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Thermoöl-Abhitzedampferzeuger (T-HRSG)

IP.com Disclosure Number: IPCOM000201086D
Original Publication Date: 2010-Nov-08
Included in the Prior Art Database: 2010-Nov-08
Document File: 3 page(s) / 153K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Eine Möglichkeit zur Nutzung der Sonnenenergie für die Stromerzeugung stellen sogenannte Solarwärmekraftwerke dar. Das Prinzip dieser Anlagen besteht darin, die Energie der Sonne zu nutzen, um damit Wasser direkt oder indirekt zu erhitzen und mittels des entstehenden Wasserdampfs eine Turbine zur Stromerzeugung zu betreiben. Bei sogenannten CSP-Anlagen werden die einfallenden Sonnenstrahlen durch Spiegel gebündelt und im Brennpunkt die Wärmeenergie an eine zirkulierende Flüssigkeit als Wärmeträgermedium abgegeben (CSP: Concentrated Solar Power). Das Wärmeträgermedium, derzeit meist synthetische Spezialöle, erhitzt sich dabei auf mehrere hundert Grad Celsius und gibt über einen Wärmetauscher die Hitze an das zu verdampfende Wasser ab. Die Übertragung der Wärmeenergie von dem Trägermedium an das Wasser führt zu Problemen, für die derzeit keine zufriedenstellenden Lösungen existieren. An bisherigen Apparatkonstruktionen zeigen sich bereits nach kurzer Betriebszeit erhebliche Schäden. Im Folgenden wird als neuartige Lösung vorgeschlagen, konstruktive Lösungen von Abhitzedampferzeugern (HRSG, engl.: Heat Recovery Steam Generator) aus Gas- und Dampfturbinenanwendungen aufzugreifen und in Solarwärmekraftwerken zu verwenden. Anstelle von Luft als wärmeabgebendes Medium wird vorschlagsgemäß Thermoöl verwendet. Im Gegensatz zu den Anwendungen in Gas- und Dampfturbinenanlagen, bei den meist Luft-/Wasser-Wärmetauscher verwendet werden, kommen vorschlagsgemäß Thermoöl-/Wasser-Wärmetauscher zum Einsatz.

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Thermoöl-Abhitzedampferzeuger (T-HRSG)

Idee: Tilman Abel, DE-Erlangen; Klaus Gebke, DE-Offenbach am Main; Martin Grasmück, DE- Erlangen; Reinhard Asmus, DE-Offenbach am Main; Thorsten Fippel, DE-Erlangen

Eine Möglichkeit zur Nutzung der Sonnenenergie für die Stromerzeugung stellen sogenannte Solarwärmekraftwerke dar. Das Prinzip dieser Anlagen besteht darin, die Energie der Sonne zu nutzen, um damit Wasser direkt oder indirekt zu erhitzen und mittels des entstehenden Wasserdampfs eine Turbine zur Stromerzeugung zu betreiben. Bei sogenannten CSP-Anlagen werden die einfallenden Sonnenstrahlen durch Spiegel gebündelt und im Brennpunkt die Wärmeenergie an eine zirkulierende Flüssigkeit als Wärmeträgermedium abgegeben (CSP: Concentrated Solar Power). Das Wärmeträgermedium, derzeit meist synthetische Spezialöle, erhitzt sich dabei auf mehrere hundert Grad Celsius und gibt über einen Wärmetauscher die Hitze an das zu verdampfende Wasser ab. Die Übertragung der Wärmeenergie von dem Trägermedium an das Wasser führt zu Problemen, für die derzeit keine zufriedenstellenden Lösungen existieren. An bisherigen Apparatkonstruktionen zeigen sich bereits nach kurzer Betriebszeit erhebliche Schäden.

Im Folgenden wird als neuartige Lösung vorgeschlagen, konstruktive Lösungen von Abhitzedampferzeugern (HRSG, engl.: Heat Recovery Steam Generator) aus Gas- und Dampfturbinenanwendungen aufzugreifen und in Solarwärmekraftwerken zu verwenden. Anstelle von Luft als wärmeabgebendes Medium wird vorschlagsgemäß Thermoöl verwendet. Im Gegensatz zu den Anwendungen in Gas- und Dampfturbinenanlagen, bei den meist Luft-/Wasser-Wärmetauscher verwendet werden, kommen vorschlagsgemäß Thermoöl-/Wasser-Wärmetauscher zum Einsatz.

Wie bei einigen in Gas- und Dampfturbinenanlagen bekannten Lösungen, werden die Wärmetauscher ideengemäß vertikal aufrecht stehend angeordnet und die beiden, an der Wärmeübertragung beteiligten Medien auf der Mantelseite und auf der Rohrseite den Wärmetauschern zugeführt. Der Ölstrom kann dabei sowohl auf der Rohrseite (Abbildung 1), als auch auf der Mantelseite (Abbildung
2) zugeführt werden. Der gesamte Abhitzedampferzeuger ist in drei unterschiedliche Abschnitte unterteilt, einen Vorwärmer, einen Verdampfer und einen Überhitzer. Das Thermoöl durchläuft alle Abschnitte nacheinander, wobei in Abhängig...