DE2937529A1

DE2937529A1 - Sonnenturmkraftwerk

Info

Publication number: DE2937529A1
Application number: DE19792937529
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. Eberhard 8521 Hannberg Franck
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1979-09-17
Filing date: 1979-09-17
Publication date: 1981-03-19
Also published as: FR2465102A1; FR2465102B1; GB2060860B; IT8024616A0; ES495087A0; IT1132818B; US4546758A; GB2060860A; DE2937529C2; ES8105827A1

Description

KRAFTWERK UNION AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

VPA 79 P 9 3 5 2 BRD

Sonnenturmkraftwerk

Die Erfindung betrifft ein Sonnenturmkraftwerk mit einem Turm, der an seinem oberen Ende einen Hohlraum-Solarerhitzer trägt, an den ein Kreislauf für ein Kühlmittel zur Nutzung von Sonnenwärme angeschlossen ist. Ein Spiegelfeld reflektiert und konzentriert die Sonnenstrahlung auf eine Einstrahlungsöffnung des Hohlraumes .

Ein solches Sonuenturmkraftwerk ist zum Beispiel aus einer Anzeige in der Zeitschrift "Atomwirtschaft" vom Juli 1979, Seite A 187 ersichtlich. Der Hohlraum-Solarerhitzer hat die Aufgabe, die reflektierte Einstrahlung des Spiegelfeldes möglichst vollständig aufzunehmer! und die Rückstrahlung, die von seinem Innenraum ausgeht, zu minimieren, damit die Verluste insbesondere bei höheren Temperaturen, wie sie für thermodynamische Kreisprozesse erwünscht sind, den Wirkungsgrad der Anlage nicht verringern. Dies führt

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dazu, daß man sich bemüht, die Einstrahlungsöffnung möglichst klein zu machen.

Die Kleinheit der Einstrahlungsöffnung erfordert jedoch eine sehr genaue Ausrichtung aller Spiegel des Spiegelfeldes, damit ein möglichst scharf gebündelter und dem Querschnitt der Einstrahlungsöffnung genau angepaßter Brennfleck der Reflexionsstrahlung erhalten wird. Dennoch wird man in der Praxis nicht erwarten können, daß sich am Rand der Einstrahlungsöffnung eine sprunghafte Änderung der Strahlungsdichte ergibt. Stattdessen wird sich eine statistische Verteilung der Strahlungsdichte ergeben, die auch noch die Randzone überstrahlt und damit zu StrahlungsVerlusten führt.

Ausgehend von den vorgenannten Überlegungen sucht die Erfindung nach einer Möglichkeit, diese Strahlungsverluste des Spiegelfeldes am Rand der Einstrahlungsöffnung zu nutzen und damit den Wirkungsgrad eines SonneTiturmkraftwerkes der oben genannten Art zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Lösung der vorstehenden Aufgabe besteht darin, daß dem Rand der Einstrahlungsöffnung ein berohrter Strahlungswärmetauscher zugeordnet ist, der an den Kreislauf eines Kühlmittels angeschlossen ist und dessen dem Spiegelfeld zugekehrte Oberfläche auf der Außenseite der Wand des Hohlraumes liegt.

Der erfindungsgemäße Strahlungswärmetauscher ermöglicht eine Erhöhung des Anlagenwirkungsgrades, weil StrahlungsVerluste, die sonst auf der Außenseite der Hohlraumwand am Rand der Einstrahlungsöffnung auftreten, als nutzbare Wärme in den Kreislauf einge-

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bracht werden. Im gleichen Sinne wirkt eine Rückgewinnung von zusätzlichen StrahlungsVerlusten, die bei Relativbewegungen des Spiegelfeldes (z.B. durch Windlasten an den Spiegeln oder durch Schwingungsbewegungen des Turmes)gegenüber der Einstrahlungsöffnung entstehen.

Die Erfindung ermöglicht ferner eine Verringerung der Anlagekosten, weil die engen Winkeltoleranzen für die Ausrichtungsgenau.igkeit der Einzelspiegel des Spiegelfeldes vergrößert werden können, und die bei ungenauer Fokussierung auftretende Streustrahlung über den Rand der Einstrahlungsöffnung hinaus dann nicht mehr verloren geht.

Schließlich ergibt sich eine Erhöhung der Anlagensicherheit für die Turmkanzel durch eine Hitzeschildwirkung des Strahlungswärmetauschers, der im Störfall mit hohem Durchsatz zwangsgekühlt und damit auf einer zulässigen Höchsttemperatur gehalten werden kann.

Der Strahluhgswärmetauscher ist vorteilhaft dem Querschnitt der Einstrahlungsöffnung genau angepaßt und überdeckt deren Rand auf einer Breite von mindestens einem Zehntel, vorzugsweise einem Viertel ihrer lichten Weite. Mit lichte Weite ist dabei die maximale Weite der Einstrahlungsöffnung gemeint, die kreisförmig, oval oder auch rechteckig sein kann. Allgemein kann dazu gesagt werden, daß die Ringfläche, die der Strahlungswärmetauscher um den Rand der Einstrahlungsöffnung herum bedecken soll, von dem Grad der erreichbaren Fokussierung und damit von der Strahlungsintensität abhängen wird, die am Rand der Einstrahlungsöffnung noch herrschen soll.

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Die Rohre des Strahlungswärmetauschers können auch Wännerohre sein. Dies sind bekanntlich längliche Hohlkörper, in denen ein Wärmetauschermedium in der flüssigen Phase durch Kapillarwirkung aus einer Kondensationszone zu einer Verdampferzone gelangt und von dort nach Wärmeaufnahme dampfförmig zu der Kondensationszone zurückströmt, wo die Wärme abgegeben wird. Die Kondensationszone der Wännerohre liegt vorteilhaft oberhalb der Verdampfungszone, damit der Rückfluß durch Schweröl 0 kraft unterstützt wird, und zwar außerhalb der Reflexionsstrahlung. Zu diesem Zweck kann sie aus der Fläche der Verdampfungszone geführt, insbesondere vom Rand der Verdampfungszone zum Hohlraum hin in den Schattenbereich abgebogen sein.
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Den Rohren des Strahlungswärmetauichers können flächenhafte Elemente zugeordnet sein, die den Wärmeübergang auf die Rohre beeinflussen. So kann man zum Beispiel durch Reflexionsflächen dafür sorgen, daß die Rohre des Strahlungswärmetauschers, im intensitätsschwachen randfernen Bereich des Strahlungswärraetauschers auf eine ähnlich hohe Temperatur wie im randnahen Bereich gebracht werden. Andererseits kann man durch abdeckende Flächen dafür sorgen, daß Strahlungsenergie aus dem randnahen Bereich durch Wärmeleitung zu randferneren Bereichen des Strahlungswärmetauschers gelangt.

