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1、(10)申请公布号 CN 103080648 A(43)申请公布日 2013.05.01CN103080648A*CN103080648A*(21)申请号 201180042632.9(22)申请日 2011.08.23102010040210.9 2010.09.03 DEF22B 1/00(2006.01)F01K 13/02(2006.01)F22B 35/10(2006.01)(71)申请人西门子公司地址德国慕尼黑(72)发明人 J.布鲁克纳 M.埃弗特 J.弗兰克F.托马斯(74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所 11105代理人任宇(54) 发明名称太阳能加热的直流式蒸汽发生器的运。
2、行方法以及太阳能直流式蒸汽发生器(57) 摘要本发明涉及一种用于运行具有蒸发器加热面(4)的太阳能加热的直流式蒸汽发生器(1)的方法，其中，给用于调节所述供给水质量流(M)的设备输入用于所述供给水质量流(公式(I)的额定值(公式(II)，在该方法中，应当进一步改善预估的给水或质量流调节的质量并且尤其在出现负载变化时流动介质在蒸发器出口处的焓保持特别稳定。为此，按本发明，在制订用于所述供给水质量流(I)的额定值(II)时，考虑表征太阳能加热的流动介质在一个或多个所述加热面(2，4)的入口处的焓，温度或密度的时间导数的修正值(Kf)。该方法尤其适合用于在具有直接的蒸发装置的太阳塔发电站(129)中。
3、运行太阳能直流式蒸汽发生器(1)。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2013.03.04(86)PCT申请的申请数据PCT/EP2011/064466 2011.08.23(87)PCT申请的公布数据WO2012/028495 DE 2012.03.08(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书9页 附图6页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书9页 附图6页(10)申请公布号 CN 103080648 ACN 103080648 A1/1页21.一种用于运行具有多个加热面(2，4)的太阳能加热的直流式蒸汽发生器(1)的方法，其中，为用。
4、于调节供给水质量流(M)的设备输入用于所述供给水质量流(M)的额定值(Ms)，其中，在制订用于所述供给水质量流(M)的额定值(Ms)时，考虑表征太阳能加热的流动介质在一个或多个所述加热面(2，4)的入口处的焓，温度或密度的时间导数的修正值(KF)。2.按权利要求1所述的方法，其中，根据表征所述流动介质在加热面(2，4)的入口处的密度的时间导数的特征值与表征在所述流动介质在加热面(2，4)的出口处的密度的时间导数的特征值的和来制订所述修正值(KF)。3.按权利要求2所述的方法，其中，分析所述流动介质在预热器加热面(2)中的密度的时间导数。4.按权利要求1至3之一所述的方法，其中，所述时间导数分别。
5、通过微分元件(142，126)求得。5.按权利要求4所述的方法，其中，给对应于预热器加热面(2)的微分元件(142)加载相当于所述流动介质在预热器加热面(2)中的总体积的增益因子。6.按权利要求4或5所述的方法，其中，给对应于预加热器加热面(2)的微分元件(142)加载相当于所述流动介质通过所述预热器加热面(2)的通过时间的约一半的时间常数。7.按权利要求1至6之一所述的方法，其中，根据当前在所述加热面(2，4)中通过太阳能热量输入传递到所述流动介质上的热量流和针对期望的新鲜蒸汽状态预设的、所述流动介质在所述加热面(2，4)中的额定焓增量之间的比例预先设定用于所述给水质量流(M)的额定值(Ms。
6、)，其中，通过特别代表当前情况的热量流特征值求得所述通过太阳能热量输入传递到所述流动介质上的热量流。8.按权利要求7所述的方法，其中，分别考虑当前的测量值作为表征的热量流特征值。9.按前述权利要求之一所述的方法，其中，通过附加的修正值(KT)考虑热能，所述热能通过在所述流动介质中的压力变化存入所述加热面(2，4)的质量中或从所述加热面(2，4)的质量中释放，其中，所存储或释放的热能的量用饱和温度的时间导数或通过所述压力求得的流动介质的流体温度、加热面(2，4)的质量和所述加热面(2，4)的材料的比热容的乘积表示。10.按前述权利要求之一所述的在太阳塔发电站中实施的方法，其中，在所述吸收器加热面。
