WO2011120957A1 - Ausdehnungssystem des wärmeträgermedium-kreislaufs eines solarthermischen kraftwerks - Google Patents

Ausdehnungssystem des wärmeträgermedium-kreislaufs eines solarthermischen kraftwerks Download PDF

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WO2011120957A1
WO2011120957A1 PCT/EP2011/054804 EP2011054804W WO2011120957A1 WO 2011120957 A1 WO2011120957 A1 WO 2011120957A1 EP 2011054804 W EP2011054804 W EP 2011054804W WO 2011120957 A1 WO2011120957 A1 WO 2011120957A1
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expansion
heat transfer
transfer medium
expansion system
medium circuit
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PCT/EP2011/054804
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Frieder GRÄTER
Francesco La Porta
Wolfhard Bickmeyer
Christian Möbius
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Flagsol Gmbh
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/80—Accommodating differential expansion of solar collector elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Definitions

  • the invention is directed to an expansion system of the heat transfer medium circuit of a solar thermal
  • Power plant comprising a plurality of arranged in the heat transfer medium circuit expansion tank and / or flooding tank.
  • the invention is directed to a solar thermal power plant with a solar field formed from parabolic trough collectors
  • Solar thermal power plants have a heat transfer medium circuit and a water vapor circuit operatively connected thereto.
  • a heat transfer medium or heat transfer medium is circulated, wherein it is guided in the focal line of parabolic trough mirror absorber lines through a solar field and is heated there by incident in the parabolic trough mirror and reflected sun rays. This in the
  • Parabolic trough mirrors having parabolic trough collectors the solar thermal power plant from the sun on the absorber line concentrated heat is discharged via heat exchangers to the steam circuit in which steam is generated. Via a turbine, the heat contained in the steam is converted into usable energy, for example via a generator connected to the turbine into electrical energy.
  • a thermal oil is used as the heat transfer medium or heat transfer medium. Due to the resulting during operation of such a solar thermal power plant in the heat transfer medium cycle, for example, the change from day to night temperature difference and associated changing Volume of the heat transfer medium, for example, is warmer at night than at night, an expansion or expansion system must be provided, which
  • volume expansions of the heat transfer medium at elevated temperature compensates and compensates.
  • a gas cushion of nitrogen (N 2 ) is formed, which is located above the liquid level of the heat transfer medium in the expansion tank.
  • Expansion tank is located at the level highest point of the heat transfer medium circuit. It is provided with a vent valve in order to be able to blow off forming gas fractions, for example oil vapor, of the heat transfer medium. Via conduits in which a system of pumps and valves is arranged, the expansion tank is connected to the flooding tanks in order to be able to adapt the level of the expansion tank to the changing operating conditions. In addition, the pumps and valves are redundant, so that the reliability of the expansion system is ensured.
  • a disadvantage of this prior art is the associated large investment and, which results from the fact that the flooding tank and the expansion tank must be arranged at different heights above the floor level, so that the heat transfer system whose component is the expansion system, in at least two different heights floors must be built. Further the valves and pumps must be double. This also means that the self-consumption of energy of the power plant is relatively high, since the redundant existing pumps consume electrical power. Finally, with the presence of pumps and valves also a (increased) risk of failure and a corresponding maintenance and repair costs associated. Also, the entire system must be integrated into the plant control of the solar thermal power plant.
  • the invention is therefore based on the object to provide a solution that makes it possible to provide a technically simplified and structurally less expensive expansion system.
  • the expansion system comprises a plurality of substantially the same height level arranged expansion tank, which are in fluid communication with each other.
  • the expansion tank are in fluid communication with each other, so that without pumps or other fittings, the liquid of a Expansion tank can flow independently into an adjacent expansion tank, wherein the fluid-conducting connections are formed below the liquid level in the individual expansion tanks and thereby adjusts the same liquid level of the heat transfer medium in total across the existing number of expansion tanks in all expansion tanks. This eliminates the need for pumps and fittings between the expansion tanks, significantly reducing maintenance and repair work. In particular, there are no moving parts between two
  • the expansion system of the invention consists of at least one, preferably a plurality of ground-level expansion tank ⁇ n ⁇ , which are in fluid communication with the heat transfer medium circuit.
