[发明专利]有针对性地提高太阳能热电厂发电量的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于有针对性地提高太阳能热电厂发电量的方法，该太阳能热电厂由带有太阳能场回路的太阳能发电部分和带有水-蒸汽回路的传统发电部分组成，其中，在太阳能发电部分中产生的能量借助热交换传输至该传统发电部分。本发明还涉及一种可以实施上述方法的装置。

背景技术

太阳能热电厂利用太阳辐射能来产生电能。该太阳能热电厂由用于吸收太阳能的太阳能发电部分以及传统发电部分组成。在此，太阳能发电部分包括太阳能场回路，该太阳能场回路带有太阳能场、即包括不同几何形状的集热器的聚焦系统。聚焦集热器是太阳能发电部分的主要组成部分。在此，已知的集热器有:抛物面内部集热器、菲涅耳集热器、太阳能塔和抛物面镜。抛物面内部集热器将太阳光线聚焦在位于焦线(Fokuslinie)内的吸收管上。太阳能在该处被吸收并作为热能传递给传热介质。根据传热介质类型的不同，在加热后直接将该传热介质泵送至发电部分。在此，可以用传热油、水、空气或熔融的盐作为传热介质。而且，还可以在太阳能发电部分内引入各种可能的贮存器(诸如熔融盐贮存器、蒸汽贮存器、固体贮存器等等)以及辅助燃烧器(石油、天然气)，以便确保均匀、增强的热输入。传统发电部分主要包括带有蒸汽轮机和/或燃气轮机、发电机以及冷凝器的水-蒸汽回路。在此，如果传统发电部分包括蒸汽轮机，那么在此锅炉产生的热输入就由太阳能场产生的热输入替代。如果在太阳能场内不采用水作为传热介质，那么在太阳能发电部分、相应的太阳能场回路以及带有相应的水-蒸汽回路的发电部分之间就连接有换热器，以便将太阳能场内产生的能量从太阳能场回路的传热介质传递至水-蒸汽回路。

因此，一方面通过传热介质的热特性、另一方面很大程度上通过对汽轮机功率范围的选择来确定太阳能热电厂的电功率。为了达到最大功率，向水-蒸汽回路内的最大热输入是必需的。但是，较小的并且例如由于从云层中断续地透过的太阳能辐射在汽轮机内产生不恒定的热输入以及较低的能量产量。这一点一再成为在发电部分的蒸汽轮机刚起动时的问题。

发明内容

因此，本发明所要解决的涉及方法方面的技术问题在于提供一种有针对性地提高太阳能热电厂内的发电量的方法，该太阳能热电厂由太阳能发电部分和传统的发电部分组成，因此尤其确保了传统发电部分(例如汽轮机)的可靠起动。本发明所要解决的另一技术问题是提供一种装置，该装置尤其使上述方法能够得以实施。

针对该方法，所述技术问题通过一种用于有针对性地提高太阳能热电厂的发电量的方法得以解决，所述太阳能热电厂由带有太阳能场回路的太阳能发电部分和带有水-蒸汽回路的传统发电部分组成，其中，在太阳能发电部分内产生的能量借助热交换传输至传统发电部分，并且为传统发电部分的水-蒸汽回路供给额外的热能。

在此，本发明基于如下的发现:在传统发电部分(例如汽轮机)刚起动时，传统发电部分有时候得不到充足的能量来实现例如可靠的起动。本发明还基于如下的认识:在太阳能场回路内有额外热能(例如由于辅助燃烧器)的情况下，这些热能首先用于加热太阳能场回路本身。此外，由于热交换而产生损失。由此，这些额外热能对于发电部分例如在起动或发电时是不可用的。因此，根据本发明的技术方案在传统发电部分本身的水-蒸汽回路内提供了额外热能。由此避免了上述的损失。由于水-蒸汽回路内有针对性的额外热能，可以可靠地起动传统发电部分、例如汽轮机。另外，由于水-蒸汽回路内有针对性的额外热能在必要时产生额外的蒸汽并由此提高发电量。这在水-蒸汽回路内有比对应于传统发电部分的质量流的设计更小的质量流的情况下尤其是如此。因此通过有针对性的额外热能可以将水-蒸汽回路内的质量流水平置于设计工况下的水-蒸汽回路的质量流水平。而且，有针对性的额外热能防止了水-蒸汽回路的冷却并因而避免了例如汽轮机的冷却。

优选地这样有针对性地设置额外的热能，使得这些热能基本上起到使得水-蒸汽回路的温度与设计工况下的水-蒸汽回路的温度相匹配的作用。即，传统发电部分和其中的水-蒸汽回路是为特定的运行温度设计的。因此，优选这样地设置额外的热能，使得水-蒸汽回路的温度基本上匹配这种设计工况。

优选用发电机、低压汽轮机和高压汽轮机来发电。

优选在高压汽轮机和低压汽轮机之间对水-蒸汽回路的水-蒸汽进行中间过加热。在这种设计中，即中间过热器结合辅助燃烧器的设计中，用于中间过热器的热交换优选由蒸汽锅炉替代。这意味着，太阳能场的能量完全用于高压汽轮机的运行。