[发明专利]当在太阳能热电厂中太阳能直接汽化时中间再热的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于运行太阳能热电厂设备的方法以及一种太阳能热 电厂设备，在太阳能热电厂设备中工作流体在循环内循环，它包括基于直 接汽化的太阳能锅炉和汽轮机，在汽轮机中工作流体在膨胀段膨胀以输出 技术功，还包括至少一个中间再热器，它借助在中间再热器上游从循环中 抽取的工作流体被加热，以及工作流体再热所述至少一个中间再热器，工 作流体可以在加热的抽取点下游通过入流装置流入所述膨胀段。

背景技术

太阳能热电厂是与传统不同的另一种发电装置。太阳能热电厂利用太 阳辐射能生产电能。它由一个用于吸收太阳能的太阳能电厂部分和第二个 大多传统的电厂部分组成。

太阳能电厂部分包括太阳能采集场，也就是说包括收集器的聚集系统。 聚集的收集器是太阳能电厂部分的主要组成部分。已知的收集器在这里是 抛物线槽式收集器、菲涅耳收集器、太阳能塔架和抛物面反射镜。抛物线 槽式收集器将阳光聚集在定位于聚焦线内的吸收管上。在那里吸收太阳能 并作为热能进一步传给载热介质。

在这里作为载热介质可考虑使用热油、水、空气或盐水。

传统的电厂部分大多包括汽轮机、发电机和冷凝器，其中与传统电厂 相比，用太阳能采集场产生的加热量代替通过锅炉产生的热量。

目前设计采用间接汽化的太阳能热电厂，也就是说在太阳能电厂部分 与传统的电厂部分之间连接热交换器，以便将太阳能采集场中产生的能量， 由太阳能采集场循环的载热介质传给传统的电厂部分的水汽循环。

未来的选择将是直接汽化，其中，太阳能电厂部分的太阳能采集场循 环与传统的电厂部分的水汽循环构成一个共同的循环，此时对太阳能采集 场中的水进行预热、汽化和再热，并如此供给传统部分。因此太阳能电厂 部分是太阳能锅炉。

传统的电厂部分采用在太阳能采集场中直接汽化达到的蒸汽参数不能 最佳地运行。通过尽可能大的压降进行的蒸汽膨胀，受膨胀时在透平中形 成的水分的极大限制。为了在利用尽可能大压降的同时在透平中形成水分 最小化，有必要对蒸汽进行中间再热。

在传统的蒸汽发电厂中，中间再热借助锅炉内的热交换器实施。在利 用直接汽化的太阳能热电厂中，中间再热在单独的太阳能采集场内实施。 但是中间再热的这种实施形式看起来并不恰当，因为在太阳能采集场内中 间再热时将带来很大的压力损失。

发明内容

因此本发明有关设备要解决的技术问题是，提供一种改善中间再热的 太阳能热电厂设备。另一个技术问题是，提供一种运行这种电厂设备的方 法。

按照本发明上述技术问题通过专利权利要求1和专利权利要求18的特 征部分得以解决。

在从属权利要求中列举其他有利的实施形式。

按照本发明的太阳能热电厂设备包括工作流体循环、基于直接汽化的 太阳能锅炉和汽轮机，用于在膨胀段使工作流体膨胀以输出技术功，所述 太阳能热电厂设备还包括至少一个中间再热器，它可借助在中间再热器上 游的可从所述循环中抽取的工作流体加热，以及可借助其工作流体再热， 此工作流体可以在加热的抽取点下游通过入流装置供给所述膨胀段。由此 工作流体可以在没有在太阳能采集场内中间再热时可以预料到的很大压力 损失的情况下再热。

中间再热器的加热，借助在汽轮机膨胀段前抽取蒸汽，或借助从膨胀 段抽汽进行。以下“抽汽”的含义是指在两个叶片级之间抽取蒸汽。

优选地，中间再热器是蒸汽-蒸汽热交换器，它在一次侧连接在新汽管 道上。在这里，新汽在汽轮机前抽取，以及用于再热被冷却的中间再热蒸 汽。

此外优选的是，蒸汽-蒸汽热交换器在一次侧连接在汽轮机高压部分的 抽头上。在这里，有利地免去抽取高价的新汽。

按优选的扩展设计，中间再热是通过两个蒸汽-蒸汽热交换器进行，其 中之一在一次侧连接在新汽管道上，以及另一个在一次侧连接在高压部分 的抽头上。根据需要，可以调整各自中间再热的份额。

有利地，再热器一次侧冷却的蒸汽可废热利用于给水预热。

根据蒸汽参数，蒸汽分离器在循环中恰当地可以在中间再热器前，以 便在中间再热器冷的二次侧以尽可能高的蒸汽含量进入蒸汽-蒸汽热交换 器。

此外在这方面恰当的是，来自蒸汽分离器的冷凝物在适宜的位置重新 被加入工作流体循环中。

按有利的扩展设计，太阳能热电厂设备包括产生电能的发电机。