  • the invention provides that at least one expansion tank with a cross-sectional widened line section of a heat transfer medium leading line of the heat transfer medium circuit is in fluid-conducting connection.
  • the invention is also advantageous for the achievement of a good gas outlet when the line section opens into an expansion tank.
  • the invention is further characterized in that the queritesser shimmererte line section at least in upstream direction of the
  • the invention further provides that the querroughser shimmererte line section in upstream and downstream of the heat transfer medium circulation each in a preferably uniformly continuous cross-sectional change in the normal cross section of the heat transfer medium line leading
  • the number of expansion tanks with which the expansion system is equipped depends individually on the size of each plant and is designed as well as the size of the individual expansion tank depending on the design and performance of the heat transfer medium circuit and the solar thermal power plant. In this case, the size of the individual expansion tanks is essentially limited by the particular production process selected and also by the transport process.
  • the invention further provides that at least one expansion tank has a safety valve in the form of a pressure relief valve.
  • the invention further provides that at least one expansion tank has a degassing valve. If the gas chambers or gas cushion chambers of the individual expansion tanks are connected in fluid communication via a pipe in which the degassing valve is arranged, then the degassing valve can be actuated as a blow-off valve, for example, from a control room and thus a uniform degassing of all existing and in fluid-conducting connection Perform the degassing valve standing expansion tank.
  • the invention therefore also provides that the degassing valve can be actuated via a signal line from a control room.
  • the invention is characterized in an embodiment of the solar thermal power plant in that it exclusively one or more expansion systems according to one of claims 1-10.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the heat transfer medium circuit 1 of a solar thermal power plant, symbolized by a circular guided pipe 2 is shown schematically.
  • the heat transfer medium circuit 1 equipped with parabolic trough solar panels 3 is formed, in which in the heat transfer medium circuit 1 of one or more pump (s) 5 in the flow direction 4 moving heat transfer medium 6 from the mirror surface of the parabolic trough collectors reflected solar radiation in the form of heat receives.
  • the heated heat transfer medium 6 are in a plurality of heat exchangers having heat transfer stage 7 heat to the steam circuit 8 of the solar thermal power plant from.
  • a cross-sectional widened line section 10 is then formed in a line 9 of the heat transfer medium circuit 1.
  • a transition section is formed at each end of the cross-sectional widened line section 10, along which a continuous cross-sectional change from the cross-section of the cross-sectional widened line section 10 to the cross section of the heat transfer medium 6 in this area leading line 9 is formed, so that this transition portion of the cross-sectional widened
  • Line section 10 opens into the normal cross section of the line 9.
  • the cross-sectional widened line section 10 is part of the expansion system shown as a dashed line 11.
  • this expansion system 11 comprises three expansion tanks 12a, 12b, 12c, of which the middle expansion tank 12b is in fluid communication with the cross-sectional widened pipe section 10, as indicated by arrows 13a, 13b.
  • the cross-sectional widened line section 10 opens directly into an expansion tank, in the exemplary embodiment, the expansion tank 12b.
  • the expansion tanks 12a, 12b and 12c are positioned at least substantially substantially equal in height and connected to each other in their lower tank areas with fluid lines 14a, 14b, so that within the expansion tank 12a, 12b, 12c each form a volume of heat transfer medium 6 and accumulates, that the same level of the bath mirror surface is achieved in all three expansion vessels.
  • the liquid exchange between the individual expansion tanks takes place automatically.
  • each of the expansion tank 12a, 12b, 12c with a gas cushion of inert gas, in the embodiment, for example, nitrogen, equipped.
