WO2012163581A1 - Radiation protection for solar receiver unit - Google Patents

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WO2012163581A1
WO2012163581A1 PCT/EP2012/056194 EP2012056194W WO2012163581A1 WO 2012163581 A1 WO2012163581 A1 WO 2012163581A1 EP 2012056194 W EP2012056194 W EP 2012056194W WO 2012163581 A1 WO2012163581 A1 WO 2012163581A1
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WO
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receiver unit
solar receiver
unit according
substructure
solar
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PCT/EP2012/056194
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German (de)
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Inventor
Felix ANDLAUER
Till Doerbeck
Original Assignee
Kraftanlagen München Gmbh
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    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/06Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
    • F03G6/065Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means having a Rankine cycle
    • F03G6/067Binary cycle plants where the fluid from the solar collector heats the working fluid via a heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/20Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/50Preventing overheating or overpressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F2270/00Thermal insulation; Thermal decoupling
    • YGENERAL 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
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Definitions

  • the invention relates to a solar receiver unit.
  • a solar receiver unit for example, a solar tower of a solar thermal power plant and serves in this case to solar radiation, which is directed by a positioned in front of the solar tower heliostat data field or mirror array on a receiver of the solar tower, so that a heat-treated by the radiation carrier medium for Generation of steam can be used, which drives a turbine of a conventional power plant part that generates electricity.
  • the solar tower for example, has a height of 50 m.
  • the receiver is arranged in the head region of the solar tower on an irradiation side, which faces the heliostat field and on which at least a majority of the solar radiation reflected by the heliostats strikes. It is desirable that the entire solar radiation reflected by the heliostats strike the receiver. However, this is not always guaranteed in practice. Therefore, it is necessary to provide a radiation protection device on at least one irradiation side of the solar receiver unit, which protects certain areas and certain technical facilities of the solar receiver unit from high radiation power.
  • the invention has for its object to provide a solar receiver unit with a radiation protection device, which is connected in an optimized manner to a building construction of the solar receiver unit.
  • a solar receiver unit which comprises a building or basic construction with at least one irradiation side, on which a receiver for solar radiation is arranged, which is reflected by heliostats.
  • the receiver is preferably laterally delimited at least largely by a radiation protection device which comprises a carrier arrangement which is fastened to the building structure and fastened to the insulating material panels, which each have a base plate on which insulating material is arranged.
  • the solar receiver unit according to the invention is designed for example as a solar tower or receiver block of a solar thermal power plant. By means of the solar tower or the receiver block, a turbine of a conventional power plant part is driven. However, the solar receiver unit can also be part of a solar oven, a plant for the thermal generation of hydrogen and / or synthesis gas or any other system in which solar radiation is used in a concentrated manner.
  • the building construction in a preferred embodiment of the solar tower according to the invention has a substructure on which the carrier arrangement is arranged. At this the receiver can be attached.
  • the substructure is a so-called primary steel construction, to which the so-called secondary steel construction representing carrier assembly is attached.
  • the substructure thus forms an interface to the building or basic construction of the solar receiver unit. It is also conceivable that the support assembly is connected to a concrete or masonry of the building or basic construction of the solar receiver unit.
  • the support assembly is preferably formed from steel profiles, which in particular extend in the horizontal direction and expediently have fastening webs.
  • the steel profiles are each formed as so-called double T-profiles.
  • the substructure forming the primary steel structure may comprise double T-sections to which the double T-profiles of the carrier assembly are attached.
  • the steel profiles of the carrier arrangement are each fastened to the building construction or the substructure via a fixed-lot bearing.
  • the fixed-lot storage is formed by the fact that the steel profiles of the support assembly are rigidly connected at least one place with the building structure or the substructure and have at least one further location an elongated hole, which penetrated by a connected to the building construction or substructure mounting screw is.
  • the fixed bearing of the fixed-lot storage is particularly arranged in the lying near the receiver areas of the respective Stahlpro fils, whereas the realized through the slot lots storage in the receiver remote end portions of the respective steel profile is formed.
  • the substructure for the steel profiles of the support assembly in each case at least one support, which is preferably formed by a welded to the substructure sheet. Vertical forces can thus be supported by the overlay, so that only forces acting in the axial direction of the screws on the substructure are transmitted via the screw connection formed by the fastening screw.
  • an insulating material is preferably arranged between the substructure and the carrier arrangement.
  • the insulating material is formed for example from a ceramic plate or layer. This expediently has a low thermal conductivity, a high compressive strength and a high temperature resistance.
  • connection of the Dämmstoffpaneele to the support assembly is carried out in a preferred embodiment of the solar tower according to the invention via a clamping connector assembly. This ensures easy mounting of the insulating panels and in particular attacks the fastening webs of the steel profiles of the carrier arrangement.
  • a Klemmverbinderan extract, with the tolerances of the steel structure can optionally be compensated, for example, includes a threaded stud, which is arranged on a rear side of the respective Dämmstoffpaneels and passes through a clamp, which rests against the support assembly and is secured by a nut.
  • the insulating material is formed from fiber mats whose plane is arranged at right angles to the plane of the respective base plate.
  • the fiber mats are formed in particular of polycrystalline ceramic fibers and have a high heat resistance, which can go up to about 1400 ° C. Fiber mats may be attached to the respective base plate in such a way that no radiation impinges directly on the attachment means. Also, any joints between the individual fiber mats of a Dämmstoffpaneels can be closed by pressing the material.
  • Dämmmaterial Keramikmaschine- plates whose plane is arranged parallel to the plane of the base plate.
  • the attachment of these plates to a base plate of the respective panel can be done via screw and / or anchor bolts.
  • the insulating material is fixed by means of a ceramic adhesive to the base plate. Additionally or alternatively, the insulating material is secured by means of a through anchor to the base plate, which is aligned parallel to the plane of the base plate and is fixed to retaining tabs of the base plate. In particular, the push-through anchor engages through a plurality of mutually parallel ceramic fiber mats, which form the insulating material.
  • the ceramic adhesive can be arranged between the insulating material and the base plate, which is in particular made of a metal sheet, an expanded sheet.
  • the front side of the radiation protection device may have a heat-resistant coating with which the insulation panels are provided.
  • the heat-resistant coating is in particular made of a ceramic material and seals the open sides of the insulating panels and thus prevents deeper penetration of water and light.
  • the heat-resistant coating thus forms a homogeneous surface of the radiation protection device.
  • the heat-resistant coating of the assembly of the individual insulating panels is applied to the support assembly in the manner of a plaster.
  • the insulating panels and / or the heat-resistant coating of the insulating panels may be provided with a water-repellent impregnation.
  • FIG. 1 shows a schematic overview of a solar thermal power plant with solar tower
  • 2 shows a head section of the solar tower with receiver and radiation protection
  • 3 shows a support structure for the radiation protection
  • 4 shows a distribution of insulation panels of the radiation protection
  • FIG. 5 shows a connection of a carrier arrangement of the radiation protection to a substructure
  • Fig. 8 shows the connection of ceramic fiber mats to a base plate of the Dämmstoffpaneels.
  • a solar thermal power plant 10 which comprises a formed of a plurality of heliostats 12 mirror array 14 and a solar receiver unit representing solar tower 16, which is arranged in front of the mirror array 14 and in the direction of the sun 18 outgoing radiation by means of Heliostat 12 is reflected in a concentrated manner.