Zu flächenhaften Elementen, die die Wärmeaufnahme des Strahlungswärmetauscitiers verbessern, gehören auch Rippen, die in bekannter Weise die Rohre quer zu ihrer Längsrichtung, insbesondere spiralig umgeben. Ferner können die flächenhaften Elemente dazu dienen, die Erwärmung der Rohre des Strahlungswärmetauscberc zu

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vergleichmäßigen, d.h. Wärmeenergie von der der Reflexionsstrahlung zugekehrten Seite zu der dieser abgekehrten Rückseite der Rohre zu bringen.

Die Oberflächen des Strahlungswärmetauschers können selektiv absorbierende und emittierende Beschichtungen aufweisen. Mit solchen Beschichtungen, die durch spezielle Oberflächeiibehandlungen auf das die Rohre des Wärmetauschers bildende Grundmetall aufgebracht werden, sorgt man dafür, daß die Strahlungsaufnahme der erhitzten Texle des Wärmetauschers maximiert und die Strahlungsabgabe minimiert wird. Dabei bezieht sich die Möglichkeit der Beschichtung nicht nur auf die Rohre selbst, sondern auch auf die diesen zugeordneten flächenhaften Elemente.

Dem Strahlungswärmetauscher können ferner photoelektrische Halbleiterelemente, sogenannte Solarzellen, zugeordnet werden, die vorzugsweise durch dessen Rohre zwangsgekühlt werden, damit ihre Temperatur im photoelektrisch günstigen Bereich bleibt. Auf diese Weise kann man auch verhältnismäßig schwache Strahlungsanteile am randfernen Ende des Strahlungswärmetauschers noch zur Energiegewinnung heranziehen.

Im übrigen können verschiedene Ausführungen von Rohren und ihnen zugeordneten flächenhaften Elementen auch kom biniert werden. Deswegen kann man allgemein sagen, daß sowohl die Materialeigenschaften als auch die geometrisehe Anordnung der Oberflächen des Strahlungswärmetauschers so gewählt wird, daß durch die Wechselwirkung der Lichtabsorption, Lichtreflexion, Lichtstreuung, Wärmestrahlung, Wärmeleitung und Konvektion die gewünschte photothermische Umwandlung von Strahlung in

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Nutzwärme, die mit dem Kühlmittel abführbar ist, maximiert wird. Dabei gilt in der Regel,daß die Rohrflächen mit selektiv absorbierenden Beschichtungen versehen werden, die im sichtbaren Strahlungsbereich stark absorbieren, im infraroten Strahlungsbereich aber nur wenig emittieren, während die den Rohren zugeordneten flächenhaften Elemente je nach ihrer Aufgabe ein gleiches oder auch ein umgekehrtes Strahlungsverhalten aufweisen können.

Der Strahlungswärmetauscher kann zur Verringerung konvektiver Verluste mit einer Glasabdeckung versehen sein, die hochtemperaturfest, durch Dehnungsfugen segmentiert, ein- oder zweilagig und mit einer seitlichen Randabdichtung ausgeführt ist. Die Glasoberflächen können zur Verringerung der Wärmestrahlungsverluste durch selektive Beschichtung im infraroten Wärmestrahlungsbereich wenig durchlässig gemacht sein, während, sie im sichtbaren Strahlungsbereich gut durchlässig sind. Dabei wird man die Glasabdeckung der Form des Strahlungswärmetauschers anpassen.

Die Rohre des Strahlungswärmetauschers können mit Dehnungskompensatoren versehen und über Festpunkte fixiert sein. Damit kann man den im Betrieb unvermeidlichen Wärmedehnungen am günstigsten Rechnung tragen. Die den Rohren gegebenenfalls zugeordneten flächenhaften Elemente, die den Rand der Einstrahlungsöffnung umgeben, können dagegen längs des Randes und/oder quer dazu durch Dehnungsfugen unterteilt sein. Dadurch ergeben sich Sektoren oder Segmente, so da.ß die an diesen Einzelteilen auftretenden Wärmedehnungen beherrschbar sind.

Der Strahlungswärmetauscher kann, wie schon vorher aus-

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geführt, ein zusätzliches Bauelement sein, das an der spiegelfeldseitigen Außenwand des Hohlraum-Solarerhitzers befestigt wird, so daß er in einer Fabrik gefertigt, mindestens aber vorgefertigt werden kann und auch leicht auszuwechseln ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Strahlungswärmetauscher als Bestandteil der Hohlraumwand in der Ebene der Einstrahlungsöffnung angeordnet ist. Hierdurch kann man insbesondere erreichen, daß er sowohl direkt durch die Reflexionsstrahlung des Spiegelfeldes als auch durch die Strahlung im Hohlraum erhitzt wird.

Im Prinzip wird man bemüht sein, die Form des Strahlungswärmetauschers im Interesse einer leichten Herstellung möglichst einfach zu wählen. Es kann aber auch durchaus vorteilhaft sein, wenn die Rohre des Strahlungswärmetauschers als dreidimensionale räumlich gekrümmte Ringfläche um die Einstrahlungsöffnung herum angeordnet sind. Man kann damit erreichen, daß die über den Rand hinausreichende Strahlung, die mit dem Strahlungswärmetauscher ausgenutzt werden soll, unter besonders günstigen Winkeln eintrifft. Im übrigen können im Rahmen jeder Konfiguration des Strahlungswärmetauschers seine Rohre vorteilhaft mehrlagig und gegeneinander versetzt angeordnet sein.

Die Rohre des Strahlungswärmetauschers können vorteilhaft zu einem Rohrbündel zusammengefaßt sein, das längs des Randes der Einstrahlungsöffnung oder quer dazu verläuft. Die Rohre des Rohrbündels werden dann parallel durchströmt und durch Sammelleitungen mit einer gemeinsamen Zu- bzw. Ableitung verbunden.