  • the pressure in each of the expansion tanks 12a, 12b, 12c is the same and, in addition, the same inert gas in each expansion tank intended.
  • the gas cushion having gas cushion spaces 15a, 15b, 15c are connected to each other via lines 16a, 16b, 16c in fluid communication with each other.
  • a vent valve 17 is arranged, which is in a manner not shown via a signal line with a control room or control room in operative connection, from which control room from the vent valve controlled and depending on the desired degassing so that blowing off gas from the Gas cushions of the expansion tank 12a, 12b, 12c possible.
  • Overpressure valve trained safety valve 18 equipped, which blows off at the inadmissibly high gas pressure gas from the ⁇ usdehnungssyste 11.
  • the expansion system 11 comprises three expansion tank 12a, 12b, 12c, but this may consist of any number of expansion tanks, but at least one, depending on the size and design of the heat transfer medium circuit 1 and the water vapor cycle and the power the solar thermal power plant are selected and designed.
  • the expansion tank 12a, 12b, 12c are set level at ground level with slope to the line section 10 to prevent dry running of the pump (s) 5 and therefore easily accessible for maintenance and / or repair purposes.

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Abstract

Bei einem Ausdehnungssystem (11) des Wärmeträgermedium- Kreislaufes (1) eines solarthermischen Kraftwerks umfassend mehrere im Wärmeträgermedium-Kreislauf (1) angeordnete Ausdehnungsbehälter (12a, 12b, 12c) und/oder Flutungsbehälter, soll eine Lösung geschaffen werden, die es ermöglicht, ein technisch vereinfachtes und konstruktiv weniger aufwendiges Expansions- oder Ausdehnungssystem zu schaffen. Dies wird dadurch erreicht, dass das Ausdehnungssystem (11) mehrere auf im Wesentlichen demselben Höhenniveau angeordnete Ausdehnungsbehälter (12a, 12b, 12c) umfasst, die miteinander in fluidleitender Verbindung stehen.

Description

Ausdehnungssystem des Wärmeträgermedium-Kreislaufs eines solarthermischen Kraftwerks
Die Erfindung richtet sich auf ein Ausdehnungssystem des Wärmeträgermedium-Kreislaufs eines solarthermischen
Kraftwerks umfassend mehrere im Wärmeträgermedium-Kreislauf angeordnete Ausdehnungsbehälter und/oder Flutungsbehälter.
Außerdem richtet sich die Erfindung auf ein solarthermisches Kraftwerk mit einem aus Parabolrinnenkollektoren gebildeten Solarfeld
Solarthermische Kraftwerke weisen einen Wärmeträgermedium- Kreislauf und einen damit in Wirkverbindung stehenden Wasserdampfkreislauf auf. Im Wärmeträgermedium-Kreislauf wird ein Wärmeträgermedium oder Wärmeübertragungsraedium im Kreislauf geführt, wobei es in der Brennlinie von Parabolrinnenspiegeln angeordneten Absorberleitungen durch ein Solarfeld geführt wird und dort von in die Parabolrinnenspiegel einfallenden und reflektierten Sonnenstrahlen erwärmt wird. Diese in die
Parabolrinnenspiegel aufweisenden Parabolrinnenkollektoren. des solarthermischen Kraftwerks von der Sonne auf die Absorberleitung konzentrierte Wärme wird über Wärmetauscher an den Wasserdampfkreislauf abgegeben, in welchem Dampf erzeugt wird. Über eine Turbine wird die in dem Dampf enthaltene Wärme in nutzbare Energie, beispielsweise über einen an die Turbine angeschlossenen Generator in elektrische Energie, umgewandelt. Bei solarthermischen Kraftwerken mit Parabolrinnenspiegeln wird üblicherweise ein Thermoöl als Wärmeträgermedium oder Wärmeübertragungsmedium eingesetzt. Aufgrund des sich bei Betrieb eines solchen solarthermischen Kraftwerkes im Wärmeträgermedium-Kreislauf beispielsweise beim Wechsel vom Tag zur Nacht ergebenden Temperaturunterschiedes und damit verbunden sich ändernden Volumens des Wärmeträgermediums, das beispielsweise bei Tag wärmer als bei Nacht ist, muss ein Expansions- oder Ausdehnungssystem vorgesehen sein, das die
Volumenausdehnungen des Wärmeträgermediums bei erhöhter Temperatur ausgleicht und kompensiert.
