druck p1 von Frischdampf, welcher durch die Solarstrahlungsempfängereinrichtung 22 geliefert wird, in Abhängigkeit von dem Lastgrad (Teillastgrad) von selber ein und wird nicht weiter beeinflusst. In dem ersten Betriebsmodus ist die Einstelleinrichtung 44 so eingestellt, dass sie nicht wirksam ist, das heißt die Einstelleinrichtung 44 ist auf "inaktiv" gestellt und beeinflusst die Strömung von Frischdampf in der Leitung 34 und insbesondere in der Zuführung zu der Hochdruckdampfturbine 48 nicht. Ein entsprechendes Stellventil der Einstelleinrichtung 44 ist im ersten Betriebsmodus offen. The solar thermal power plant 10 According to the invention comprises a first operating mode, in which the evaporator device 12 Providing steam at a sliding pressure level. This sliding pressure level is determined by the load level. In the first operating mode, the pressure p 1 of live steam, which passes through the solar radiation receiver device 22 delivered, depending on the degree of load (partial load) by itself and is not further influenced. In the first mode of operation, the adjuster is 44 adjusted so that it is not effective, that is, the adjustment 44 is set to "inactive" and affects the flow of live steam in the pipe 34 and in particular in the supply to the high-pressure steam turbine 48 Not. A corresponding control valve of the adjustment 44 is open in the first operating mode.

Das solarthermische Kraftwerk 10 weist ferner einen zweiten Betriebsmodus auf, bei welchem der Druck p1 fest bzw. in einem gewissen Bereich fest eingestellt ist. Es kann beispielsweise bezüglich der Festeinstellung eine Schwankungsbreite von 5 % oder 10 % um einen bestimmten Druck zugelassen werden. Der bestimmte Druck ist dabei insbesondere der Druck p1, wenn Volllast vorliegt. The solar thermal power plant 10 also has a second mode of operation, in which the pressure p 1 is fixed or fixed in a certain range. For example, with respect to the fixed setting, a fluctuation range of 5% or 10% may be allowed by a certain pressure. The particular pressure is in particular the pressure p 1 when full load is present.

Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus in Abhängigkeit von dem Teillastgrad umgeschaltet wird. Diese Umschaltung wird durch die Einstelleinrichtung 44 bewirkt, welche wiederum durch die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 46 angesteuert ist. Entsprechende Regelungssignale stammen wiederum von der Sensoreinrichtung 92. According to the invention, it is now provided that the system switches over between the first operating mode and the second operating mode as a function of the partial load level. This switching is done by the adjuster 44 causes, which in turn by the control / regulating device 46 is controlled. Corresponding control signals in turn come from the sensor device 92 ,

In diesem Zusammenhang ist dann die Einstelleinrichtung 44 eine Drosseleinrichtung, welche den Druck p1 auf einen bestimmten Wert drosselt, wie untenstehend noch näher erläutert wird. In this context, then the adjustment 44 a throttle device which throttles the pressure p 1 to a certain value, as will be explained in more detail below.

In 2 ist mit gepunkteter Linie und dem Bezugszeichen 94 schematisch der Verlauf des Drucks angegeben, wenn gleitender Betrieb vorliegt, das heißt wenn ständig der erste Betriebsmodus ohne Umschaltung vorliegt. p1 ist dabei der Druck des Frischdampfs in der Leitung 34, das heißt der Druck, unter welchem auch die Solarstrahlungsempfängereinrichtung 22 Frischdampf bereitstellt. Ferner ist p1 der Druck, unter welchem Frischdampf der Zwischenüberhitzereinrichtung 54 zugeführt wird, wobei dieser Frischdampf Wärmeübertragungsmedium in dem Wärmeübertrager der Zwischenüberhitzereinrichtung 54 ist. p2 ist der Druck, unter welchem Dampf der Hochdruckdampfturbine 48 bereitgestellt ist. In 2 is with dotted line and the reference numeral 94 indicated schematically the course of the pressure when sliding operation is present, that is, when constantly the first operating mode without switching is present. p 1 is the pressure of the live steam in the line 34 that is, the pressure under which also the solar radiation receiver device 22 Providing live steam. Further, p 1 is the pressure under which live steam of the reheater device 54 is fed, this live steam heat transfer medium in the heat exchanger of the reheater device 54 is. p 2 is the pressure under which steam of the high-pressure steam turbine 48 is provided.