  • the solar tower 16 has a receiver 20 for receiving the concentrated radiation, in which air is heated, which is circulated in an air circuit 22 and / or is sucked from the environment.
  • a steam boiler 24 is arranged, which is also associated with a steam cycle 26 and in which for driving a turbine 28 hot steam is generated.
  • the turbine 28 drives a generator 30, by means of which power is generated, which is supplied via a line 32 to a power grid.
  • the steam flowing through the turbine 28 is liquefied in a condenser 36 arranged downstream of the turbine.
  • the condensate is returned to the boiler 24 by means of a pump 38.
  • the condenser 36 is connected in a condenser circuit 40 to a recooler 42 communicating with the ambient air. For operating the condenser circuit 40, this further comprises a pump 44.
  • the receiver 20 causes the air in the air circuit 22 upstream of the boiler 24 and sucked from the surrounding air by the solar energy so radiated heat absorbs and is heated to temperatures of 600 ° C to 800 ° C. This heat is on the one hand to the boiler 24 and the other to a heat storage 46th passed, by means of which a steam generation in the boiler 24 is possible in phases in which no solar radiation hits the receiver 20.
  • the solar tower 16 has a solar tower head 48, in the region of which the receiver 20 is arranged centrally on an irradiation side 50 of the solar tower 16.
  • the receiver 20 has a front side which is inclined relative to the vertical.
  • a radiation protection device 52 is arranged on the irradiation side 50 in the area of the solar tower head 48, which circumscribes the receiver 20, which has a rectangular outline, and extends as far as the lateral edges of the irradiation side 50.
  • the radiation protection device 52 serves to keep concentrated solar radiation, which does not strike directly on the central target area formed by the receiver 20, away from a building or basic construction 54 and to limit the temperatures prevailing there to a technically meaningful extent.
  • concentrated solar radiation with a power density of, for example, up to 500 kW / m 2 can strike the radiation protection device 52.
  • the incident radiation density can also be up to 950 kW / m 2 for a short time, which could impair the function of the solar tower without a radiation protection device.
  • the radiation protection device 52 comprises a multiplicity of insulating material panels 56 arranged side by side and one above the other, each having a base area of approximately 600 mm ⁇ 600 mm.
  • the building structure 54 is provided with a substructure 58, the front side steel beams 60 includes that extend at least substantially in the vertical direction and are each formed of a double-T profile beam.
  • the substructure 58 represents an interface for connecting the radiation protection device 52 to the solar tower 16.
  • Attached to the steel girders 60 is a beam assembly 62 formed of horizontally extending steel double T-beams 64.
  • the substructure 58 therefore forms a primary steel structure and the carrier arrangement 62 forms a secondary steel construction for the radiation protection device 52.
  • the double-T beams are each fixed to the steel girders 60 of the substructure 58 via a fixed-lot bearing, in such a way that the double-T girders 64 each have a steel girder 60 of the substructure arranged near a longitudinal center plane of the solar tower 16 58 are rigidly connected and the double-T-beam 64 for connection to a lying on the longitudinal center plane outside steel beams 60 each have two slots 66 which are each penetrated by a fastening screw 68 which engages in a corresponding thread of the respective steel beam 60.
  • a linear expansion of the double-T carrier can be compensated as a result of an increase in temperature, without resulting forces are transmitted to the substructure 58.
  • an insulating material 72 which is formed from a ceramic plate, is arranged in each case between the double-T carriers 64 and the steel carriers 60.
  • the insulating material panels 56 are each fastened to the double-T-beams 64 of the carrier arrangement 62 via at least one clamping connector arrangement 74.
  • Each insulating panel 56 is attached to two stacked double T-beams 64 each by means of a clamp connector assembly 74.
  • the respective clamping connector arrangement 74 comprises a stud bolt 76, which protrudes at right angles at the rear side of a base plate 78 of the respective insulating panel 56 and is designed as a threaded bolt.
  • the respective stud 76 passes through a clamping bracket 80, which is supported on the one hand on the back of the respective base plate 78 and on the other hand on the respective double-T-carrier 64.
  • the stud bolt 76 passes through a positioning bracket 82, which bears laterally against the respective double-T-beam 64.
  • the clamping bracket 80 and the positioning bracket 82 are secured by means of a nut 84, so that the base plate 78 or the respective insulating material panel 56 is fixed to the carrier arrangement 62.
  • the clamp connector assembly 74 is thus formed in the manner of a so-called Lindapter clamp connection and can Record thermal expansion of the Dämmstoffpaneele 56, so that no voltages from the respective Dämmstoffpaneel 56 are transferred to the support assembly 62.
  • Insulating material 88 is arranged on the respective expansion plate 86 and, as can be seen in FIG. 8, is formed from a stack of ceramic fiber mats 90 which are made of aluminum oxide and / or silicate fibers and whose plane is arranged at right angles to the plane of the base plate 78 is.
  • the ceramic fiber mats 90 are on the one hand via a ceramic adhesive, not shown on the stretch plate 86 and the base plate 78 of the Dämmstoffpaneels 56 and on the other hand by means of a through anchor 92 attached to the base plate 78.
  • the push-through anchor 92 passes through the ceramic fiber mats 90 at right angles to their planes and is thus aligned parallel to the plane of the base plate 78. In its end regions of the push-through anchor 92 is fixed in each case to a retaining tab 94 which is formed on the base plate 78.
  • the Dämmstoffpaneele 56 are provided on the side facing away from the substructure 58 in its entirety with a heat-resistant, optionally multi-layer coating of a ceramic material, which also fills joints between the individual Dämmstoffpaneelen 56. To increase the weather resistance, the heat-resistant coating is further provided with an impregnation, not shown.
  • Turbine 88 insulating material

Abstract

The invention relates to a solar receiver unit, comprising a basic construction (54) having at least one exposure side on which a receiver (20) for solar radiation which is reflected by heliostats (12) is arranged, wherein the receiver (20) is delimited laterally, at least substantially around its periphery, by a radiation protection device (52) which comprises a carrier arrangement (62) which is fastened to the building construction (54) and on which are fastened insulating material panels (56) which each have a base plate (78) on which insulating material (88) is arranged.

Description

Strahlungsschutz für Solarempfängereinheit Die Erfindung betrifft eine Solarempfängereinheit.  Radiation protection for solar receiver unit The invention relates to a solar receiver unit.