Aus der Praxis ist es bekannt, ein Ausdehnungssystem aus einem mehrere Meter über dem Erdniveau angeordneten, hochgelegenen Ausdehnungsbehälter und mit mehreren höhenmäßig darunter angeordneten Flutungsbehältern, die mit dem Ausdehnungsbehälter in fluidleitender Verbindung stehen, auszubilden, wobei je nach Größe des Kraftwerkes mehrere Flutungsbehälter vorgesehen sind. In dem Ausdehnungsbehälter ist ein Gaspolster aus Stickstoff (N2) ausgebildet, das sich oberhalb des Flüssigkeitsniveaus des Wärmeträgermediums in dem Ausdehnungsbehälter befindet. Der bekannte
Ausdehnungsbehälter ist an der niveaumäßig höchsten Stelle des Wärmeträgermedium-Kreislaufs angeordnet. Er ist mit einem Entlüftungsventil versehen, um sich bildende Gasanteile, beispielsweise Öl-Dampf, des Wärmeträgermediums abblasen zu können. Über Leitungen, in denen ein System von Pumpen und Ventilen angeordnet ist, ist der Ausdehnungsbehälter mit den Flutungsbehältern verbunden, um eine Anpassung des Füllstandes des Ausdehnungsbehälters an die wechselnden Betriebsbedingungen anpassen zu können. Darüber hinaus sind die Pumpen und Ventile redundant ausgebildet, damit die Betriebssicherheit des Ausdehnungssystems gewährleistet ist.
Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist der damit verbundene große Investitionsauf and, der sich daraus ergibt, dass die Flutungsbehälter und der Ausdehnungsbehälter in unterschiedlichen Höhen über dem Bodenniveau angeordnet werden müssen, so dass das Wärmeübertragungssystem dessen Bestandteil das Ausdehnungssystem ist, in mindestens zwei höhenunterschiedlichen Etagen aufgebaut werden muss. Ferner müssen die Armaturen und Pumpen doppelt vorhanden sein. Dies führt ferner dazu, dass der Eigenverbrauch an Energie des Kraftwerkes relativ hoch ist, da die redundant vorhandenen Pumpen elektrische Leistung verbrauchen. Schließlich ist mit dem Vorhandensein von Pumpen und Armaturen auch ein (erhöhtes) Ausfallrisiko und ein entsprechender Wartungs- und Reparaturaufwand verbunden. Auch muss das gesamte System in die Anlagensteuerung des solarthermischen Kraftwerkes eingebunden sein.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die es ermöglicht, ein technisch vereinfachtes und konstruktiv weniger aufwändiges Ausdehnungssystem zu schaffen .
Bei einem Ausdehnungssystem der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Ausdehnungssystem mehrere auf im Wesentlichen demselben Höhenniveau angeordnete Ausdehnungsbehälter umfasst, die miteinander in fluidleitender Verbindung stehen.
