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DE102012102115A1 - Solar-thermal power plant has first and second supply paths that supply vapor from vapor provision device to high-pressure steam turbine and reheater respectively - Google Patents

Solar-thermal power plant has first and second supply paths that supply vapor from vapor provision device to high-pressure steam turbine and reheater respectively Download PDF

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Publication number
DE102012102115A1
DE102012102115A1 DE201210102115 DE102012102115A DE102012102115A1 DE 102012102115 A1 DE102012102115 A1 DE 102012102115A1 DE 201210102115 DE201210102115 DE 201210102115 DE 102012102115 A DE102012102115 A DE 102012102115A DE 102012102115 A1 DE102012102115 A1 DE 102012102115A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steam
solar
steam turbine
pressure
reheater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE201210102115
Other languages
German (de)
Inventor
Markus Eck
Tobias Hirsch
Michael Wittmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority to DE201210102115 priority Critical patent/DE102012102115A1/en
Publication of DE102012102115A1 publication Critical patent/DE102012102115A1/en
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Abstract

The power plant (10) has reheater (52) arranged between high-pressure steam turbine (34) and low-pressure steam turbine (46), which is coupled to vapor provision device (24). The vapor provision device is configured to provide vapor to reheater. The first and second supply paths (86,88) are made to supply vapor from vapor provision device to high-pressure steam turbine and reheater respectively. The solar device (12) and storage device (26) are coupled to first and second supply paths. The vapor in the first and second supply paths is maintained at different pressure levels. The vapor provision device has solar device and a storage device for storing the vapor produced by vapor provision device. An independent claim is included for method for operating solar-thermal power plant.

Description

Die Erfindung betrifft ein solarthermisches Kraftwerk, umfassend eine Dampfbereitstellungseinrichtung mit einer Solareinrichtung, durch welche mittels Solarstrahlung aus flüssigem Wärmeträgermedium Wärmeträgermedium-Dampf erzeugbar ist, und mit einer Speichereinrichtung, welche Dampf bereitstellt, eine Dampfturbineneinrichtung mit einer Hochdruckdampfturbine, die der Dampfbereitstellungseinrichtung nachgeschaltet ist, und mit einer Niederdruckdampfturbine, welche der Hochdruckdampfturbine nachgeschaltet ist, einen Zwischenüberhitzer, welcher zwischen der Hochdruckdampfturbine und der Niederdruckdampfturbine angeordnet ist und welcher an die Dampfbereitstellungseinrichtung gekoppelt ist, wobei die Dampfbereitstellungseinrichtung dem Zwischenüberhitzer Dampf als Wärmeübertragungsmedium bereitstellt, einen ersten Zuführungspfad für Dampf als Wärmeträgermedium für die Dampfbereitstellungseinrichtung zu der Hochdruckdampfturbine und einen zweiten Zuführungspfad für Dampf als Wärmeübertragungsmedium von der Dampfbereitstellungseinrichtung zu dem Zwischenüberhitzer.The invention relates to a solar thermal power plant, comprising a steam supply device with a solar device, by means of which solar radiation from liquid heat transfer medium heat transfer medium vapor can be generated, and with a storage device which provides steam, a steam turbine device with a high-pressure steam turbine, which is connected downstream of the steam supply device, and with a low-pressure steam turbine downstream of the high-pressure steam turbine, a reheater disposed between the high-pressure steam turbine and the low-pressure steam turbine and coupled to the steam supply device, the steam supply device providing the reheater with steam as the heat transfer medium, a first supply path for steam as the heat transfer medium for the steam supply device the high-pressure steam turbine and a second supply path for steam as Heat transfer medium from the steam supply device to the reheater.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks, bei dem Dampf durch eine Solareinrichtung und eine Speichereinrichtung bereitgestellt wird und mit dem Dampf als Wärmeträgermedium eine Hochdruckdampfturbine und eine der Hochdruckdampfturbine nachgeschaltete Niederdruckdampfturbine betrieben werden, wobei durch einen Zwischenüberhitzer zwischen der Hochdruckdampfturbine und der Niederdruckdampfturbine Wärmeträgermedium-Dampf zwischenüberhitzt wird und die Zwischenüberhitzung mit Dampf als Wärmeübertragungsmedium erfolgt.The invention further relates to a method for operating a solar thermal power plant in which steam is provided by a solar device and a storage device and the steam as the heat transfer medium, a high-pressure steam turbine and a high-pressure steam turbine downstream low-pressure steam turbine operated by a reheater between the high-pressure steam turbine and the low-pressure steam turbine Heat transfer medium vapor is reheated and reheating takes place with steam as the heat transfer medium.

In der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2011 054 618.9 vom 19. Oktober 2011 ist ein solarthermisches Kraftwerk beschrieben, welches eine Verdampfereinrichtung mit einer Solarstrahlungsempfängereinrichtung, eine Hochdruckdampfturbine, eine der Hochdruckdampfturbine nachgeordnete Niederdruckdampfturbine und eine Zwischenüberhitzereinrichtung zwischen der Hochdruckdampfturbine und der Niederdruckdampfturbine umfasst, bei dem durch die Verdampfereinrichtung ein Wärmeträgermedium in Dampfform bereitgestellt wird, der Dampf der Hochdruckdampfturbine eingangsseitig bereitgestellt wird, Dampf ausgangsseitig von der Hochdruckdampfturbine der Zwischenüberhitzereinrichtung zugeführt und dort erhitzt wird und von der Zwischenüberhitzereinrichtung eingangsseitig der Niederdruckdampfturbine bereitgestellt wird, wobei die Zwischenüberhitzereinrichtung mit Frischdampf von der Verdampfereinrichtung beheizt wird, mit einem ersten Betriebsmodus, bei dem die Verdampfereinrichtung Dampf auf einem gleitenden Druckniveau, welches abhängt von einem Teillastgrad, bereitstellt, und mit einem zweiten Betriebsmodus, bei dem die Verdampfereinrichtung Dampf auf einem mindestens näherungsweise festen Druckniveau bereitstellt, wobei zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus in Abhängigkeit des Teillastgrads umgeschaltet wird. In the not pre-published German Patent Application No. 10 2011 054 618.9 From October 19, 2011, a solar thermal power plant is described, which comprises an evaporator device with a solar radiation receiver device, a high pressure steam turbine, a high pressure steam turbine downstream low pressure steam turbine and a reheater between the high pressure steam turbine and the low pressure steam turbine, wherein the evaporator means a heat transfer medium is provided in vapor form, the Steam of the high-pressure steam turbine is provided on the input side, steam supplied on the output side of the high-pressure steam turbine of the reheater and heated there and is provided by the reheater means on the input side of the low-pressure steam turbine, wherein the reheater device is heated with live steam from the evaporator means, with a first operating mode in which the evaporator means steam on a sliding pressure level, which depends on a part astgrad, and with a second operating mode in which the evaporator device provides steam at an approximately approximately fixed pressure level, wherein switching between the first operating mode and the second operating mode as a function of the partial duty cycle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solarthermisches Kraftwerk der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches einen effektiven Betrieb der Niederdruckdampfturbine erlaubt.The invention has for its object to provide a solar thermal power plant of the type mentioned, which allows effective operation of the low-pressure steam turbine.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten solarthermischen Kraftwerk erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Solareinrichtung an einen ersten Zuführungspfad und einen zweiten Zuführungspfad gekoppelt ist, dass die Speichereinrichtung an einen ersten Zuführungspfad und einen zweiten Zuführungspfad gekoppelt ist und dass der erste Zuführungspfad und der zweite Zuführungspfad fluidwirksam getrennt sind, so dass Dampf auf dem ersten Zuführungspfad und dem zweiten Zuführungspfad auf unterschiedlichen Druckniveaus bereitstellbar ist.This object is achieved in the solar thermal power plant according to the invention in that the solar device is coupled to a first feed path and a second feed path, that the memory device is coupled to a first feed path and a second feed path and that the first feed path and the second feed path fluidly effective are separated so that steam can be provided on the first supply path and the second supply path at different pressure levels.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es ermöglicht, Dampfströme aus der Speichereinrichtung und der Solareinrichtung auf unterschiedlichen Druckniveaus einem Kraftwerksteil des solarthermischen Kraftwerks, welcher die Dampfturbineneinrichtung und den Zwischenüberhitzer umfasst, zuzuführen. Dies wiederum ermöglicht es, den Dampf mit höherem Druckniveau für den Zwischenüberhitzer zu verwenden. Dies wiederum ermöglicht es, eine höhere Zwischenüberhitzungstemperatur und damit höhere Eintrittstemperatur für die Niederdruckdampfturbine zu erreichen.The inventive solution makes it possible to feed vapor streams from the storage device and the solar device at different pressure levels to a power plant part of the solar thermal power plant, which comprises the steam turbine device and the reheater. This in turn makes it possible to use the steam at a higher pressure level for the reheater. This in turn makes it possible to achieve a higher reheat temperature and thus higher inlet temperature for the low-pressure steam turbine.

Es lassen sich dadurch Schwankungen in der Eingangstemperatur für die Niederdruckdampfturbine nach der Zwischenüberhitzung geringer halten.It can thereby keep fluctuations in the inlet temperature for the low-pressure steam turbine after reheating lower.

Durch die erfindungsgemäße Lösung lassen sich die Komponenten Solareinrichtung und Speichereinrichtung zur Dampfbereitstellungseinrichtung getrennt für die Beschickung der Hochdruckdampfturbine und für die Beschickung des Zwischenüberhitzers nutzen. Es ist dadurch eine Druckkopplung vermieden. Dadurch verbessert sich die Steuerbarkeit der Eintrittstemperatur der Niederdruckdampfturbine.By means of the solution according to the invention, the components solar device and storage device for the steam supply device can be used separately for the charging of the high-pressure steam turbine and for the charging of the reheater. It is thereby avoided a pressure coupling. This improves the controllability of the inlet temperature of the low-pressure steam turbine.

Grundsätzlich ist es so, dass, wenn Frischdampf von der gleichen Quelle für die Hochdruckdampfturbine und als Wärmeübertragungsmedium für den Zwischenüberhitzer verwendet wird, die entsprechenden Druckniveaus miteinander gekoppelt sind und insbesondere mindestens näherungsweise gleich sind. In einem Teillastbetrieb führt dies zu einem Absinken der Eintrittstemperatur von Dampf an der Niederdruckdampfturbine, da der Massenstrom an Dampf, mit welchem der Zwischenüberhitzer als Wärmeübertragungsmedium beschickt wird, unmittelbar von seinem Druck abhängt und aufgrund seiner Charakteristik stärker abfällt, als es für eine konstante Eintrittstemperatur des Dampfes an der Niederdruckdampfturbine notwendig wäre. (Grundsätzlich würde ein Betrieb bei Festdruck die Absenkung der Temperatur vermindern; dies ist aber in der Regel wegen eines vorgegebenen Entladedrucks einer thermischen Speichereinrichtung nicht möglich und wegen Drosselverlusten auch nicht erwünscht.)Basically, when live steam from the same source is used for the high pressure steam turbine and as the heat transfer medium for the reheater, the corresponding pressure levels are coupled together and, in particular, at least approximately equal. In a part-load operation, this leads to a decrease in the inlet temperature of steam at the low-pressure steam turbine, since the mass flow of steam, which is fed to the reheater as a heat transfer medium, directly dependent on its pressure and due to its characteristic decreases more than would be necessary for a constant inlet temperature of the steam at the low-pressure steam turbine , (Basically, operation at fixed pressure would reduce the lowering of the temperature, but this is not usually possible because of a given discharge pressure of a thermal storage device and also not desirable because of throttling losses.)