Wie aus 2 ersichtlich ist, nimmt der Druck p1 im gleitenden Betrieb 94 mit Verringerung der Last (Erhöhung des Teillastgrads) ab und insbesondere monoton ab. In erster Näherung ist diese Abnahme linear. Da mit Verringerung der Last (Erhöhung des Teillastgrads) der "globale Erwärmungsgrad" für das flüssige Wärmeübertragungsmedium abnimmt, nimmt der Druck p1 ab. Im gleitenden Betrieb 94 entspricht, wenn Leitungsverluste vernachlässigt werden, der Druck p2 dem Druck p1, sodass diese Kurven in dem Schaubild gemäß 2 zusammenfallen. How out 2 can be seen, the pressure p 1 takes in the sliding operation 94 with reduction of the load (increase of the partial load) from and in particular monotonically from. As a first approximation, this decrease is linear. As the "global warming level" for the liquid heat transfer medium decreases with decreasing the load (increasing the part-load level), the pressure p 1 decreases. In sliding operation 94 For example, if line losses are neglected, the pressure p 2 corresponds to the pressure p 1 , so that these curves in the graph in FIG 2 coincide.

In dem zweiten Betriebsmodus, welcher in 2 in durchgezogenen Linien angedeutet ist und dort mit den Bezugszeichen 96a, 96b gezeigt ist, ist an der Einstelleinrichtung 44 ein Festdruck p1 eingestellt. Der Verlauf 96a, 96b an der Leitung 34 ist mindestens näherungsweise konstant. (In 2 ist eine leichte Abnahme mit einem Knick gezeigt, wobei diese Abnahme innerhalb eines zehnprozentigen Fensters liegt.) Der mindestens näherungsweise konstante Verlauf der Kurve 96a für den Druck p1 ist durch die Einstelleinrichtung 44, welche als Drosseleinrichtung wirkt, bewirkt. In the second operating mode, which in 2 is indicated by solid lines and there by the reference numerals 96a . 96b is shown is at the adjustment 44 a fixed pressure p 1 is set. The history 96a . 96b on the line 34 is at least approximately constant. (In 2 a slight decrease is shown with a kink, this decrease being within a ten percent window.) The at least approximately constant course of the curve 96a for the pressure p 1 is by the adjustment 44 , which acts as a throttle device, causes.

Die Kurve 96b zeigt den Druck p2 für Wärmeträgermedium an der Hochdruckdampfturbine 48. Dieser Druck p2 nimmt bei Verringerung der Last stetig monoton ab, da der "globale Erwärmungsgrad", welcher an der Hochdruckdampfturbine 48 genutzt wird, abnimmt. Der Verlauf des Drucks p2 entspricht mindestens näherungsweise dem Verlauf im gleitenden Betrieb 94. The curve 96b shows the pressure p 2 for heat transfer medium at the high-pressure steam turbine 48 , This pressure p 2 decreases steadily monotonically as the load decreases, because of the "global warming" which is due to the high pressure steam turbine 48 is used, decreases. The course of the pressure p 2 corresponds at least approximately to the course in sliding operation 94 ,

Erfindungsgemäß wird das solarthermische Kraftwerk 10 in Abhängigkeit von der Last (dem Teillastgrad) entweder im gleitenden Betrieb 94 oder im Festdruckbetrieb 96a, 96b betrieben. Dieser Betrieb ist in 2 in durchbrochenen Linien durch die Kurven 98b, 98a angedeutet. Ausgehend von der Volllast (Last 100 %, Teillastgrad 0 %) wird erfindungsgemäß zunächst der gleitende Betrieb 98a (in diesem Bereich entsprechend der Kurve 94) verwendet. Die Einstelleinrichtung 44 ist nicht wirksam und die Drücke p1, p2 stellen sich selber in Abhängigkeit von der Last ein. Ausgehend von Volllast nehmen dadurch diese Drücke p1, p2 ab. Es wird dann bei einem bestimmten Teillastgrad bzw. einem bestimmten Druck, wie untenstehend noch näher erläutert wird, in dem Festdruckbetrieb umgestellt. Die entspricht dem Verlauf 98b. Die Einstelleinrichtung 44 ist dabei derart angesteuert, dass mindestens näherungsweise dem Druck p1 festgehalten wird (Kurve 98b in 2), und zwar zu höheren Teillastgraden (zu geringeren Lasten) hin. Der Druck p2 nimmt dabei entsprechend dem Festdruckbetrieb 96b zu höheren Teillastgraden (zu geringeren Lasten) hin ab. According to the invention, the solar thermal power plant 10 depending on the load (the partial load level) either in sliding operation 94 or in fixed printing mode 96a . 96b operated. This operation is in 2 in broken lines through the curves 98b . 98a indicated. Starting from the full load (load 100%, partial load level 0%), according to the invention, first the sliding operation 98a (in this area according to the curve 94 ) used. The adjustment device 44 is not effective and the pressures p 1 , p 2 set themselves depending on the load. Starting from full load, these pressures p 1 , p 2 decrease. It is then converted at a certain partial load level or a certain pressure, as will be explained in more detail below, in the fixed pressure mode. This corresponds to the course 98b , The adjustment device 44 is controlled such that at least approximately the pressure p 1 is held (curve 98b in 2 ), and although towards higher partial load levels (at lower loads). The pressure p 2 takes in accordance with the fixed pressure operation 96b to higher partial load grades (at lower loads).