Bei einem solarthermischen Kraftwerk der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass es mindestens ein Ausdehnungssystem nach einem der Ansprüche 1-10 aufweist.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung eines Ausdehnungssystems ist es nicht mehr notwendig den Wärmeträgermedium-Kreislauf und insbesondere das Ausdehnungssystem in zwei Etagen aus Flutungsbehältern mit einem darüber angeordneten Ausdehnungsbehälter auszubilden. Dies vermindert die Investitionskosten und den konstruktiven Aufwand deutlich. Weiterhin stehen die Ausdehnungsbehälter in fluidleitender Verbindung miteinander, so dass ohne Pumpen oder sonstige Armaturen die Flüssigkeit von einem Ausdehnungsbehälter selbständig in einen benachbarten Ausdehnungsbehälter fließen kann, wobei die fluidleitenden Verbindungen unterhalb des Flüssigkeitsniveaus in den einzelnen Ausdehnungsbehältern ausgebildet sind und dadurch insgesamt über die jeweils vorhandene Anzahl an Ausdehnungsbehältern hinweg in allen Ausdehnungsbehältern dasselbe Flüssigkeitsniveau des Wärmeträgermediums sich einstellt. Damit sind Pumpen und Armaturen zwischen den Ausdehnungsbehältern nicht mehr notwendig, was die Wartungs- und Reparaturarbeiten deutlich reduziert. Insbesondere sind keine beweglichen Teile mehr zwischen zwei
Ausdehnungsbehältern notwendig. Neben dem verminderten Investitionsauf and sowie dem verringerten Wartungs- und Reparaturaufwand werden auch der Eigenverbrauch an elektrischer Energie vermindert und die Anlagensteuerung des solarthermischen Kraftwerkes entlastet. Vom Grundsatz her besteht das erfindungsgemäße Ausdehnungssystem aus mindestens einem, vorzugsweise mehreren ebenerdig aufgestellten Ausdehnungsbehälter {n} , die mit dem Wärmeträgermedium- Kreislauf in fluidleitender Verbindung stehen.
In vorteilhafter Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass mindestens ein Ausdehnungsbehälter mit einem querschnittserweiterten Leitungsabschnitt einer Wärmeträgermedium führenden Leitung des Wärmeträgermedium- Kreislaufs in fluidleitender Verbindung steht. Die Ausbildung eines querschnittserweiterten Leitungsabschnittes innerhalb der das Wärmeträgermedium im Kreislauf führenden Rohrleitung ermöglicht die Entgasung des sich beispielsweise bildenden Öl-Dampfes in die Ausdehnungsbehälter hinein, da sich in dem erweiterten Leitungsabschnitt die Strömungsgeschwindigkeit des Wärmeträgermediums verringert und damit ein Gasaustritt aus dem Flüssigkeitsstrom erleichtert wird. 4
Von Vorteil für die Erzielung eines guten Gasaustrittes ist es gemäß Ausgestaltung der Erfindung weiterhin, wenn der Leitungsabschnitt in einen Ausdehnungsbehälter einmündet. Um einen die Strömung des Wärmeträgermediums möglichst wenig beeinträchtigenden und eine gute Entgasung des Wärmeträgermediums ermöglichenden Übergang von dem Normalquerschnitt des das Wärmeträgermedium führenden Leitungsrohres auf den dem gegenüber querschnittserweiterten oder querschnittsvergrößerten Leitungsabschnitt zu realisieren, zeichnet sich die Erfindung weiterhin dadurch aus, dass der querschnittserweiterte Leitungsabschnitt zumindest in strömungsaufwärtiger Richtung des
Wärmeträgermedium-Kreislaufs einen in vorzugsweise gleichmäßig stetiger Querschnittsveränderung in den Normalquerschnitt der das Wärmeträgermedium führenden Leitung einmündenden Übergangsabschnitt aufweist. Hierdurch lässt sich eine gleichmäßige Verringerung der
Strömungsgeschwindigkeit erreichen. Um andererseits aber auch einen ebenso gleichmäßigen Anstieg der
Strömungsgeschwindigkeit des Wärmeträgermediums beim Verlassen des querschnittserweiterten Leitungsabschnittes zu erzielen, sieht die Erfindung weiterhin vor, dass der querschnittserweiterte Leitungsabschnitt in stromaufwärtiger und in stromabwärtiger Richtung des Wärmeträgermedium- Kreislaufs jeweils einen in vorzugsweise gleichmäßig stetiger Querschnittsveränderung in den Normalquerschnitt der das Wärmetragermedium führenden Leitung einmündende
Übergangsabschnitt aufweist.
