DE2939416C2

DE2939416C2 - Sonnenkraftwerk

Info

Publication number: DE2939416C2
Application number: DE2939416A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. 8500 Nürnberg Finckh
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1984-06-28
Also published as: DE2939416A1

Abstract

Kontaktelektroden-Anordnung für Lichtbogen- oder Widerstandsschmelzöfen, mit einer außerhalb der Ofenmauerung angeordneten Basisplatte, mit der die Hälse mehrere Elektroden leitend verbunden sind, wobei der übrige Teil der Elektroden in die Ofenausmauerung hineinragt und mit der in dem Ofenherd befindlichem Schmelze Kontakt hat. Die Basisplatte (6) ist unterhalb des Ofenbodens (4) in Abstand angebracht. Zwischen Basisplatte und Ofenboden ist damit ein Zwischenraum (7) geschaffen, in dem ein die Elektrodenhälse (8), die Ofen-Außenseite und die Basisplatte (6) kühlendes Fluid, insbesondere Luft, fließen kann.

Description

Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Sonnenkraftwerk mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1, bei dem durch die Verwendung eines Strahlupgswä'rmetauschers, dessen Berohrung unmittelbar dem gesamten Spiegelfeld zugewandt ist, der Wirkungsgrad des Sonnenkraftwerkes verbessert wird. Dabei wird auch die über den Querschnitt der Einstrahlungsöffnung des Hohlraum-Solarerhitzers hinausreichende Reflexionsstrahlung genutzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Strahlungswärmetauscher einen konstruktiven Aufbau zu geben, der eine einfache und damit kostengünstige Herstellung ermöglicht.

Gemäß der Erfindung ist der Strahlungswärmetauscher in Form eines Polygons mit mindestens 6 Ecken ausgeführt und aus geradlinigen Rohren zusammengesetzt. Er kann also ohne den sonst notwendigen Aufwand für das Biegen der Rohre hergestellt werden. Außerdem wird damit die Gefahr von Lecks vermieden, die etwa beim Biegen durch Fehlstellen an Rohrnähten zustande kommen können. Die geradlinigen Rohre sind lediglich auf die gewünschten Abmessungen zu bringen und dann miteinander zu verbinden. Dies geschieht insbesondere durch Schweißen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind zwei parallel zueinander liegende polygonförmige Rohranordnungen als Sammelleitungen vorgesehen, /wischen denen quer zu den Sammelleitungen verlaufende Heizrohre angeordnet sind. Auf diese Weise entstehen Rohrbündel, deren lluupirichtung quer zum Rand der Einstrahlungsöffnung verlauft. Es ist aber auch möglich, daß die Rohre des Sirahlungsv/ärmetauschers mäanderförmig verlaufend die einzelnen Seiten des Polygons bilden.

Zur Abschirmung des Sonnenturmkraftwerke; gegen die über den Querschnitt der Einstrahlungsöffnung hinausgehende Reflexionssirahlun*: kann es durchaus vnrteilhaft sein, dall mehrere ein Polygon bildende Rohrunordnungen in verschiedenen Lagen und mit gegeneinander versetzten Ecken vorgesehen sind. Dabei wird man meist schon mit zwei Lagen solcher Rohre auskommen, insbesondere dann, wenn den Rohren Rippen oder ähnliehe flächciihaftc Elemente zur Verbesserung der Verwertung der Strahlungswärme zugeordnet sind.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines Sonnenturmkraftwerkes nach dem Hauptpatent.

F i g. 2 einen Slrahlungswärmetauscher mit quer zur Einstrahlungsöffnung verlaufendem polygonalem Rohrbündel.

Fig. 3 einen Strahlungswärmetauscher mit einem längs des Randes der Einstrahlungsöffnung verlaufenden polygonalen Rohrbündel.

Das in Fig. I dargestellte Sonnenturmkraftwerk umfaßt einen Turm 1. der sich zum Beispiel um mindestens vierzig Meter über den Erdboden 2 erhebt. Der Turm 1 trägt an seinem oberen Ende 3 einen oder mehrere Hohlraum-Solarerhitzer 4 und 5. Die Solarerhitzer sind 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 Heiligasleitiingcn 11 und 12 der beiden Solarerhitzcr 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 Dampferzeuger 14 eines Dampfkreislaufes 15. bevor es über einet; 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 Dampfkreislauf 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.

als Ausführungsbeispiel dargestellt, baulich vereinigt ist. Dort kondensiert das Kühlmittel und gelangt als Speisewasser wieder zum Wärmetauscher 14. Das Sonnenturmkraftwerk kann aber auch mit einem gesondert errichteten Kühlturm ausgerüstet werden.

bo Sowohl die Gasturbine 9 als auch die Dampfturbine 17 treiben jeweils einen Generator 21 bzw. 20 zur Erzeugung elektrischer Leistung an.

