太陽能發電站和用於運行太陽能發電站的方法

2023-04-23 20:48:06 2

專利名稱：太陽能發電站和用於運行太陽能發電站的方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能發電站，該太陽能發電站具有用於產生蒸汽的太陽能收集器-蒸汽產生單元、布置在所述太陽能收集器-蒸汽產生單元的後面的用於使蒸汽過熱的太陽能收集器-蒸汽過熱器單元以及通過蒸汽管路系統與所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元的出口相連接的蒸汽渦輪機，在運行中向所述蒸汽渦輪機饋送過熱的蒸汽。除此以外，本發明涉及一種用於運行這樣的太陽能發電站的方法。
背景技術：
太陽能發電站代表著一種替代傳統的發電方式的方案。目前，具有拋物形槽式收集器的太陽能發電站藉助於額外的油迴路而設有間接的蒸發功能。對於將來來說要研製具有直接的蒸發功能的太陽能發電站。具有直接的蒸發功能的太陽能發電站比如可以包括一個或者多個分別具有多個拋物形槽式收集器和/或菲涅爾收集器的太陽場，在所述收集器 中首先對泵入的給水進行預熱並且使其蒸發並且最後使蒸汽過熱。將過熱的蒸汽導送給常規的發電站部分，在該發電站部分中將水蒸汽的熱能轉化為電能。在此有利地如此安排這一點，從而首先在具有多條平行的由拋物形槽式收集器和/或菲涅爾收集器構成的分路的第一太陽場中對水進行預熱並且使其蒸發(下面也稱為「蒸發器-太陽場」)。而後才將所產生的蒸汽或者所產生的水-蒸汽混合物導送到蒸汽分離器中，用於分離剩餘的還沒有蒸發的水。隨後將所述蒸汽進一步導送到所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元中。所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元可以是單個的太陽能收集器、多條並聯的太陽能收集器分路或者又可以是包括多條太陽能收集器分路的太陽場。在發電站部分中，將來自所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元的過熱的蒸汽輸送給渦輪機，所述渦輪機驅動著發電機。在接下來在冷凝器中進行冷卻時，蒸汽又轉化為水，將水收集在給水容器中並且通過給水泵輸送給太陽場。為了更為有效地利用能量，所述發電站部分不僅僅具有一臺渦輪機，而且具有多臺關於蒸汽輸送方向先後布置的渦輪機，t匕如高壓渦輪機和中壓渦輪機和/或低壓渦輪機，其中首先將新鮮蒸汽導送到所述高壓渦輪機中並且在所述中間和/或低壓渦輪機中還再次利用來自所述高壓渦輪機的蒸汽。通常為渦輪機的運行設置了溫度極限，用於在效率儘可能高的情況下實現儘可能高的使用壽命。如果蒸汽溫度下降得太厲害，那麼效率就降低。相反，太高的溫度則會導致渦輪機的損壞並且會縮短其使用壽命。典型的溫度範圍處於390與500°C之間，其中蒸汽壓力可以在41與140bar之間。但是，這些參數從設備到設備按組件的設計情況而會變化。儘管如此還總是存在這樣的問題，即提供給渦輪機的新鮮蒸汽的溫度應該儘可能保持穩定並且不應該經受較大的波動。因此有必要的是，實現合適的新鮮蒸汽-溫度調節，這種新鮮蒸汽-溫度調節能夠甚至在不穩定的運行中也就是在發電站的功率變化時將新鮮蒸汽溫度保持在恆定的額定數值上。蒸汽-溫度調節可以用蒸汽冷卻裝置比如在太陽能收集器-蒸汽過熱器單元的區域中來實現，所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元將首先超過本來所期望的溫度的過熱的蒸汽冷卻到必需的溫度。典型地為此使用噴射冷卻器，所述噴射冷卻器將精確定義的量的水噴射到蒸汽中並且由此對蒸汽進行冷卻。其它的蒸汽冷卻裝置混加了較冷的蒸汽。按熱量輸入或者負載情況，可以減小或者擴大冷卻介質的量，用於保持所期望的溫度。不過在如在太陽能發電站的不穩定的運行中完全可能出現的一樣的極端的情況下，通過所使用的噴射系統不能總是保證恆定的新鮮蒸汽溫度，因為蒸汽冷卻裝置在極端情況中離開其調節範圍。比如在太陽場上面出現大面積的行雲時由於突然減少的熱量輸入，新鮮蒸汽溫度通過所述噴射冷卻器的完全關閉也不能得到維持。通過給水調節也難以或者根本不能阻止這樣的狀況，因為所述給水調節與噴射冷卻器或者其它的蒸汽冷卻裝置相比具有緩慢得多的時間特性。目前考慮使用給太陽能發電站配備合適的熱的長期蓄存器的第一方案。應該給這些蓄存器裝載，其措施是從太陽場的主迴路中取出新鮮蒸汽。由此雖然提供較少的從渦輪機中穿流的蒸汽。但是相反在需求情況下可以利用在所述蓄存器中存在的熱能，用於提供 額外的蒸汽量並且就這樣對比如通過由於遮暗而使太陽場短時間部分或者完全失靈引起的暫時的功率下降進行補償。在實現這樣的中間蓄存方案方面主要的問題在於，如何儘可能有效並且長時間地將能量儲存在蓄存器中並且在需要時以儘可能小的損失又將其從所述蓄存器中調用出來。

發明內容
因此，本發明的任務是，藉助於中間儲存方案來如此改進開頭提到的類型的太陽能發電站以及用於運行太陽能發電站的方法，從而允許特別有效的能量中間儲存以及所儲存的能量的再次取用。該任務一方面通過一種按權利要求I所述的太陽能發電站並且另一方面通過一種按權利要求12所述的方法得到解決。
如開頭所描述的一樣的太陽能發電站為此按本發明具有中間儲存器，該中間儲存器至少在布置在所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元與所述蒸汽渦輪機之間的第一高溫-儲存器連接位置上與所述蒸汽管路系統相連接，用於在儲存器運行模式中從所述蒸汽管路系統中取出過熱的蒸汽。這個中間儲存器包括蓄熱器，在所述蓄熱器中從在儲存器運行模式中導入的蒸汽中抽走熱能並且將其加以儲存。在取出運行模式中又將所儲存的熱能輸出給所述蒸汽，所述蒸汽從所述中間儲存器中輸送給所述蒸汽管路系統。在低溫-儲存器連接位置上所述中間儲存器按照本發明與所述太陽能發電站的冷凝器和/或膨脹裝置相連接。所述高溫-儲存器連接位置及低溫-儲存器連接位置上的連接在此可以有意義地通過具有一個或者多個閥的蓄熱器連接閥裝置來進行。對於所述按本發明的用於運行太陽能發電站的方法來說，相應地在儲存器運行模式中在高溫-儲存器連接位置上將過熱的蒸汽的一部分導送到具有蓄熱器的中間儲存器中。在所述中間儲存器中從所述蒸汽中抽走熱能並且將其加以儲存。在低溫-儲存器連接位置上，將得到冷卻的蒸汽或者在此產生的水/蒸汽-混合物輸送給冷凝器和/或膨脹裝置。在取出運行模式中，在一個-優選其它的-低溫-儲存器連接位置上將水和/或蒸汽輸送給所述中間儲存器，並且將所儲存的熱能又輸出給所述水或者蒸汽並且將在此產生的過熱的蒸汽直接或者間接地輸送給所述蒸汽渦輪機。