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist die Kopplung des Drucks des Dampfes, mit welchem die Hochdruckdampfturbine beschickt wird, und der Druck des Dampfes, mit welchem der Zwischenüberhitzer beschickt wird, nicht mehr gegeben.By the solution according to the invention, the coupling of the pressure of the steam, with which the high-pressure steam turbine is charged, and the pressure of the steam, with which the reheater is charged, no longer exists.

Es lässt sich dadurch eine höhere Konstanz der Eintrittstemperatur der Niederdruckdampfturbine erreichen. It can thereby achieve a higher constancy of the inlet temperature of the low-pressure steam turbine.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, welche eine Steuereinrichtung und eine Ventileinrichtung umfasst, die durch die Steuereinrichtung angesteuert ist, wobei durch die Schalteinrichtung die Bereitstellung von Dampf zu dem Zwischenüberhitzer und der Hochdruckdampfturbine schaltbar ist.It is particularly advantageous if a switching device is provided, which comprises a control device and a valve device, which is controlled by the control device, wherein the supply of steam to the reheater and the high pressure steam turbine is switchable by the switching device.

Durch die Schalteinrichtung lässt sich insbesondere in Abhängigkeit von einem Lastgrad schalten, welche Quelle der Dampfbereitstellungseinrichtung die Hochdruckdampfturbine bzw. den Zwischenüberhitzer beschickt. Dadurch lässt es sich insbesondere zu jedem Zeitpunkt erreichen, dass der Dampfstrom, mit welchem der Zwischenüberhitzer beschickt wird, auf höherem Druck liegt als der Dampfstrom, mit welchem die Niederdruckdampfturbine betrieben wird. Durch die Schalteinrichtung lässt sich das solarthermische Kraftwerk angepasst an einen Lastzustand betreiben und insbesondere automatisch betreiben.By the switching device can be switched in particular depending on a degree of load, which source of the steam supply device, the high pressure steam turbine or the reheater fed. This makes it possible, in particular at any time, for the steam flow with which the reheater is charged to be at a higher pressure than the steam flow with which the low-pressure steam turbine is operated. The switching device allows the solar thermal power plant to be adapted to a load condition and, in particular, operated automatically.

Bei einer Ausführungsform umfasst die Ventileinrichtung ein erstes Ventil, welches fluidwirksam an den ersten Zuführungspfad gekoppelt ist und fluidwirksam an die Solareinrichtung gekoppelt ist. Es lässt sich dadurch einstellen, ob die Solareinrichtung der Hochdruckdampfturbine Dampf bereitstellt oder nicht. Das erste Ventil ist insbesondere ein Sperrventil.In one embodiment, the valve device comprises a first valve, which is coupled fluid-effectively to the first supply path and is coupled in a fluid-efficient manner to the solar device. It can be adjusted by whether the solar device of the high pressure steam turbine provides steam or not. The first valve is in particular a check valve.

Ferner ist es günstig, wenn die Ventileinrichtung ein zweites Ventil umfasst, welches fluidwirksam an den zweiten Zuführungspfad und fluidwirksam an die Solareinrichtung gekoppelt ist. Das zweite Ventil ist insbesondere ein Sperrventil. Es lässt sich dadurch einstellen, ob Dampf von der Solareinrichtung dem Zwischenüberhitzer bereitgestellt wird oder nicht.Furthermore, it is favorable if the valve device comprises a second valve, which is fluid-effectively coupled to the second supply path and fluid-effectively to the solar device. The second valve is in particular a check valve. It can be adjusted by whether steam from the solar device is provided to the reheater or not.

Es ist ebenfalls günstig, wenn die Ventileinrichtung ein drittes Ventil umfasst, welches fluidwirksam an den ersten Zuführungspfad und fluidwirksam an die Speichereinrichtung gekoppelt ist. Es lässt sich dadurch einstellen, ob der Hochdruckdampfturbine Dampf aus der Speichereinrichtung bereitgestellt wird oder nicht.It is also favorable if the valve device comprises a third valve, which is fluid-effectively coupled to the first supply path and fluid-effectively to the storage device. It can be adjusted by whether the high-pressure steam turbine steam is provided from the storage device or not.

Ebenfalls ist es günstig, wenn die Ventileinrichtung ein viertes Ventil umfasst, welches fluidwirksam an die Speichereinrichtung und fluidwirksam an den zweiten Zuführungspfad gekoppelt ist. Es lässt sich dadurch einstellen, ob die Speichereinrichtung dem Zwischenüberhitzer Dampf bereitstellt oder nicht.It is also advantageous if the valve device comprises a fourth valve, which is fluid-effectively coupled to the storage device and fluid-effectively to the second supply path. It can be adjusted by whether or not the storage device provides steam to the reheater.

Insbesondere umfasst die Schalteinrichtung einen ersten Schaltzustand, bei welchem dem Zwischenüberhitzer primär Dampf von der Speichereinrichtung bereitgestellt ist und der Hochdruckdampfturbine primär Dampf von der Solareinrichtung bereitgestellt ist, und umfasst einen zweiten Schaltzustand, bei welchem dem Zwischenüberhitzer primär Dampf von der Solareinrichtung bereitgestellt ist und der mindestens einen Hochdruckdampfturbine primär Dampf von der Speichereinrichtung bereitgestellt ist. Üblicherweise ist in einem Speicherentladebetrieb einer thermischen Speichereinrichtung der Druck (insbesondere bei der Verwendung von Phasenwechselmedium-Speichern) deutlich niedriger als der Druck, den die Solareinrichtung bereitstellen kann. Es kann dann in der Solareinrichtung Dampf mit höherem Druck erzeugt werden, der sinnvollerweise für die Zwischenüberhitzung genutzt wird. Die Hochdruckdampfturbine wird durch Dampf der Speichereinrichtung gespeist. Der erste Schaltzustand kann sinnvoll sein, wenn es aus energetischen Gründen vorteilhaft ist, bei niedriger solarer Einstrahlung das an der Hochdruckdampfturbine benötigte Druckniveau abzusenken. Dieses kann dann auch unterhalb eines Entladedrucks der Speichereinrichtung liegen. In diesem Fall wird dann Dampf aus der Speichereinrichtung für den Zwischenüberhitzer verwendet. Der Hochdruckdampfturbine wird Dampf aus der Solareinrichtung zugeführt. In beiden Fällen erhält man durch die Trennung in dem ersten Zuführungspfad und dem zweiten Zuführungspfad und die Möglichkeit, Dampf auf unterschiedlichen Druckniveaus zuzuführen, eine höhere Zwischenüberhitzungstemperatur und damit einen effektiveren Betrieb der Niederdruckdampfturbine. Primär bedeutet dabei, dass der Dampf vollständig oder zum größten Teil von der entsprechenden Quelle bereitgestellt wird. (Wenn eine Eindüsung wie unten beschrieben vorgesehen ist, liegt keine vollständige Trennung der Quellen mehr vor.)In particular, the switching means comprises a first switching state in which the reheater is primarily provided with steam from the storage device and the steam turbine is primarily provided with steam from the solar device, and comprises a second switching state in which the reheater primary steam is provided by the solar device and the at least a high-pressure steam turbine is primarily provided with steam from the storage device. Typically, in a memory discharge operation of a thermal storage device, the pressure (especially when using phase change media storage) is significantly lower than the pressure that the solar device can provide. It can then be generated in the solar device steam at higher pressure, which is usefully used for reheating. The high-pressure steam turbine is fed by steam of the storage device. The first switching state may be useful if it is advantageous for energetic reasons to lower the pressure level required at the high-pressure steam turbine at low solar irradiation. This can then also be below a discharge pressure of the storage device. In this case, steam is then used from the storage device for the reheater. The high-pressure steam turbine is supplied with steam from the solar device. In both cases, the separation in the first feed path and the second feed path and the ability to supply steam at different pressure levels gives a higher reheat temperature and hence more efficient operation of the low pressure steam turbine. Primary means that the steam is provided completely or for the most part by the corresponding source. (If injection is provided as described below, there is no complete separation of the sources.)

Insbesondere stellt die Steuereinrichtung einen Schaltzustand der Schalteinrichtung so ein, dass dem Zwischenüberhitzer primär Dampf von der Solareinrichtung oder der Speichereinrichtung bereitgestellt ist, je nach dem, welcher Dampf den höheren Druck aufweist. Dadurch lässt sich eine hohe Zwischenüberhitzungstemperatur erreichen; Schwankungen einer Eintrittstemperatur des Dampfes einer Niederdruckdampfturbine lassen sich minimieren. In particular, the control device sets a switching state of the switching device such that primarily steam from the solar device or the storage device is provided to the reheater, depending on which steam has the higher pressure. This can achieve a high reheat temperature; Variations in the inlet temperature of the steam of a low-pressure steam turbine can be minimized.

Bei einer Ausführungsform ist eine Eindüsungseinrichtung vorgesehen, durch welche Dampf von einem Zuführungspfad aus dem ersten Zuführungspfad und dem zweiten Zuführungspfad in den anderen Zuführungspfad aus dem ersten Zuführungspfad und dem zweiten Zuführungspfad eindüsbar ist. Insbesondere ist die Eindüsungseinrichtung so ausgebildet, dass Dampf auf demjenigem Zuführungspfad, auf welchem Dampf auf dem höheren Druckniveau geführt ist, in den anderen Zuführungspfad eindüsbar ist. Dadurch lässt sich der Dampfstrom auf dem niedrigeren Druckniveau durch eingedüsten Dampf auf dem höheren Druckniveau stützen.In one embodiment, an injection device is provided, through which steam can be injected from a feed path from the first feed path and the second feed path into the other feed path from the first feed path and the second feed path. In particular, the injection device is designed such that steam can be injected into the other feed path on that feed path on which steam is conducted at the higher pressure level. This allows the steam flow at the lower pressure level to be supported by injected steam at the higher pressure level.

Günstig ist es, wenn die Speichereinrichtung mindestens einen Phasenwechselmediumspeicher umfasst. Es lässt sich dadurch Dampf auf einem Entladedruckniveau bereitstellen, welches mindestens näherungsweise konstant ist.It is favorable if the storage device comprises at least one phase change medium storage. It can thereby provide steam at an Entladedruckniveau, which is at least approximately constant.