Die Solarerhit/ei 4 und 5 werden von zwei symmetrischen Spiegelfeldscgmenten beaulschlagi. die am Fuß

b) desTunr.es I angeordnet sind. Davon sind in Fig. 1 nur für ein Spiegelfeldsegment 23 die schematisch dargestellten liin/elspiegel 24, 25, 2fr gezeichnet, welche die parallel einfallenden Sonnenstrahlen 27 al·, gebündelte

Reflexionsstrahlung 28 durch eine Einstrahlungsöffnung 29 in einer Hohlraumwand 30 auf den Solarerhitzer 4 richten. Eine gleichermaßen gebündelte Reflexionssirahlung 32 beaufschlagt durch eine zwei;--¹ Einstrahlungsöffnung 33 den Solarerhii/.crä.

Die F i g. 2 zeigt vereinfacht die Einstrahlungsöffnung 29 und den an dem Rand 38 der Einstrahlungsöffnung angeordneten Strahlungswärmeiauschcr 50 in Form eines Polygons. Die Fläche des Wärmetauschers ist durch zwei Sammelleitungen 51 und 52 in Form regelmäßiger to Achtecke bestimmt, die konzentrisch zueinander liegen. Zwischen den Sammelleitungen 51. 52 verlaufen rechtwinklig zu den jeweiligen Abschnitten Heizrohre 53, die den Abstand zwischen den Sammelleitungen 51, 52 überbrücken. Die Heizrohre 53 werden von den Sam- is melleitungen 52 her mit einem Kühlmittel, zum Beispiel Wasser beaufschlagt, das über eine Zuleitung 55 eintritt. Aus der Sammelleitung 52 verläßt das erwärmte, gegebenenfalls verdampfte Wasser den Strahlu-gswärmelauschcr 50 über eine Ableitung 56.

Bri dem insgesamt öeckigen Sirahlungswärmetauscher 50' nach F i g. 3 bestehen die einzelnen Abschnitte 60 bis 65 aus mäanderförmig verlaufenden, geradlinigen Rohrstücken 66. Daraus ergibt sich eine längs des Randes 38 der Einstrahlungsöffnung 29 verlaufende Hauptrichtung der Rohre 66. Die Rohre 66 liegen insgesamt in einer ersten Lage, die zum Beispiel mit der Ebene der Einstrahlungsöffnung 29 zusammenfallen kann. Zur besseren Abdeckung des Randes der Einstrahlungsöffnung 29 kann man darüber oder darunter ein zweites, vorzugsweise gleiches Polygon aus Rohren 66' vorsehen, das gegenüber dem ersten Polygon um 30" winkelverschoben angeordnet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

40

45

50

55

b0

Claims

Patentansprüche:

1. Sonnenkraftwerk mit einem Feld von Spiegeln, die um den Fuß eines Turmes herum angeordnet sind, der an seinem oberen Ende in einem Hohlraum einen 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, sowie mit einem die Einstrahlungsöffnung außerhalb des Hohlraumes ringförmig umgebenden berohrten Strahlungswärmetauscher, der an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen ist und dessen Berührung unmittelbar dem gesamten Spiegelfeld zugewandt ist, nach Patent 29 37 529, d a durch gekennzeichnet, daß der Strahlungswärmetauscher (50) in Form eines Polygons (51, 52) mit mindestens 6 Ecken ausgeführt und aus geradlinigen Rohren zusammengesetzt ist.

2. Sonnenkraftwerk nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallel zueinander liegende polygonförmige Rohranordnungen als Sammelleitungen (51, 52) vorgesehen sind, zwischen denen quer zu den Sammelleitungen (51, 52) verlaufende Heizrohre (53) angeordnet sind.

3. Sonnenkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre(66)des Strahlungswärmetauschers (50') mäanderförmig die einzelnen Seiten des Polygons bilden.

4. Sonnenkraftwerk nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere ein Polygon bildende Rohranordnungen (66, 66') in verschiedenen Lagen und mit gegeneinander versetzten Ecken vorgesehen sind.