對於這種構造和運行來說，可以在儲存器運行模式中也就是在所述高溫-儲存器連接位置上不斷地將新的過熱的蒸汽導送到所述中間儲存器中。因為所述蓄熱器通常在儲存器運行模式的整個持續期間不能以恆定的比率來接納熱能，所以可以這樣安排，即在所述蓄熱器的低溫側的端部上按所述儲存器運行模式的持續時間也就是在所述蓄熱器已經接納能量之後來改變溫度及壓力條件並且根據當前的條件在那裡產生水、蒸汽和/或水/蒸汽混合物。因此，按照本發明，所述中間儲存器在低溫-儲存器連接位置上(優選直接但是必要時也可以間接地也就是通過其它的組件)與所述太陽能發電站的冷凝器和/或膨脹裝置相連接。所述膨脹裝置比如可以是膨脹容器或者類似部件，在所述膨脹容器中處於壓力之下的蒸汽或者水/蒸汽混合物比如在大氣下膨脹。在此在本發明的意義上，給水容器也可以以合適的設計用作用於在所述中間儲存器的低·溫側的端部上將介質排出的膨脹裝置。尤其也可以在所述中間儲存器的低溫側的出口與所述冷凝器之間優選預接有膨脹容器。這一點尤其有意義，如果由冷凝器系統的製造商預先規定，從這樣的旁通管路中只應該讓液態的介質流入到所述冷凝器中。進入到冷凝器中或者通往膨脹裝置的輸入管路具有這樣的優點，即可以在不依賴於所述中間儲存器的出口上的溫度及壓力情況以及介質(水和/或蒸汽)的聚集態的情況下，將介質運走並且又將其輸送給所述太陽能發電站的水/蒸汽迴路。由此可以實現所述蓄熱器的很高的熱裝載。也就是說，可以將所述中間儲存器在總體上置於比一種相應的設計方案高的溫度水平，對於所述相應的設計方案來說比如只要所述蓄熱器的接納能力足以用於將蒸汽完全轉化為液相併且將冷凝水輸送給所述給水，那就只能進行蓄熱運行。相反，而後可以在取出運行模式中以較高的溫度水平又從所述中間儲存器中取出較大的能量或者熱量並且就這樣也可以在太陽場的全負載運行中更好地支持新鮮蒸汽溫度。在取出運行模式中，尤其可以從給水管路中抽走給水，所述給水而後在熱方面較高地裝載的蓄熱器中在輸出所儲存的熱能的情況下首先蒸發並且而後過熱，從而又可以將過熱的蒸汽在高溫-儲存器連接位置上輸送給所述蒸汽管路系統。為此，所述中間儲存器可以優選通過閥在低溫-儲存器連接位置上與所述給水管路相連接。對於所述給水管路與所述新鮮蒸汽管路之間的常見的壓差來說，所述水在取出運行模式中自動地流到所述中間儲存器中並且而後作為蒸汽繼續流到新鮮蒸汽管路中。如果所述太陽能發電站處於超功率運行中，在所述超功率運行中所述太陽能收集器場提高比需要的多的蒸汽功率，那就有意義地調節所述儲存器運行模式。如果所述太陽能發電站處於低功率運行中，也就是如果所述太陽能收集器場提供比真正需要的少的蒸汽功率，那就調節所述取出運行模式。很清楚，對於這樣的設備來說所述太陽場、也就是所述太陽能收集器-蒸汽產生單元以及太陽能收集器-蒸汽過熱器單元的容量必須設計具有比在正常的平均運行中所需要的情況大的尺度，用於就這樣在所述儲存器運行模式中提供足夠的用於填滿所述中間儲存器的容量。除了用於進行短期的功率提升或者用於支持新鮮蒸汽溫度之外，所述中間儲存器也可以在陽光較弱的時間裡尤其在傍晚及在夜晚用於繼續產生蒸汽並且在這些時間裡也用所述太陽能發電站來發電。從屬權利要求以及接下來的描述包含本發明的特別有利的設計方案和改進方案，其中要明確地指出，所述按本發明的方法也可以根據關於太陽能發電站的從屬權利要求來得到改進並且反之亦然。按所述蓄熱器的低溫側上的當前的溫度及壓力條件，得到冷卻的並且必要時甚至部分或者完全冷凝的蒸汽首先暫時也可以在其它合適的位置上又輸送給所述太陽能發電站的水/蒸汽迴路。為此，所述中間儲存器優選在其它的低溫-儲存器連接位置上與所述太陽能發電站的管路系統中的不同的管路或者其它組件相連接。尤其優選所述中間儲存器為此也可以在不同的低溫-儲存器連接位置上-通過能夠觸發的閥-與不同的蒸汽管路相連接，在所述不同的蒸汽管路中在運行中蒸汽以不同的溫度或者壓力來導送。 在不同的低溫-儲存器連接位置上與不同的蒸汽管路之間的連接有利地通過合適的能夠單個地觸發的閥來進行。所述中間儲存器的與冷凝器或者膨脹裝置上和/或不同的蒸汽管路上的不同的低溫-儲存器連接位置之間的連接尤其對於有些情況來說是有意義的，在這些情況中所述蓄熱器由於結構型式的原因或者因為其已經裝載太多而無法從蒸汽中抽走足夠的能量，以使所述蒸汽完全冷凝。在不同的蒸汽管路中用不同的溫度和壓力來導送蒸汽，如果存在與所述不同的蒸汽管路之間的連接，那麼比如總是可以將所述閥朝所述蒸汽管路打開，在起中用合適的蒸汽溫度範圍並且在合適的壓力範圍內來導送蒸汽。所述蒸汽或者水/蒸汽混合物而後可以在沒有能量損失的情況下繼續在所述迴路中的合適的位置上使用。在此優選所述低溫-儲存器連接位置的至少一部分布置在蒸汽渦輪機的出口 -蒸汽管路中並且/或所述低溫-儲存器連接位置的至少一部分與換熱器相連接。因此來自所述中間儲存器的介質還可以用於再生式的給水預熱。如果所述蓄存器的低溫側的端部上的壓力和/或溫度情況不適合於所連接的蒸汽管路或者其它組件，那麼按照本發明就將所述蒸汽或水/蒸汽混合物輸送給所述膨脹容器或者冷凝器。如果如此構造所述蓄熱器，使得蒸汽在儲存器運行模式中原則上-至少在所述蓄熱器的熱裝載還沒有如此高的時候-液化，那麼所述中間儲存器就在低溫-儲存器連接位置上優選也與給水管路相連接，通過所述給水管路將在所述中間儲存器中產生的水作為給水導送給所述太陽能收集器-蒸汽產生單元。特別優選在此所述中間儲存器在低溫-儲存器連接位置上通過泵與所述給水管路相連接。這裡也優選通過能夠觸發的閥來進行連接。優選所述泵也能夠在與所述閥相適配的情況下由控制裝置來觸發。