Eine Solarempfängereinheit ist beispielsweise ein Solarturm eines solarthermischen Kraftwerks und dient in diesem Fall dazu, Solarstrahlung, die von einem vor dem Solarturm positionierten Heliostatenfeld bzw. Spiegelfeld auf einen Receiver des Solarturms gelenkt wird, so umzusetzen, dass ein durch die Strahlung erhitztes Wärme- trägermedium zur Erzeugung von Dampf genutzt werden kann, der eine Turbine eines konventionellen Kraftwerkteils antreibt, der Strom erzeugt. Der Solarturm hat beispielsweise eine Höhe von 50 m. Der Receiver ist im Kopfbereich des Solarturms an einer Bestrahlungsseite angeordnet, die dem Heliostatenfeld zugewandt ist und auf die zumindest ein Großteil der von den Heliostaten reflektierten Solarstrahlung trifft. Es ist zwar wünschenswert, dass die gesamte von den Heliostaten reflektierte Solarstrahlung auf den Receiver trifft. Dies ist in der Praxis aber nicht immer gewährleistet. Daher ist es erforderlich, an mindestens einer Bestrahlungsseite der Solarempfängereinheit eine Strahlungsschutzeinrichtung vorzusehen, die bestimmte Bereiche und bestimmte technische Einrichtungen der Solarempfängereinheit vor hoher Strahlungsleis- tung schützt. A solar receiver unit, for example, a solar tower of a solar thermal power plant and serves in this case to solar radiation, which is directed by a positioned in front of the solar tower heliostat data field or mirror array on a receiver of the solar tower, so that a heat-treated by the radiation carrier medium for Generation of steam can be used, which drives a turbine of a conventional power plant part that generates electricity. The solar tower, for example, has a height of 50 m. The receiver is arranged in the head region of the solar tower on an irradiation side, which faces the heliostat field and on which at least a majority of the solar radiation reflected by the heliostats strikes. It is desirable that the entire solar radiation reflected by the heliostats strike the receiver. However, this is not always guaranteed in practice. Therefore, it is necessary to provide a radiation protection device on at least one irradiation side of the solar receiver unit, which protects certain areas and certain technical facilities of the solar receiver unit from high radiation power.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Solarempfängereinheit mit einer Strahlungsschutzeinrichtung zu schaffen, die in optimierter Weise an eine Gebäudekonstruktion der Solarempfängereinheit angebunden ist. The invention has for its object to provide a solar receiver unit with a radiation protection device, which is connected in an optimized manner to a building construction of the solar receiver unit.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Solarempfängereinheit mit den Merkma- len des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird also eine Solarempfangereinheit vorgeschlagen, die eine Gebäude- bzw. Grundkonstruktion mit mindestens einer Bestrahlungsseite umfasst, an der ein Receiver für Solarstrahlung angeordnet ist, die von Heliostaten reflektiert wird. Der Receiver ist seitlich vorzugsweise zumindest weitgehend umlaufend von einer Strahlungsschutzeinrichtung begrenzt, die eine Trägeranordnung umfasst, die an der Gebäudekonstruktion befestigt ist und an der Dämmstoffpaneele befestigt sind, die jeweils eine Basisplatte aufweisen, auf der Dämmmaterial angeordnet ist. This object is achieved by the solar receiver unit with the Merkma- len of claim 1. According to the invention, therefore, a solar receiver unit is proposed, which comprises a building or basic construction with at least one irradiation side, on which a receiver for solar radiation is arranged, which is reflected by heliostats. The receiver is preferably laterally delimited at least largely by a radiation protection device which comprises a carrier arrangement which is fastened to the building structure and fastened to the insulating material panels, which each have a base plate on which insulating material is arranged.
Durch die Trägeranordnung, an der die Dämmstoffpaneele befestigt sind, ist eine optimierte Befestigung der Strahlungsschutzeinrichtung an der Gebäudekonstruktion und auch eine gute thermische Entkopplung zwischen der Strahlungsschutzeinrichtung und der Gebäudekonstruktion möglich. In den an den Receiver angrenzenden bzw. diesen umschließenden Bereichen der Bestrahlungsseite der Solarempfängereinheit, die im Betrieb einer hohen Strahlungsbelastung ausgesetzt sein können, ist damit ein Schutz gegen überhöhte und gegebenenfalls schädigende Temperaturen gewährleistet. Die Solarempfängereinheit nach der Erfindung ist beispielsweise als Solarturm oder Empfängerblock eines solarthermischen Kraftwerks ausgebildet. Mittels des Solarturms bzw. des Empfängerblocks wird eine Turbine eines konventionellen Kraftwerkteils angetrieben. Die Solarempfängereinheit kann aber auch Bestandteil eines Sonnenofens, einer Anlage zur thermischen Erzeugung von Wasserstoff und/oder Synthesegas oder einer sonstigen Anlage sein, bei der Solarstrahlung in gebündelter Weise genutzt wird. By the support assembly to which the Dämmstoffpaneele are attached, an optimized attachment of the radiation protection device to the building construction and also a good thermal decoupling between the radiation protection device and the building construction is possible. In the adjacent to the receiver or these enclosing areas of the irradiation side of the solar receiver unit, which may be exposed during operation of a high radiation exposure, thus a protection against excessive and possibly harmful temperatures is guaranteed. The solar receiver unit according to the invention is designed for example as a solar tower or receiver block of a solar thermal power plant. By means of the solar tower or the receiver block, a turbine of a conventional power plant part is driven. However, the solar receiver unit can also be part of a solar oven, a plant for the thermal generation of hydrogen and / or synthesis gas or any other system in which solar radiation is used in a concentrated manner.
Um dem Strahlungsschutz eine optimierte Formgebung und Orientierung verleihen zu können und um den Receiver gegenüber den Heliostaten optimiert ausrichten zu können, weist die Gebäudekonstraktion bei einer bevorzugten Ausführungsform des Solarturms nach der Erfindung eine Unterkonstruktion auf, an der die Trägeranordnung angeordnet ist. An dieser kann auch der Receiver befestigt sein. Beispielsweise stellt die Unterkonstruktion einen sogenannten primären Stahlbau dar, an dem die einen sogenannten sekundären Stahlbau darstellende Trägeranordnung befestigt ist. Die Unterkonstruktion bildet also eine Schnittstelle zum Bauwerk bzw. Grundkonstruktion der Solarempfängereinheit. Denkbar ist es auch, dass die Trägeranordnung an einen Betonbau oder ein Mauerwerk der Gebäude- bzw. Grundkonstruktion der Solarempfängereinheit angebunden ist. Zur einfachen Befestigung der Dämmstoffpaneele ist die Trägeranordnung vorzugsweise aus Stahlprofilen gebildet, die sich insbesondere in horizontaler Richtung erstrecken und zweckmäßigerweise Befestigungsstege aufweisen. Beispielsweise sind die Stahlprofile jeweils als sogenannte Doppel-T-Profile ausgebildet. Auch die Unterkonstrukti- on, die den primären Stahlbau bildet, kann Doppel-T-Profile umfassen, an denen die Doppel-T-Profile der Trägeranordnung befestigt sind. In order to be able to impart optimized shaping and orientation to the radiation protection and to be able to optimally align the receiver with respect to the heliostats, the building construction in a preferred embodiment of the solar tower according to the invention has a substructure on which the carrier arrangement is arranged. At this the receiver can be attached. For example, the substructure is a so-called primary steel construction, to which the so-called secondary steel construction representing carrier assembly is attached. The substructure thus forms an interface to the building or basic construction of the solar receiver unit. It is also conceivable that the support assembly is connected to a concrete or masonry of the building or basic construction of the solar receiver unit. For easy attachment of the Dämmstoffpaneele the support assembly is preferably formed from steel profiles, which in particular extend in the horizontal direction and expediently have fastening webs. For example, the steel profiles are each formed as so-called double T-profiles. Also, the substructure forming the primary steel structure may comprise double T-sections to which the double T-profiles of the carrier assembly are attached.