Der Druck p1, in dem auf Festdruckbetrieb 98b umgeschaltet wird, ist dabei geringer, als wenn permanent Festdruckbetrieb (vergleiche die Kurve 96a) vorliegt. The pressure p 1 , in the fixed pressure mode 98b is switched, is less than if permanent fixed pressure operation (compare the curve 96a ) is present.

Es besteht grundsätzlich ein fester Zusammenhang zwischen Massenstrom und Druckniveau an der heißen Seite der Zwischenüberhitzereinrichtung 54. Dadurch fällt in Teillast die an der Zwischenüberhitzereinrichtung 54 erreichbare Temperatur zur Zwischenüberhitzung des Dampfs, welcher von der Hochdruckdampfturbine 48 der Niederdruckdampfturbine zugeführt wird. Wenn das solarthermische Kraftwerk 10 allein im gleitenden Betrieb 94 betrieben wird, dann nimmt, wie in 2 (Kurve 94) ersichtlich ist, der Druck p1 für den Frischdampf ab, welcher zur Erhitzung an der Zwischenüberhitzereinrichtung 54 dient. Somit kann im rein gleitenden Betrieb 94 die Zwischenüberhitzungstemperatur nicht auf gleichbleibend hohem Niveau gehalten werden, wenn der Teillastgrad zunimmt. Mit dem Absinken der Zwischenüberhitzungstemperatur fällt auch der Konversionsgrad an der Niederdruckdampfturbine 50. Weiterhin bedingt der Abfall der Zwischenüberhitzungstemperatur ein Ansteigen einer Endnässe für Wärmeträgermedium an der Niederdruckdampfturbine 50. Dies wiederum kann zu Materialproblemen am Ende der Niederdruckdampfturbine 50 führen. There is basically a fixed relationship between mass flow and pressure level at the hot side of the reheater device 54 , As a result, falls in partial load at the reheater 54 achievable temperature for reheating the steam, which from the high-pressure steam turbine 48 the low-pressure steam turbine is supplied. If the solar thermal power plant 10 alone in sliding operation 94 is operated, then takes, as in 2 (Curve 94 ), the pressure p 1 for the live steam, which for heating at the reheater device 54 serves. Thus, in pure sliding operation 94 the reheat temperature can not be maintained at a consistently high level as the partial duty cycle increases. As the reheat temperature drops, so does the degree of conversion at the low pressure steam turbine 50 , Furthermore, the drop in the reheat temperature causes an increase in a final wet heat transfer medium at the low-pressure steam turbine 50 , This in turn can lead to material problems at the end of the low-pressure steam turbine 50 to lead.

Die thermische Speichereinrichtung 76 weist insbesondere eine Verdampfungsstrecke auf; die Speichereinrichtung umfasst insbesondere einen oder mehrere Latentwärmespeicher wie PCM-Speicher. Eine solche Speichereinrichtung liefert dann bei der Entladung Dampf auf einem festen vorgegeben Druckniveau. Wenn im gleitenden Betrieb 94 aufgrund Abfall des Drucks p1 eine Entladung auf einem niedrigeren Druck als beim speicherspezifischen Entladedruck durchgeführt wird, dann wird die in der Speichereinrichtung 36 gespeicherte Wärme schlechter exergetisch ausgenutzt. The thermal storage device 76 has in particular an evaporation section; The memory device comprises in particular one or more latent heat storage devices such as PCM memory. Such a storage device then delivers at the discharge of steam at a fixed predetermined pressure level. When in sliding operation 94 due to drop of the pressure p 1, a discharge is performed at a lower pressure than the storage-specific discharge pressure, then in the storage device 36 stored heat used worse exergetic.