在所述太陽能發電站的一種特別優選的實施例中，在上面提到的高溫-儲存器連接位置與蒸汽渦輪機之間的蒸汽管路系統中布置了蒸汽冷卻裝置(下面也稱為「最終-蒸汽冷卻裝置」)，其中在所述高溫-儲存器連接位置上將蒸汽導送到所述中間儲存器中。此夕卜，所述太陽能發電站優選具有控制裝置，該控制裝置如此構成，使得其在運行中將過熱的蒸汽的溫度調節到渦輪機-新鮮蒸汽溫度，其措施是首先使蒸汽在所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元中過熱到比渦輪機-新鮮蒸汽溫度高的蒸汽過熱器-最終溫度並且而後藉助於所述最終-蒸汽冷卻裝置將其冷卻到渦輪機-新鮮蒸汽溫度。在一種相應的優選的運行方法中，因而比如在測量當前的實際溫度的情況下將過熱的蒸汽的溫度調節到預先給定的渦輪機-新鮮蒸汽溫度(作為額定溫度)，其措施是首先使蒸汽過熱到比渦輪機-新鮮蒸汽溫度高的蒸汽過熱器-最終溫度並且而後才在布置在所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元中的蒸汽冷卻裝置中在經過調節的情況下冷卻到渦輪機-新鮮蒸汽溫度。在所述高溫-儲存器連接位置上將蒸汽導送到所述中間儲存器中，如果所述高溫-儲存器連接位置沿流動方向處於所述蒸汽冷卻裝置之前，那就在具有最高的蒸汽溫度的部位上從所述主蒸汽迴路中提取用於對蓄存器進行裝載的蒸汽，其中在所述蒸汽冷卻裝置中將新鮮蒸汽的溫度下調到由渦輪機所要求的數值。由此存在著在從中間儲存器中取出能量的取出模式中也導回具有比所需要的新鮮蒸汽溫度高的溫度的蒸汽的可能性，使得所述蓄存器不僅僅可以用於提供額外的蒸汽，而且也可以抑制來自所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元的蒸汽的溫度下降，也就是說通過更熱的蒸汽的加入來對這種溫度下降進行補償。通過以按本發明的方式來額外地混入具有更高的溫度的蒸汽這種方式，由此也可以在最終-蒸汽冷卻裝置完全停用時也就是在噴射裝置關閉時繼續將新鮮蒸汽溫度保持在特定的界限內，即使由所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元提供的蒸汽低於新鮮蒸汽溫度。也就是說，對於所述太陽能收集器-蒸汽產生單元和/或太陽能收集器-蒸汽過熱器單元的部分功率來說也可以將用於渦輪機的新鮮蒸汽溫度很容易地保持在預先給定的界限內。由此提高整個太陽能發電站的可用性和運行靈活性。在這種具有最終-蒸汽冷卻裝置的裝置的最簡單的並且特別優選的變型方案中，在此在所述取出運行模式中優選在第一高溫-儲存器連接位置本身上(也就是在相同的連 接位置上)將來自所述中間儲存器的蒸汽輸送到所述蒸汽管路系統中，其中在所述相同的連接位置上也在儲存器運行模式中將蒸汽輸送給所述蓄存器。由此可以利用本來就布置在所述蒸汽管路系統內部的最終-蒸汽冷卻裝置，用於也在所述取出運行模式中將來自所述中間儲存器的過熱的蒸汽一同冷卻到合適的新鮮蒸汽溫度。所述裝置的另一個優點在於，對於功率儲備(所謂的「快速儲備(Sekundenreserve)」的短期的要求來說可以將儲存在長期蓄存器中的熱能用於進行額外的蒸汽生產，即使不存在來自所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元的蒸汽的溫度下降而僅僅應該提高蒸汽量以提高功率。額外地產生的蒸汽而後又可以在所述蒸汽管路系統中在所述最終-蒸汽冷卻裝置之前混合到主蒸汽流中並且可以在所述冷卻裝置中置於新鮮蒸汽溫度。因此，通過在所述最終-蒸汽冷卻裝置之前將所述中間儲存器有利地耦合到所述蒸汽管路系統上這種方法，也可以以簡單的方式在提供快速儲備的過程中保證恆定的新鮮蒸汽溫度。來自所述中間儲存器的出口蒸汽的最終溫度水平高於所要求的新鮮蒸汽溫度，由此另外可以通過所述蒸汽冷卻裝置在一種運行模式中將新鮮蒸汽溫度維持更長的時間，在所述運行模式中在陽光較弱的時間裡比如在傍晚繼續產生蒸汽並且發電。新鮮蒸汽的通過所述蒸汽冷卻裝置來控制的並且被渦輪機接受的溫度下降同樣可以用這種裝置來實現，t匕如如果應該在夜晚運行中清空所述中間儲存器。在這種裝置的另一種變型方案中，在第二高溫-儲存器連接位置上將過熱的蒸汽從所述中間儲存器輸送給所述蒸汽管路系統，所述第二高溫-儲存器連接位置在所述蒸汽管路系統中布置在所述「最終-蒸汽冷卻裝置」與所述渦輪機之間。在這種情況下，在從中間儲存器到所述蒸汽管路系統的第二高溫-儲存器連接位置的輸入管路中應該優選同樣布置蒸汽冷卻裝置，用於就這樣單獨地將來自所述中間儲存器的應該相應地具有比新鮮蒸汽溫度高的溫度的過熱的蒸汽冷卻到新鮮蒸汽溫度。雖然這樣的另一條通往所述第二高溫-儲存器連接位置和第二蒸汽冷卻裝置的輸入管路引起額外的成本，但是這裡可以單獨地並且在不依賴於通過所述最終-蒸汽冷卻裝置流動的主蒸汽流的情況下調節來自所述中間儲存器的蒸汽的溫度，因而這種變型方案按所述設備的設計上的其它預先規定而可能
有意義。在所述儲存器運行模式中，所述中 間儲存器優選通過閥的開口與所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元與所述蒸汽渦輪機之間的蒸汽管路系統相連接，其中在一種優選的變型方案中，所述閥的開口根據所述蒸汽渦輪機之前的蒸汽管路系統中的預先給定的質量流量-額定值來調節。在另一種優選的變型方案中，則將所述閥的開口調節到所述蒸汽渦輪機之前的恆定的壓力。在所述取出運行模式中，所述中間儲存器同樣通過閥的開口與所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元與所述蒸汽渦輪機之間的蒸汽管路系統相連接，但是其中這裡優選將所述閥的開口調節到所述蒸汽管路系統中的在高溫-儲存器連接位置上的恆定的溫度。如果在所述第一高溫-儲存器-連接位置上也就是說在所述最終-蒸汽冷卻裝置之前從所述中間儲存器中饋入蒸汽，其中在所述最終-蒸汽冷卻裝置處蒸汽也從所述蒸汽管路系統導送到所述蓄存器中，那就可以以這種方式在最後一個蒸汽冷卻裝置之前將溫度已經保持在儘可能恆定的數值上，從而在溫度調節的範圍內藉助於所述最終-蒸汽冷卻裝置不出現較大的調節波動。所述蓄熱器可以以不同的方式構成。