Dabei ergibt sich für den Fall der Strömungsrichtung

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vom randfernen zum randnahen Bereich eine maximale Temperatur des Kühlmittels, weil die Strahlungsintensität und damit die Temperatur am Rand der Einstrahlungsöffnung am größten ist. Strömt das Kühlmittel dagegen umgekehrt vom Rand zum randfernen Bereich des Strahlungswärmetauschers, so erhält man eine Maximierung der Wärmeaufnahme, weil die Grädigkeit größer ist, d.h. der Unterschied zwischen der Temperatur des Kühlmittels und der Rohrwandtemperatur. Deshalb kann es zweckmäßig sein, die Strömungsrichtung des Kühlmittels im Strahlungswärmetauscher bezogen auf die Einstrahlungsöffnung umkehrbar zu gestalten. Zu diesem Zweck kann man unterschiedliche Anschlußleitungen mit steuerbaren Ventilen vorsehen. Im übrigen kann man etwa aus Gründen der Herstellung,Wärmeleistung, Dehnungskompensation usw. auch Rohrgeometrien wählen, die spiralig, längs oder quer mäandrierend oder anderweitig nach bekannten Formen des Dampferzeugerbaus verlaufen und mit ebenfalls bekannten Kompensationsmitteln spannungsfrei angeordnet sind.

Im Normalfall wird man als Strahlungswärmetauscher im Sinne der Erfindung mehrere Rohrbündel vorsehen, die jeweils einen Teil der randnahen Ringfläche bedecken.

Diese Rohrbündel sind vorteilhaft nach der Intensität der auf sie entfallenden Reflexionsstrahlung unterschiedlich parallel oder in Reihe zu schalten. Dies kann zum Beispiel tageszeitlich geändert werden, um die morgens, mittags und abends unterschiedliche Strahlungsintensität jeweils optimal in den Prozeß einkoppeln zu können. Darüber hinaus können die verschiedenen Rohrbündel je nach der Temperatur des Kühlmittels unterschiedlich als Vorwärmstrecke oder Verdampferstrecke oder überhitzerstrecke eingesetzt sein.

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Bei der Verwirklichung der Erfindung sollte mindestens ein Rohr des Strahlungswärmetauschers als Meßleitung dienen. Zu diesem Zweck kann es mit Meßfühlern für Temperatur und Massenstrom versehen sein, um eine direkte kalorimetrische Bestimmung und/oder Überwachung des differentiellen Intensitätsverlaufs der Reflexionsstrahlung in einem bestimmten Abstand vom Rand zu ermöglichen. Vorteilhaft kann man mehrere oder auch alle Rohre des Strahlungswännetauschers als Meßleitung ausbilden bzw. schalten, und zur Ermittlung der über den Rand der Einstrahlungsöffnung hinausgehenden Reflexionsstrahlung benutzen. Auf diese Weise kann man auch die integrale Intensität der über den Rand hinausgehenden Strahlung, die ohne die Erfindung als Strahlungsverlust zu bezeichnen wäre, ermitteln, so daß die volle Intensität der gesamten Spiegelfeldeinstrahlung meßbar wird.

Ferner können die Meßleitungen Teil eines vorzugsweise mit einem Prozeßrechner ausgestatteten Regelkreises zur Optimierung der Wärmeverwertung des Strahlungswärmetauschers sein. Mit einem solchen Prozeßrechner kann man dafür sorgen, daß die vom Strahlungswärmetauscher gewonnene, tageszeitlich veränderliche Sonnenwärme mit konstanten oder variablen Temperaturniveaus und entsprechend angepaßtem Massenstrom des Kühlmittels in einen Gas- und/oder Dampfprozeß jeweils am zweckmäßigsten eingekoppelt wird. Man kann so die tägliche Kreislaufarbeit maximieren und damit den mittleren Jahreswirkungsgrad verbessern. Der gleiche Prozeßrechner kann auch dazu dienen, in Zusammenarbeit mit dem Strahlungswärmetauscher über dessen Meßleitungen eine Temperatur-Grenzwertüberwachung durchzuführen und bei Störfällen die Schnell-Defokussierung

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des Spiegelfeldes zu veranlassen, um die Sicherheit der Anlage zu gewährleisten.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnung Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Sonnenturmkraftwerkes, Fig. 2 die typische Verteilung der Reflexionsstrahlung im Bereich einer Einstrahlungsöffnung, Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Hohlraum-Solarerhitzer und die Einstrahlungsöffnung mit dem Strahlungswärmetauscher nach der Erfindung, Fig. k einen der Fig. 3 ähnlichen Querschnitt mit einer Schaltung zur Regelung des internen Strahlungshohlraums durch den externen Strahlungswämietauscher, Fig. 5 das Rohrbündel eines Strahlungswärmetauschers mit einer parallel zum Rand der Einstrahlungsöffnung verlaufenden Strömungsriehtung, Fig. 6 ein Rohrbündel eines Strahlungswärmetauschers mit einer im wesentlichen quer zum Rand der Einstrahlungsöffnung verlaufenden Strömungsrichtung, Fig. 7 eine Ausführungsform des Strahlungswärmetauschers mit Wärmerohren, Fig. eine mögliche Unterteilung einer einem Strahlungswärmetauscher zugeordneten Ringfläche und Flg. 9 ein Schaltungsbeispiel für Einkopplungsmöglichkeiten der mit einem Strahlungswärmetauscher gewonnenen Nutzwärme in einen Gas- und Dampfprozeß.

Das in Fig. 1 dargestellte Sonnenturmkraftwerk umfaßt einen Turm 1, der sich zum Beispiel um mindestens vierzig Meter über den Erdboden 2 erhebt. Der Turm trägt an seinem oberen Ende 3 einen oder mehrere Hohlraum-Solarerhitzer 4 und 5. Die Solarerhitzer sind

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im Prinzip Bündel flächenhaft verteilter Rohre, die Sonnenwärme aufnehmen und an ein die Rohre durchströmendes Kühlmittel abgeben. Zu diesem Zweck sind die Solarerhitzer in Parallelschaltung an die Druckleitung 6 eines Kompressors 7 angeschlossen, der beim Ausführungsbeispiel Luft als Kühlmittel fördert.