Um thermische Verformungen der Strahlungsschutzeinrichtung bzw. der Trägeranordnung nicht auf die Gebäudekonstruktion zu übertragen, ist es vorteilhaft, wenn die Stahlprofile der Trägeranordnung jeweils über eine Fest-Los-Lagerung an der Gebäude- konstruktion bzw. der Unterkonstruktion befestigt sind. Beispielsweise ist die Fest-LosLagerung dadurch gebildet, dass die Stahlprofile der Trägeranordnung an zumindest einer Stelle starr mit der Gebäudekonstruktion bzw. der Unterkonstruktion verbunden sind und an zumindest einer weiteren Stelle ein Langloch aufweisen, das von einer mit der Gebäudekonstruktion bzw. Unterkonstruktion verbundenen Befestigungsschraube durchgriffen ist. Auf diese Weise ist eine durch Temperatureinflüsse bedingte Verformung, insbesondere eine Ausdehnung der Stahlprofile in den durch die Länge der Langlöcher vorgegebenen Grenzen möglich, ohne dass die jeweilige Befestigungsschraube in Erstreckungsrichtung der Langlöcher auf Scherung beansprucht werden würde. Das Festlager der Fest-Los-Lagerung ist insbesondere in den nahe an den Receiver liegenden Bereichen des jeweiligen Stahlpro fils angeordnet, wohingegen die durch das Langloch realisierte Lose-Lagerung in den dem Receiver abgewandten Endbereichen des jeweiligen Stahlprofils ausgebildet ist. In order not to transfer thermal deformations of the radiation protection device or of the carrier arrangement to the building construction, it is advantageous if the steel profiles of the carrier arrangement are each fastened to the building construction or the substructure via a fixed-lot bearing. For example, the fixed-lot storage is formed by the fact that the steel profiles of the support assembly are rigidly connected at least one place with the building structure or the substructure and have at least one further location an elongated hole, which penetrated by a connected to the building construction or substructure mounting screw is. In this way, a deformation caused by temperature influences, in particular an expansion of the steel profiles in the limits given by the length of the slots is possible without the respective fastening screw in the extension direction of the slots would be claimed in shear. The fixed bearing of the fixed-lot storage is particularly arranged in the lying near the receiver areas of the respective Stahlpro fils, whereas the realized through the slot lots storage in the receiver remote end portions of the respective steel profile is formed.
Um vertikal wirkende Kräfte aufnehmen zu können und so die Befestigungsschraube, die das jeweilige Langloch durchgreift, zu entlasten, weist die Unterkonstruktion für die Stahlprofile der Trägeranordnung jeweils mindestens eine Auflage auf, die vorzugsweise von einem an die Unterkonstruktion angeschweißten Blech gebildet ist. Vertikale Kräfte können damit über die Auflage abgestützt werden, so dass über die von der Befestigungsschraube gebildete Schraubverbindung nur in axialer Richtung der Schrau- ben wirkende Kräfte auf die Unterkonstruktion übertragen werden. Zur thermischen Trennung der Unterkonstruktion von der Trägeranordnung ist zwischen der Unterkonstruktion und der Trägeranordnung vorzugsweise ein Isoliermaterial angeordnet. Das Isoliermaterial ist beispielsweise aus einer keramischen Platte bzw. Schicht gebildet. Diese hat zweckmäßigerweise eine geringe thermische Leitfähigkeit, eine hohe Druckfestigkeit und eine hohe Temperaturbeständigkeit. In order to absorb vertically acting forces and so to relieve the fastening screw which passes through the respective slot, the substructure for the steel profiles of the support assembly in each case at least one support, which is preferably formed by a welded to the substructure sheet. Vertical forces can thus be supported by the overlay, so that only forces acting in the axial direction of the screws on the substructure are transmitted via the screw connection formed by the fastening screw. For thermal separation of the substructure from the carrier arrangement, an insulating material is preferably arranged between the substructure and the carrier arrangement. The insulating material is formed for example from a ceramic plate or layer. This expediently has a low thermal conductivity, a high compressive strength and a high temperature resistance.
Die Anbindung der Dämmstoffpaneele an die Trägeranordnung erfolgt bei einer bevorzugten Ausführungsform des Solarturms nach der Erfindung über eine Klemmverbinderanordnung. Dies gewährleistet eine einfache Montierbarkeit der Dämmstoffpaneele und greift insbesondere an den Befestigungsstegen der Stahlprofile der Trä- geranordnung an. The connection of the Dämmstoffpaneele to the support assembly is carried out in a preferred embodiment of the solar tower according to the invention via a clamping connector assembly. This ensures easy mounting of the insulating panels and in particular attacks the fastening webs of the steel profiles of the carrier arrangement.
Eine Klemmverbinderanordnung, mit der Toleranzen des Stahlbaus gegebenenfalls ausgeglichen werden können, umfasst beispielsweise einen mit einem Gewinde versehenen Stehbolzen, der an einer Rückseite des jeweiligen Dämmstoffpaneels angeordnet ist und einen Klemmbügel durchgreift, der an der Trägeranordnung anliegt und mittels einer Mutter gesichert ist. A Klemmverbinderanordnung, with the tolerances of the steel structure can optionally be compensated, for example, includes a threaded stud, which is arranged on a rear side of the respective Dämmstoffpaneels and passes through a clamp, which rests against the support assembly and is secured by a nut.
Bei einer speziellen Ausführungsform des Solarturms nach der Erfindung ist das Dämmmaterial aus Fasermatten gebildet, deren Ebene rechtwinklig zur Ebene der jeweiligen Basisplatte angeordnet ist. Die Fasermatten sind insbesondere aus polykristallinen Keramikfasern gebildet und haben eine hohe Hitzebeständigkeit, die bis zu etwa 1400°C gehen kann. Fasermatten können derartig an der jeweiligen Basisplatte befestigt sein, dass keine Strahlung direkt auf die Befestigungsmittel auftrifft. Auch können gegebenenfalls auftretende Fugen zwischen den einzelnen Fasermatten eines Dämmstoffpaneels durch Verpressen des Materials geschlossen werden. In a specific embodiment of the solar tower according to the invention, the insulating material is formed from fiber mats whose plane is arranged at right angles to the plane of the respective base plate. The fiber mats are formed in particular of polycrystalline ceramic fibers and have a high heat resistance, which can go up to about 1400 ° C. Fiber mats may be attached to the respective base plate in such a way that no radiation impinges directly on the attachment means. Also, any joints between the individual fiber mats of a Dämmstoffpaneels can be closed by pressing the material.
Bei einer alternativen Ausführungsform können als Dämmmaterial auch Keramikfaser- platten eingesetzt werden, deren Ebene parallel zur Ebene der Basisplatte angeordnet ist. Die Befestigung dieser Platten an einer Basisplatte des jeweiligen Paneels kann über Schraubverbindungen und/oder auch Ankerbolzen erfolgen. In an alternative embodiment can also be used as Dämmmaterial Keramikfaser- plates whose plane is arranged parallel to the plane of the base plate. The attachment of these plates to a base plate of the respective panel can be done via screw and / or anchor bolts.
Bei einer speziellen Ausführungsform der Solarempfängereinheit nach der Erfindung ist das Dämmmaterial mittels eines keramischen Klebers an der Basisplatte befestigt. Zusätzlich oder alternativ ist das Dämmmaterial mittels eines Durchsteckankers an der Basisplatte befestigt, der parallel zur Ebene der Basisplatte ausgerichtet ist und an Haltelaschen der Basisplatte fixiert ist. Insbesondere durchgreift der Durchsteckanker eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Keramikfasermatten, die das Dämmmaterial bilden. In a specific embodiment of the solar receiver unit according to the invention, the insulating material is fixed by means of a ceramic adhesive to the base plate. Additionally or alternatively, the insulating material is secured by means of a through anchor to the base plate, which is aligned parallel to the plane of the base plate and is fixed to retaining tabs of the base plate. In particular, the push-through anchor engages through a plurality of mutually parallel ceramic fiber mats, which form the insulating material.