所述蓄熱器比如可以如此構成，從而通過儲存介質的相變來儲存或者又輸出熱能，也就是說所述蓄熱器可以是所謂的PCM蓄存器(PCM=Phase Change Material ;相變材料)。PCM蓄存器的儲存熱的介質比如可以由鹽或者已經熔化的鹽構成。鹽的在固態的與液態的狀態之間的相變或者熔化的鹽的在液態的與氣態的狀態之間的相變在此用於儲存熱能。相反，在從氣態向液態或者從液態到固態的相變中則又釋放熱能。蒸汽與儲存介質之間的熱量傳遞比如可以在換熱器的內部優選在管式寄存器中進行。作為替代方案或者補充方案，所述中間儲存器也可以包括至少一個蓄熱器，在該蓄熱器中熱能由儲存介質在沒有相變的情況下來儲存或者又輸出出來。作為儲存介質，這裡比如可以使用高溫混凝土。對於這些蓄存器類型來說，熱量傳遞也可以在換熱器中優選在管式寄存器的內部來實施。目前已經有在高達400 °C的範圍內工作的高溫混凝土材料。其它的在高達500 °C的範圍內工作的材料尚在研製之中。在一種特別優選的實施例中，所述中間儲存器同樣包括多個用於接納並且輸出熱能的儲存器級。在此尤其優選所述儲存器級中的至少兩個儲存器級在功能方面不同地構造。也就是說比如一個儲存器級構造為PCM蓄存器並且另一個儲存器級則設有蓄熱器，在所述蓄熱器中在沒有相變的情況下儲存熱能。在具有多個儲存器級的中間儲存器的一種變型方案中，在所述儲存器級之一中蒸汽在儲存器運行模式中液化並且在取出運行模式中按設備運行狀態比如在具有較小壓力的降低的負載時在這種儲存器級中水又蒸發。尤其對於這樣的構造來說，所述儲存器級優選在功能方面構造為與太陽能收集器-蒸汽產生單元及布置在後面的太陽能收集器-蒸汽過熱器單元並聯的。也就是說，比如所述中間儲存器與太陽場並聯地就象旁路的類型一樣布置在所述給水輸入管路與渦輪機之前的蒸汽管路系統之間並且以和所述太陽場中的單個的級相類似的方式分級。在此在與所述太陽能收集器-蒸汽產生單元並聯的情況下布置有儲存器級，在該儲存器級上在儲存器運行模式中蒸汽冷凝並且在取出運行模式中水蒸發並且而後在與所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元並聯的情況下布置了儲存器級，該儲存器級在儲存器運行模式中對過熱的蒸汽進行冷卻或者在取出運行模式中又使所述蒸汽過熱。在此很清楚，只有來自前置的儲存器級的蒸汽已經足夠地得到冷卻並且最後一個儲存器級還能夠從蒸汽中抽走足夠的能量時，在低溫側的最後一個儲存器級中蒸汽才會冷凝。由於在低溫側上所述中間儲存器按本發明耦合到冷凝器或者膨脹裝置上並且可選耦合到其它的連接點上，但是如上面所解釋的一樣可以在不依賴於溫度及壓力情況及聚集態的情況下又將水和/或蒸汽在低溫側輸送給所述太陽能發電站的水/蒸汽迴路。


下面藉助於實施例在提示附圖的情況下對本發明進行詳細解釋。其中 唯一的附圖是按本發明的一種優選的實施例的太陽能發電站的示意性的方框圖。
具體實施例方式附圖在此極為簡化地示出了具有直接的蒸發功能的太陽能發電站。該太陽能發電 站具有一個由多條太陽能收集器分路構成的用於使通過給水管路輸送的給水蒸發的太陽能收集器-蒸汽產生單元2。在該太陽能收集器-蒸汽產生單元2的後面布置了一個同樣由多條太陽能收集器分路構成的太陽能收集器-蒸汽過熱器單元4，用於使由所述太陽能收集器-蒸汽產生單元2產生的蒸汽過熱。在所述太陽能收集器-蒸汽產生單元2與所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元4之間有蒸汽分離器3，在該蒸汽分離器3中分離還在蒸汽中存在的剩餘水並且通過具有泵9的回輸管路11又輸送給所述給水管路10。來自所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元4的蒸汽通過蒸汽管路系統13輸送給高壓渦輪機40。在所述渦輪機入口 41的前面有截止閥或者渦輪機調節閥18。通過輸出軸45，所述渦輪機40與傳動機構46相連接,該傳動機構46又與發電機62相連接,用於將傳動軸的動能轉化為電倉泛。然後將在高壓渦輪機40中所利用的蒸汽逐級地在所述高壓渦輪機40的不同的出口上導送到通往換熱器47的出口-蒸汽管路42、43、44中，利用所述換熱器47可以對用於所述太陽能收集器-蒸汽產生單元2的給水進行預熱。此外，將來自所述出口-蒸汽管路44的蒸汽的一部分導送給低壓渦輪機50的渦輪機入口 56，用於將所述蒸汽還進一步用於轉化為電能。這個低壓渦輪機50的輸出軸53為此同樣與所述發電機62相連接。在通往所述渦輪機入口 56的蒸汽管路中，一方面有用於分離冷凝的水的分離器52，另一方面有換熱器51，在該換熱器中在將蒸汽導送給所述低壓渦輪機50之前還再次對所述蒸汽進行加熱(中間過熱)。通過所述渦輪機入口 56之前的閥54，可以對所述低壓渦輪機50的進口上的壓力進行調節。為了將其它的熱能輸送給所述換熱器51中的用於低壓渦輪機50的蒸汽，使該換熱器被蒸汽從中流過，所述蒸汽則通過分支管路49中的分支閥48從本身為所述高壓渦輪機40設置的過熱的蒸汽中分支出來。來自所述分支管路49的蒸汽在此在所述換熱器51中冷凝並且通過管路55經由所述換熱器47輸送給給水容器63。所述低壓渦輪機50同樣在不同的渦輪機級上具有多個出口，這些出口與出口-蒸汽管路57、58、59、60、61相連接。出口-蒸汽管路57通到所述給水容器63中。另一條完全處於所述低壓渦輪機50的末端上的出口-蒸汽管路61也就是具有最低的蒸汽壓力的管路通往冷凝器65，該冷凝器通過另一個換熱器67與冷卻塔68相連接。在這個冷凝器65中，剩餘蒸汽冷凝為水，通過泵69將水輸送給所述給水容器63。在去那裡的途徑上，水會經過多個換熱器70，通過所述出口 -蒸汽管路58、59、60由所述低壓渦輪機50來向所述多個換熱器70供給剩餘蒸汽。在這些換熱器70中，剩餘蒸汽同樣冷凝為水，所述水在混合位置66上與在所述冷凝器65中冷凝的水相混合併且與其一起通過所述泵69又通過所述換熱器70來輸送給所述給水容器63。由此，所述水有效地冷凝並且保持在較高的溫度上(低於蒸汽溫度)，而沒有白白浪費剩餘蒸汽中的熱能。此外，也將在其它的換熱器51、47中冷凝的水輸送給所述給水容器63。