Insbesondere weist der Zwischenüberhitzer einen ersten Eingang für Wärmeträger-Dampf auf, welcher fluidwirksam mit einem Ausgang der Hochdruckdampfturbine verbunden ist, und weist einen ersten Ausgang für Wärmeträger-Dampf auf, welcher fluidwirksam mit einem Eingang der Niederdruckdampfturbine verbunden ist. Der Zwischenüberhitzer ist ein Wärmeübertrager, welcher als Wärmeübertragungsmedium (Heizmedium) mit Dampf von der Dampfbereitstellungseinrichtung betrieben wird. Durch den Zwischenüberhitzer lässt sich teilentspannter Dampf, welcher von der Hochdruckdampfturbine bereitgestellt ist, erhitzen und effektiv durch die Niederdruckdampfturbine nutzen.In particular, the reheater has a first input for heat transfer steam, which is fluidly connected to an output of the high pressure steam turbine, and has a first output for heat transfer steam, which is fluidly connected to an input of the low pressure steam turbine. The reheater is a heat exchanger, which is operated as a heat transfer medium (heating medium) with steam from the steam supply device. Through the reheater, partially released steam provided by the high pressure steam turbine can be heated and effectively utilized by the low pressure steam turbine.

Es ist dann günstig, wenn der Zwischenüberhitzer einen zweiten Eingang für Wärmeübertragungsmedium-Dampf aufweist, welcher fluidwirksam mit dem zweiten Zuführungspfad verbunden ist. Es lässt sich dadurch Frischdampf als "Heizmedium" für den Zwischenüberhitzer verwenden.It is advantageous if the reheater has a second input for heat transfer medium vapor, which is fluidly connected to the second feed path. It can thereby use live steam as a "heating medium" for the reheater.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, durch welches sich ein solarthermisches Kraftwerk insbesondere mit Direktverdampfung effektiv betreiben lässt.The invention is further based on the object to provide a method of the type mentioned by which can operate a solar thermal power plant, in particular with direct evaporation effectively.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Dampf als Wärmeübertragungsmedium dem Zwischenüberhitzer von der Solareinrichtung als erste Quelle oder der Speichereinrichtung als zweite Quelle bereitgestellt wird, wobei der Dampf von derjenigen Quelle gewählt wird, welche den höheren Druck aufweist.This object is achieved according to the invention in the aforementioned method in that steam as a heat transfer medium of the solar device as the first source or the storage device is provided as a second source, wherein the steam is selected by the source having the higher pressure.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren ferner erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass Dampf der Solareinrichtung und der Speichereinrichtung der Hochdruckdampfturbine und dem Zwischenüberhitzer getrennt auf unterschiedlichen Druckniveaus bereitgestellt wird.This object is further achieved according to the invention in the above-mentioned method in that steam of the solar device and the storage device of the high-pressure steam turbine and the reheater is provided separately at different pressure levels.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerk erläuterten Vorteile auf.The inventive method has the already explained in connection with the solar thermal power plant according to the invention advantages.

Insbesondere lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auf einem erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerk durchführen.In particular, the method according to the invention can be carried out on a solar thermal power plant according to the invention.

Günstig ist es, wenn eine Schalteinrichtung insbesondere durch Ventilansteuerung einstellt, ob primär dem Zwischenüberhitzer Dampf aus der Solareinrichtung oder der Speichereinrichtung bereitgestellt wird. Primär bedeutet dabei, dass der Hauptteil aus der entsprechenden Quelle stammt. "Primär" schließt dabei eine ausschließliche Quelle ein oder einen Hauptteil des Dampfstroms aus der entsprechenden Quelle; es kann zusätzlich auch noch eine Eindüsung vorgesehen sein, so dass nicht unbedingt der komplette Dampf aus nur einer Quelle stammt. Es lässt sich dadurch erreichen, dass eine hohe Zwischenüberhitzungstemperatur realisiert wird und Temperaturschwankungen der Eintrittstemperatur des Dampfes an der Niederdruckdampfturbine minimiert werden.It is advantageous if a switching device adjusts in particular by valve control, if primarily the reheater steam from the solar device or the storage device is provided. Primary means that the main part comes from the corresponding source. "Primary" includes an exclusive source or a major portion of the vapor stream from the corresponding source; In addition, it may also be provided an injection, so that not necessarily the complete steam comes from only one source. It can be achieved by realizing a high reheat temperature and minimizing temperature fluctuations in the inlet temperature of the steam at the low-pressure steam turbine.

Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn die Schalteinrichtung insbesondere durch Ventilansteuerung einstellt, ob primär der Hochdruckdampfturbine Dampf aus der Solareinrichtung oder der Speichereinrichtung bereitgestellt wird.For the same reason, it is advantageous if the switching device adjusts in particular by valve control, whether primarily the high-pressure steam turbine steam from the solar device or the storage device is provided.

Ein Ziel der Einstellung der Schalteinrichtung ist es, eine Zwischenüberhitzungstemperatur an dem Zwischenüberhitzer möglichst konstant zu halten. Dadurch wird die Eintrittstemperatur für Dampf an die Niederdruckdampfturbine möglichst konstant gehalten.One aim of adjusting the switching device is to keep a reheating temperature at the reheater as constant as possible. As a result, the inlet temperature for steam to the low-pressure steam turbine is kept as constant as possible.

Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn es ein Ziel der Einstellung der Schalteinrichtung ist, eine Eintrittstemperatur für Dampf bei der Niederdruckdampfturbine möglichst konstant zu halten.For the same reason, it is favorable if it is an objective of adjusting the switching device to keep an inlet temperature for steam in the low-pressure steam turbine as constant as possible.

Insbesondere erfolgt bei einem Teillastbetrieb der Solareinrichtung eine Bereitstellung von Dampf jeweils durch die Solareinrichtung und die Speichereinrichtung. Es liegt ein gekoppelter Betrieb vor, bei dem die Quellen Solareinrichtung und Speichereinrichtung der Dampfbereitstellungseinrichtung Dampf bereitstellen. Dadurch wiederum lässt sich durch entsprechende Schaltung der Schalteinrichtung die Niederdruckdampfturbine effektiv betreiben. In particular, in the case of a partial load operation of the solar device, provision of steam takes place in each case through the solar device and the storage device. There is a coupled operation in which the sources provide solar device and storage means of the steam delivery device steam. This in turn can be effectively operated by appropriate circuit of the switching device, the low-pressure steam turbine.

Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein Dampfstrom des Dampfs auf höherem Druckniveau in einen Dampfstrom des Dampfs mit niedrigerem Druckniveau eingedüst. Dadurch lässt sich der Dampfstrom mit niedrigerem Druckniveau stützen und es ergeben sich weitere Steuerungsmöglichkeiten.In one embodiment, a vapor stream of the vapor at a higher pressure level is injected into a vapor stream of the vapor at a lower pressure level. As a result, the steam flow can be supported with a lower pressure level and there are further control options.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich bei einem erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerk verwenden. Ferner lässt sich ein erfindungsgemäßes solarthermisches Kraftwerk zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwenden.The method according to the invention can be used in a solar thermal power plant according to the invention. Furthermore, a solar thermal power plant according to the invention can be used to carry out the method according to the invention.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments is used in conjunction with the drawings for further explanation of the invention. Show it:

1 eine schematische Darstellung (Blockschaltbilddarstellung) eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerks; 1 a schematic representation (block diagram representation) of an embodiment of a solar thermal power plant according to the invention;

2(a) schematisch einen ersten Schaltzustand des solarthermischen Kraftwerks gemäß 1; 2 (a) schematically a first switching state of the solar thermal power plant according to 1 ;

2(b) schematisch einen zweiten Schaltzustand des solarthermischen Kraftwerks gemäß 1; 2 B) schematically a second switching state of the solar thermal power plant according to 1 ;

3 als Vergleichsfall eine Teildarstellung des solarthermischen Kraftwerks gemäß 1 ohne Schalteinrichtung; 3 as a comparative example, a partial representation of the solar thermal power plant according to 1 without switching device;

4 schematisch die Abhängigkeit eines Eintrittsdrucks pZ an einem Zwischenüberhitzer des solarthermischen Kraftwerks gemäß 1 in Abhängigkeit von einem Eintrittsdruck pHD einer Hochdruckdampfturbine bei der erfindungsgemäßen Lösung (durchgezogene Linie) im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß 3 (durchbrochene Linie); 4 schematically the dependence of an inlet pressure p Z to a reheater of the solar thermal power plant according to 1 as a function of an inlet pressure p HD of a high-pressure steam turbine in the solution according to the invention (solid line) in comparison to the embodiment according to FIG 3 (broken line);

5 schematisch den Verlauf einer Eintrittstemperatur TND bei einer Niederdruckdampfturbine des solarthermischen Kraftwerks gemäß 1 in Abhängigkeit von dem Eintrittsdruck an der Hochdruckdampfturbine bei der erfindungsgemäßen Lösung (durchgezogene Linie) im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß 3 (durchbrochene Linie); 5 schematically the course of an inlet temperature T ND at a low-pressure steam turbine of the solar thermal power plant according to 1 as a function of the inlet pressure at the high-pressure steam turbine in the solution according to the invention (solid line) in comparison to the embodiment according to FIG 3 (broken line);

6 schematisch den Wirkungsgrad η in Abhängigkeit von der Last einer Solareinrichtung (100 % Last bedeuten Volllast) bei der erfindungsgemäßen Lösung (durchgezogene Linie) im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß 3 (durchbrochene Linie); und 6 schematically the efficiency η as a function of the load of a solar device (100% load mean full load) in the inventive solution (solid line) in comparison to the embodiment according to FIG 3 (broken line); and

7 eine schematische Darstellung (Blockschaltbilddarstellung) eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerks. 7 a schematic representation (block diagram representation) of another embodiment of a solar thermal power plant according to the invention.

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen solarthermischen Kraftwerks, welches in 1 schematisch gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst eine als Ganzes mit 12 bezeichnete Solareinrichtung. In der Solareinrichtung 12 wird mittels konzentrierter Solarstrahlung aus einem flüssigen Wärmeträgermedium Wärmeträgermedium-Dampf erzeugt. Das Wärmeträgermedium ist insbesondere Wasser. Es erfolgt eine solare direkte Verdampfung, d. h. an der Solareinrichtung 12 wird durch konzentrierte Solarstrahlung flüssiges Wärmeträgermedium verdampft und der Dampf wird direkt einer Turbineneinrichtung bereitgestellt. A first embodiment of a solar thermal power plant according to the invention, which in 1 shown schematically and there with 10 includes one as a whole 12 designated solar device. In the solar device 12 is generated by means of concentrated solar radiation from a liquid heat transfer medium heat transfer medium vapor. The heat transfer medium is especially water. There is a solar direct evaporation, ie at the solar device 12 is evaporated by concentrated solar radiation liquid heat transfer medium and the steam is provided directly to a turbine device.