Von Vorteil ist es in Ausgestaltung der Erfindung weiterhin, wenn die Ausdehnungsbehälter mit einem aus dem gleichen Schutzgas gebildeten Gaspolster gleichen Drucks beaufschlagt sind. Zweckmäßigerweise liegt hierbei weiterhin der Druck über dem Dampfdruck des Wärmeträgermediums, was die Erfindung auch vorsieht. Dies hat den Vorteil, dass damit ein Verdampfen des Wärmeträgermediums unterbunden ist.
Die Anzahl an Ausdehnungsbehältern mit denen das Ausdehnungssystem ausgestattet ist, hängt individuell von der jeweiligen Anlagengröße ab und wird ebenso wie die Größe der einzelnen Ausdehnungsbehälter je nach Ausgestaltung und Leistung des Wärmeträgermedium-Kreislaufs und des solarthermischen Kraftwerkes ausgelegt. Hierbei ist die Größe der einzelnen Ausdehnungsbehälter im Wesentlichen von dem jeweils gewählten Produktionsverfahren und auch Transportverfahren begrenzt.
In Weiterbildung sieht die Erfindung ferner vor, dass mindestens ein Ausdehnungsbehälter ein Sicherheitsventil in Form eines Überdruckventils aufweist. Hierdurch wird ein über das zulässige Maß hinausgehender Druckanstieg und damit eine übermäßige Gasansammlung in den in Form einer kommunizierenden Röhre miteinander verbundenen
Ausdehnungsbehältern vermieden.
Um je nach Wunsch und Bedarf eine Entgasung der Ausdehnungsbehälter vornehmen zu können, sieht die Erfindung weiterhin vor, dass mindestens ein Ausdehnungsbehälter ein Entgasungsventil aufweist. Wenn die Gasräume oder Gaspolsterräume der einzelnen Ausdehnungsbehälter in fluidleitender Verbindung über eine Rohrleitung miteinander verbunden sind, in welcher das Entgasungsventil angeordnet ist, dann lässt sich beispielsweise von einer Leitwarte aus das Entgasungsventil als Abblaseventil betätigen und damit eine gleichmäßige Entgasung aller vorhandenen und in fluidleitender Verbindung mit dem Entgasungsventil stehender Ausdehnungsbehälter durchführen. Die Erfindung sieht daher auch vor, dass das Entgasungsventil über eine Signalleitung von einer Leitwarte aus ansteuerbar ist .
Schließlich zeichnet sich die Erfindung in Ausgestaltung des solarthermischen Kraftwerks dadurch aus, dass es ausschließlich ein oder mehrere Ausdehnungssysteme nach einem der Ansprüche 1-10 aufweist.
Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in schematischer Darstellung den Wärmeträgermedium-Kreislauf 1 eines solarthermischen Kraftwerks, der durch eine kreisförmig geführte Rohrleitung 2 symbolisiert schematisch dargestellt ist. In dem Wärmeträgermedium-Kreislauf 1 ist das mit Parabolrinnenkollektoren ausgestattete Solarfeld 3 ausgebildet, in welchem das in dem Wärmeträgermedium- Kreislauf 1 von einer oder mehreren Pumpe (n) 5 in Strömungsrichtung 4 bewegte Wärmeträgermedium 6 von der Spiegelfläche der Parabolrinnenkollektoren reflektierte Sonnenstrahlung in Form von Wärme aufnimmt. Das erhitzte Wärmeträgermedium 6 gibt in einer mehrere Wärmetauscher aufweisenden Wärmeübertragungsstufe 7 Wärme an den Wasserdampfkreislauf 8 des solarthermischen Kraftwerkes ab. Stromabwärts der Wärmeübertragungsstufe 7 und stromaufwärts der Pumpe 5 ist dann in einer Leitung 9 des Wärmeträgermedium-Kreislaufs 1 ein querschnittserweiterter Leitungsabschnitt 10 ausgebildet. In aus der Figur nicht ersichtlicher Art und Weise ist an beiden Enden des querschnittserweiterten Leitungsabschnittes 10 jeweils ein Übergangsabschnitt ausgebildet, längs welchem eine stetige Querschnittsveränderung vom Querschnitt des querschnittserweiterten Leitungsabschnittes 10 auf den Querschnitt der das Wärmeträgermedium 6 in diesem Bereich führenden Leitung 9 ausgebildet, so dass dieser Übergangsabschnitt vom querschnittserweiterten
Leitungsabschnitt 10 aus in den Normalquerschnitt der Leitung 9 einmündet. Der querschnittserweiterte Leitungsabschnitt 10 ist Bestandteil des als gestrichelte Linie 11 dargestellten Ausdehnungssystems. Im Ausführungsbeispiel umfasst dieses Ausdehnungssystem 11 drei Ausdehnungsbehälter 12a, 12b, 12c, von welchen der mittlere Ausdehnungsbehälter 12b in fluidleitender Verbindung mit dem querschnittserweiterten Leitungsabschnitt 10 steht, wie dies durch Pfeile 13a, 13b angedeutet ist. Vorzugsweise mündet der querschnittserweiterte Leitungsabschnitt 10 unmittelbar in einen Ausdehnungsbehälter, im Äusführungsbeispiel den Ausdehnungsbehälter 12b.
Die Ausdehnungsbehälter 12a, 12b und 12c sind zumindest nahezu im Wesentlichen höhengleich positioniert und in ihren unteren Behälterbereichen jeweils mit Fluidleitungen 14a, 14b miteinander verbunden, so dass sich innerhalb der Ausdehnungsbehälter 12a, 12b, 12c jeweils ein Volumen an Wärmeträgermedium 6 derart ausbildet und ansammelt, dass in allen drei Ausdehnungsgefäßen dasselbe Niveau der Badspiegeloberfläche erreicht wird. Durch die derart miteinander kommunizierend verbundene Ausgestaltung der fluidleitenden Verbindung zwischen den einzelnen Ausdehnungsbehältern 12a, 12b, 12c ist es nicht mehr notwendig, zwischen diesen Ausdehnungsbehältern und in den Fluidleitungen 14a, 14b Pumpen oder Armaturen auszubilden und anzuordnen. Der Flüssigkeitsaustausch zwischen den einzelnen Ausdehnungsbehältern erfolgt selbsttätig. Oberhalb des Badspiegels ist jeder der Ausdehnungsbehälter 12a, 12b, 12c mit einem Gaspolster aus Schutzgas, im Ausführungsbeispiel zum Beispiel Stickstoff, ausgestattet. Hierbei ist der Druck in jedem der Ausdehnungsbehälter 12a, 12b, 12c gleich und außerdem in jedem Ausdehnungsbehälter das gleiche Schutzgas vorgesehen. Auch die Gaspolster aufweisenden Gaspolsterräume 15a, 15b, 15c stehen untereinander über Leitungen 16a, 16b, 16c miteinander in fluidleitender Verbindung. In den Leitungen 16a, 16b, 16c ist ein Entlüftungsventil 17 angeordnet, das in nicht dargestellter Weise über eine Signalleitung mit einer Steuerwarte oder Leitwarte in Wirkverbindung steht, von welcher Leitwarte aus das Entlüftungsventil ansteuerbar und je nach gewünschter Entgasung damit ein Abblasen an Gas aus den Gaspolstern der Ausdehnungsbehälter 12a, 12b, 12c möglich.
Aus Sicherheitsgründen ist ferner mindestens einer der
Ausdehnungsbehälter 12a, 12b, 12c mit einem als
Überdruckventil ausgebildeten Sicherheitsventil 18 ausgestattet, das bei unzulässig hohem Gasdruck Gas aus dem Äusdehnungssyste 11 abbläst.