Zur besseren mechanischen Befestigung des Dämmmaterials mittels des keramischen Klebers kann zwischen dem Dämmmaterial und der Basisplatte, die insbesondere aus einem Blech gefertigt ist, ein Streckblech angeordnet sein. For better mechanical attachment of the insulating material by means of the ceramic adhesive can be arranged between the insulating material and the base plate, which is in particular made of a metal sheet, an expanded sheet.
Die Stirnseite der Strahlungsschutzeinrichtung kann eine hitzebeständige Beschichtung aufweisen, mit der die Dämmstoffpaneele versehen sind. Die hitzebeständige Beschichtung besteht insbesondere aus einem keramischen Material und versiegelt die offenen Seiten der Dämmstoffpaneelen und verhindert so ein tieferes Eindringen von Wasser und Licht. Die hitzebeständige Beschichtung bildet damit eine homogene Oberfläche der Strahlungsschutzeinrichtung. Vorzugsweise wird die hitzebeständige Beschichtung der Montage der einzelnen Dämmstoffpaneele an der Trägeranordnung nach Art eines Putzes appliziert. The front side of the radiation protection device may have a heat-resistant coating with which the insulation panels are provided. The heat-resistant coating is in particular made of a ceramic material and seals the open sides of the insulating panels and thus prevents deeper penetration of water and light. The heat-resistant coating thus forms a homogeneous surface of the radiation protection device. Preferably, the heat-resistant coating of the assembly of the individual insulating panels is applied to the support assembly in the manner of a plaster.
Um die Witterungsbeständigkeit der Strahlungsschutzeinrichtung weiter zu erhöhen, können die Dämmstoffpaneele und/oder auch die hitzebeständige Beschichtung der Dämmstoffpaneele mit einer wasserabweisenden Imprägnierung versehen sein. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar. In order to further increase the weather resistance of the radiation protection device, the insulating panels and / or the heat-resistant coating of the insulating panels may be provided with a water-repellent impregnation. Further advantages and advantageous embodiments of the subject matter of the invention are the description, the drawings and the claims removed.
Ein Ausfuhrungsbeispiel einer Solarempfängereinheit nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Überblicksdarstellung eines solarthermischen Kraftwerks mit Solarturm; An exemplary embodiment of a solar receiver unit according to the invention is shown schematically simplified in the drawing and will be explained in more detail in the following description. 1 shows a schematic overview of a solar thermal power plant with solar tower;
Fig. 2 einen Kopfabschnitt des Solarturms mit Receiver und Strahlungsschutz; Fig. 3 eine Trägerkonstruktion für den Strahlungsschutz; Fig. 4 eine Verteilung von Dämmstoffpaneelen des Strahlungsschutzes; 2 shows a head section of the solar tower with receiver and radiation protection; 3 shows a support structure for the radiation protection; 4 shows a distribution of insulation panels of the radiation protection;
Fig. 5 eine Anbindung einer Trägeranordnung des Strahlungsschutzes an eine Unterkonstruktion; FIG. 5 shows a connection of a carrier arrangement of the radiation protection to a substructure; FIG.
Fig. 6 die Art der Anbindung der Dämmstoffpaneele an die Trägeranordnung; Fig. 7 ein Dämmstoffpaneel in Alleinstellung; und 6 shows the type of connection of the Dämmstoffpaneele to the carrier assembly. 7 shows an insulating panel in isolation; and
Fig. 8 die Anbindung von Keramikfasermatten an eine Basisplatte des Dämmstoffpaneels. Fig. 8 shows the connection of ceramic fiber mats to a base plate of the Dämmstoffpaneels.
In Fig. 1 ist ein solarthermisches Kraftwerk 10 dargestellt, welches ein aus einer Vielzahl von Heliostaten 12 gebildetes Spiegelfeld 14 und einen eine Solarempfängereinheit darstellenden Solarturm 16 umfasst, der vor dem Spiegelfeld 14 angeordnet ist und in dessen Richtung von der Sonne 18 ausgehende Strahlung mittels der Heliostaten 12 in konzentrierter Weise reflektiert wird. Der Solarturm 16 weist zur Aufnahme der konzentrierten Strahlung einen Receiver 20 auf, in dem Luft erhitzt wird, die in einem Luftkreislauf 22 zirkuliert wird und/oder aus der Umgebung angesaugt wird. In dem Luftkreislauf 22 ist ein Dampfkessel 24 angeordnet, der auch einem Dampfkreislauf 26 zugeordnet ist und in dem zum Antreiben einer Turbine 28 heißer Dampf erzeugt wird. Die Turbine 28 treibt einen Generator 30 an, mittels dessen Strom erzeugt wird, der über eine Leitung 32 einem Stromnetz zugeführt wird. Der die Turbine 28 durchströmende Dampf wird in einem stromab der Turbine angeordneten Kondensator 36 verflüssigt. Das Kondensat wird mittels einer Pumpe 38 wieder dem Dampfkessel 24 zugeführt. Der Kondensator 36 ist in einem Kondensatorkreislauf 40 mit einem mit der Umgebungsluft in Verbindung stehenden Rückkühler 42 verbunden. Zum Betreiben des Kondensatorkreislaufs 40 weist dieser des Weiteren eine Pumpe 44 auf. In Fig. 1, a solar thermal power plant 10 is shown, which comprises a formed of a plurality of heliostats 12 mirror array 14 and a solar receiver unit representing solar tower 16, which is arranged in front of the mirror array 14 and in the direction of the sun 18 outgoing radiation by means of Heliostat 12 is reflected in a concentrated manner. The solar tower 16 has a receiver 20 for receiving the concentrated radiation, in which air is heated, which is circulated in an air circuit 22 and / or is sucked from the environment. In the air circuit 22, a steam boiler 24 is arranged, which is also associated with a steam cycle 26 and in which for driving a turbine 28 hot steam is generated. The turbine 28 drives a generator 30, by means of which power is generated, which is supplied via a line 32 to a power grid. The steam flowing through the turbine 28 is liquefied in a condenser 36 arranged downstream of the turbine. The condensate is returned to the boiler 24 by means of a pump 38. The condenser 36 is connected in a condenser circuit 40 to a recooler 42 communicating with the ambient air. For operating the condenser circuit 40, this further comprises a pump 44.