Die Solareinrichtung 12 weist einen Eingang 14 auf, welchem flüssiges Wärmeträgermedium bereitgestellt wird, und weist einen Ausgang 16 auf, an welchem Wärmeträgermedium in Dampfform bereitgestellt ist. Zwischen dem Eingang 14 und Ausgang 16 ist ein Solarfeld 18 angeordnet, welches eine Mehrzahl von Solarelementen wie Rinnenkollektoren aufweist, die von Wärmeträgermedium durchströmt werden, wobei bei der Durchströmung eine Beaufschlagung mittels konzentrierter Solarstrahlung erfolgt. The solar device 12 has an entrance 14 on which liquid heat transfer medium is provided, and has an output 16 on which heat transfer medium is provided in vapor form. Between the entrance 14 and exit 16 is a solar field 18 arranged, which has a plurality of solar elements such as trough collectors, which are flowed through by heat transfer medium, wherein in the flow through an admission by means of concentrated solar radiation.

Zwischen dem Eingang 14 und dem Ausgang 16 liegt insbesondere eine Mehrzahl von parallel geführten Erhitzungssträngen. Ein Erhitzungsstrang wiederum weist insbesondere eine Mehrzahl von bezüglich der Durchströmung mit Wärmeträgermedium hintereinander angeordneten Solarelementen auf.Between the entrance 14 and the exit 16 in particular, a plurality of parallel heating strands. A heating strand, in turn, in particular has a plurality of solar elements arranged one after the other with respect to the flow through the heat transfer medium.

Die Solareinrichtung 12 umfasst einen Verdampferbereich 20, an welchem flüssiges Wärmeträgermedium verdampft wird. Auf den Verdampferbereich 20 folgt in Richtung des Ausgangs 16 ein Überhitzerbereich 22, an welchem verdampftes Wärmeträgermedium überhitzt wird. An dem Ausgang 16 ist dann überhitzter Wärmeträgermedium-Dampf entnehmbar.The solar device 12 includes an evaporator section 20 on which liquid heat transfer medium is evaporated. On the evaporator area 20 follows in the direction of the exit 16 a superheater area 22 at which vaporized heat transfer medium is overheated. At the exit 16 then superheated heat transfer medium vapor can be removed.

Die Solareinrichtung 12 ist Teil einer Dampfbereitstellungseinrichtung 24. Die Dampfbereitstellungseinrichtung 24 umfasst zusätzlich zur Solareinrichtung 12 eine Speichereinrichtung 26. Die Speichereinrichtung 26 weist einen Eingang 28 und einen Ausgang 30 auf. Die Speichereinrichtung 26 stellt an dem Ausgang 30 ebenfalls Dampf bereit.The solar device 12 is part of a steam delivery facility 24 , The Steam supply device 24 includes in addition to the solar device 12 a storage device 26 , The storage device 26 has an entrance 28 and an exit 30 on. The storage device 26 puts at the exit 30 also steam ready.

Die Speichereinrichtung 26 speichert die Energie des Dampfes. Vorzugsweise umfasst die Speichereinrichtung 26 einen oder mehrere Phasenwechselmediumspeicher. Bei einem Phasenwechselmediumspeicher wird in erster Linie latente Wärme über den Phasenwechsel eines entsprechenden Phasenwechselmediums gespeichert. Die gespeicherte latente Wärme lässt sich dann zur Dampferzeugung verwenden und dementsprechend kann dann die Speichereinrichtung 26 Dampf bereitstellen. Dieser Dampf wird insbesondere auf einem mindestens näherungsweise festen Druckniveau bereitgestellt.The storage device 26 stores the energy of the steam. Preferably, the memory device comprises 26 one or more phase change media storage. In a phase change medium storage, primarily latent heat is stored via the phase change of a corresponding phase change medium. The stored latent heat can then be used to generate steam and, accordingly, then the memory device 26 Provide steam. This steam is provided in particular at an at least approximately fixed pressure level.

Das solarthermische Kraftwerk umfasst weiterhin (mindestens) eine Dampf-Turbineneinrichtung 32, welche fluidwirksam an die Dampfbereitstellungseinrichtung 24 gekoppelt ist. Die Dampfbereitstellungseinrichtung 24 stellt der Turbineneinrichtung 32 den zu deren Betrieb notwendigen Dampf (direkt) bereit. Dies wird untenstehend noch weiter erläutert. Die Turbineneinrichtung 32 stellt einem stromerzeugenden Generator (in 1 nicht gezeigt) mechanische Energie zur Wandlung in elektrische Energie bereit.The solar thermal power plant further comprises (at least) a steam turbine device 32 , which fluidly effective to the steam supply device 24 is coupled. The steam delivery device 24 represents the turbine device 32 ready for their operation steam (direct) ready. This will be explained further below. The turbine device 32 provides a generator generating electricity (in 1 not shown) mechanical energy ready for conversion into electrical energy.

Die Turbineneinrichtung 32 umfasst (mindestens) eine Hochdruckdampfturbine 34. Die Hochdruckdampfturbine 34 weist einen Eingang 36 für Dampf auf, welcher auf unten näher beschriebene Weise an die Dampfbereitstellungseinrichtung 24 gekoppelt ist. Sie weist einen ersten Ausgang 38 und einen zweiten Ausgang 40 auf. An dem ersten Ausgang 38 wird kondensiertes Wärmeträgermedium ausgekoppelt und über eine Leitung 42 einem Hochdruckvorwärmer 44 zugeführt. An dem zweiten Ausgang 40 wird teilentspannter Dampf ausgekoppelt, wobei das Wärmeträgermedium immer noch in Dampfform vorliegt und nutzbar ist.The turbine device 32 includes (at least) a high pressure steam turbine 34 , The high-pressure steam turbine 34 has an entrance 36 for steam, which in the manner described in more detail below to the steam supply device 24 is coupled. It has a first exit 38 and a second exit 40 on. At the first exit 38 condensed heat transfer medium is decoupled and via a line 42 a high pressure preheater 44 fed. At the second exit 40 partially decoupled steam is decoupled, wherein the heat transfer medium is still in vapor form and can be used.

Die Turbineneinrichtung 32 weist ferner (mindestens) eine Niederdruckdampfturbine 46 auf. Die Niederdruckdampfturbine 46 ist der Hochdruckdampfturbine 34 nachgeschaltet. Sie weist einen Eingang 48 für Dampf auf, welcher von der Hochdruckdampfturbine 34 über den zweiten Ausgang 40 bereitgestellt ist.The turbine device 32 further comprises (at least) a low pressure steam turbine 46 on. The low-pressure steam turbine 46 is the high-pressure steam turbine 34 downstream. It has an entrance 48 for steam, which from the high-pressure steam turbine 34 over the second exit 40 is provided.

Zwischen dem zweiten Ausgang 40 der Hochdruckdampfturbine 34 und dem Eingang 48 der Niederdruckdampfturbine 46 ist ein Zwischenüberhitzer 52 angeordnet. Dieser dient zu einer Zwischenheizung des von der Hochdruckdampfturbine 34 bereitgestellten Dampfs. Der Zwischenüberhitzer 52 ist ein Wärmeübertrager, an welchem Frischdampf, welcher von der Dampfbereitstellungseinrichtung 24 geliefert wird, Wärme auf teilentspannten Wärmeträgermedium-Dampf, welcher von der Hochdruckdampfturbine 34 kommt, zu dessen Zwischenüberhitzung vor Einkopplung in die Niederdruckdampfturbine 46 übertragen wird.Between the second exit 40 the high-pressure steam turbine 34 and the entrance 48 the low-pressure steam turbine 46 is a reheater 52 arranged. This serves for an intermediate heating of the high-pressure steam turbine 34 provided steam. The reheater 52 is a heat exchanger, on which live steam, which of the steam supply device 24 is supplied heat to partially expanded heat transfer medium vapor, which from the high-pressure steam turbine 34 comes to its reheat before coupling in the low-pressure steam turbine 46 is transmitted.

Der Zwischenüberhitzer 52 hat einen ersten Eingang 54, welcher fluidwirksam mit dem zweiten Ausgang 40 der Hochdruckdampfturbine 34 verbunden ist. Über den ersten Eingang 54 wird an dem Zwischenüberhitzer 52 Dampf zu dessen Zwischenüberhitzung eingekoppelt. Weiterhin weist der Zwischenüberhitzer 52 einen ersten Ausgang 56 auf, welcher fluidwirksam mit dem Eingang 48 der Niederdruckdampfturbine 46 verbunden ist. Über den ersten Ausgang 56 wird der Niederdruckdampfturbine 46 nutzbarer Dampf bereitgestellt. Zwischen dem ersten Eingang 54 und dem ersten Ausgang 56 durchläuft Wärmeträgermedium-Dampf an dem Zwischenüberhitzer 52 eine Erhitzungsstrecke 58.The reheater 52 has a first entrance 54 , which fluidly with the second output 40 the high-pressure steam turbine 34 connected is. About the first entrance 54 gets to the reheater 52 Steam coupled to its reheat. Furthermore, the reheater has 52 a first exit 56 on which fluidly effective with the input 48 the low-pressure steam turbine 46 connected is. About the first exit 56 becomes the low-pressure steam turbine 46 usable steam provided. Between the first entrance 54 and the first exit 56 passes through heat transfer medium vapor at the reheater 52 a heating section 58 ,

Der Zwischenüberhitzer 52 ist mit Dampf von der Dampfbereitstellungseinrichtung 24 als Wärmeübertragungsmedium zur Wärmeübertragung (Zwischenüberhitzung) auf den Wärmeträger-Dampf beheizt. Dies wird untenstehend noch näher beschrieben. Dazu weist der Zwischenüberhitzer 52 einen zweiten Eingang 60 auf, welchem Dampf als Wärmeübertragungsmedium zur Heizung des Wärmeträgermedium-Dampfs bereitgestellt wird. Der zweite Eingang 60 ist fluidwirksam mit der Dampfbereitstellungseinrichtung 24 verbunden.The reheater 52 is with steam from the steam delivery facility 24 heated as heat transfer medium for heat transfer (reheating) on the heat transfer steam. This will be described in more detail below. This is indicated by the reheater 52 a second entrance 60 on which steam is provided as a heat transfer medium for heating the heat transfer medium vapor. The second entrance 60 is fluid effective with the steam delivery device 24 connected.

Der Zwischenüberhitzer 52 weist ferner einen zweiten Ausgang 62 auf, welcher über eine Leitung 64 in den Hochdruckvorwärmer 44 führt. The reheater 52 also has a second output 62 on which one over a line 64 in the high pressure preheater 44 leads.

Dampf, welcher als Wärmeübertragungsmedium genutzt wird, durchläuft den Zwischenüberhitzer 52 zwischen dem zweiten Eingang 60 und dem zweiten Ausgang 62 und erhitzt dabei Wärmeträgermedium-Dampf zur Nutzung durch die Niederdruckdampfturbine 46.Steam, which is used as a heat transfer medium, passes through the reheater 52 between the second entrance 60 and the second exit 62 and heats the heat transfer medium vapor for use by the low-pressure steam turbine 46 ,

Die Niederdruckdampfturbine 46 weist einen ersten Ausgang 66 und einen zweiten Ausgang 68 auf. Von dem ersten Ausgang 66 führt eine Leitung 70 zu einem Niederdruckvorwärmer 72. Über den ersten Ausgang 66 wird teilentspannter Dampf zur Vorwärmung von Speisewasser abgeführt.The low-pressure steam turbine 46 has a first exit 66 and a second exit 68 on. From the first exit 66 leads a line 70 to a low pressure preheater 72 , About the first exit 66 Partially expanded steam is discharged to preheat feedwater.