Wenn das solarthermische Kraftwerk 10 in dem Festdruckbetrieb 96a betrieben wird, dann sind die genannten Probleme mit der Zwischenüberhitzungstemperatur, wie sie beim gleitenden Betrieb 94 vorliegen, vermieden. Jedoch findet eine energetische Entwertung des Frischdampfstroms statt, da eine Drosselung an der Einstelleinrichtung 44 stattfindet. If the solar thermal power plant 10 in the fixed pressure mode 96a are operated, then the problems mentioned with the reheat temperature, as in the sliding operation 94 present, avoided. However, there is an energetic devaluation of the live steam flow, as a throttling at the adjuster 44 takes place.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung liegt sowohl der erste Betriebsmodus mit gleitendem Betrieb 98a als auch der zweite Betriebsmodus mit Festdruckbetrieb 98b vor, wobei die Umschaltung in Abhängigkeit von dem Teillastgrad erfolgt. Die Umschaltung erfolgt dabei insbesondere automatisch über die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 46. Die Sensoreinrichtung 92 stellt entsprechende Massenstrom- und/oder Druckdaten bereit und daraus bestimmt die Einstelleinrichtung 44, ob durch entsprechende Ansteuerung der Einstelleinrichtung 44 entweder der erste Betriebsmodus oder zweite Betriebsmodus eingestellt werden soll. Insbesondere erfolgt eine laufende Überwachung, um bei Bedarf eine Umschaltung zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus durchzuführen. In the solution according to the invention, both the first operating mode with sliding operation 98a as well as the second operating mode with fixed pressure operation 98b before, wherein the switching takes place in dependence on the partial load level. The switching takes place in particular automatically via the control / regulating device 46 , The sensor device 92 provides appropriate mass flow and / or pressure data and determines the setting device 44 , whether by appropriate control of the adjustment 44 either the first operating mode or second operating mode should be set. In particular, an ongoing monitoring takes place in order to carry out, if necessary, a changeover between the first operating mode and the second operating mode.

Dadurch werden die spezifischen Vorteile sowohl von gleitendem Betrieb als auch Festdruckbetrieb kombiniert bzw. deren spezifische Nachteile vermieden oder zumindest verringert. As a result, the specific advantages of both sliding operation and fixed pressure operation are combined or their specific disadvantages are avoided or at least reduced.

Insbesondere wird ein Umschaltpunkt 100, welcher einem entsprechenden Druckniveau p * / 1 entspricht, entsprechend einer charakteristischen Temperatur für die Speichereinrichtung 36 gewählt. Insbesondere entspricht der Umschaltpunkt 100 einer Entladetemperatur bzw. einem Entladetemperaturbereich der Speichereinrichtung 36. Der Druck p * / 1 entspricht einem Entladedruck der Speichereinrichtung 36. In particular, a switching point 100 , which corresponds to a corresponding pressure level p * / 1 corresponds to a characteristic temperature for the memory device 36 selected. In particular, the switching point corresponds 100 a discharge temperature or a discharge temperature range of the storage device 36 , The pressure p * / 1 corresponds to a discharge pressure of the storage device 36 ,

Erfindungsgemäß wird dann ausgehend von Volllast (Teillastgrad Null) das solarthermische Kraftwerk 10 im gleitenden Betrieb 98a (im ersten Betriebsmodus) betrieben. Der Druck p1 ist dabei höher als der Druck p * / 1 bei der Speicherentladung. Es erfolgt ein gleitender Betrieb solange, bis bei einem bestimmten Teillastgrad der Druck p * / 1 für den Druck in der Leitung 34 erreicht ist. In dem genannten ersten Betriebsmodus ist die Einstelleinrichtung 44 nicht wirksam. According to the invention then starting from full load (partial load level zero), the solar thermal power plant 10 in sliding operation 98a (in the first operating mode) operated. The pressure p 1 is higher than the pressure p * / 1 during the memory discharge. There is a sliding operation until, at a certain partial load level of the pressure p * / 1 for the pressure in the pipe 34 is reached. In said first mode of operation, the adjustment means 44 not effective.

Das Erreichen des Drucks p * / 1 wird über die Sensoreinrichtung 92 ermittelt und wenn die Steuerungs-/Regelungseinrichtung 46 dann die entsprechende Signale erhält, welche das Erreichen des Drucks p * / 1 signalisieren (entweder direkt oder über den Massenstrom), wird die Einstelleinrichtung 44 angesteuert. Die Einstelleinrichtung 44 führt dann eine Drosselung durch, sodass der Wert p * / 1 festgehalten wird.Reaching the pressure p * / 1 is via the sensor device 92 determined and if the control / regulation device 46 then receives the appropriate signals indicating the achievement of the pressure p * / 1 signalize (either directly or via the mass flow), is the adjustment 44 driven. The adjustment device 44 then performs a throttling so that the value p * / 1 is held.