而後所述給水通過給水管路10藉助於給水泵64又輸送給所述太陽能收集器-蒸汽產生單元2，而後就這樣結束循環。所述太陽能收集器-蒸汽產生單元2在這裡如已經提到的一樣包括多條由單個的太陽能收集器5構成的分路。在此比如可以涉及拋物形槽式收集器和/或菲涅爾收集器。這裡僅僅示出了四條分別具有三個收集器5的分路。在實際上，這樣的太陽能發電站將會具有大量其它的擁有高得多的數目的太陽能收集器的太陽能收集器分路。必要時，在此多 條收集器分路按組地組合為在空間上分開的太陽場並且將在其中產生的蒸汽在所述太陽場的後面在進入到所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元中之前混合。在此可以為單個的用於產生蒸汽的太陽場分別分配自身的用於使蒸汽過熱的太陽場。也就是說，而後多組太陽能收集器-蒸汽產生單元2連同相應地布置在後面的太陽能收集器-蒸汽過熱器單元4如為這樣的組在圖I中示出的一樣進行並聯，並且通過一條或者多條給水管路10來得到給水並且將所述過熱的蒸汽在端部側在所述高壓渦輪機40之前的蒸汽管路系統13中在混合區中混合。所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元4包括多條分別具有多個太陽能收集器6V、6E的太陽能收集器分路。所述太陽能收集器6V是預過熱器-太陽能收集器6V (下面簡稱為「預過熱器」)並且所述太陽能收集器6E是最終過熱器-太陽能收集器6E (下面簡稱為「最終過熱器」)。在所述預過熱器6V與所述最終過熱器6E之間有噴射冷卻器，所述噴射冷卻器在這裡通過噴射位置7來示意性地示出。在這個位置7上，為進行冷卻而噴射水，用於就這樣將所述最終過熱器6E的末端上的出口溫度TD也就是蒸汽過熱器-最終溫度TD調節到預先給定的數值。控制裝置19用於此用途，該控制裝置19作為當前的實際溫度尤其得到在所述最終過熱器6E的後面的溫度測量位置34處測量的蒸汽過熱器-最終溫度TD並且將其調節到預先給定的額定溫度，其措施是其將中間噴射控制信號ZKS輸出給調節閥8，該調節閥調節輸送給處於噴射位置7處的噴射冷卻器的水輸送。所述調節在此原則上可以為每條收集器分路單獨地進行，如果相應地通過能夠單獨地觸發的閥來向所述收集器分路的噴射冷卻器供水。所述冷卻水比如可以通過所述用於回輸冷凝水的泵9後面的冷卻水管路12從水分離器3中取出。所述控制裝置19為此可以具有一個或者多個調節裝置(未示出)，所述調節裝置要麼可以分立地以單個的電子的構件的形式得到實現要麼可以以軟體的形式集成地在計算機中得到實現。這個控制裝置19還可以從整個管路系統中得到其它測量數據，比如所述太陽能收集器-蒸汽產生單元中、所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元中或者所述渦輪機40之前的蒸汽管路系統中的當前的壓力。所述蒸汽過熱器-最終溫度TD要調節到額定溫度，該額定溫度始終應該高於本身需要的用於蒸汽渦輪機40的新鮮蒸汽溫度。為了而後將蒸汽溫度置於所需要的新鮮蒸汽溫度，在所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元4的出口與所述蒸汽渦輪機40的進口 41之間的蒸汽管路系統13中有一個最終-蒸汽冷卻裝置15，這裡是另一個噴射冷卻器15。這個噴射冷卻器同樣由所述控制單元19通過最終噴射控制信號EKS來觸發，這比如又可以通過一個閥的觸發來進行，通過該閥來向所述噴射冷卻器15供給冷卻水(這裡未示出)。下面也將所述最終-蒸汽冷卻裝置15稱為「最終噴射器」，而本發明不局限於這一點，即其在此務必是噴射冷卻器的形式的蒸汽冷卻裝置。為了調節溫度，在所述最終噴射器15後面的溫度測量位置35處測量另一個實際溫度，這裡具體來講是當前的新鮮蒸汽溫度TE並且將其與額定溫度值也就是說這裡與對於渦輪機40來說所要求的新鮮蒸汽溫度的額定值進行比較，所述控制裝置19比如從所述潤輪機的模塊控制器(Blocksteuerung)處以預先給定的方式得到所述額定值。相應地而後觸發所述最終噴射器15。
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此外，按本發明，在所述蒸汽管路13中在所述最終噴射器15之前有高溫蓄熱器連接位置HAl，在該高溫蓄熱器連接位置HAl處通過能夠調節的閥25連接著中間儲存器20。這個中間儲存器20由多個具有不同的鏈狀地先後連接的蓄熱器22、23、24的儲存器級SI、S2、S3構成。所述單個的蓄熱器22、23、24可以構造為不同的並且也可以以不同的方式工作。在當前的情況中，所有蓄熱器22、23、24是這樣的蓄熱器，它們從所導送的介質中抽走熱能以加以儲存或者在需要情況中又將熱能輸出給所導送的介質。在此這比如可以涉及在沒有蓄能的介質的相變的情況下工作的蓄熱器，比如固體蓄存器如高溫混凝土蓄存器，或者也可以是具有儲存介質的PCM蓄存器，所述PCM蓄存器在蓄能時實施相變。這方面的實例是作為儲存介質具有熔化的鹽的蓄存器，所述熔化的鹽為進行蓄能而完成到氣態的狀態的相變。在附圖所示的實施例中，比如所述前兩個儲存器級SI、S2的蓄熱器22、23構造為無相變的蓄存器並且所述儲存器級S3中的蓄熱器24構造為PCM蓄存器。但是原則上也可以使用其它的裝置。在所述中間儲存器20的遠離高溫連接位置HAl的一側上在最後一個儲存器級S3上，所述中間儲存器20在兩個低溫連接位置ΝΑΙ、NA2上與所述給水管路10相連接。與第一低溫-儲存器連接位置NAl之間的連接通過第一閥31、泵26和第二閥27來進行。與第二低溫-儲存器連接位置NA2之間的並聯連接僅僅通過第三閥28來進行，也就是說在沒有中間連接泵的情況下進行。此外，所述中間儲存器20在所述低溫側上在分支位置30上通過第四閥32與管路80相連接，該管路80通往發電站的冷凝器65上的低壓蓄存器連接位置NA3。在所述冷凝器65之前，在這裡連接了一個膨脹容器81，在該膨脹容器中通過管路80來自所述中間儲存器的介質在大氣壓下發生膨脹。對於有些設備來說不重要的是，以哪些壓力值和溫度值來將所述介質輸送給所述冷凝器65，對於這些設備來說也可以放棄這個膨脹容器81。通過另一個閥88來朝所述膨脹容器81或者朝所述冷凝器65閉鎖所述管路80。在不同的低壓-蓄存器連接位置NA4、NA5、NA6、NA7、NA8、NA9上，所述管路80通過能夠單獨地觸發的閥82、83、84、85、86、87連接到發電站模塊內部的不同的蒸汽管路上。作為實例在這裡示出，所述低溫-儲存器連接位置的一部分NA4、NA5、NA6相應地處於所述高壓渦輪機40的不同的出口 -蒸汽管路42、43、44中並且所述低溫-儲存器連接位置的另一部分NA7、NA8、NA9則處於所述低壓渦輪機50的不同的出口 -蒸汽管路58、59、60中，所述出口 -蒸汽管路通往所述用於給水10的換熱器47、70。所述中間儲存器20的低溫側的所有的閥27、28、31、32、82、83、84、85、86、87、88就