Der zweite Ausgang 68 steht in fluidwirksamer Verbindung mit einem Kondensator 74. An dem Kondensator 74 wird eventuell in dem Wärmeträgermedium, welches durch den zweiten Ausgang 68 bereitgestellt ist, noch enthaltener Dampf kondensiert. Von dem Kondensator 74 führt eine Leitung 76 zu dem Niederdruckvorwärmer 72. Flüssiges Wärmeträgermedium, welches an einem Ausgang 78 des Kondensators 74 bereitgestellt wird, wird in dem Niederdruckvorwärmer 72 vorgewärmt, wobei die Vorwärmung insbesondere über Wärmeträgermedium erfolgt, welches von dem ersten Ausgang 66 der Niederdruckdampfturbine 46 bereitgestellt wurde.The second exit 68 is in fluid communication with a condenser 74 , On the condenser 74 is possibly in the heat transfer medium, which through the second output 68 is provided, still contained vapor condenses. From the condenser 74 leads a line 76 to the low pressure preheater 72 , Liquid heat transfer medium, which at an exit 78 of the capacitor 74 is provided in the low-pressure 72 preheated, wherein the preheating takes place in particular via heat transfer medium, which from the first output 66 the low-pressure steam turbine 46 was provided.

In der Leitung 76 ist eine Pumpe 80 angeordnet.In the line 76 is a pump 80 arranged.

Bezogen auf eine Strömungsrichtung von Wärmeträgermedium ist der Niederdruckvorwärmer 72 dem Kondensator 74 nachgeschaltet.Relative to a flow direction of the heat transfer medium is the low-pressure preheater 72 the capacitor 74 downstream.

Der Hochdruckvorwärmer 44 ist dem Niederdruckvorwärmer 72 bezogen auf diese Strömungsrichtung nachgeschaltet. Wärmeträgermedium-Dampf, welcher den Niederdruckvorwärmer 72 durchlaufen hat, durchströmt den Hochdruckvorwärmer 44. Dort erfolgt eine weitere Erhitzung über (abgekühltes) Wärmeübertragungsmedium, welches von dem Zwischenüberhitzer 52 an dem zweiten Ausgang 62 bereitgestellt wird, und über Wärmeträgermedium, welches von der Hochdruckdampfturbine 34 an dem ersten Ausgang 38 bereitgestellt wird.The high pressure preheater 44 is the low pressure preheater 72 downstream of this flow direction. Heat transfer medium vapor, which is the low pressure preheater 72 has passed through, flows through the high pressure preheater 44 , There is a further heating via (cooled) heat transfer medium, which from the reheater 52 at the second exit 62 is provided, and via heat transfer medium, which from the high-pressure steam turbine 34 at the first exit 38 provided.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Niederdruckvorwärmer 72 und dem Hochdruckvorwärmer 44 eine Pumpe 82 angeordnet.In one embodiment, there is between the low pressure preheater 72 and the high pressure preheater 44 a pump 82 arranged.

Ein Ausgang 84 des Hochdruckvorwärmers 44 steht in fluidwirksamer Verbindung mit den Eingängen 14 und 28 der Dampfbereitstellungseinrichtung 24 und damit auch mit den entsprechenden Einrichtungen der Dampfbereitstellungseinrichtung 24.An exit 84 of the high pressure preheater 44 is in fluid communication with the inputs 14 and 28 the steam delivery device 24 and therefore also with the corresponding facilities of the steam supply device 24 ,

Die Hochdruckdampfturbine 34 ist mit der Dampfbereitstellungseinrichtung 24 fluidwirksam über einen ersten Zuführungspfad 86 verbunden. Der Zwischenüberhitzer 52 ist über den zweiten Eingang 60 mit der Dampfbereitstellungseinrichtung 24 über einen zweiten Zuführungspfad 88 verbunden. Der erste Zuführungspfad 86 und der zweite Zuführungspfad 88 sind fluidwirksam derart getrennt, dass auf ihnen Dampf auf unterschiedlichen Druckniveaus in die Hochdruckdampfturbine 34 und den Zwischenüberhitzer 52 einkoppelbar sind.The high-pressure steam turbine 34 is with the steam delivery device 24 fluid effective via a first feed path 86 connected. The reheater 52 is over the second entrance 60 with the steam delivery device 24 via a second feed path 88 connected. The first feed path 86 and the second feed path 88 are fluid effectively separated so that they have steam at different pressure levels in the high-pressure steam turbine 34 and the reheater 52 can be coupled.

Zwischen der Dampfbereitstellungseinrichtung 24 und dem ersten Zuführungspfad 86 und dem zweiten Zuführungspfad 88 ist eine Schalteinrichtung angeordnet, welche als Ganzes mit 90 bezeichnet ist. Die Schalteinrichtung 90 umfasst wiederum eine als Ganzes mit 92 bezeichnete Ventileinrichtung. Between the steam supply device 24 and the first feeding path 86 and the second feed path 88 a switching device is arranged, which as a whole with 90 is designated. The switching device 90 again includes one as a whole 92 designated valve device.

Die Ventileinrichtung 92 umfasst bei einer Ausführungsform ein erstes Ventil 94. Das erste Ventil 94 ist eingangsseitig fluidwirksam mit dem Ausgang 16 der Solareinrichtung 12 verbunden. Ausgangsseitig ist das erste Ventil 94 fluidwirksam an den ersten Zuführungspfad 86 gekoppelt.The valve device 92 in one embodiment comprises a first valve 94 , The first valve 94 is on the input side fluid effective with the output 16 the solar device 12 connected. On the output side is the first valve 94 fluidly effective to the first supply path 86 coupled.

Die Ventileinrichtung 92 umfasst ferner ein zweites Ventil 96. Das zweite Ventil 96 ist eingangsseitig an den Ausgang 16 der Solareinrichtung 12 gekoppelt und ausgangsseitig an den zweiten Zuführungspfad 88 gekoppelt.The valve device 92 also includes a second valve 96 , The second valve 96 is input side to the output 16 the solar device 12 coupled and output side to the second feed path 88 coupled.

Weiterhin umfasst die Ventileinrichtung 92 ein drittes Ventil 98. Das dritte Ventil 98 ist eingangsseitig an den Ausgang 30 der Speichereinrichtung 26 fluidwirksam gekoppelt und ausgangsseitig fluidwirksam mit dem ersten Zuführungspfad 86 verbunden.Furthermore, the valve device comprises 92 a third valve 98 , The third valve 98 is input side to the output 30 the storage device 26 coupled fluid effective and the output side fluidly effective with the first feed path 86 connected.

Die Ventileinrichtung 92 umfasst ferner ein viertes Ventil 100. Das vierte Ventil 100 ist eingangsseitig fluidwirksam an den Ausgang 30 der Speichereinrichtung 26 gekoppelt. Ausgangsseitig ist es fluidwirksam mit dem zweiten Zuführungspfad 88 verbunden.The valve device 92 further comprises a fourth valve 100 , The fourth valve 100 is the input side fluid effective at the output 30 the storage device 26 coupled. On the output side, it is fluid-effective with the second feed path 88 connected.

Die Ventile 94, 96, 98, 100 sind vorzugsweise als Sperrventile ausgebildet. Es lassen sich dadurch, wie unten noch näher beschrieben wird, eindeutige Schaltzustände erreichen.The valves 94 . 96 . 98 . 100 are preferably designed as check valves. As a result, as will be described in more detail below, clear switching states can be achieved.

Grundsätzlich ist aber auch eine Ausbildung als Stellventil möglich.In principle, however, training as a control valve is possible.

Die Schalteinrichtung 90 umfasst ferner eine Steuereinrichtung 102. Die Steuereinrichtung 102 ist signalwirksam mit der Ventileinrichtung 92 verbunden. Durch die Steuereinrichtung 102 sind das erste Ventil 94, das zweite Ventil 96, das dritte Ventil 98 und das vierte Ventil 100 angesteuert. Über die Schalteinrichtung 90 lässt sich einstellen, ob die Hochdruckdampfturbine 34 mit Dampf von der Solareinrichtung 12 oder der Speichereinrichtung 26 (insbesondere entweder von der Solareinrichtung 12 oder der Speichereinrichtung 26) versorgt wird und entsprechend lässt sich einstellen, ob der Zwischenüberhitzer 52 mit Dampf von der Speichereinrichtung 26 oder der Solareinrichtung 12 (insbesondere entweder von der Speichereinrichtung 26 oder der Solareinrichtung 12) versorgt wird.The switching device 90 further comprises a control device 102 , The control device 102 is signal effective with the valve device 92 connected. By the control device 102 are the first valve 94 , the second valve 96 , the third valve 98 and the fourth valve 100 driven. About the switching device 90 can be adjusted, whether the high-pressure steam turbine 34 with steam from the solar device 12 or the storage device 26 (especially either from the solar device 12 or the storage device 26 ) and can be adjusted accordingly, whether the reheater 52 with steam from the storage device 26 or the solar device 12 (in particular either from the storage device 26 or the solar device 12 ) is supplied.

Bei einer Ausführungsform (2(a) und 2(b)) weist die Schalteinrichtung 90 als ausgewiesene Schaltzustände einen ersten Schaltzustand 104 auf (2(a)), bei dem die Ventileinrichtung 92 so eingestellt ist, dass Dampf der Solareinrichtung 12 der Hochdruckdampfturbine 34 bereitgestellt ist und Dampf aus der Speichereinrichtung 26 dem Zwischenüberhitzer 52 (als Wärmeübertragungsmedium-Dampf) bereitgestellt ist.In one embodiment ( 2 (a) and 2 B) ) has the switching device 90 as designated switching states a first switching state 104 on ( 2 (a) ), in which the valve device 92 is set to steam the solar device 12 the high-pressure steam turbine 34 is provided and steam from the storage device 26 the reheater 52 (as heat transfer medium vapor) is provided.

Der erste Schaltzustand 104 ist dadurch erreicht, dass das erste Ventil 94 offen ist und das zweite Ventil 96 geschlossen ist. Ferner ist das dritte Ventil 98 geschlossen und das vierte Ventil 100 ist offen.The first switching state 104 is achieved by the fact that the first valve 94 is open and the second valve 96 closed is. Furthermore, the third valve 98 closed and the fourth valve 100 is open.

Bei einem zweiten Schaltzustand 106 (2(b)) wird dem Zwischenüberhitzer 52 Dampf von der Solareinrichtung 12 (als Wärmeübertragungsmedium-Dampf) bereitgestellt. Die Niederdruckdampfturbine 34 erhält Wärmeträgermedium-Dampf von der Speichereinrichtung 26. Für den zweiten Schaltzustand 106 steuert die Steuereinrichtung 102 die Ventileinrichtung 92 dabei so an, dass das erste Ventil 94 geschlossen ist und das zweite Ventil 96 offen ist. Ferner ist das dritte Ventil 98 offen und das vierte Ventil 100 ist geschlossen. At a second switching state 106 ( 2 B) ) is the reheater 52 Steam from the solar device 12 (as heat transfer medium vapor). The low-pressure steam turbine 34 receives heat transfer medium vapor from the storage device 26 , For the second switching state 106 controls the controller 102 the valve device 92 doing so so that the first valve 94 is closed and the second valve 96 is open. Furthermore, the third valve 98 open and the fourth valve 100 is closed.