7、(5)中通过直接的太阳能热量输入加热、蒸发作为流动介质的供给水并且必要时使之过热。11.一种太阳能直流式蒸汽发生器(1)，其具有多个加热面(2，4)和用于调节所述给水质量流(M)的设备，所述设备根据用于所述给水质量流(M)的额定值(Ms)控制，其中，对应的供给水流量调节装置(32)设计用于按照权利要求1至10之一所述的方法预先设定所述额定值(Ms)。12.按权利要求11所述的太阳能直流式蒸汽发生器(1)，其吸收器加热面(5)集成到太阳塔发电站中并且被聚焦的太阳入射辐射直接加载以便产生蒸汽。13.一种太阳塔发电站，其具有按权利要求11或12所述的太阳能直流式蒸汽发生器(1)。权 利 要 求 书C。
8、N 103080648 A1/9页3太阳能加热的直流式蒸汽发生器的运行方法以及太阳能直流式蒸汽发生器技术领域0001 本发明涉及一种用于运行具有多个加热面的太阳能加热的蒸汽发生器的方法，其中，给用于调节供给水质量流M的设备输入用于供给水质量流M的额定值Ms。本发明还涉及一种用于尤其在具有直接蒸发装置的太阳塔发电站中实施该方法的太阳能蒸汽发生器。背景技术0002 必须使用可持续的能量载体来应对面对日益增加的能量需求和气候变化。太阳能是一种持续的能载体。它保护气候、用之不竭并且不是子孙后代的负担。0003 因此，太阳能热发电站是传统发电站的一种替代形式。目前，实施了一些具有抛物面状槽收集器和菲涅耳。
9、收集器的太阳热发电站。另一种选择是在所谓的太阳塔发电站中直接的蒸发装置。0004 具有太阳塔和直接的蒸发装置的太阳能热发电站由日光场、太阳塔和传统的发电站部分组成，在该传统的发电站部分中水蒸汽的热能转化为电能。0005 日光场由将光线集中到安设在太阳塔中的吸收器上的定日镜组成。吸收器由加热面组成，在该加热面中入射的太阳能被用于加热、蒸发所输入的供给水且必要时使之过热。然后，产生的蒸汽在传统的发电站部分中在透平中膨胀，然后凝结并且又输送给吸收器。该透平驱动将机械能转化为电能的发电机。0006 在太阳塔发电站中，引入的太阳能由定日镜场的尺寸大小限定。一部分入射辐射被吸收器反射因而对于热动力发电站过。
10、程而沿是损失掉了。此损失量随着加热面的尺寸增加而增大。因此，在已给定热效率时追求具有尽可能小加热面的紧凑吸收器。这由于入射的太阳能集中到了较小面积上而导致很高的热流密度。0007 与之关联地，根据引入吸收器的热功率和新鲜蒸汽参数的选择保证适合的给水质量流。在所谓的强制循环式系统中，供给水流量调节装置的额定值控制装置在起动和低负载运行中、以及在强制循环式运行中根据设备状态提供所需要的给水质量流额定值。在此，在不稳定运行时，例如在云穿过日光场时，蒸发器流量必须与向加热面中的热量输入尽可能同步地变化。0008 在太阳能加热的强制循环式蒸汽发生器中，共同形成蒸发器加热面的多个蒸汽发生器管的加热导致流动。
11、介质在一次通过蒸汽发生器时就在其中完全蒸发。流动介质(一般是水)在此可以可任选地在其蒸发之前输送给就流动介质而言设置在蒸发器加热面上游的、一般也称作节热器的预热器并且在该处被预热。0009 根据太阳能加热的强制循环式蒸汽发生器的运行状态并因此与当前的蒸汽发生器功率相关联地将供给水质量流调节到吸收器加热面中。在负载变化时，流量应当尽可能与输入吸收器加热面的热量同步地变化，因为否则无法可靠地避免流动介质在吸收器加热面出口处的比焓偏离额定值。这种不期望的比焓偏离使流出蒸汽发生器的新鲜蒸汽的温度难以调节，还导致较高的材料负荷并因此导致整个蒸汽发生器的寿命减小。说 明 书CN 103080648 A2/。
12、9页40010 在太阳能热发电站设备中存在通过预先给定尤其在总吸热量变化时或在负载变换时特别适合需要的用于供给水质量流的额定值来有效地应对由于例如太阳能入射的变化导致的不精确性的需求。0011 刚好在基于太阳热的能量生产系统中，整体上并不以足够稳定的并且明确可归因于预先确定的恒定的太阳能量输入的系统特性为前提。此外，在这种设计成直接的吸收器系统的设备中，在定日镜上并因此在塔中的接收器上的太阳初级功率不能与在传统的燃烧锅炉中程度相同地用作自由参数。发明内容0012 现在本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于运行前述类型的太阳能加热的强制循环式蒸汽发生器的方法，该强制循环式蒸汽发生器主要在不稳定。