Der Kompressor 7 ist über eine Welle 8 mit einer Gasturbine 9 verbunden. Zu dieser führen die Heißgasleitungen 11 und 12 der beiden 3olarerhitzer 4 und 5. Das daraus austretende und die Gasturbine 9 antreibende heiße Gas (Luft) passiert im Verlauf seines Gaskreises 13 nach der Gasturbine 9 einen Wärmetauscher 14 eines Dampfkreislaufes 15, bevor es üDer einen Abluftkamin 16 aus der Kammer 3 austritt. Der Gaskreislauf 13 schließt sich dann über die freie Atmosphäre, aus der der Kompressor 7 ansaugt.

Von dem Dampfkreisiauf 15 ist zu sehen, daß die von dem als Dampferzeuger dienenden Wärmetauscher 14 nach unten führende Frischdampfleitung an einer am Erdboden 2 angeordneten Dampfturbine 17 endet. Aus dieser austretender Dampf wird mit einer Leitung 18 in einen Trockenkühlturm 19 geführt, der mit dem Turm 1, wie dargestellt, baulich vereinigt ist. Dort kondensiert das Kühlmittel und gelangt als Speisewasser wieder zum Wärmetauscher 14.

Die Dampfturbine 17 treibt einen elektrischen Generator 20 mit einer Leistung von zum Beispiel 6 MWe. Mit der Welle 8 der Gasturbine 9 ist außer dem Kompressor 7 noch ein Generator 21 mit einer Nennleistung von zum Beispiel 14 MWe verbunden.

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Die Solarerhitzer 4 und 5 werden von zwei symmetrischen Spiegelfeldsegmenten beaufschlagt, die am Fuß des Turmes 1 angeordnet sind. Davon sind in Fig. 1 nur für ein Spiegelfeldsegment 23 die schematisch dargestellten Einzelspiegel 24, 25 und 26 gezeichnet, welche die parallel einfallenden Sonnenstrahlen 27 als gebündelte Reflexionsstrahlung 28 durch eine Einstrahlungsöffnung 29 in einer Hohlraumwand 30 auf den Solarerhitzer 4 richten. Eine gleichermaßen gebündelte Reflexionsstrahlung 32 beaufschlagt durch eine zweite Einstrahlungsöffnung 33 den Solarerhitzer 5.

Die Fig. 2 zeigt in vereinfachter Darstellung die Hohlraumwand 30 mit der Öffnung 29 und die darauf einfallende Reflexionsstrahlung 28, deren die lokale Intensität in Form einer Gauß¹sehen Kurve 35 unter der Annahme einer rotationssymetrisehen räumlichen Verteilung aufgetragen ist. Man erkennt, daß die Intensität im Bereich der strichpunktiert dargestellten Achse 36 der kreisförmigen Einstrahlungsöffnung ihr Maximum hat, an den Flanken jedoch nicht sprungartig Null wird, sondern auch am Rand 38 der Einstrahlungsöffnung 29 noch einen mit 39 bezeichneten Intensitätswert von zum Beispiel 1/4 der maximalen Intensitat hat. Die über den Rand 38 hinausgehende Strahlung, die in Fig. 2 durch den Zwickelbereich 40 unter der Intensitätskurve 35 dargestellt ist, hat beim Ausführungsbeispiel als Integral der Kurve 35 etwa ein Zehntel der Größe der durch die Einstrahlungsöffnung 29 tretenden Strahlung.

Die Fig. 3 zeigt in einem Horizontalschnitt einen Hohlraum-Solarerhitzer 4 mit sechseckigem Querschnitt 41, der an der Turmspitze des Sonnenturmkraftwerkes nach

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Fig. 1 angeordnet ist. Der Hohlraum 41 enthält eine innere Berohrung 42, die, wie die Fig. 3 zeigt, insgesamt einen U-förmigen oder angenähert halbkreisförmigen Querschnitt hat, weil die vertikal verlaufenden Rohre 42 mit drei Rohrwänden einen stegförmigen Bereich 43 und zwei symmetrisch zur Achse 36 liegende Schenkel 44 und 45 bilden. Steg 43 und Schenkel 44 und 45 sind Reflexionsflächen 46, 47 und 48 zugeordnet.

Der Rohrwand 43 des Solarerhitzers 4 liegt die Einstrahlungsöffnung 29 in der Hohlraumwand 30 gegenüber, für deren Rand 38 rechts und links der strichpunktiert gezeichneten Mittellinie, die mit der Achse 36 zusammenfällt, zwei Ausführungsformen gezeichnet sind. Der Einstrahlungsöffnung 29 ist ein Strahlungswärmetauscher 50 zugeordnet, der die Einstrahlungsöffnung 29 ringförmig umgibt.

Bei der Ausführungsform auf der linken Seite der Fig. 3 umfaßt der Strahlungswärmetauscher 50 ein zweilagiges Bündel von versetzt angeordneten Rohren 51» wobei die Lagen auf der Außenseite der Hohlraumwand 30, parallel zu dieser verlaufend, angeordnet sind. Die Rohre 51 sind mit einer Glasabdeckung 52 versehen. Diese trägt auf ihrer den Rohren zugewandten Seite eine Beschichtung 53» die eine selektive Durchlässigkeit hat. Erwünscht ist eine möglichst geringe Durchlässigkeit im infraroten Strahlungsbereich, während im sichtbaren Strahlungsbereich die Durchlässigkeit so groß wie möglich sein soll, damit die Energie der Reflexionsstrahlung 28 zu den Rohren 51 gelangt.

Ferner besitzt der Strahlungswännetauscher 50, wie der Querschnitt nach Fig. 3 auf der linken Seite zeigt,

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auf der der Hohlrawnwand 30 zugekehrten Seite ein flächenhaftes Element 54, das aus keramischem Material oder aus Metall besteht und die Aufgabe hat, die Strahlung, soweit sie an den Rohren 51 vorbeigeht oder auch von dieser ausgeht, durch direkte Reflexion oder durch Streuung an die Rohre 51 zurückgelangen zu lassen. Gleichzeitig kann das flächenhafte Element 5^, insbesondere in der Form einer Keramikplatte, eine Wärmeisolierung bilden, wenn dies gewünscht wird. Durch Randteile 55 und 56 xsl für eine seitliche Abdichtung des Strahlungswärme tauschers 50 gesorgt.