Über die Schalteinrichtung 90 ist die Solareinrichtung 12 sowohl an den ersten Zuführungspfad 86 als auch den zweiten Zuführungspfad 88 gekoppelt. Ferner ist über die Schalteinrichtung 90 die Speichereinrichtung 26 sowohl an den ersten Zuführungspfad 86 als auch den zweiten Zuführungspfad 88 gekoppelt. Der erste Zuführungspfad 86 und der zweite Zuführungspfad 88 sind fluidwirksam getrennt, so dass auf ihnen Dampf auf unterschiedlichem Druckniveau führbar ist. Über die Schalteinrichtung 90 lässt sich durch entsprechende Ansteuerung der Ventileinrichtung 92 über die Steuereinrichtung 102 einstellen, von welcher Quelle der Dampfbereitstellungseinrichtung 24, d. h. von der Quelle Solareinrichtung 12 oder der Quelle Speichereinrichtung 26, die Hochdruckdampfturbine 34 bedient wird und der Zwischenüberhitzer 52 mit Wärmeübertragungsmedium versorgt wird.About the switching device 90 is the solar device 12 both to the first feed path 86 as well as the second feed path 88 coupled. Furthermore, via the switching device 90 the storage device 26 both to the first feed path 86 as well as the second feed path 88 coupled. The first feed path 86 and the second feed path 88 are fluid effectively separated, so that on them steam at different pressure level is feasible. About the switching device 90 can be achieved by appropriate control of the valve device 92 via the control device 102 adjust from which source of steam delivery device 24 ie from the source solar device 12 or the source storage device 26 , the high-pressure steam turbine 34 is operated and the reheater 52 is supplied with heat transfer medium.

Das solarthermische Kraftwerk 10 funktioniert wie folgt:
Bei dem solarthermischen Kraftwerk 10 erfolgt eine solare Direktverdampfung. Der erzeugte Dampf wird zum Betrieb der Turbineneinrichtung 32 genutzt. Weiterhin wird der Dampf (Frischdampf) zum Betrieb des Zwischenüberhitzers 52 genutzt.The solar thermal power plant 10 works as follows:
At the solar thermal power plant 10 a solar direct evaporation takes place. The generated steam becomes the operation of the turbine device 32 used. Furthermore, the steam (live steam) for the operation of the reheater 52 used.

Grundsätzlich ist es so, dass ein Druckniveau pZ des dem Zwischenüberhitzer 52 an dem zweiten Eingang 60 bereitgestellten Frischdampfes mit dessen Massenstrom korreliert ist. Bei einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß 3 erfolgt die Beschickung des Zwischenüberhitzers der Hochdruckdampfturbine aus der gleichen Quelle, mit der auch die Hochdruckdampfturbine beschickt wird. Dies bedeutet zwangsläufig, dass ein Eintrittsdruck pHD der Hochdruckdampfturbine und ein Eintrittsdruck des Zwischenüberhitzers pZ gekoppelt sind und insbesondere mindestens näherungsweise gleich sind.Basically, it is such that a pressure level p Z of the reheater 52 at the second entrance 60 provided live steam is correlated with the mass flow. In a non-inventive embodiment according to 3 the charging of the reheater of the high-pressure steam turbine takes place from the same source, with which the high-pressure steam turbine is also charged. This inevitably means that an inlet pressure p HD of the high-pressure steam turbine and an inlet pressure of the reheater p Z are coupled and, in particular, are at least approximately the same.

Dies ist in 4 durch die untere durchbrochene Linie angedeutet.This is in 4 indicated by the lower broken line.

Diese Druckkopplung führt dazu, dass in einem Teillastbetrieb eine Eintrittstemperatur TND an der Niederdruckdampfturbine absinkt; der Massenstrom an Wärmeübertragungsmedium, welches durch den Zwischenüberhitzer strömt, hängt unmittelbar von dem Druck pZ ab. Er fällt stärker ab, als es für eine konstante Eintrittstemperatur TND für die Niederdruckdampfturbine notwendig wäre.As a result of this pressure coupling, an inlet temperature T ND at the low-pressure steam turbine drops in a part-load operation; the mass flow of heat transfer medium flowing through the reheater depends directly on the pressure p Z. It falls off more than would be necessary for a constant inlet temperature T ND for the low-pressure steam turbine.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die Kopplung der Drücke pHD und pZ vermieden, da getrennte Zuführungspfade 86 und 88 vorgesehen sind. Dadurch lassen sich die Quellen Solareinrichtung 12 und Speichereinrichtung 26 der Dampfbereitstellungseinrichtung 24 getrennt für die Beschickung der Hochdruckdampfturbine 34 und für den Betrieb des Zwischenüberhitzers 52 nutzen. Es lässt sich die Druckkopplung umgehen. Dadurch wird die Steuerbarkeit der Temperatur TND erhöht.In the solution according to the invention, the coupling of the pressures p HD and p Z is avoided since separate feed paths 86 and 88 are provided. This allows the sources solar device 12 and storage device 26 the steam delivery device 24 separate for the feeding of the high-pressure steam turbine 34 and for the operation of the reheater 52 use. It can bypass the pressure coupling. This increases the controllability of the temperature T ND .

Insbesondere ist es so, dass, wenn die Speichereinrichtung 26 Phasenwechselspeicher aufweist, ein Entladedruck deutlich niedriger ist als der Druck des Dampfes des Wärmeträgermediums, welches die Solareinrichtung 12 liefern kann. Es kann dann in der Solareinrichtung 12 Dampf auf einem höheren Druckniveau erzeugt werden. Dieser Dampf wird dann in dem zweiten Schaltzustand 106 primär für den Betrieb des Zwischenüberhitzers 52 verwendet. Dampf, welcher von der Speichereinrichtung 26 bereitgestellt wird, wird zum Betrieb der Hochdruckdampfturbine 34 verwendet.In particular, it is such that when the storage device 26 Phase change memory, a discharge pressure is significantly lower than the pressure of the vapor of the heat transfer medium, which is the solar device 12 can deliver. It can then be in the solar device 12 Steam can be generated at a higher pressure level. This vapor then becomes in the second switching state 106 primarily for the operation of the reheater 52 used. Steam, which from the storage device 26 is provided, is for operation of the high-pressure steam turbine 34 used.

Es kann aus energetischen Gründen sinnvoll sein, den Druck an der Solareinrichtung 12 bei niedriger Solareinstrahlung auf das an der Hochdruckdampfturbine 34 benötigte Druckniveau abzusenken. Dieses Druckniveau kann unterhalb des Entladedrucks der Speichereinrichtung 26 liegen. In diesem Fall wird auf den ersten Schaltzustand 104 umgeschaltet; Dampf aus der Speichereinrichtung 26, welcher dann auf einem höheren Druckniveau liegt, wird zum Betrieb des Zwischenüberhitzers 52 verwendet.It may be useful for energetic reasons, the pressure on the solar device 12 at low solar irradiation on the at the high-pressure steam turbine 34 lower required pressure level. This pressure level may be below the discharge pressure of the storage device 26 lie. In this case, the first switching state 104 switches; Steam from the storage device 26 , which is then at a higher pressure level, becomes the operation of the reheater 52 used.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, Dampf auf unterschiedlichen Druckniveaus bereitzustellen. Insbesondere kann der Dampf auf höherem Druckniveau zum Betrieb des Zwischenüberhitzers 52 verwendet werden. Dadurch wiederum lassen sich Temperaturschwankungen der Eintrittstemperatur TND gesteuert minimieren.In the solution according to the invention it is possible to provide steam at different pressure levels. In particular, the steam may be at a higher pressure level for operation of the reheater 52 be used. As a result, temperature fluctuations of the inlet temperature T ND can be controlled in a controlled manner.

Dies ist in den 4 und 5 angedeutet. Bei der erfindungsgemäßen Lösung mit der durchgezogenen Linie ergibt sich auch im Teillastbetrieb eine geringe Abhängigkeit des Drucks pZ (4). This is in the 4 and 5 indicated. In the solution according to the invention with the solid line also results in partial load operation, a low dependence of the pressure p Z ( 4 ).

Dadurch lässt sich die Eingangstemperatur von Dampf TND in der Niederdruckdampfturbine 46 konstanter halten (5).This allows the inlet temperature of steam T ND in the low-pressure steam turbine 46 keep more constant ( 5 ).

Bei der erfindungsgemäßen Lösung erfolgt eine separate Zuführung der Dampfströme (Frischdampfströme) aus der Solareinrichtung 12 und der Speichereinrichtung 26 über die Zuführungspfade 86 und 88. Durch die Schalteinrichtung 90 ist eine gezielte Verwendung des Dampfes aus der entsprechenden Quelle Solareinrichtung 12 oder Speichereinrichtung 26 mit höherem Druck für den Zwischenüberhitzer 52 in Abhängigkeit des solaren Strahlungsgrads möglich. Dies wiederum erlaubt eine höhere Zwischenüberhitzungstemperatur für den Wärmeträgerdampf, welcher an dem zweiten Ausgang 62 der Niederdruckdampfturbine 46 bereitgestellt wird.In the solution according to the invention, a separate supply of the vapor streams ( Live steam flows) from the solar device 12 and the storage device 26 via the feeding paths 86 and 88 , Through the switching device 90 is a targeted use of the steam from the appropriate source solar device 12 or storage device 26 with higher pressure for the reheater 52 depending on the solar radiation level possible. This in turn allows a higher reheat temperature for the heat transfer steam, which at the second output 62 the low-pressure steam turbine 46 provided.