Grundsätzlich wird erwartet, dass die Anzahl der Betriebsstunden in dem ersten Betriebsmodus höher ist als in dem zweiten Betriebsmodus. In dem ersten Betriebsmodus (bei entsprechender Wahl des Umschaltpunkts 100) ist der Abfall der Zwischenüberhitzungstemperatur bei Zunahme des Teillastgrads relativ moderat und noch tolerabel. Der thermische Wirkungsgrad ist wie untenstehend noch näher erläutert wird hoch. Da eine Mehrzahl der Betriebsstunden in dem ersten Betriebsmodus zu erwarten ist, ist ein hoher thermischer Wirkungsgrad wichtig. Basically, it is expected that the number of operating hours in the first operating mode is higher than in the second operating mode. In the first operating mode (with appropriate selection of the switching point 100 ), the drop in reheat temperature as the part-load level increases is relatively moderate and still tolerable. The thermal efficiency is explained in more detail below is high. Since a majority of operating hours are expected in the first mode of operation, high thermal efficiency is important.

Wenn dann der Teillastgrad weiter zunimmt, wird auf den Festdruckbetrieb 98b (zweiten Betriebsmodus) umgeschaltet. Das Druckniveau wird (mindestens näherungsweise) auf p * / 1 festgehalten. Es stabilisiert sich dann die Zwischenüberhitzungstemperatur und ein weiterer, turbinenseitig ungünstiger Abfall des Drucks ist vermieden. Then, when the partial load level continues to increase, it is set to the fixed pressure mode 98b (second operating mode) switched. The pressure level is (at least approximately) p * / 1 recorded. It then stabilizes the reheat temperature and another, turbine side unfavorable drop in pressure is avoided.

Der Verlauf der Zwischenüberhitzertemperatur ist in 3 gezeigt. Die punktierte Linie 94 zeigt den gleitenden Betrieb. Wie oben bereits erwähnt, nimmt mit Zunahme des Teillastgrads die Zwischenüberhitzertemperatur insbesondere monoton ab. The course of the reheater temperature is in 3 shown. The dotted line 94 shows the sliding operation. As already mentioned above, as the part-load level increases, the reheater temperature decreases in particular monotonically.

In dem Festdruckbetrieb 96a, 96b ist dagegen die Zwischenüberhitzertemperatur konstant. In the fixed pressure mode 96a . 96b on the other hand, the reheater temperature is constant.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird gewissermaßen ein Kompromiss geschlossen. Bis zum Umschaltpunkt 100 nimmt die Zwischenüberhitzertemperatur moderat ab. Nach Erreichen des Umschaltpunktes zu größeren Teillastgraden hin wird die Zwischenüberhitzertemperatur stabilisiert. In the solution according to the invention, as it were, a compromise is made. Until the switching point 100 decreases the reheater temperature moderately. After reaching the switching point to larger partial load levels out the reheater temperature is stabilized.

In 4 ist der Wirkungsgrad η in Abhängigkeit des Teillastgrads gezeigt. Der Wirkungsgrad ist aus den oben genannten Gründen für den Festdruckbetrieb 96a, 96b am geringsten. Bei der erfindungsgemäßen Lösung (durchbrochene Linie) ist der Wirkungsgrad für geringe Teillastgrade höher (Kurve 98a, 98b) als bei dem Festdruckbetrieb 96a, 96b. Da für geringe Teillastgrade die meisten Betriebsstunden erwartet werden, erhält man eine effektive Wirkungsgradausnutzung. In 4 the efficiency η is shown as a function of the partial load level. The efficiency is for the reasons mentioned above for the fixed pressure operation 96a . 96b least. In the solution according to the invention (broken line), the efficiency for low partial load levels is higher (curve 98a . 98b ) than in the fixed pressure mode 96a . 96b , Since most operating hours are expected for low partial load grades, effective utilization of efficiency is obtained.

