[發明專利]當在太陽能熱電廠中太陽能直接汽化時中間再熱的方法和設備

無效

• 申請號: 200880012811.6
• 申請日: 2008-03-18
• 公開（公告）號: CN101680648A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: 于爾根·伯恩鮑姆;馬庫斯·菲克特納;喬格·哈伯伯格;格哈德·齊默爾曼
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F22B1/00
• 分類號: F22B1/00;F01K3/26;F03G6/00;F01K3/18;F01K7/22
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 郝俊梅

技術領域

本發明涉及一種用于運行太陽能熱電廠設備的方法以及一種太陽能熱 電廠設備，在太陽能熱電廠設備中工作流體在循環內循環，它包括基于直 接汽化的太陽能鍋爐和汽輪機，在汽輪機中工作流體在膨脹段膨脹以輸出 技術功，還包括至少一個中間再熱器，它借助在中間再熱器上游從循環中 抽取的工作流體被加熱，以及工作流體再熱所述至少一個中間再熱器，工 作流體可以在加熱的抽取點下游通過入流裝置流入所述膨脹段。

背景技術

太陽能熱電廠是與傳統不同的另一種發電裝置。太陽能熱電廠利用太 陽輻射能生產電能。它由一個用于吸收太陽能的太陽能電廠部分和第二個 大多傳統的電廠部分組成。

太陽能電廠部分包括太陽能采集場，也就是說包括收集器的聚集系統。 聚集的收集器是太陽能電廠部分的主要組成部分。已知的收集器在這里是 拋物線槽式收集器、菲涅耳收集器、太陽能塔架和拋物面反射鏡。拋物線 槽式收集器將陽光聚集在定位于聚焦線內的吸收管上。在那里吸收太陽能 并作為熱能進一步傳給載熱介質。

在這里作為載熱介質可考慮使用熱油、水、空氣或鹽水。

傳統的電廠部分大多包括汽輪機、發電機和冷凝器，其中與傳統電廠 相比，用太陽能采集場產生的加熱量代替通過鍋爐產生的熱量。

目前設計采用間接汽化的太陽能熱電廠，也就是說在太陽能電廠部分 與傳統的電廠部分之間連接熱交換器，以便將太陽能采集場中產生的能量， 由太陽能采集場循環的載熱介質傳給傳統的電廠部分的水汽循環。

未來的選擇將是直接汽化，其中，太陽能電廠部分的太陽能采集場循 環與傳統的電廠部分的水汽循環構成一個共同的循環，此時對太陽能采集 場中的水進行預熱、汽化和再熱，并如此供給傳統部分。因此太陽能電廠 部分是太陽能鍋爐。

傳統的電廠部分采用在太陽能采集場中直接汽化達到的蒸汽參數不能 最佳地運行。通過盡可能大的壓降進行的蒸汽膨脹，受膨脹時在透平中形 成的水分的極大限制。為了在利用盡可能大壓降的同時在透平中形成水分 最小化，有必要對蒸汽進行中間再熱。

在傳統的蒸汽發電廠中，中間再熱借助鍋爐內的熱交換器實施。在利 用直接汽化的太陽能熱電廠中，中間再熱在單獨的太陽能采集場內實施。 但是中間再熱的這種實施形式看起來并不恰當，因為在太陽能采集場內中 間再熱時將帶來很大的壓力損失。

發明內容

因此本發明有關設備要解決的技術問題是，提供一種改善中間再熱的 太陽能熱電廠設備。另一個技術問題是，提供一種運行這種電廠設備的方 法。

按照本發明上述技術問題通過專利權利要求1和專利權利要求18的特 征部分得以解決。

在從屬權利要求中列舉其他有利的實施形式。

按照本發明的太陽能熱電廠設備包括工作流體循環、基于直接汽化的 太陽能鍋爐和汽輪機，用于在膨脹段使工作流體膨脹以輸出技術功，所述 太陽能熱電廠設備還包括至少一個中間再熱器，它可借助在中間再熱器上 游的可從所述循環中抽取的工作流體加熱，以及可借助其工作流體再熱， 此工作流體可以在加熱的抽取點下游通過入流裝置供給所述膨脹段。由此 工作流體可以在沒有在太陽能采集場內中間再熱時可以預料到的很大壓力 損失的情況下再熱。

中間再熱器的加熱，借助在汽輪機膨脹段前抽取蒸汽，或借助從膨脹 段抽汽進行。以下“抽汽”的含義是指在兩個葉片級之間抽取蒸汽。

優選地，中間再熱器是蒸汽-蒸汽熱交換器，它在一次側連接在新汽管 道上。在這里，新汽在汽輪機前抽取，以及用于再熱被冷卻的中間再熱蒸 汽。

此外優選的是，蒸汽-蒸汽熱交換器在一次側連接在汽輪機高壓部分的 抽頭上。在這里，有利地免去抽取高價的新汽。

按優選的擴展設計，中間再熱是通過兩個蒸汽-蒸汽熱交換器進行，其 中之一在一次側連接在新汽管道上，以及另一個在一次側連接在高壓部分 的抽頭上。根據需要，可以調整各自中間再熱的份額。

有利地，再熱器一次側冷卻的蒸汽可廢熱利用于給水預熱。

根據蒸汽參數，蒸汽分離器在循環中恰當地可以在中間再熱器前，以 便在中間再熱器冷的二次側以盡可能高的蒸汽含量進入蒸汽-蒸汽熱交換 器。

此外在這方面恰當的是，來自蒸汽分離器的冷凝物在適宜的位置重新 被加入工作流體循環中。

按有利的擴展設計，太陽能熱電廠設備包括產生電能的發電機。