Falls der Druck des Dampfes auf dem höheren Druckniveau lastunabhängig ist, kann die Temperatur TND annähernd konstant gehalten werden. Dies ist beispielsweise bei einem gekoppelten Entladebetrieb der Speichereinrichtung 26 und Solareinrichtungsbetrieb (Solareinrichtung 12 in Teillast) der Fall.If the pressure of the steam at the higher pressure level is load-independent, the temperature T ND can be kept approximately constant. This is for example in a coupled unloading operation of the storage device 26 and solar device operation (solar device 12 in partial load) the case.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es auch möglich, wie in 6 angedeutet, einen verbesserten Wirkungsgrad in einem Teillastbetriebbereich (zwischen ca. 50 % und 90 %) im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß 3 zu erhalten. Die erfindungsgemäße Lösung ist in der durchgezogenen Linie angedeutet und das Verhalten des Wirkungsgrades im Falle der Ausführungsform gemäß 3 ist durch die durchbrochene Linie angedeutet.By the solution according to the invention it is also possible, as in 6 indicated an improved efficiency in a part load operating range (between about 50% and 90%) compared to the embodiment according to 3 to obtain. The solution according to the invention is indicated in the solid line and the behavior of the efficiency in the case of the embodiment according to 3 is indicated by the broken line.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, welches in 7 schematisch gezeigt und mit 108 bezeichnet ist, ist der grundsätzliche Aufbau gleich wie bei dem solarthermischen Kraftwerk 10. Gleiche Elemente werden deshalb mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In dem zweiten Pfad 86 ist ein Regelventil 110 angeordnet. Durch dieses Regelventil 110 lässt sich das Druckniveau in dem Zuführungspfad 86 einstellen, um beispielsweise bei niedriger solarer Einstrahlung den Druck des durch die Solareinrichtung 12 erzeugten Dampfs auf den an der Hochdruckdampfturbine 34 benötigten Druck abzusenken. In diesem Fall ist dann, wie oben beschrieben, die Schaltungseinrichtung 92 so eingestellt, dass der erste Schaltzustand 104 vorliegt.In a further embodiment, which is in 7 shown schematically and with 108 is designated, the basic structure is the same as in the solar thermal power plant 10 , Identical elements are therefore designated by the same reference numerals. In the second path 86 is a control valve 110 arranged. Through this control valve 110 can the pressure level in the feed path 86 adjust, for example, at low solar radiation, the pressure of the solar device 12 generated steam on the at the high-pressure steam turbine 34 lower the pressure required. In this case, as described above, the circuit device is then 92 set so that the first switching state 104 is present.

Insbesondere ist die Steuereinrichtung 102 signalwirksam mit dem Regelventil 110 verbunden.In particular, the control device 102 signal effective with the control valve 110 connected.

Weiterhin ist eine Eindüsungseinrichtung 112 vorgesehen, über welche sich Dampf von einem Zuführungspfad 86 bzw. 88 in den anderen Zuführungspfad 88 bzw. 86 eindüsen lässt.Furthermore, an injection device 112 provided via which steam from a supply path 86 respectively. 88 in the other feed path 88 respectively. 86 can be injected.

Die Eindüsungseinrichtung 112 ist insbesondere so angeordnet und ausgebildet, dass sich Dampf von einem höheren Druckniveau in einen Dampfstrom mit niedrigerem Druckniveau einströmen lässt.The injection device 112 In particular, it is arranged and designed such that steam can flow from a higher pressure level into a steam flow with a lower pressure level.

Die Eindüsungseinrichtung 112 umfasst ein Ventil 114. Dieses Ventil 114 ist fluidwirksam sowohl mit dem ersten Zuführungspfad 86 als auch mit dem zweiten Zuführungspfad 88 verbunden.The injection device 112 includes a valve 114 , This valve 114 is fluid effective with both the first feed path 86 as well as the second feed path 88 connected.

Vorzugsweise ist das Ventil 114 eingangsseitig mit dem zweiten Zuführungspfad 88 und ausgangsseitig mit dem ersten Zuführungspfad 86 verbunden.Preferably, the valve 114 on the input side with the second feed path 88 and on the output side with the first feed path 86 connected.

Das Ventil 114 ist signalwirksam mit der Steuereinrichtung 102 verbunden.The valve 114 is signal effective with the controller 102 connected.

Das Ventil 114 ist insbesondere ein Stellventil. Die Eindüsungsmenge lässt sich einstellen.The valve 114 is in particular a control valve. The injection quantity can be adjusted.

Im Betrieb des solarthermischen Kraftwerks 10 bzw. 108 ist es ein Ziel, dass das Druckniveau des Dampfes in dem zweiten Zuführungspfad 88 auf einem höheren Druckniveau liegt als der Dampf, welcher in dem ersten Zuführungspfad 86 strömt. Durch die Eindüsung von dem zweiten Zuführungspfad 88 in den ersten Zuführungspfad 86 kann der Dampfstrom, welcher der Hochdruckdampfturbine 34 bereitgestellt wird, gestützt werden.In operation of the solar thermal power plant 10 respectively. 108 it is an objective that the pressure level of the steam in the second feed path 88 is at a higher pressure level than the vapor which is in the first feed path 86 flows. By the injection from the second feed path 88 in the first feeding path 86 can the steam flow, which is the high-pressure steam turbine 34 is supported.

Ansonsten funktioniert das solarthermische Kraftwerk 108 wie oben anhand des solarthermischen Kraftwerks 10 beschrieben.Otherwise, the solar thermal power plant works 108 as above based on the solar thermal power plant 10 described.

Erfindungsgemäß ist es insbesondere vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 102 die Ventileinrichtung 92 und gegebenenfalls auch die Ventile 110 und 114 so ansteuert, dass das Druckniveau in dem zweiten Zuführungspfad 88 höher ist als das Druckniveau in dem ersten Zuführungspfad 86. Dies erlaubt, wie oben beschrieben, eine höhere Zwischenüberhitzungstemperatur.According to the invention, it is provided in particular that the control device 102 the valve device 92 and optionally also the valves 110 and 114 so that the pressure level in the second feed path 88 is higher than the pressure level in the first feed path 86 , This allows, as described above, a higher reheat temperature.

Diese automatische Steuerung durch die Steuereinrichtung 102 erfolgt insbesondere in Abhängigkeit einer Teillast, insbesondere wenn erniedrigte solare Einstrahlungsbedingungen im Vergleich zu Volllast vorliegen. Der Wirkungsgrad der Niederdruckdampfturbine 46 wird insgesamt erhöht. Außerdem wird dadurch weitgehend verhindert, dass die Endnässe in den letzten Turbinenstufen der Niederdruckdampfturbine 46 steigt; dadurch wiederum werden Materialprobleme vermieden.This automatic control by the controller 102 takes place in particular as a function of a partial load, in particular if there are reduced solar irradiation conditions compared to full load. The efficiency of the low-pressure steam turbine 46 is increased overall. In addition, it is largely prevented that the end wet in the last turbine stages of the low-pressure steam turbine 46 increases; In turn, material problems are avoided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
solarthermisches Kraftwerk solar thermal power plant
1212
Solareinrichtung solar facility
1414
Eingang entrance
1616
Ausgang output
1818
Solarfeld solar field
2020
Verdampferbereich evaporator region
2222
Überhitzerbereich Superheater area
2424
Dampfbereitstellungseinrichtung Steam supply device
26 26
Speichereinrichtung memory device
2828
Eingang entrance
3030
Ausgang output
3232
Turbineneinrichtung The turbine apparatus
3434
Hochdruckdampfturbine High pressure steam turbine
3636
Eingang entrance
3838
erster Ausgang first exit
4040
zweiter Ausgang second exit
4242
Leitung management
4444
Hochdruckvorwärmer high-pressure preheater
4646
Niederdruckdampfturbine Low pressure steam turbine
4848
Eingang entrance
5252
Zwischenüberhitzer Reheater
5454
erster Eingang first entrance
5656
erster Ausgang first exit
5858
Erhitzungsstrecke heating section
6060
zweiter Eingang second entrance
6262
zweiter Ausgang second exit
6464
Leitung management
6666
erster Ausgang first exit
6868
zweiter Ausgang second exit
7070
Leitung management
7272
Niederdruckvorwärmer low-pressure
7474
Kondensator capacitor
7676
Leitung management
7878
Ausgang output
8080
Pumpe pump
8282
Pumpe pump
8484
Ausgang output
8686
erster Zuführungspfad first feed path
8888
zweiter Zuführungspfad second feed path
9090
Schalteinrichtung switching device
9292
Ventileinrichtung valve means
9494
erstes Ventil first valve
9696
zweites Ventil second valve
9898
drittes Ventil third valve
100100
viertes Ventil fourth valve
102102
Steuereinrichtung control device
104104
erster Schaltzustand first switching state
106106
zweiter Schaltzustand second switching state
108108
solarthermisches Kraftwerk solar thermal power plant
110110
Regelventil control valve
112112
Eindüsungseinrichtung Eindüsungseinrichtung
114114
Ventil Valve
PHD P HD
Druck, unter dem Wärmeträgermedium der Hochdruckdampfturbine zugeführt wird Pressure, is supplied to the heat transfer medium of the high-pressure steam turbine
PZ P z
Druck, unter dem Wärmeträgermedium dem Zwischenüberhitzer zugeführt wird Pressure, is supplied to the reheater under the heat transfer medium
TND T ND
Temperatur, mit der Wärmeträgermedium der Niederdruckdampfturbine zugeführt wird Temperature, is supplied to the heat transfer medium of the low-pressure steam turbine
ηη
Wirkungsgrad efficiency

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011054618 [0003] DE 102011054618 [0003]

Claims (21)