Grundsätzlich ist bei kleinen Teillastgraden der gleitende Betrieb 94 vom Wirkungsgrad her am günstigsten. Jedoch werden die oben genannten Materialprobleme verursacht. Basically, for small partial load grades, the sliding operation 94 the most efficient in terms of efficiency. However, the above material problems are caused.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden der erste Betriebsmodus (gleitender Betrieb 98a) und der zweite Betriebsmodus (Festdruckbetrieb 98b) kombiniert, wobei der Teillastgrad das Vorliegen des jeweiligen Betriebsmodus bestimmt. Dadurch werden die Vorteile der beiden Verfahren gebündelt und deren Nachteile verringert. Bei geringeren Teillastgraden erfolgt eine hocheffiziente Umwandlung von Wärmeträgermedium, da hier die meisten Betriebsstunden erwartet werden. Bei höheren Teillastgraden wird der durch die Zwischenüberhitzung bedingte Abfall der Zwischenüberhitzungstemperatur abgefangen, indem in den Festdruckbetrieb 98b umgeschaltet wird. Die Niederdruckdampfturbine 50 kann dadurch in einem günstigeren Betriebspunkt ausgelegt und gefahren werden. Die stabilisierte Zwischenüberhitzungstemperatur senkt die Dampfnässe an einem Ende der Niederdruckdampfturbine 50 und vermeidet mögliche Materialprobleme. In the solution according to the invention, the first operating mode (sliding operation 98a ) and the second operating mode (fixed pressure operation 98b ), wherein the partial load level determines the presence of the respective operating mode. This bundles the advantages of the two methods and reduces their disadvantages. At lower partial load grades, a highly efficient conversion of heat transfer medium takes place, as most operating hours are expected here. At higher partial load levels, the waste of the reheat temperature caused by the reheat is intercepted by switching to the fixed pressure mode 98b is switched. The low-pressure steam turbine 50 can be designed and run at a lower operating point. The stabilized reheat temperature lowers the wetness at one end of the low pressure steam turbine 50 and avoids possible material problems.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, das solarthermische Kraftwerk 10 an die individuelle Druckcharakteristik der Speichereinrichtung 36 explizit anzupassen. The solution according to the invention makes it possible to use the solar thermal power plant 10 to the individual pressure characteristic of the storage device 36 explicitly adapt.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Solarthermisches Kraftwerk Solar thermal power plant
1212
Verdampfereinrichtung evaporator means
1414
Dampfturbineneinrichtung steam turbine facility
1616
Eingang entrance
1818
Ausgang output
2020
Ausgang output
2222
Solarstrahlungsempfängereinrichtung Solar radiation receiver device
2424
Verdampferbereich evaporator region
2626
Überhitzerbereich Superheater area
2828
Eingang entrance
3030
Leitung management
3232
Ausgang output
3434
Leitung management
3636
Speichereinrichtung memory device
3838
Eingang entrance
4040
Eingang entrance
4242
Ausgang output
4444
Einstelleinrichtung adjustment
4646
Steuerungs-/Regelungseinrichtung Control / regulating device
4848
Hochdruckdampfturbine High pressure steam turbine
5050
Niederdruckdampfturbine Low pressure steam turbine
5252
Leitung management
5454
Zwischenüberhitzereinrichtung Intermediate heat device
5656
Erster Eingang First entrance
5858
Erster Ausgang First exit
6060
Zweiter Eingang Second entrance
6262
Leitung management
6464
Zweiter Ausgang Second exit
6666
Leitung management
6868
Erster Eingang First entrance
7070
Hochdruckvorwärmer high-pressure preheater
7272
Leitung management
7474
Zweiter Eingang Second entrance
7676
Ausgang output
7878
Niederdruckvorwärmer low-pressure
8080
Erster Eingang First entrance
8181
Leitung management
8282
Kondensator capacitor
8484
Ausgang output
8686
Eingang entrance
8888
Pumpe pump
9090
Pumpe pump
9292
Sensoreinrichtung sensor device
9494
Gleitender Bereich Sliding area
96a, b96a, b
Festdruckbetrieb Fixed pressure operation
98a, b98a, b
Betrieb business
100100
Umschaltpunkt switchover

Claims (22)

Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks, welches eine Verdampfereinrichtung mit einer Solarstrahlungsempfängereinrichtung, eine Hochdruckdampfturbine, eine der Hochdruckdampfturbine nachgeordnete Niederdruckdampfturbine und eine Zwischenüberhitzereinrichtung zwischen der Hochdruckdampfturbine und der Niederdruckdampfturbine umfasst, bei dem durch die Verdampfereinrichtung ein Wärmeträgermedium in Dampfform bereitgestellt wird, der Dampf der Hochdruckdampfturbine eingangsseitig bereitgestellt wird, Dampf ausgangsseitig von der Hochdruckdampfturbine der Zwischenüberhitzereinrichtung zugeführt und dort erhitzt wird und von der Zwischenüberhitzereinrichtung eingangsseitig der Niederdruckdampfturbine bereitgestellt wird, wobei die Zwischenüberhitzereinrichtung mit Frischdampf von der Verdampfereinrichtung beheizt wird, gekennzeichnet durch einen ersten Betriebsmodus, bei dem die Verdampfereinrichtung Dampf auf einem gleitenden Druckniveau, welches abhängt von einem Teillastgrad, bereitstellt, und einen zweiten Betriebsmodus, bei dem die Verdampfereinrichtung Dampf auf einem mindestens näherungsweise festen Druckniveau bereitstellt, wobei zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus in Abhängigkeit des Teillastgrads umgeschaltet wird. Method for operating a solar thermal power plant comprising an evaporator device with a solar radiation receiver device, a high pressure steam turbine, a low pressure steam turbine downstream of the high pressure steam turbine, and a reheater between the high pressure steam turbine and the low pressure steam turbine, wherein steam is provided by the evaporator means, the steam of the high pressure steam turbine is provided on the input side, steam is supplied from the high pressure steam turbine to the reheater means and heated there and provided by the reheater device on the input side of the low-pressure steam turbine, wherein the reheater device is heated with live steam from the evaporator device, characterized by a first mode of operation, wherein the evaporator means provides steam at a sliding pressure level which depends on a partial load degree, and a second mode of operation in which the evaporator means steam on an at least approximately fe Most pressure level, wherein between the first operating mode and the second operating mode is switched depending on the partial load level. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsmodi so geschaltet werden, dass bei niedrigem Teillastgrad in der Nähe von Volllast der erste Betriebsmodus vorliegt und bei hohem Teillastgrad in der Nähe von 40 % Volllast der zweite Betriebsmodus vorliegt. A method according to claim 1, characterized in that the operating modes are switched so that at low partial load level near full load of the first operating mode is present and at high partial load level in the vicinity of 40% full load of the second operating mode. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erhöhung des Teillastgrads eine Umschaltung von dem ersten Betriebsmodus auf den zweiten Betriebsmodus erfolgt. A method according to claim 2, characterized in that when increasing the partial load level, a changeover from the first operating mode to the second operating mode. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erniedrigung des Teillastgrads eine Umschaltung vom zweiten Betriebsmodus auf den ersten Betriebsmodus erfolgt. A method according to claim 2 or 3, characterized in that when the partial load level is lowered, a changeover from the second operating mode to the first operating mode takes place. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zwischenüberhitzereinrichtung Dampf, welcher von der Hochdruckdampfturbine bereitgestellt wird, über einen Wärmeübertrager mit Frischdampf von der Verdampfereinrichtung erhitzt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the reheater device steam, which is provided by the high pressure steam turbine is heated via a heat exchanger with live steam from the evaporator device. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenüberhitzereinrichtung Frischdampf als Erhitzungsmedium auf einem Druckniveau entsprechend dem ersten Betriebsmodus oder dem zweiten Betriebsmodus von der Verdampfereinrichtung bereitgestellt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the reheater device is provided live steam as a heating medium at a pressure level corresponding to the first operating mode or the second operating mode of the evaporator device. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfereinrichtung eine Speichereinrichtung umfasst, die den Umschaltpunkt oder Umschaltbereich zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus festlegt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporator device comprises a memory device which determines the switching point or switching range between the first operating mode and the second operating mode. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung parallel zu der Solarstrahlungsempfängereinrichtung angeordnet ist. A method according to claim 7, characterized in that the storage device is arranged parallel to the solar radiation receiver means. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung eine Entladungstemperatur oder einen Entladungstemperaturbereich aufweist, bei welcher Dampf auf einem bestimmten Druckniveau bereitgestellt wird, und wobei dieses bestimmte Druckniveau das Druckniveau für die Umschaltung zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus definiert. A method according to claim 7 or 8, characterized in that the storage means comprises a discharge temperature or a discharge temperature range at which steam is provided at a certain pressure level, and wherein said determined pressure level defines the pressure level for switching between the first operating mode and the second operating mode. Verfahren nach einen der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfereinrichtung eine Einstelleinrichtung umfasst, durch welche festgelegt wird, ob der erste Betriebsmodus oder der zweite Betriebsmodus vorliegt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporator device comprises an adjusting device, which determines whether the first operating mode or the second operating mode is present. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Drosseleinrichtung, welche der Hochdruckdampfturbine vorgeschaltet ist, und welche insbesondere als Einstelleinrichtung für den ersten Betriebsmodus und zweiten Betriebsmodus ausgebildet ist. Method according to one of the preceding claims, characterized by a throttle device, which is connected upstream of the high-pressure steam turbine, and which is designed in particular as an adjusting device for the first operating mode and the second operating mode. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass Frischdampf, welcher der Zwischenüberhitzereinrichtung zugeführt wird, vor der Drosseleinrichtung ausgekoppelt wird. A method according to claim 10 or 11, characterized in that live steam, which is supplied to the reheater device, is coupled out before the throttle device. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung gesteuert und/oder geregelt betrieben wird. Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that the throttle device is controlled and / or operated regulated. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemessener Massenstrom und/oder ein gemessener Druck von Wärmeträgermedium-Dampf als Indikatorsignal für (i) die Umschaltung zwischen erstem Betriebsmodus und zweitem Betriebsmodus und/oder für (ii) die Steuerung und/oder Regelung der Einstelleinrichtung oder Drosseleinrichtung verwendet wird. Method according to one of claims 10 to 13, characterized in that a measured mass flow and / or a measured pressure of heat transfer medium vapor as indicator signal for (i) switching between the first operating mode and second operating mode and / or (ii) the control and / or regulation of the adjustment or throttle device is used. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung in Abhängigkeit von einem ermittelten Massenstrom und/oder ermittelten Druck von Dampf vor Eintritt in die Hochdruckdampfturbine zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus umschaltet. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a control / regulating device switches in dependence on a determined mass flow and / or determined pressure of steam before entering the high-pressure steam turbine between the first operating mode and the second operating mode. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine solare Direktverdampfung an der Solarstrahlungsempfängereinrichtung erfolgt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a solar Direct evaporation takes place at the solar radiation receiver device. Solarthermisches Kraftwerk, umfassend eine Verdampfereinrichtung (12) mit einer Solarstrahlungsempfängereinrichtung (22), durch welche ein Wärmeträgermedium in Dampfform bereitgestellt ist, mindestens eine Hochdruckdampfturbine (48), mindestens eine der Hochdruckdampfturbine (48) nachgeschaltete Niederdruckdampfturbine (50), eine Zwischenüberhitzereinrichtung (54) zwischen der mindestens einen Hochdruckdampfturbine (48) und der mindestens einen Niederdruckdampfturbine (50), welche durch Frischdampf von der Verdampfereinrichtung (12) beheizt ist, eine Einstelleinrichtung (44), durch welche der Druck von durch die Verdampfereinrichtung (12) bereitgestelltem Dampf beeinflussbar ist, und eine Steuerungs-/Regelungseinrichtung (46), welche die Einstelleinrichtung (44) so ansteuert, dass in einem ersten Betriebsmodus der Druck des bereitgestellten Dampfs in Abhängigkeit eines Teillastgrads gleitend variiert und in einem zweiten Betriebsmodus der Druck mindestens näherungsweise festgelegt ist, und eine Umschaltung zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus bei einem bestimmten Teillastgrad oder Teillastgradbereich bewirkt. Solar thermal power plant, comprising an evaporator device ( 12 ) with a solar radiation receiver device ( 22 ), by which a heat transfer medium is provided in vapor form, at least one high-pressure steam turbine ( 48 ), at least one of the high-pressure steam turbine ( 48 ) downstream low-pressure steam turbine ( 50 ), a reheater device ( 54 ) between the at least one high-pressure steam turbine ( 48 ) and the at least one low-pressure steam turbine ( 50 ), which by live steam from the evaporator device ( 12 ) is heated, an adjusting device ( 44 ), through which the pressure of the evaporator device ( 12 ) is influenced and a control device ( 46 ), which the adjusting device ( 44 ) so that, in a first mode of operation, the pressure of the supplied steam varies in dependence on a part-load level, and in a second mode of operation the pressure is at least approximately fixed, and causes switching between the first mode of operation and the second mode of operation at a particular part-load or partial-load range , Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Sensoreinrichtung (92), welche den Druck und/oder den Massenstrom von der mindestens einen Hochdruckdampfturbine zugeführtem Dampf ermittelt und diese Daten der Steuerungs-/Regelungseinrichtung (46) bereitstellt. Solar thermal power plant according to claim 17, characterized by a sensor device ( 92 ) which determines the pressure and / or the mass flow from the at least one high-pressure steam turbine supplied steam and these data of the control / regulating device ( 46 ). Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfereinrichtung (12) eine Speichereinrichtung (36) umfasst. Solar thermal power plant according to claim 17 or 18, characterized in that the evaporator device ( 12 ) a memory device ( 36 ). Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (36) parallel zur Solarstrahlungsempfängereinrichtung (22) geschaltet ist. Solar thermal power plant according to claim 19, characterized in that the storage device ( 36 ) parallel to the solar radiation receiver device ( 22 ) is switched. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenüberhitzereinrichtung (54) fluidwirksam an die Verdampfereinrichtung (12) gekoppelt ist, wobei ein Einkopplungspunkt einer Drosseleinrichtung (44) vorgeschaltet ist. Solar thermal power plant according to one of claims 17 to 20, characterized in that the reheater device ( 54 ) fluidly to the evaporator device ( 12 ), wherein an injection point of a throttle device ( 44 ) is connected upstream. Verwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 bei einem solarthermischen Kraftwerk gemäß einem der Ansprüche 17 bis 21. Use of the method according to one of claims 1 to 16 in a solar thermal power plant according to one of claims 17 to 21.
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