Bei der Ausführungsfonn nach der rechten Seite der Fig. 3 ist ein zweiiagiges Rohrbündel 60 des Strahlungswärinetauschers 50 anstelle der Hühlraumwand 30 angeordnet. Das Rohrbündel 60 wird deshalb, wie der Pfeil 28 andeutet, einmal dirext von der Reflexionsstrahlung 28 des Spiegelfeldes 23 beaufschlagt. Darüber hinaus ist es aber auch der durch den Pfeil 61 angedeuteten Rückstrahlung aus dem liohlraum-Solarerhitzer 4 ausgesetzt.

Bei beiden Ausführungsformen nach Flg. 3 ist der Strahlungswärme tauscher 50 ein ebenes Gebilde, das ringförmig in der Ebene der Einstrahiungsöffnung 29 liegt. Seine Breite B ist etwa ein Drj ttel des Durchmessers der Einstrahlungsöffnung, der ic der Praxis rund 6 m beträgt.

Das Ausführung^beispiel nach Fig. 4 umfaßt in Übereinstimmung mit Fig. 3 einen Hohlraum 41 mit drei im Querschnitt U-förmig angeordneten Rohrwänden 43, 44, 45, die curch die Sinstrah3.ungsöffnung 29 in der Hohlraumwand ^O beaufschlagt werden» Der der Einstrah]ungs-

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öffnung 29 zugeordnete Strahlungswärmetauscher 50 umfaßt wiederum ein zweilagiges Bündel 62 versetzt angeordneter Rohre 51. Die Lagen liegen jedoch nicht in der Ebene der Einstrahlungsöffnung 29, sondern sie sind geneigt dazu angeordnet, wie die Fig. 4 mit dem Horizontalschnitt durch die Mitte der Einstrahlungsöffnung 29 erkennen läßt. Daraus ergibt sich eine dreidimensionale, also räumliche Anordnung des Strahlungswärmetauschers 50.

Ferner zeigt die Fig. 4, daß dem zweilagigen Rohrbündel 62 ein flächenhaftes Element 63 zugeordnet ist, das als Reflexions- oder gegebenenfalls Streufläche, eventuell auch als Wärmeleitfläche für die Strahlung wirkt, die die Rjhre 51 passiert oder von diesen ausgeht. Das flächerJriafte Element 63 besteht aus Metall und trägt auf der dem Rohrbündel 62 abgekehrten Seite Rohre 64 in gut wärmeleitendem Fontakt, die mit den Rohren 51 zu einem gemeinsamen Kühlmitteikreis zusammengeschaltet rein können.

Man erkennt aus Fig. 4 ferner, daß der Strahlungswärmetauscher 50 in den Kühlmittelkreis des Solarerhitzers 4 unterschiedlich eingekoppelt werden kann.

Je nach dem, weiche der dargestellten sechs Ventile bis 70 geöffnet, oder geschlossen sind, kann der Strahlungswärmetauscher 5 den Rohrwänden 44 und 45 der Schenkel des Solaierhitzers 4 entweder parallelgeschaltet oder in Reihe? zugeordnet werden. Damit kann man tageszeitlich unsymmetrische Beaufschlagungen des Solarerhitzers 4 ausgleichen. Man erreicht dadurch eine Verminderung von Wärmespannungen und eine gleichmäßigere Ausgangstemperatur für den Kühlmittelstrom der verschiedenen Rohrwände 44, 45.

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Die Fig. 5 zeigt in einer vereinfachten Darstellung, daß der der Einstrahlungsöffnung 29 zugeordnete Strahlungswärmetauscher 50 ein Bündel von Rohren 51 umfaßt, die zu einer einzigen Kühlmittelschleife in Reihe geschaltet sind. Die Rohre 51 sind dem strichpunktiert dargestellten Rand 38 der Einstrahlungsöffnung 29 angepaßt, sie verlaufen parallel zu ihm. Sie sind mit Festpunkten 72 am einen Ende starr festgelegt. Am anderen Ende sind Gleitpunkte 73 zur Befestigung vorgesehen, so daß £ich die Rohre 51 bei Erwärmung in ihrer Längsrichtung unbehindert ausdehnen können.

Die Fig. 5 zeigt ferner in schematischer Darstellung, daß die Anschlußleitungen Ik und 75 des Strahlungswärmetauschers 50 in umkehrbarer Strömungsrichtung mit Kühlmittel beaufschlagt werden können. Man kann also zum Beispiel Luft als gasförmiges Kühlmittel, wie das Pfeilpaar 76 zeigt, so durch den Strahlungswärmetauscher 50 strömen lassen, daß sie vom randnahen Bereich zu randferneren Bereichen gelangt, bevor sie aus dem Strahlungswärmetauscher 50 austritt. Damit erreicht man die größtmögliche Kühlung, d.h. Wärmeaufnahme im randnahen Bereich. Nach einer Umschaltung kann das Kühlmittel aber auch gemäß dem Pfeilpaar 57 zunächst in die randfernen Rohre 51 und durch diese zum randnahen Bereich strömen, bevor es aus dem randnahen Bereich mit der höchstmöglichen Temperatur austritt. Die Durchschnittsrichtung der Rohre 51 verläuft in beiden Fällen, wie schon erwähnt, parallel 7.um Rand 36.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist der Strahlungswärmetauscher 5C dagegen so ausgebildet, daß Rohre 80 mit einer der Breite der Ringfläche entsprechen-

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den Länge quer zu dem strichpunktiert angedeuteten Rand 38 verlaufen. Bei der dargestellten Kreisform der öffnung 29 verlaufen die Rohre 80 radial. Dabei sind nach den Pfeilen der Fig. 6 Zuflußleitungen 81 vorgesehen, die zum randnahen Teil des Strahlungswärmetauschers 50 führen, der durch eine Sammelleitung 82 gegeben ist. Die Abflußleitungen 83 sind einer randfernen Sammelleitung 84 zugeordnet. Diese begrenzt die vom Strahlungswärmetauscher 50 abgedeckte Ringfläche, die den Rand 38 der Einstrahlungsöffnung 29 umgibt, nach außen. Daraus wird ferner ersichtlich, daß die Breite des Strahlungswärmetauschers auch hier weit mehr als ein Zehntel der durch den Durchmesser gegebenen lichten Weite der Einstrahlungsöffnung 29 beträgt. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist die Breite der Ringfläche wiederum etwa ein Drittel des Durchmessers.