Solarthermisches Kraftwerk, umfassend – eine Dampfbereitstellungseinrichtung (24) mit einer Solareinrichtung (12), durch welche mittels Solarstrahlung aus flüssigem Wärmeträgermedium Wärmeträgermedium-Dampf erzeugbar ist, und mit einer Speichereinrichtung (26), welche Dampf bereitstellt; – eine Dampfturbineneinrichtung (32) mit einer Hochdruckdampfturbine (34), welche der Dampfbereitstellungseinrichtung (24) nachgeschaltet ist, und mit einer Niederdruckdampfturbine (46), welche der Hochdruckdampfturbine (34) nachgeschaltet ist; – einen Zwischenüberhitzer (52), welcher zwischen der Hochdruckdampfturbine (34) und der Niederdruckdampfturbine (46) angeordnet ist und welcher an die Dampfbereitstellungseinrichtung (24) gekoppelt ist, wobei die Dampfbereitstellungseinrichtung (24) dem Zwischenüberhitzer (52) Dampf als Wärmeübertragungsmedium bereitstellt; – einen ersten Zuführungspfad (86) für Dampf als Wärmeträgermedium von der Dampfbereitstellungseinrichtung (24) zu der Hochdruckdampfturbine (34); und – einen zweiten Zuführungspfad (88) für Dampf als Wärmeübertragungsmedium von der Dampfbereitstellungseinrichtung (24) zu dem Zwischenüberhitzer (52), dadurch gekennzeichnet, dass die Solareinrichtung (12) an den ersten Zuführungspfad (86) und den zweiten Zuführungspfad (88) gekoppelt ist, dass die Speichereinrichtung (26) an den ersten Zuführungspfad (86) und den zweiten Zuführungspfad (88) gekoppelt ist und dass der erste Zuführungspfad (86) und der zweite Zuführungspfad (88) fluidwirksam getrennt sind, so dass Dampf auf dem ersten Zuführungspfad (86) und dem zweiten Zuführungspfad (88) auf unterschiedlichem Druckniveau bereitstellbar ist.Solar thermal power plant, comprising - a steam delivery facility ( 24 ) with a solar device ( 12 ), by means of which solar radiation from liquid heat transfer medium heat transfer medium vapor can be generated, and with a storage device ( 26 ), which provides steam; A steam turbine device ( 32 ) with a high-pressure steam turbine ( 34 ), which of the steam delivery device ( 24 ) and with a low-pressure steam turbine ( 46 ), which of the high-pressure steam turbine ( 34 ) is connected downstream; - a reheater ( 52 ), which between the high-pressure steam turbine ( 34 ) and the low-pressure steam turbine ( 46 ) and which to the steam supply device ( 24 ), wherein the steam supply device ( 24 ) the reheater ( 52 ) Provides steam as a heat transfer medium; A first feed path ( 86 ) for steam as a heat transfer medium from the steam supply device ( 24 ) to the high-pressure steam turbine ( 34 ); and - a second feed path ( 88 ) for steam as the heat transfer medium from the steam supply device ( 24 ) to the reheater ( 52 ), characterized in that the solar device ( 12 ) to the first feed path ( 86 ) and the second feed path ( 88 ), that the memory device ( 26 ) to the first feed path ( 86 ) and the second feed path ( 88 ) and that the first feed path ( 86 ) and the second feed path ( 88 ) are fluid effectively separated so that vapor on the first supply path ( 86 ) and the second feed path ( 88 ) can be provided at different pressure levels. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (90), welche eine Steuereinrichtung (102) und eine Ventileinrichtung (92) umfasst, die durch die Steuereinrichtung (102) angesteuert ist, wobei durch die Schalteinrichtung (90) die Bereitstellung von Dampf zu dem Zwischenüberhitzer (52) und der Hochdruckdampfturbine (34) schaltbar ist.Solar thermal power plant according to claim 1, characterized by a switching device ( 90 ), which a control device ( 102 ) and a valve device ( 92 ) provided by the control device ( 102 ) is controlled, whereby by the switching device ( 90 ) the provision of steam to the reheater ( 52 ) and the high-pressure steam turbine ( 34 ) is switchable. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (92) ein erstes Ventil (94) umfasst, welches fluidwirksam an den ersten Zuführungspfad (86) gekoppelt ist und fluidwirksam an die Solareinrichtung (12) gekoppelt ist.Solar thermal power plant according to claim 2, characterized in that the valve device ( 92 ) a first valve ( 94 ), which fluidly acts on the first supply path (FIG. 86 ) and fluidly effective to the solar device ( 12 ) is coupled. Solarthermisches Kraftwerk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (92) ein zweites Ventil (96) umfasst, welches fluidwirksam an den zweiten Zuführungspfad (88) und fluidwirksam an die Solareinrichtung (12) gekoppelt ist.Solar thermal power plant according to claim 2 or 3, characterized in that the valve device ( 92 ) a second valve ( 96 ), which fluidly acts on the second feed path (FIG. 88 ) and fluid effective to the solar device ( 12 ) is coupled. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (92) ein drittes Ventil (98) umfasst, welches fluidwirksam an den ersten Zuführungspfad (86) und fluidwirksam an die Speichereinrichtung (26) gekoppelt ist. Solar thermal power plant according to one of claims 2 to 4, characterized in that the valve device ( 92 ) a third valve ( 98 ), which fluidly acts on the first supply path (FIG. 86 ) and fluidly to the storage device ( 26 ) is coupled. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (92) ein viertes Ventil (100) umfasst, welches fluidwirksam an die Speichereinrichtung (26) und fluidwirksam an den zweiten Zuführungspfad (88) gekoppelt ist.Solar thermal power plant according to one of claims 2 to 5, characterized in that the valve device ( 92 ) a fourth valve ( 100 ), which fluidly to the storage device ( 26 ) and fluidically to the second delivery path ( 88 ) is coupled. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (90) einen ersten Schaltzustand (104) umfasst, bei welchem dem Zwischenüberhitzer (52) primär Dampf von der Speichereinrichtung (26) bereitgestellt ist und der Hochdruckdampfturbine (34) primär Dampf von der Solareinrichtung (12) bereitgestellt ist, und einen zweiten Schaltzustand (106) umfasst, bei welchem dem Zwischenüberhitzer (52) primär Dampf von der Solareinrichtung (12) bereitgestellt ist und der Hochdruckdampfturbine (34) Dampf von der Speichereinrichtung (26) bereitgestellt ist.Solar thermal power plant according to one of claims 2 to 6, characterized in that the switching device ( 90 ) a first switching state ( 104 ), in which the reheater ( 52 ) primarily steam from the storage device ( 26 ) and the high-pressure steam turbine ( 34 ) primarily steam from the solar device ( 12 ) and a second switching state ( 106 ), in which the reheater ( 52 ) primarily steam from the solar device ( 12 ) and the high-pressure steam turbine ( 34 ) Steam from the storage device ( 26 ). Solarthermisches Kraftwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (102) einen Schaltzustand der Schalteinrichtung (90) so einstellt, dass dem Zwischenüberhitzer (52) primär Dampf von der Solareinrichtung (12) und der Speichereinrichtung (26) bereitgestellt ist, je nach dem welcher Dampf den höheren Druck aufweist.Solar thermal power plant according to one of claims 2 to 7, characterized in that the control device ( 102 ) a switching state of the switching device ( 90 ) so that the reheater ( 52 ) primarily steam from the solar device ( 12 ) and the memory device ( 26 ), depending on which vapor has the higher pressure. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Eindüsungseinrichtung (112), durch welche Dampf von dem einen Zuführungspfad (88) aus dem ersten Zuführungspfad (86) und dem zweiten Zuführungspfad (88) in den anderen Zuführungspfad (86) aus dem ersten Zuführungspfad (86) und dem zweiten Zuführungspfad (88) eindüsbar ist.Solar thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized by an injection device ( 112 ), through which steam from the one feed path ( 88 ) from the first delivery path ( 86 ) and the second feed path ( 88 ) in the other feed path ( 86 ) from the first delivery path ( 86 ) and the second feed path ( 88 ) is einspritzbar. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (26) mindestens einen Phasenwechselmediumspeicher umfasst. Solar thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the storage device ( 26 ) comprises at least one phase change medium storage. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenüberhitzer (52) einen ersten Eingang (54) für Wärmeträgermedium-Dampf aufweist, welcher fluidwirksam mit einem Ausgang (40) der Hochdruckdampfturbine (34) verbunden ist, und einen ersten Ausgang (56) für Wärmeträgermedium-Dampf aufweist, welcher fluidwirksam mit einem Eingang (48) der Niederdruckdampfturbine (46) verbunden ist. Solar thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the reheater ( 52 ) a first input ( 54 ) for heat transfer medium vapor, which fluid-effective with an output ( 40 ) of the high-pressure steam turbine ( 34 ), and a first output ( 56 ) for heat transfer medium vapor, which fluid-effectively with an input ( 48 ) of the low-pressure steam turbine ( 46 ) connected is. Solarthermisches Kraftwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenüberhitzer (52) einen zweiten Eingang (60) für Wärmeübertragungsmedium-Dampf aufweist, welcher fluidwirksam mit dem zweiten Zuführungspfad (88) verbunden ist.Solar thermal power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the reheater ( 52 ) a second input ( 60 ) for heat transfer medium vapor which is fluid-effective with the second feed path (FIG. 88 ) connected is. Verfahren zum Betreiben eines solarthermischen Kraftwerks, bei dem Dampf durch eine Solareinrichtung und eine Speichereinrichtung bereitgestellt wird und mit dem Dampf als Wärmeträgermedium eine Hochdruckdampfturbine und eine der Hochdruckdampfturbine nachgeschaltete Niederdruckdampfturbine betrieben werden, wobei durch einen Zwischenüberhitzer zwischen der Hochdruckdampfturbine und der Niederdruckdampfturbine Wärmeträgermedium-Dampf zwischenüberhitzt wird und die Zwischenüberhitzung mit Dampf als Wärmeübertragungsmedium erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass Dampf als Wärmeübertragungsmedium dem Zwischenüberhitzer von der Solareinrichtung als erste Quelle oder der Speichereinrichtung als zweite Quelle bereitgestellt wird, wobei der Dampf von der entsprechenden Quelle gewählt wird, welcher den höheren Druck aufweist.A method for operating a solar thermal power plant in which steam is provided by a solar device and a storage device and the steam as the heat transfer medium, a high-pressure steam turbine and a high-pressure steam turbine downstream low-pressure steam turbine are operated, is superheated by a reheater between the high-pressure steam turbine and the low-pressure steam turbine heat transfer medium vapor and reheating with steam as the heat transfer medium, characterized in that steam is provided as a heat transfer medium to the reheater from the solar device as the first source or the storage device as a second source, the steam being selected from the corresponding source having the higher pressure. Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 13 oder nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Dampf aus der Solareinrichtung und der Speichereinrichtung der Hochdruckdampfturbine und dem Zwischenüberhitzer getrennt auf unterschiedlichen Druckniveaus bereitgestellt wird. Method according to the preamble of claim 13 or claim 13, characterized in that steam from the solar device and the storage device of the high-pressure steam turbine and the reheater is provided separately at different pressure levels. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteinrichtung insbesondere durch Ventilansteuerung einstellt, ob primär dem Zwischenüberhitzer Dampf aus der Solareinrichtung oder der Speichereinrichtung bereitgestellt wird.A method according to claim 13 or 14, characterized in that a switching device sets in particular by valve control, whether primarily the reheater steam from the solar device or the storage device is provided. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung insbesondere durch Ventilansteuerung einstellt, ob primär der Hochdruckdampfturbine Dampf aus der Solareinrichtung oder der Speichereinrichtung bereitgestellt wird.A method according to claim 15, characterized in that the switching device adjusts in particular by valve control, whether primarily the high-pressure steam turbine steam from the solar device or the storage device is provided. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass es Ziel der Einstellungen der Schalteinrichtung ist, eine Zwischenüberhitzungstemperatur an dem Zwischenüberhitzer möglichst konstant zu halten.A method according to claim 15 or 16, characterized in that it is the aim of the settings of the switching device to keep a reheating temperature at the reheater as constant as possible. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Ziel der Einstellungen der Schalteinrichtung ist, eine Eintrittstemperatur für Dampf an der Niederdruckdampfturbine möglichst konstant zu halten.Method according to one of claims 15 to 17, characterized in that it is a goal of the settings of the switching device to keep an inlet temperature for steam at the low-pressure steam turbine as constant as possible. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere bei einem Teillastbetrieb der Solareinrichtung die Speichereinrichtung und die Solareinrichtung jeweils Dampf bereitstellen.Method according to one of Claims 13 to 18, characterized in that, in particular in the case of a partial load operation of the solar device, the storage device and the solar device respectively provide steam. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dampfstrom des Dampfs auf höherem Druckniveau in einen Dampfstrom des Dampfs mit niedrigerem Druckniveau eingedüst wird. A method according to any one of claims 13 to 19, characterized in that a vapor stream of the vapor at a higher pressure level is injected into a vapor stream of the vapor at a lower pressure level. Verwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 13 bis 20 bei einem solarthermischen Kraftwerk gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 und Verwendung des solarthermischen Kraftwerks gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 13 bis 20.Use of the method according to one of claims 13 to 20 in a solar thermal power plant according to one of claims 1 to 12 and use of the solar thermal power plant according to one of claims 1 to 12 for carrying out the method according to one of claims 13 to 20.
DE201210102115 2012-02-16 2012-03-13 Solar-thermal power plant has first and second supply paths that supply vapor from vapor provision device to high-pressure steam turbine and reheater respectively Pending DE102012102115A1 (en)

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