象所述中間儲存器20的高溫側上的閥25 —樣由蓄存器-控制裝置21來觸發。此外，這個蓄存器-控制裝置21作為其它的輸入信號得到 蒸汽的溫度SNT，該溫度SNT在所述中間儲存器20的低溫側上的溫度測量位置36上測得。這個蓄存器-控制裝置21又通過通信連接17與所述控制裝置19處於接觸之中，使得這兩個控制裝置19、21彼此協調地工作。作為替代方案，所述蓄存器-控制裝置21也可以構造為所述控制裝置19的部分組件。所述中間儲存器20的在附圖所示的太陽能發電站I的運行過程中的作用原理比如如下
在儲存器運行模式中，應該將對於蒸汽渦輪機來說不需要的過熱的蒸汽從所述蒸汽管路系統13中輸送給所述中間儲存器20，用於將儘可能多的熱能儲存在所述中間儲存器20中。為此，在所述低溫-儲存器連接位置NAl處，所述第一閥27打開並且所述泵26投入運行。同時，所述高溫-儲存器連接位置HAl上的閥25在受到調節的情況下打開，其中所述閥25的打開位置的調節優選在質量流量調節的情況下進行。相應地設置了為此所需要的質量流量測量裝置(未在附圖中示出)。但是也可以額外地設想在壓力調節的情況下打開所述閥25，使得所述蒸汽管路系統13內部的壓力儘可能地保持恆定。為此，在壓力測量位置33上測量所述壓力P並且將其輸送給所述蓄存器-控制裝置21，從而可以相應地對所述閥25進行調節。必要時這一點在與已經有效的通過所述蒸汽渦輪機閥實施的壓力調節相協調的情況下進行。而後，過熱的蒸汽通過所述閥25首先流到所述第一儲存器級SI中並且在那裡將熱量輸出給所述蓄熱器22的介質。在這過程中蒸汽冷卻下來並且最後到達所述第二儲存器級S2中。在這個第二儲存器級S2的蓄熱器23中，蒸汽繼續輸出熱量。冷卻下來的蒸汽而後到達所述第三儲存器級S3中。這裡首先也就是說在儲存器運行模式的一開始所述蒸汽在將巨大的熱量輸出到所述蓄熱器24的儲存介質中的情況下進行液化，所述蓄熱器24-如前面所解釋的一樣-比如構造為具有相變的介質的PCM蓄熱器，所述介質在接納熱能時由液態的狀態轉化為氣態的狀態。在這過程中在所述中間儲存器20中產生的水通過所述泵26和所述閥27來輸送給所述給水管路10。隨著所述儲存器運行模式的進一步持續，所述中間儲存器20已經顯著地用熱能來裝載並且低溫側最後一個儲存器級S3不再能夠從所輸送的蒸汽中抽走足夠多的熱量使所述蒸汽完全冷凝。而後產生水/蒸汽混合物。在所述中間儲存器20的低溫側的端部上的溫度SNT的基礎上，這種狀態可以被蓄存器-控制裝置21所識別。而後將所述閥27、31朝所述第一低溫-儲存器連接位置NAl關閉並且將泵26停止並且換而言之將所述閥32朝管路80打開並且將所述膨脹容器81之前的閥88打開。在所述膨脹容器81中，所述水/蒸汽混合物發生熱膨脹並且在所述第三低溫-儲存器連接位置NA3上傳遞給所述冷凝器65。還要再次指出，所述冷凝器65之前的膨脹容器81是可選的並且所述水/蒸汽混合物在相應地設計所述冷凝器65的情況下也可以直接輸送給所述冷凝器65。隨著所述儲存器運行模式的後來的進程，最終如此對所述中間儲存器20進行熱裝載，使得所輸送的蒸汽不再冷凝並且在所述中間儲存器20的低溫側的端部上幾乎出現純粹的蒸汽。藉助於所述中間儲存器20的低溫側的端部上的溫度SNT並且必要時藉助於額外的壓力測量(未示出)，可以由所述蓄存器-控制裝置21來檢查，所述中間儲存器20的低溫側上的蒸汽的溫度和壓力是否大致相當於其它的低溫-連接位置NA4、NA5、NA6、NA7、NA8、NA9的蒸汽管路42、43、44、58、59、60之一中的溫度和壓力。如果是，則又將所述膨脹容器81或者冷凝器65之前的閥88關閉並且將所述低溫側上的相應的閥82、83、84、85、86、87打開。如果所述壓力和/或溫度情況對所述管路42、43、44、58、59、60都不合適，那就幹 脆將所述膨脹容器81或者冷凝器65之前的閥88保持打開的狀態或者如果先前其是關閉的則將其打開。對於這種構造來說，可以將所述中間儲存器20在總體上置於比在一種相應的設計方案中高的溫度水平上，即對於所述相應的設計方案來說只要最後一個儲存器級S3的接納容量足以用於將蒸汽完全轉化為液相，那就只能進行蓄熱運行。在此可以一直實施所述儲存器運行模式，直至所述蓄熱器20滿載，也就是說再也不能接納熱能。為了對所述蓄熱器中的熱量損失進行補償，而後可以分階段地短時間地又接通所述儲存器運行模式。優選定義了最大的蒸汽溫度，將所述中間儲存器20的低溫側的端部上的溫度SNT與所述最大的蒸汽溫度進行比較。如果達到了這個最大的蒸汽溫度，那就阻止蒸汽進一步從所述中間儲存器20中穿流(比如其措施是關閉所述閥25)並且所述中間儲存器20視為滿載。用於確定最大的蒸汽溫度的主要標準比如可以是工藝技術的要求，比如所述中間儲存器20的可靠的、最佳有效的並且經濟的運行，結合再生式的給水預熱器或者冷凝液系統，並且也可以是連接管路及電樞的所使用的材料的安全要求。在取出運行模式中，相反地實施這個過程。比如接通這樣的取出運行模式，如果所述具有太陽能收集器-蒸汽產生單元2及太陽能收集器-蒸汽過熱器單元4的太陽場不能夠達到比所需要的用於渦輪機40的新鮮蒸汽溫度高的蒸汽過熱器-最終溫度TD。在這種情況下，打開所述第二低溫-儲存器連接位置NA2上的第二閥28並且又在受調節的情況下打開所述高溫-儲存器連接位置HAl上的閥25，但是其中這一點不是在壓力控制的情況下來進行，而是在溫度控制的情況下如此進行，從而將所述高溫-儲存器連接位置HAl上的溫度保持到比真正所需要的新鮮蒸汽溫度高的恆定的數值上。