Mit Hilfe der Heliostaten 12 ist es möglich, die von der Sonne 18 abgegebene Strahlung in bis zu 1000-fach konzentrierter Weise an dem Receiver 20 zu bündeln. Der Receiver 20 bewirkt, dass die Luft in dem Luftkreislauf 22 stromauf des Dampfkessels 24 und aus der Umgebung angesaugte Luft durch die so eingestrahlte Sonnenenergie Wärme aufnimmt und auf Temperaturen von 600°C bis 800°C erhitzt wird. Diese Wärme wird zum einen an den Dampfkessel 24 und zum anderen an einen Wärmespeicher 46 weitergegeben, mittels dessen eine Dampferzeugung in dem Dampfkessel 24 in Phasen möglich ist, in denen keine Sonnenstrahlung auf den Receiver 20 trifft. With the help of the heliostat 12, it is possible to focus the radiation emitted by the sun 18 in up to 1000 times concentrated manner on the receiver 20. The receiver 20 causes the air in the air circuit 22 upstream of the boiler 24 and sucked from the surrounding air by the solar energy so radiated heat absorbs and is heated to temperatures of 600 ° C to 800 ° C. This heat is on the one hand to the boiler 24 and the other to a heat storage 46th passed, by means of which a steam generation in the boiler 24 is possible in phases in which no solar radiation hits the receiver 20.
Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, weist der Solarturm 16 einen Solarturmkopf 48 auf, in dessen Bereich der Receiver 20 an einer Bestrahlungsseite 50 des Solarturms 16 mittig angeordnet ist. Der Receiver 20 hat eine Stirnseite, die gegenüber der Vertikalen geneigt ist. Wie des Weiteren Fig. 2 zu entnehmen ist, ist an der Bestrahlungsseite 50 im Bereich des Solarturmkopfes 48 eine Strahlungsschutzeinrichtung 52 angeordnet, die den Receiver 20, der einen rechteckigen Grundriss hat, umlaufend begrenzt und sich bis an die seitlichen Ränder der Bestrahlungsseite 50 erstreckt. Die Strahlungsschutzein- richtung 52 dient dazu, konzentrierte Solarstrahlung, die nicht direkt auf den von dem Receiver 20 gebildeten, zentralen Zielbereich trifft, von einer Gebäude- bzw. Grundkonstruktion 54 fernzuhalten und die dort herrschenden Temperaturen auf ein technisch sinnvolles Maß zu begrenzen. Im Normalbetrieb kann auf die Strahlungsschutzeinrichtung 52 konzentrierte Solarstrahlung mit einer Leistungsdichte von beispielsweise bis zu 500 kW/m2 treffen. In einem Störfall kann die auftreffende Strahlungsdichte auch kurzzeitig bis zu 950 kW/m2 betragen, was ohne Strahlungsschutzeinrichtung die Funktion des Solarturms beeinträchtigen könnte. As can be seen from FIG. 2, the solar tower 16 has a solar tower head 48, in the region of which the receiver 20 is arranged centrally on an irradiation side 50 of the solar tower 16. The receiver 20 has a front side which is inclined relative to the vertical. 2, a radiation protection device 52 is arranged on the irradiation side 50 in the area of the solar tower head 48, which circumscribes the receiver 20, which has a rectangular outline, and extends as far as the lateral edges of the irradiation side 50. The radiation protection device 52 serves to keep concentrated solar radiation, which does not strike directly on the central target area formed by the receiver 20, away from a building or basic construction 54 and to limit the temperatures prevailing there to a technically meaningful extent. In normal operation, concentrated solar radiation with a power density of, for example, up to 500 kW / m 2 can strike the radiation protection device 52. In the event of an incident, the incident radiation density can also be up to 950 kW / m 2 for a short time, which could impair the function of the solar tower without a radiation protection device.
Wie insbesondere Fig. 4 zu entnehmen ist, umfasst die Strahlungsschutzeinrichtung 52 eine Vielzahl von nebeneinander und übereinander angeordneten Dämmstoffpaneelen 56, die jeweils eine Grundfläche von etwa 600 mm x 600 mm haben. As can be seen in particular from FIG. 4, the radiation protection device 52 comprises a multiplicity of insulating material panels 56 arranged side by side and one above the other, each having a base area of approximately 600 mm × 600 mm.
Zur Anbindung der Dämmstoffpaneele 56 an die Gebäudekonstruktion 54 des Solarturms 16 ist die Gebäudekonstruktion 54 mit einer Unterkonstruktion 58 versehen, die stirnseitig Stahlträger 60 umfasst, die zumindest weitgehend in vertikaler Richtung verlaufen und jeweils aus einem Doppel-T-Profilträger gebildet sind. Die Unterkon- struktion 58 stellt eine Schnittstelle zur Anbindung der Strahlungsschutzeinrichtung 52 an den Solarturm 16 dar. To connect the Dämmstoffpaneele 56 to the building construction 54 of the solar tower 16, the building structure 54 is provided with a substructure 58, the front side steel beams 60 includes that extend at least substantially in the vertical direction and are each formed of a double-T profile beam. The substructure 58 represents an interface for connecting the radiation protection device 52 to the solar tower 16.
An den Stahlträgern 60 ist eine Trägeranordnung 62 befestigt, die aus sich in horizontaler Richtung erstreckenden Stahl-Doppel-T-Trägern 64 gebildet ist. Die Unterkonstruktion 58 bildet also einen primären Stahlbau und die Trägeranordnung 62 bildet einen sekundären Stahlbau für die Strahlungsschutzeinrichtung 52. Die Doppel-T-Träger sind jeweils über eine Fest-Los-Lagerung an den Stahlträgern 60 der Unterkonstruktion 58 befestigt, und zwar derart, dass die Doppel-T-Träger 64 jeweils mit einem nahe einer Längsmittelebene des Solarturms 16 angeordneten Stahlträger 60 der Unterkonstruktion 58 starr verbunden sind und die Doppel-T-Träger 64 zur Anbindung an einen bezogen auf die Längsmittelebene außen liegenden Stahlträger 60 jeweils zwei Langlöcher 66 aufweisen, die jeweils von einer Befestigungsschraube 68 durchgriffen sind, die in ein korrespondierendes Gewinde des jeweiligen Stahlträgers 60 eingreift. Damit kann eine Längenausdehnung der Doppel-T-Träger infolge einer Temperaturerhöhung ausgeglichen werden, ohne dass resultierende Kräfte auf die Unterkonstruktion 58 übertragen werden. Zur Aufnahme von in vertikalerAttached to the steel girders 60 is a beam assembly 62 formed of horizontally extending steel double T-beams 64. The substructure 58 therefore forms a primary steel structure and the carrier arrangement 62 forms a secondary steel construction for the radiation protection device 52. The double-T beams are each fixed to the steel girders 60 of the substructure 58 via a fixed-lot bearing, in such a way that the double-T girders 64 each have a steel girder 60 of the substructure arranged near a longitudinal center plane of the solar tower 16 58 are rigidly connected and the double-T-beam 64 for connection to a lying on the longitudinal center plane outside steel beams 60 each have two slots 66 which are each penetrated by a fastening screw 68 which engages in a corresponding thread of the respective steel beam 60. Thus, a linear expansion of the double-T carrier can be compensated as a result of an increase in temperature, without resulting forces are transmitted to the substructure 58. For recording in vertical
Richtung wirkenden Kräften sind an die Stahlträger 60 Bleche 70 angeschweißt, die als Auflage dienen, über die sich die Doppel-T-Träger 64 der Trägeranordnung 62 jeweils im Bereich der Los-Lagerung abstützen. Direction acting forces are welded to the steel beam 60 sheets 70, which serve as a support over which support the double-T-beam 64 of the support assembly 62 respectively in the area of Los storage.