Auch wenn im Ausführungsbeispiel das Ausdehnungssystem 11 drei Ausdehnungsbehälter 12a, 12b, 12c umfasst, so kann dieses jedoch aus einer beliebigen Anzahl an Ausdehnungsbehältern, mindestens aber einem, bestehen, die je nach Größe und Auslegung des Wärmeträgermedium-Kreislaufes 1 und des Wasserdampfkreislaufes und der Leistung des solarthermischen Kraftwerkes ausgewählt und ausgelegt sind.
Die Ausdehnungsbehälter 12a, 12b, 12c sind niveaugleich ebenerdig mit Gefälle zum Leitungsabschnitt 10 aufgestellt, um ein Trockenlaufen der Pumpe (n) 5 zu verhindern und daher zu Wartungs- und/oder Reparaturzwecken leicht erreichbar.

Claims

Patentansprüche
1. Ausdehnungssystem (11) des Wärmeträgermedium-Kreislaufes (1) eines solarthermischen Kraftwerks umfassend mehrere im Wärmeträgermedium-Kreislauf (1) angeordnete
Ausdehnungsbehälter {12a, 12b, 12c) und/oder
Flutungsbehälter,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ausdehnungssystem (11) mehrere auf im Wesentlichen demselben Höhenniveau angeordnete Ausdehnungsbehälter (12a, 12b, 12c) umfasst, die miteinander in fluidleitender Verbindung stehen.
2. Ausdehnungssystem (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ausdehnungsbehälter (12b) mit einem querschnittserweiterten Leitungsabschnitt (10) einer Wärmeträgermedium (6) führenden Leitung (9) des Wärmeträgermedium-Kreislaufs (1) in fluidleitender Verbindung steht .
3. Ausdehnungssystem (11) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der querschnittserweiterte Leitungsabschnitt (10) in einen Ausdehnungsbehälter (12b) einmündet .
4. Ausdehnungssystem (11) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der querschnittserweiterte Leitungsabschnitt (10) zumindest in stromauf ärtiger Richtung des Wärmeträgermedium-Kreislaufs (1) einen in vorzugsweise gleichmäßig stetiger Querschnittsveränderung in den Normalquerschnitt der das Wärmeträgermedium (6) führenden Leitung (9) einmündenden Übergangsabschnitt aufweist.
5. Ausdehnungssystem (11) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der querschnittserweiterte Leitungsabschnitt (10) in stromaufwärtiger und stromabwärtiger Richtung des Wärmeträgermedium-Kreislaufs (1) jeweils einen in vorzugsweise gleichmäßig stetiger Querschnittsveränderung in den Normalquerschnitt der das Wärmeträgermedium (6} führenden Leitung (9) einmündenden Übergangsabschnitt aufweist.
6. Ausdehnungssystem (11} nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnungsbehälter (12a, 12b, 12c) mit einem aus dem gleichen Schutzgas gebildeten Gaspolster gleichen Drucks beaufschlagt sind.
7. Ausdehnungssystem (11) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck der Gaspolster über dem
Dampfdruck des Wärmeträgermediums (6) liegt.
8. Ausdehnungssystem (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ausdehnungsbehälter (12a) ein Sicherheitsventil (18} in Form eines Überdruckventils aufweist.
9. Ausdehnungssystem (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ausdehnungsbehälter ein Entgasungsventil (17) aufweist.
10. Ausdehnungssystem (11) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Entgasungsventil (17) über eine Signalleitung von einer Leitwarte aus ansteuerbar ist.
11. Solarthermisches Kraftwerk mit einem aus Parabolrinnenkollektoren gebildeten Solarfeld, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Ausdehnungssystem nach einem der Ansprüche 1-10 aufweist.
12. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass es ausschließlich ein oder mehrere Ausdehnungssystem(e) nach einem der Ansprüche 1-10 aufweist.
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