Durch die Zu- und Ableitungen 81, 83, die im übrigen auch für die umgekehrte Strömungsrichtung verwendet werden können, ergibt sich bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 eine quadrantenweise Unterteilung der Ringfläche des Strahlungswärmetauschers 50, die für den Ausgleich von Wärmedehnungen vorteilhaft ist. Statt dessen oder zusätzlich kann man auch Kompensatoren in Form von Metallbalgen zum Ausgleich von Wärmedehnungen einsetzen.

Die Fig. 7 zeigt schematisch die Verwendung von Wännerohren (heat-pipes) 85 als Elemente eines Strahlungswärmetauschers 50. Die Wärmerohre 85 verlaufen mit ihrer Verdampferζone 86 parallel zu dem strichpunktiert angedeuteten Rand 38 der Einstrahlungsöffnung 29. Die einem Wärmetauscher 87 zugeordnete Kondensationszone

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liegt oberhalb der Verdampferzone 86. Entgegen der Darstellung der Fig. 7 ist sie aus der Ebene der Verdampferzone abgewinkelt, so daß die Wärmetauscher 87 "hinter" der Verdampferzone 86, also im Schattenbereich dieser Zone liegen, bezogen auf die senkrecht zur Zeichnungsebene einfallende Reflexionsstrahlung 28. Die mit den Sekundärleitungen 88 der Wärmetauscher 87 abzuführende Nutzwärme wird wiederum in den Kühlkreis der Solarerhitzer 4, 5 eingekoppelt. Sie könnte aber auch an das den Dampferzeuger 14 nach Fig. 1 durchströmende Speisewasser abgegeben werden. Dafür werden später anhand der Fig. 9 noch verschiedene Möglichkeiten der Entkopplung in den Dampfprozeß des Sonnenturmkraftwerkes beschrieben.

In Fig. 8 ist zu sehen, daß die die Einstrahlungsöffnung 29 umgebende Ringfläche des Wärmetauschers 50 längs Trennlinien 90 unterteilt werden kann, die beim Ausführungsbeispiel radial, allgemeiner gesagt, quer zum Rand 38 verlaufen. Eine weitere Jnterteilungsmöglichkeit ist durch eine Trennungslinie 91 angedeutet, die parallel zum Rand 38, allgemeiner längs des Randes, verläuft, so daß Segmente entstehen.

Die Trennungslinien 90 und 91 können zum Beispiel Dehnungsfugen in metallischen oder keramischen Flächen sein, die den Rohren des Wärmetauschers 50 zugeordnet sind. Ebenso kann es sich um Aufteilung einer anhand der Fig. beschriebenen Glasabdeckung des Strahlungswärmetauschers 50 handeln. Schließlich kann die durch die einzelnen Sektoren und Segmente gegebene Unterteilung der Ringfläche des Strahlungswärmetauschers 50 in Abschnitte 93 aber auch als Form von einzelnen Rohrbündeln verstanden

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an

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werden, die zur optimalen Ausnützung der unterschiedlichen Strahlungsintensität, wie sie aus Fig. 2 hervorgeht, durch geeignete Verbindungsleitungen mit steuerbaren Ventilen zur Optimierung des Wirkungsgrades oder der Wärmeaufnahme unterschiedlich in Reihe oder parallel geschaltet werden.

In Fig. 8 ist ferner angedeutet, daß Jedem Abschnitt 93 des Strahlungswärmetauschers 50 ein Rohr 94 als Meßleitung zugeordnet ist. Das Rohr 94 liegt beim Ausführungsbeispiel im mittleren Bereich Jedes Abschnittes 93. Es ist mit geeigneten Sensoren für Temperatur und Massenstrom versehen, so daß die Wärmeaufnahme ermittelt werden kann, die eine Messung der lokalen Strahlungsintensität gestattet. Der oder die elektrischen Meßwerte der Sensoren werden dann über Leitungen 95 zu einem nicht weiter dargestellten Prozeßrechner übertragen. Von diesem kann die Einkopplung der auf den Randbereich entfallenden Sonnenwärme und damit der Wirkungsgrad des Sonnenturmkraftwerkes durch die Steuerung der einzelnen Abschnitte 93 des Strahlungswärmetauschers 50 optimiert werden.

Außerdem kann der gleiche Prozeßrechner die Steuerung der Einzelspiegel 24, 25* 26 usw. beeinflussen, damit die auf den Randbereich fallende Strahlung den gewünschten Wert, gegebenenfalls auch einen zulässigen Grenzwert, nicht überschreitet. Für den Störfall, zum Beispiel für den Ausfall der Kühlmittelversorgung oder der Stelleinrichtungen der Spiegel 24 bis 26, kann der Prozeßrechner ferner Hilfsmaßnahmen einleiten. Zu diesem Zweck kann der Strahlungswärmetauscher zum Beispiel bei überhitzung mit einem verstärkten Kühlmittelstrom beaufschlagt werden. ^.

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as

- SO - VPA 79 ρ 9 3 5 2 BRD

Die über die Meßleitungen 94 angeregten oder unmittelbar eingeleiteten Hilfsmaßnahmen bei Störfällen können ferner für den Fall, daß das Kühlmittel ausfällt, darin bestehen, daß die Reflexionsstrahlung 28 durch Verstellung der Spiegel 24, 25, 26 aus dem Bereich des Turmes 1 gelenkt wird. Unter Umständen kann auch eine andere Kuhlmittelquelle in Betrieb genommen werden.

Ferner können die Meßleitungen 94 zur Ermittlung der gesamten Strahlungsleistung des Spiegelfeldes eingesetzt werden, sofern die Relation der durch die Einstrahlungsöffnung in den Hohlraum 41 eintretenden Strahlung im Verhältnis zu der Strahlung 40 bekannt ist, die auf den Strahlungswärmetauscher 50 wirkt. Zu diesem Zweck kann auch der gesamte Strahlungswärmetauscher 50 eingesetzt werden.