而後就象常見的一樣通過所述最終噴射器15來精確地調節新鮮蒸汽溫度。因而在這種取出運行模式中將水從所述給水管路10中取出。對於所述給水管路10 (比如50-145bar)與所述蒸汽管路系統13 (例如41_110bar)之間的常見的壓差來說，按預料情況不需要泵，以便在取出運行模式中水流到所述中間儲存器20中並且可以取出蒸汽。在所述第三儲存器級S3中，在從所述PCM蓄存器24中提取熱量的情況下將這種水一直預熱到沸點溫度，使其蒸發並且將其輸送給所述第二儲存器級S2，在所述第二儲存器級S2中同樣在從所述蓄熱器23中提取熱量的情況下首先使水預過熱並且而後將其輸送給所述儲存器級SI。在這個儲存器級SI中在從所述蓄熱器22中提取熱量的情況下進行水蒸汽的最終過熱，從而達到足夠高的蒸汽過熱器-最終溫度TD。
如可以容易地從圖I中看出的一樣，所述中間儲存器20的工作過程因而在功能方面以和在並聯的太陽能收集器-蒸汽產生單元2連同布置在後面的太陽能收集器-蒸汽過熱器單元4中相同的順序進行。當然，整個太陽能發電站I也可以不僅除了所示出的太陽能收集器分路或者太陽場之外還具有其它的相應地並聯並且將過熱的蒸汽輸送給所述渦輪機40之前的蒸汽管路系統13的太陽場，而且同樣具有多個並聯的也可以按在不同的運行模式中的需求來單獨地運行的蓄熱器20。此外，在附圖中還繪入了一條可選的從所述中間儲存器20的高溫側的端部通往最終噴射器15後面的高溫-連接點HA2的旁路14。這條旁路14通過一個單獨的閥29來打開。在這個閥29的後面有一個單獨的用於降低來自所述中間儲存器20的蒸汽的溫度的旁路-噴射冷卻器16。所述額外的旁路-噴射冷卻器16同樣由所述控制裝置19來觸發並且所述閥29由所述蓄存器-控制裝置21來觸發。這條旁路14可以用於在取出運行模式中不是在所述最終噴射器15的前面通過所述閥25來將過熱的蒸汽添加到所述蒸汽管路系統13中，而是換而言之通過所述閥29及額外的旁路-噴射冷卻器16將已經精確地調節到所期望的新鮮蒸汽溫度的蒸汽提供給所述渦輪機40。最後還要再次指出，前面詳細描述的方法和太陽能發電站僅僅是優選的實施例，這些實施例可以由本領域的技術人員以極為不同的方式加以改動，而不離開本發明的範圍，只要通過權利要求預先給定了所述範圍。尤其還可以設置其它的用於連接其它不同的蒸汽管路的低溫-儲存器連接位置。也可以在合適的前提下(壓力和溫度)已經向這些蒸汽管路饋給水-蒸汽混合物。同樣也可以在饋入到一條或者多條蒸汽管路中時比如將過剩的再也不會或者再也不應該被蒸汽管路接納的流動介質並行地排出到膨脹裝置和/或冷凝器中。此外，也可以將所述中間儲存器20在低溫側上直接連接到所述給水容器63上。尤其所述中間儲存器20也可以設有任意其它數目的儲存器級或者原則上也僅僅由一個單個的儲存器級所構成。此外，能夠取代所提到的拋物形槽式收集器和/或菲涅爾收集器而使用任意的其它的直接或者間接地工作的太陽能收集器。尤其可以結合更新的具有直接蒸發功能的太陽能塔(Solar-Turm)的技術來使用。上面提到的溫度和壓力範圍也僅僅具有示範作用並且不應該視為具有限制性。直至何種溫度和壓力能夠使用本發明這一點決定性地取決於可供使用的蓄存器類型及材料。
為完整起見也要指出，不定冠詞「一個」的使用不排除這一點，即相關的特徵也可以以數倍的形式存在。同樣「單元」這個概念不排除這一點，即其包括多個必要時也可以在空間上分布的組件。
權利要求
1.太陽能發電站(1)，至少具有以下組件 -用於產生蒸汽的太陽能收集器-蒸汽產生單元(2)； -布置在所述太陽能收集器-蒸汽產生單元(2)的後面的用於使蒸汽過熱的太陽能收集器-蒸汽過熱器單元(4); -通過蒸汽管路系統(13)與所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元(4 )的出口相連接的蒸汽渦輪機(40 )，在運行中向該蒸汽渦輪機(40 )饋送過熱的蒸汽； -中間儲存器(20)， 該中間儲存器(20)至少在布置在所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元(4)與所述蒸汽渦輪機(40)之間的第一高溫-儲存器連接位置(HAl)上與所述蒸汽管路系統(13)相連接，用於在儲存器運行模式中從所述蒸汽管路系統(13)中取出過熱的蒸汽； 該中間儲存器(20)包括蓄熱器(22、23、24)，在所述蓄熱器中從在儲存器運行模式中導入的蒸汽中抽走熱能並且將其加以儲存，並且在所述蓄熱器中在取出運行模式中又將所儲存的熱能輸出給蒸汽，所述蒸汽從所述中間儲存器(20)輸送給所述蒸汽管路系統(13) 並且該中間儲存器(20)在低溫-儲存器連接位置(NA3)上與所述太陽能發電站(I)的冷凝器(65 )和/或膨脹裝置(89 )相連接。
2.按權利要求I所述的太陽能發電站， 其特徵在於，所述中間儲存器(20)在其它不同的低溫-儲存器連接位置(NA4、NA5、NA6、NA6、NA8、NA9)上與不同的蒸汽管路(42、43、44、58、59、60)相連接，在所述不同的蒸汽管路中在運行中以不同的溫度和/或壓力導送蒸汽。
3.按權利要求I或2所述的太陽能發電站， 其特徵在於，所述中間儲存器(20)在至少另一個低溫-儲存器連接位置(NA2)上與給水管路(10)相連接，通過該給水管路在取出運行模式中將給水導送給所述太陽能收集器-蒸汽產生單元(5)。
4.按權利要求I到3中任一項所述的太陽能發電站， 其特徵在於，所述中間儲存器(20)在另一個低溫-儲存器連接位置(NAl)上通過泵(26)與所述給水管路(10)相連接。