Zur thermischen Entkopplung zwischen Trägeranordnung 62 und der Unterkonstruktion 58 ist zwischen den Doppel-T-Trägern 64 und den Stahlträgern 60 jeweils ein Isoliermaterial 72 angeordnet, das aus einer keramischen Platte gebildet ist. For thermal decoupling between the carrier arrangement 62 and the substructure 58, an insulating material 72, which is formed from a ceramic plate, is arranged in each case between the double-T carriers 64 and the steel carriers 60.
An den Doppel-T-Trägern 64 der Trägeranordnung 62 sind, wie Fig. 6 zu entnehmen ist, die Dämmstoffpaneele 56 jeweils über mindestens eine Klemmverbinderanordnung 74 befestigt. Jedes Dämmstoffpaneel 56 ist an zwei übereinander angeordneten Doppel- T-Trägern 64 jeweils mittels einer Klemmverbinderanordnung 74 befestigt. Die jeweilige Klemmverbinderanordnung 74 umfasst einen Stehbolzen 76, der an der Rückseite einer Basisplatte 78 des jeweiligen Dämmstoffpaneels 56 rechtwinklig absteht und als Gewindebolzen ausgebildet ist. Der jeweilige Stehbolzen 76 durchgreift einen Klemmbügel 80, der sich einerseits an der Rückseite der jeweiligen Basisplatte 78 und andererseits an dem jeweiligen Doppel-T-Träger 64 abstützt. Des Weiteren durchgreift der Stehbolzen 76 einen Positionierbügel 82, der seitlich an dem jeweiligen Doppel-T-Träger 64 anliegt. Der Klemmbügel 80 und der Positionierbügel 82 sind mittels einer Mutter 84 gesichert, so dass die Basisplatte 78 bzw. das jeweilige Dämm- stoffpaneel 56 an der Trägeranordnung 62 fixiert ist. Die Klemmverbinderanordnung 74 ist also nach Art einer sogenannten Lindapter-Klemmverbindung ausgebildet und kann Wärmedehnungen der Dämmstoffpaneele 56 aufnehmen, so dass keine Spannungen von dem jeweiligen Dämmstoffpaneel 56 auf die Trägeranordnung 62 übertragen werden. As can be seen from FIG. 6, the insulating material panels 56 are each fastened to the double-T-beams 64 of the carrier arrangement 62 via at least one clamping connector arrangement 74. Each insulating panel 56 is attached to two stacked double T-beams 64 each by means of a clamp connector assembly 74. The respective clamping connector arrangement 74 comprises a stud bolt 76, which protrudes at right angles at the rear side of a base plate 78 of the respective insulating panel 56 and is designed as a threaded bolt. The respective stud 76 passes through a clamping bracket 80, which is supported on the one hand on the back of the respective base plate 78 and on the other hand on the respective double-T-carrier 64. Furthermore, the stud bolt 76 passes through a positioning bracket 82, which bears laterally against the respective double-T-beam 64. The clamping bracket 80 and the positioning bracket 82 are secured by means of a nut 84, so that the base plate 78 or the respective insulating material panel 56 is fixed to the carrier arrangement 62. The clamp connector assembly 74 is thus formed in the manner of a so-called Lindapter clamp connection and can Record thermal expansion of the Dämmstoffpaneele 56, so that no voltages from the respective Dämmstoffpaneel 56 are transferred to the support assembly 62.
Wie Fig. 7 zu entnehmen ist, weisen die Dämmstoffpaneele 56 an der der Trägeranordnung 62 abgewandten Seite auf den Basisplatten 78 jeweils ein Streckblech 86 auf, das über aufgeschweißte Stifte an der ein Blechpaneel bildenden Basisplatte 78 befestigt ist. 7, the insulating panels 56 on the side facing away from the carrier assembly 62 on the base plates 78 in each case an expansion plate 86 which is attached via welded pins on the plate plate forming a base plate 78.
Auf dem jeweiligen Streckblech 86 ist Dämmmaterial 88 angeordnet, das, wie Fig. 8 zu entnehmen ist, aus einem Stapel von Keramikfasermatten 90 gebildet ist, die aus Aluminiumoxid- und/oder Silikatfasern gefertigt sind und deren Ebene jeweils rechtwinklig zur Ebene der Basisplatte 78 angeordnet ist. Die Keramikfasermatten 90 sind einerseits über einen nicht näher dargestellten keramischen Kleber auf dem Streckblech 86 bzw. der Basisplatte 78 des Dämmstoffpaneels 56 und andererseits mittels eines Durchsteckankers 92 an der Basisplatte 78 befestigt. Der Durchsteckanker 92 durchgreift die Keramikfasermatten 90 rechtwinklig zu deren Ebenen und ist damit parallel zur Ebene der Basisplatte 78 ausgerichtet. In seinen Endbereichen ist der Durchsteckanker 92 jeweils an einer Haltelasche 94 fixiert, die an der Basisplatte 78 ausgebildet ist. Insulating material 88 is arranged on the respective expansion plate 86 and, as can be seen in FIG. 8, is formed from a stack of ceramic fiber mats 90 which are made of aluminum oxide and / or silicate fibers and whose plane is arranged at right angles to the plane of the base plate 78 is. The ceramic fiber mats 90 are on the one hand via a ceramic adhesive, not shown on the stretch plate 86 and the base plate 78 of the Dämmstoffpaneels 56 and on the other hand by means of a through anchor 92 attached to the base plate 78. The push-through anchor 92 passes through the ceramic fiber mats 90 at right angles to their planes and is thus aligned parallel to the plane of the base plate 78. In its end regions of the push-through anchor 92 is fixed in each case to a retaining tab 94 which is formed on the base plate 78.
Die Dämmstoffpaneele 56 sind an der der Unterkonstruktion 58 abgewandten Seite in ihrer Gesamtheit mit einer hitzebeständigen, gegebenenfalls mehrlagigen Beschichtung aus einem keramischen Material versehen, das auch Fugen zwischen den einzelnen Dämmstoffpaneelen 56 ausfüllt. Zur Erhöhung der Witterungsbeständigkeit ist die hitzebeständige Beschichtung des Weiteren mit einer nicht näher dargestellten Imprägnierung versehen. The Dämmstoffpaneele 56 are provided on the side facing away from the substructure 58 in its entirety with a heat-resistant, optionally multi-layer coating of a ceramic material, which also fills joints between the individual Dämmstoffpaneelen 56. To increase the weather resistance, the heat-resistant coating is further provided with an impregnation, not shown.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
Kraftwerk 70 Blech Power plant 70 sheet metal
Heliostaten 72 Isoliermaterial  Heliostats 72 Insulating material
Spiegelfeld 74 Klemmverbinderanordnung Mirror array 74 clamp connector assembly
Solarturm 76 Stehbolzen Solar Tower 76 Studs
Sonne 78 Basisplatte  Sun 78 base plate
Receiver 80 Klemmbügel  Receiver 80 clamp
Luftkreislauf 82 Positionierbügel  Air circuit 82 Positioning bracket
Dampfkessel 84 Mutter  Steam boiler 84 nut
Dampfkreislauf 86 Streckblech  Steam cycle 86 Expanded sheet
Turbine 88 Dämmmaterial  Turbine 88 insulating material
Generator 90 Keramikfasermatte Generator 90 ceramic fiber mat
Leitung 92 Durchsteckanker Cable 92 push-through anchor
Kondensator 94 Haltelasche  Capacitor 94 Retaining tab
Pumpe  pump
Kondensatorkreislauf  Condenser circuit
Rückkühler  drycoolers
Pumpe  pump
Wärmespeicher  heat storage
Solarturmkopf  Solar tower head
Bestrahlungsseite  irradiation side
Strahlungsschutzeinrichtung  Radiation shielding device
Gebäudekonstruktion  building construction
Dämmstoffpaneel  Dämmstoffpaneel
Unterkonstruktion  substructure
Stahlträger  steel beams
Trägeranordnung  carrier assembly
Doppel-T-Träger  Double-T-carrier
Langloch  Long hole
Befestigungsschraube  fixing screw

Claims

Patentansprüche claims
Solarempfängereinheit, umfassend eine Grundkonstruktion (54) mit mindestens einer Bestrahlungsseite, an der ein Receiver (20) für Solarstrahlung angeordnet ist, die von Heliostaten ( 12) reflektiert wird, wobei der Receiver (20) von einer Strahlungsschutzeinrichtung (52) begrenzt ist, die eine Trägeranordnung (62) umfasst, die an der Gebäudekonstruktion (54) befestigt ist und an der Dämmstoffpaneele (56) befestigt sind, die j eweils eine Basisplatte (78) aufweisen, auf der Dämmmaterial (88) angeordnet ist. A solar receiver unit comprising a basic construction (54) with at least one irradiation side, on which a solar radiation receiver (20) is reflected, which is reflected by heliostats (12), the receiver (20) being delimited by a radiation protection device (52) a support assembly (62) attached to the building structure (54) and secured to the insulation panel (56), each having a base plate (78) on which insulation material (88) is disposed.
Solarempfängereinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Grundkonstruktion (54) eine Unterkonstruktion (58) aufweist, an der die Trägeranordnung (62) angeordnet ist. Solar receiver unit according to claim 1, characterized in that the basic construction (54) has a substructure (58) on which the carrier arrangement (62) is arranged.
Solarempfängereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägeranordnung (62) aus Stahlprofilen (64) gebildet ist, die sich vorzugsweise in horizontaler Richtung erstrecken. Solar receiver unit according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier arrangement (62) is formed from steel profiles (64), which preferably extend in the horizontal direction.
4. Solarempfängereinheit nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlprofile (64) j eweils über eine Fest-Los-Lagerung an der Unterkonstruktion (58) befestigt sind. 4. solar receiver unit according to claim 3, characterized in that the steel profiles (64) are attached in each case via a fixed-lot storage on the substructure (58).
Solarempfängereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fest-Los-Lagerung dadurch gebildet ist, dass die Stahlprofile (64) j eweils an zumindest einer Stelle starr mit der Unterkonstruktion (58) verbunden sind und j eweils an zumindest einer weiteren Stelle ein Langloch (66) aufweisen, das von einer mit der Unterkonstruktion (58) verbundenen Befestigungsschraube (68) durchgriffen ist. Solar receiver unit according to claim 4, characterized in that the fixed-lot storage is formed by the fact that the steel profiles (64) in each case at least one point rigidly connected to the substructure (58) and in each case at least one further point a slot (66) which is penetrated by a fastening screw (68) connected to the substructure (58).
Solarempfängereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterkonstruktion (58) für die Stahlprofile (64) j eweils mindestens eine Auflage aufweist, die vorzugsweise von einem an die Unterkonstruktion (58) angeschweißten Blech (70) gebildet ist. Solar receiver unit according to one of claims 3 to 5, characterized in that the substructure (58) for the steel profiles (64) has in each case at least one support, which is preferably formed by a metal sheet (70) welded to the substructure (58).
Solarempfängereinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Unterkonstruktion (58) und der Trägeranordnung (62) ein Isoliermaterial (72) angeordnet ist, das die Unterkonstruktion (58) und die Trägeranordnung (62) thermisch trennt. Solar receiver unit according to one of claims 2 to 6, characterized in that between the substructure (58) and the carrier assembly (62) an insulating material (72) is arranged, which thermally separates the substructure (58) and the carrier assembly (62).
Solarempfängereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmstoffpaneele (56) über eine Klemmverbinderanordnung (74) an der Trägeranordnung (62) befestigt sind. Solar receiver unit according to one of claims 1 to 7, characterized in that the Dämmstoffpaneele (56) via a clamping connector assembly (74) to the support assembly (62) are attached.
Solarempfängereinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmverbinderanordnung (74) einen Stehbolzen (76) um- fasst, der an einer Rückseite des j eweiligen Dämmstoffpaneels (56) angeordnet ist und der einen Klemmbügel (80) durchgreift, der an der Trägeranordnung (62) anliegt und mittels einer Mutter (84) gesichert ist. Solar receiver unit according to claim 8, characterized in that the clamping connector arrangement (74) comprises a stud bolt (76) which is arranged on a rear side of the respective insulating panel (56) and which passes through a clamping bracket (80) attached to the carrier assembly ( 62) and is secured by a nut (84).
1 0. Solarempfängereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmmaterial (88) aus Fasermatten, insbesondere aus Keramikfasermatten (90) gebildet ist, deren Ebene rechtwinkelig zur Ebene der j eweiligen Basisplatte (78) angeordnet ist. 1 0. solar receiver unit according to one of claims 1 to 9, characterized in that the insulating material (88) of fiber mats, in particular of ceramic fiber mats (90) is formed, whose plane is perpendicular to the plane of the j eweiligen base plate (78).
1 1 . Solarempfängereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmmaterial (88) mittels eines keramischen Klebers an der Basisplatte (78) befestigt ist. 1 1. Solar receiver unit according to one of claims 1 to 10, characterized in that the insulating material (88) by means of a ceramic adhesive to the base plate (78) is attached.
12. Solarempfängereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmmaterial (88) mittels eines Durch- steckankers (92) an der Basisplatte (78) befestigt ist, der parallel zur12. Solar receiver unit according to one of claims 1 to 1 1, characterized in that the insulating material (88) by means of a push-through anchor (92) on the base plate (78) is attached, which is parallel to
Ebene der Basisplatte (78) ausgerichtet ist und an Haltelaschen (94) der Basisplatte (78) fixiert ist. Level of the base plate (78) is aligned and fixed to retaining tabs (94) of the base plate (78).
13. Solarempfängereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Dämmmaterial (88) und der Ba- sisplatte (78) ein Streckblech (86) angeordnet ist. 13. Solar receiver unit according to one of claims 1 to 12, characterized in that between the insulating material (88) and the base plate (78) sis an expansion plate (86) is arranged.
14. Solarempfängereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13 , dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmmaterial (88) der Dämmstoffpaneele (56) an der der Grundkonstruktion abgewandten Seite mit einer hitzebeständigen Beschichtung, insbesondere einer keramischen Be- Schichtung versehen ist. 14. solar receiver unit according to one of claims 1 to 13, characterized in that the insulating material (88) of the Dämmstoffpaneele (56) on the side facing away from the base construction with a heat-resistant coating, in particular a ceramic coating is provided.
15. Solarempfängereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämmstoffpaneele (56) mit einer wasserabweisenden Imprägnierung versehen sind. 15. Solar receiver unit according to one of claims 1 to 14, characterized in that the Dämmstoffpaneele (56) are provided with a water-repellent impregnation.
PCT/EP2012/056194 2011-05-31 2012-04-04 Radiation protection for solar receiver unit WO2012163581A1 (en)

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