Die Fig. 9 zeigt einen Rohrplan des Sonnenturmkraftwerkes nach Fig. 1, aus dem die verschiedenen Einkopplungsmöglichkeiten des Strahlungswärmetauschers 50 zur Verwertung seiner Nutzwärme in den vorhandenen Gas- und Dampfkreislaufen 13» 15 hervorgehen.

Die Gasturbine 9 treibt mit ihrer Welle 8 den Kompressor 7, der mit einer Ansaugleitung 100 atmosphärische Luft ansaugt und von seiner Druckseite aus über eine Leitung 101 in eine Brennkammer 102 zur fossilen Zusatzbefeuerung drückt. Die Druckleitung 101 führt hinter der Brennkammer 102 zum Hohlraum-Solarerhitzer 4,5 und von diesem mit dem Leitungszweig 103 zur Gasturbine 9, die mit 8 bar und 800<>C beaufschlagt wird. Das aus der Gasturbine 9 mit 380⁰C austretende entspannte Heißgas passiert dann den Wärmetauscher 14, der nach Fig. 9 dreiteilig ausgebildet ist.

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- VPA 79 P 9 3 5 2 BRD

Der erste Teil 105 des Wärmetauschers 14 wirkt als überhitzer. Der Teil 106 des Wärmetauschers 14 dient als Verdampfer. Nach einem dritten Teil 107 des Wärmetauschers 14, der als Vorwärmer wirkt, verläßt die auf 150°C abgekühlte Luft über die Auslaßleitung 16 das Sonnenturmkraftwerk in die Atmosphäre.

Die Dampfturbine 17 mit dem Generator 20 ist zweistufig ausgebildet. Aus dem Niederdruckteil führt eine Auslaßleitung 110 zu dem von dem Trockenkühlturm 19 gebildeten Kondensator. Aus diesem wird das Speisewasser mit einer Pumpe 111 in einen Speisewasserbehälter 112 geführt. In den Speisewasserbehälter 112 führt auch eine Auslaßleitung 114 des Hochdruckteils, die als Anzapfleitung zum Vorwärmen des Speisewassers dienen kann.

Aus dem Speisewasserbehälter 112 kann das Speisewasser über eine Förderpumpe 115 in den Vorwärmer 107 gefördert werden. Der Vorwärmer ist seinerseits über eine Leitung 116 mit einer Dampftrommel 117 verbunden, über ein Ventil 118 und einen Leitungszweig 119 steht er ferner mit der Anschlußleitung 120 des StrahlungsWärmetauschers 50 in Verbindung.

Aus der Trommel 117 kann eine Pumpe 121 Speisewasser mit Sättigungstemperatür in den Verdampfer 106 fördern. Dieser ist über eine Leitung 122 mit dem Dampfraum der Trommel 117 verbunden, an den über eine Leitung 123 der Überhitzer 105 angeschlossen ist. Aus dem Überhitzer 105 führt die Heißdampfleitung 124 zur Dampfturbine 17.

Der Strahlungswärmetauscher 50 ist mit einem Leitungs-

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zweig 126 mit einem Ventil 127 einmal mit der Heißdampfleitung 124 verbunden. Die Leitung 120 steht über ein Ventil 130 mit der Leitung 123 in Verbindung. Ein weiteres Ventil 131 schließt die Verbindung mit der Leitung 122. Die Leitung 126 ist über eine Leitung mit einem Ventil 134 mit der Druckseite der Pumpe 121 und über einen Leitungszweig 135 mit einem Ventil 136 mit der Druckseite der Pumpe 115 verbunden.

Bei der dargestellten Ausbildung der Anschlußleitungen kann der Strahlungswärmetauscher 50 in Abhängigkeit von seiner Temperatur unterschiedlich in den Dampfkreis 15 der Dampfturbine 17 eingeschaltet werden. Werden zum Beispiel die Ventile 136 und 118 geöffnet, dann wird der Strahlungswärmetauscher 50 in Parallelbetrieb zum Vorwärmer 107 mit Speisewasser beaufschlagt, das von der Speisewasserpumpe 115 über den Leitungszweig 133 in den Strahlungswärmetauscher geführt wird und über die Leitungen 119 und II6 in die Trommel 117 gelangt. Die Einlaßtemperatur des Speisewassers in den Strahlungswärmetauscher 50 beträgt dann zum Beispiel nur 500C.

Wird das Ventil 134 gleichzeitig mit dem Ventil 131 geöffnet, dann kann der Strahlungswärmetauscher 50 parallel zum Verdampfer 106 arbeiten, weil er von der Pumpe 121 beaufschlagt wird und Dampf über das Ventil 131 in die Leitung 122 liefert. Die Dampftemperatür hinter dem Strahlungswärmetauscher 50 kann hier bei 150 bis 200⁰C liegen.

Schließlich kann durch öffnen der Ventile 130 und 127 der Strahlungswärmetauscher 50 auch als Überhitzer gefahren werden. Hierbei wird er mit Dampf aus der Trom-

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mel 117 beaufschlagt, der dann unmittelbar in die Heißdampfleitung 124 abgegeben wird. Hier ist die Endtemperatur hinter dem Strahlungswärmetauscher 50 zum Beispiel 350⁰C.
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Wie Fig. 4 zeigt, ist es auch möglich, den Strahlungswärmetauscher 50 an der Einstrahlungsöffnung 29 in den Gaskreis 13 einzukoppeln, wenn mit ihm genügend hohe Temperaturen zwischen beispielsweise 500 und 800⁰C erreicht werden können. Im Hinblick auf eine Abschirmwirkung, die mit dem Strahlungswärmetauscher 50 für das Bauwerk des Sonnenturmkraftwerkes beabsichtigt sein kann, können jedoch die niedrigen Temperaturen des Dampfkreises 15 besser für die Wärmeabfuhr, d.h.

für die Nutzung der Sonnenwärme mit dem Strahlungswärmetauscher 50, geeignet sein.