5.按權利要求I到4中任一項所述的太陽能發電站， 其特徵在於，在所述蒸汽管路系統(13)中在所述高溫-儲存器連接位置(HAl)與所述蒸汽渦輪機(40)之間布置了蒸汽冷卻裝置(15)，並且可選地在所述第一高溫-儲存器連接位置(HAl)與所述蒸汽渦輪機(40)之間布置了第二高溫-儲存器連接位置(HA2)，並且所述太陽能發電站(I)具有控制裝置(19、21 )，所述控制裝置如此構成，使得其在運行中將所述過熱的蒸汽的溫度(TE)調節到渦輪機-新鮮蒸汽溫度，其措施是首先使所述蒸汽在所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元(4)中過熱到比所述渦輪機-新鮮蒸汽溫度高的蒸汽過熱器-最終溫度(TD)，並且而後藉助於所述蒸汽冷卻裝置(15)將其冷卻到所述渦輪機-新鮮蒸汽溫度， 並且在儲存器運行模式中在所述第一高溫-儲存器連接位置(HAl)上將過熱的蒸汽的一部分導送到所述中間儲存器(20)中，並且 在取出運行模式中在所述第一高溫-儲存器連接位置(HAl)上並且/或者-如果存在的話-在所述第二高溫-儲存器連接位置(HA2)上將來自所述中間儲存器(20)的過熱的蒸汽輸送給所述蒸汽管路系統(13 )。
6.按權利要求I到5中任一項所述的太陽能發電站， 其特徵在於，所述中間儲存器(20)包括至少一個蓄熱器(24)，在該蓄熱器中熱能通過儲存介質的相變來儲存或者又輸出。
7.按權利要求I到6中任一項所述的太陽能發電站， 其特徵在於，所述中間儲存器(20)包括至少一個蓄熱器(22、23)，在所述蓄熱器中熱能在沒有相變的情況下由儲存介質來儲存或者又輸出。
8.按權利要求I到7中任一項所述的太陽能發電站， 其特徵在於，所述中間儲存器(20)包括多個用於接納並且輸出熱能的儲存器級(SI、 S2、S3)。
9.按權利要求8所述的太陽能發電站， 其特徵在於，所述儲存器級(SI、S2、S3)中的至少兩個儲存器級構造為不同的。
10.按權利要求8或9所述的太陽能發電站， 其特徵在於，在所述儲存器級之一(S3)中在儲存器運行模式中至少暫時地使蒸汽至少部分地液化並且在取出運行模式中至少暫時地使水蒸發。
11.按權利要求8到10中任一項所述的太陽能發電站， 其特徵在於，所述儲存器級(S1、S2、S3)在功能方面構造為與所述太陽能收集器-蒸汽產生單元(2)連同布置在後面的太陽能收集器-蒸汽過熱器單元(4)並聯的。
12.用於運行太陽能發電站(I)的方法，所述太陽能發電站(I)具有用於使水蒸發的太陽能收集器-蒸汽產生單元(2)、用於使蒸汽過熱的太陽能收集器-蒸汽過熱器單元(4)以及蒸汽渦輪機(40)，在運行中向所述蒸汽渦輪機(40)饋送所述過熱的蒸汽， 其中在儲存器運行模式中在所述第一高溫-儲存器連接位置(HAl)上將過熱的蒸汽的一部分導送到具有蓄熱器(22、23、24)的中間儲存器(20)中，在所述蓄熱器中從所述蒸汽中抽走熱能並且將其加以儲存，並且在低溫-儲存器連接位置(NA3)上將得到冷卻的蒸汽或者在此產生的水/蒸汽混合物輸送給冷凝器(65)和/或膨脹裝置(89) 並且其中在取出運行模式中在低溫-儲存器連接位置(NA2)上將水和/或蒸汽輸送給所述中間儲存器(20)，並且將所儲存的熱能又輸出給所述水或者蒸汽，並且將在此產生的過熱的蒸汽輸送給所述蒸汽渦輪機(40 )。
13.按權利要求12所述的方法， 其特徵在於，將所述過熱的蒸汽的溫度(TE)調節到預先給定的渦輪機-新鮮蒸汽溫度，其措施是首先使所述蒸汽過熱到比所述渦輪機-新鮮蒸汽溫度高的蒸汽過熱器-最終溫度(TD)並且而後在布置在所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元(4)後面的蒸汽冷卻裝置(15)中將其冷卻到所述渦輪機-新鮮蒸汽溫度， 並且在儲存器運行模式中將過熱的蒸汽的一部分在所述蒸汽冷卻裝置(15)之前導送到所述中間儲存器(20)中，並且 在取出運行模式中在所述蒸汽冷卻裝置(15)之前和/或之後從所述中間儲存器(20)中取出過熱的蒸汽。
14.按權利要求12或13所述的方法， 其特徵在於，在所述儲存器運行模式中所述中間儲存器(20)通過閥(25)的開口與在所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元(4)與所述蒸汽渦輪機(40)之間的蒸汽管路系統(13)相連接，其中根據所述蒸汽渦輪機(40)之前的蒸汽管路系統(13)中的預先給定的質量流量額定值來調節所述閥(25)的開口。
15.按權利要求12到14中任一項所述的方法， 其特徵在於，在所述取出運行模式中所述中間儲存器(20)通過閥(25)的開口與在所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元(4)與所述蒸汽渦輪機(40)之間的蒸汽管路系統(13)相連接，其中將所述閥(25)的開口調節到所述蒸汽管路系統(13)中的高溫-儲存器連接位置(HAl)上的恆定的溫度。
全文摘要
說明一種太陽能發電站(1)，該太陽能發電站具有用於產生蒸汽的太陽能收集器-蒸汽產生單元(2)、布置在所述太陽能收集器-蒸汽產生單元(2)的後面的用於使蒸汽過熱的太陽能收集器-蒸汽過熱器單元(4)以及通過蒸汽管路系統(13)與所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元(4)的出口相連接的蒸汽渦輪機(40)，在運行中向所述蒸汽渦輪機(40)饋送過熱的蒸汽。所述太陽能發電站(1)具有中間儲存器(20)，所述中間儲存器(20)至少在布置在所述太陽能收集器-蒸汽過熱器單元(4)與所述蒸汽渦輪機(40)之間的第一高溫-儲存器連接位置(HA1)上與所述蒸汽管路系統(13)相連接，用於在儲存器運行模式中從所述蒸汽管路系統(13)中取出過熱的蒸汽，所述中間儲存器(20)包括蓄熱器(22、23、24)，在所述蓄熱器中從在儲存器運行模式中導入的蒸汽中抽走熱能並且將其加以儲存並且在所述蓄熱器中在取出運行模式中又將所儲存的熱能輸出給蒸汽，所述蒸汽從所述中間儲存器(20)輸送給所述蒸汽管路系統(13)並且所述中間儲存器(20)在低溫-儲存器連接位置(NA3)上與所述太陽能發電站(1)的冷凝器(65)和/或膨脹裝置(89)相連接。此外，說明一種用於運行這樣的太陽能發電站(1)的方法。
文檔編號F03G6/06GK102762858SQ201080064400
公開日2012年10月31日 申請日期2010年12月1日 優先權日2009年12月22日
發明者F.託馬斯, J.比恩鮑姆, P.戈特弗裡德, Z.普賴特爾 申請人:西門子公司