23 Patentansprüche
9 Figuren

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Claims

■ 1 - VPA 79 P 9 3 5 2 BRD

Patentansprüche

M/ Sonnenturmkraftwerk mit einem Feld von Spiegeln, die um den Fuß eines Turmes herum angeordnet sind, der an seinem oberen Ende einen Hohlraum-Solarerhitzer trägt, welcher durch die vom Spiegelfeld reflektierte und konzentrierte Strahlung durch eine Einstrahlungsöffnung in einer Wand des Hohlraumes aufgeheizt wird und zur Nutzung der Strahlungswärme an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rand (38) der Einstrahlungsöffnung (29) ein berohrter Strahlungswärmetauscher (50) zugeordnet ist, der an einen Kühlmittelkreislauf (15) angeschlossen ist und dessen dem Spiegelfeld (23) zugekehrte Oberfläche auf der Außenseite der Wand (30) des Hohlraumes (41) liegt.

2. Sonnenturmkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß der Strahlungswärmetauscher (50) dem Querschnitt der Einstrahlungsöffnung (29) angepaßt ist und deren Rand (38) auf einer Breite von mindestens einem Zehntel, vorzugsweise einem Viertel ihrer lichten Weite überdeckt.

3. Sonnenturmkraftwerk nach Anspruch 1 oder 2, d a durch gekennzeichnet, daß die Rohre des Strahlungswärmetauschers (50) Wärmerohre (heatpipes) (85) sind.

^. Sonnenturmkraftwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationszone der Wärmerohre (85) oberhalb der Verdampfungszone (86) außerhalb der Reflexionsstrahlung (28) liegt.

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- 2 - VPA79P9352BRD

5. Sonnenturmkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den Rohren (51) des Strahlungswärmetauschers (50) flächenhafte Elemente (63) zugeordnet sind, die durch Wärmeleitung und/oder Rückstrahlung den Wärmeübergang auf die Rohre (51) beeinflussen.

6. Sonnenturmkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Strahlungswärmetauschers (50) selektiv absorbierende und emittierende Beschichtungen aufweisen.

7. Sonnenturmkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Strahlungswärmetauscher (50) photoelektrische Halbleiterelemente zugeordnet sind, die vorzugsweise durch dessen Rohre (51) zwangsgekühlt werden.

8. Sonnenturrakraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungswärmetauscher (50) zur Verringerung konvektiver Verluste mit einer Glasabdeckung (52) versehen ist, die hochtemperaturfest, durch Dehnungsfugen segmentiert, ein- oder zweilagig und mit seitlicher Randabdichtung (55, 56) ausgeführt ist.

9. Sonnenturmkraftwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzei chnet, daß die Glasoberflächen zur Verringerung der Wärmestrahlungsverluste durch selektive Beschichtung (53) im infraroten Wärmestrahlungsbereich wenig durchlässig gemacht sind, während sie im sichtbaren Strahlungsbereich gut durchlässig sind.

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- 3 - VPA 79 ρ 9 3 5 2 BRtt

10. Sonnenturmkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (51) des Strahlungswärmetauschers (50) mit Dehnungskompensatoren versehen und über Festpunkte (72) fixiert sind, während ihnen gegebenenfalls zugeordnete flächenhafte Elemente, die den Rand (38) der Einstrahlungsöffnung (29) umgeben, längs des Randes und/oder quer dazu durch Dehnungsfugen in Sektoren und/oder Segmente unterteilt sind. 10

11. Sonnenturmkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungswärmetauscher (50) als Bestandteil der Hohlraumwand (30) in der Ebene der Einstrahlungsöffnung (29) so angeordnet ist, daß er sowohl direkt durch die Reflexionsstrahlung (28) als auch durch die Strahlung im Hohlraum (41) erhitzt wird.

12. Sonnenturmkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (51) des Strahlungswärmetauschers (50) als dreidimensionale, räumlich gekrümmte Ringfläche um die Einstrahlungsöffnung (29) herum angeordnet sind.

13· Sonnenturmkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (51) des Strahlungswärmetauschers (50) mehrlagig und gegeneinander versetzt angeordnet sind.

14. Sonnenturmkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13f dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (51) des Strahlungswärmetauschers (50)

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- h - VPA79P9352

zu einem Rohrbündel (60) zusammengefaßt sind, das längs des Randes (38) der Einstrahlungsöffnung (29) oder quer dazu verläuft.

15. Sonnenturmkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rohrbündel (60) vorgesehen sind, die jeweils einen Teil der dem Rand (38) benachbarten Ringfläche bedecken.
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16. Sonnenturmkraftwerk nach Anspruch 15, dadurch gekennzei chnet, daß die Rohrbündel (60) nach der Intensität der auf sie entfallenden Reflexionsstrahlung (28), insbesondere tageszeitlich unterschiedlich parallel oder in Reihe zu schalten sind.

17. Sonnenturmkraftwerk nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrbündel (60) nach der Temperatur des Kühlmittels unterschiedlich als Vorwärmstrecke oder Verdampferstrecke oder Uberhitzerstrecke eingesetzt sind.

18. Sonnenturmkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung des Kühlmittels im Strahlungswärmetauscher (50) bezogen auf die Einstrahlungsöffnung (29) umkehrbar ist.

19. Sonnenturmkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Rohr (51) des Strahlungswärmetauschers (50) als Meßleitung (94) dient und mit Meßfühlern für Temperatur und Massenstrom versehen ist.

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- 5 - VPA 79 p 9 3 5 2 20. Sonnenturmkraftwerk nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rohre (51) des Strahlungswärmetauschers (50) als Meßleitung zur Ermittlung der über den Rand der Einstrahlungsöffnung hinausgehenden Reflexionsstrahlung ausgebildet und verteilt angeordnet sind oder daß alle Rohre (51) zur kalorimetrischen Messung der gesamten Reflexionsstrahlung schaltbar sind.

21. Sonnenturmkraftwerk nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßleitungen (9h) zur Steuerung des Spiegelfeldes (23) mit einem Prozeßrechner verbunden sind.

22. Sonnenturmkraftwerk nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßleitungen (94) Teil eines vorzugsweise mit einem Prozeßrechner ausgestatteten Regelkreises zur Optimierung der Wärmeverwertung des Strahlungswärmetauschers

(50) sind.

23. Sonnenturmkraftwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (51) des Strahlungswärmetauschers (50) beim Betrieb oberhalb einer zulässigen Grenztemperatür durch eine Sicherheitsschaltung mit einem erhöhten Kühlmittelstrom beaufschlagbar sind.

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