13、的运行时具有特别高的可靠性和可调节性的质量。此外，提供一种特别适合实施该方法的太阳能蒸汽发生器。0013 就方法而言，该技术问题按本发明通过一种用于运行太阳能加热的直流式蒸汽发生器的方法解决，该太阳能加热的直流式蒸汽发生器具有多个加热面，其中，给用于调节供给水质量流的设备输入用于供给水质量流的额定值，其中，在制订用于供给水质量流的额定值时考虑一个分别表征太阳能加热的流动介质在一个或多个加热面的入口处的焓或密度的时间导数的修正值。0014 本发明在此从这种考虑出发：为太阳能加热的直流式蒸汽发生器采用所谓预估的或预计的质量流调节的方案以便在调节供给水质量流时改善控制质量。在此，在确定适合的用于供给。
14、水质量流的额定值时考虑因此被认为有关的修正值。0015 为了在蒸汽发生器的所有工作状态下，也就是说尤其也在瞬态下或在负载变换时使保持在吸收器出口处的比焓与额定值的偏差并由此造成的不期望大的温度波动尽可能小，供给水流量调节以预估的设计方式安排。在此，尤其即使在负载变换时也根据当前或要为不久的将来预期的运行状态提供需要的供给水额定值。0016 通过按本发明的方法，根据太阳辐射现有的热量供给，由吸收器加热面总是精确地提供需要的给水质量流，以便即使在不稳定的过程中，尤其在云穿过日光场时也保证在吸收器出口处需要的/期望的流体状态(新鲜蒸汽温度)。0017 按本发明的方案有利地规定一种供给水量作为太阳入射。
15、辐射的函数的预控制计算。这种特征值根据当前存在的测量数据合适地确定并且尤其通过调用已存储的存储器特征值适合地提供。但通过有利地将当前测得的测量值考虑为特征值，能够实现热量辐射特别可靠的分析并因此求得特别准确预先计算的供给水额定值。若在此太阳入射辐射的强度通过测量技术检测并且通过合适的计算方法转换成输送给吸收器的热功率，则吸收器加热面的总热量输入可以直接地确定。若日光场的每个定日镜都配有相应的测量装置，则得出的结论是，已知吸收器加热面的总吸热量。除了由于在管壁中不稳定的热传递而可能通过例如PT3元件略微延迟的总吸热量之外，为测定供给水质量流附加地需要流动介质在吸收器加热面中的温度差(额定焓增量)。
16、。流动介质在吸收器加热面中的额定焓增量的测定有利地一方面根据合适的测量值，例如流动介质在吸收器加热面的入口处的压力和温度以求得的实际焓为基础。另外，根据或通过考虑期望的蒸气状态，例如在吸收器加热面的出口处的比蒸汽参数或蒸汽含量，通过考虑流动介质在吸收器加热面的出口处的当前压力预先确说 明 书CN 103080648 A3/9页5定用于该流动介质在吸收器加热面的出口处的焓的额定值。若形成两个值的差，就得知了额定焓增量。0018 然后若在吸收器侧供给的热量被该介质侧的焓差(额定焓增量)除，则至少对于稳定的载荷运行已知对各运行状态需要的供给水质量流。以这种方式，根据吸收器加热面的热量流平衡能够实现尤。
17、其适合需要的、针对设备实际状态的预控制的需要供给水量的计算，该热量流平衡必要时可以可选择地包括前置的预热器吸收器表面和后续的过热器吸收器加热面。0019 此外，根据此基本方案构造，在不稳定的运行中考虑附加的物理机械装置，该附加的物理机械装置临时对穿流通过吸收器加热面产生影响并因此导致在吸收器加热面的出口处的焓偏离预设的额定值。若在不稳定的过程中系统压力变化并因此同时在吸收器中流体的饱和温度变化，则吸收器加热面管的材料温度同样变化。结果，热能存入管壁中或从管壁释放。因此，与从测得的太阳入射辐射强度中求得的总吸热量比较，对于流动介质的焓增加，视压力变化的方向而定地临时提供更多(压力下降)或更少的热。
18、量(压力增大)。因此，在预先给定在吸收器加热面的出口处的焓额定值时，在调节方案中一定考虑这种不小的影响以便预先计算需要的供给水质量流。0020 通过一阶微分元件(DTl元件)用控制技术可以描绘该物理效果。在此前提条件大体是，在改变系统压力时，流动介质的沸腾温度的时间变化和管壁的时间变化均相同。据此，把从测得的吸收器压力中算出的、流动介质的饱和温度用作微分元件的输入。若将微分元件的输出结果与整个吸收器加热面管的质量和吸收器加热面的材料的比热容相乘，则可以确定存入管壁中的或从管壁中释放出热量的数量。通过选择该微分元件适合的时间常数，可以相对精确地模拟所述存储效果的时间特性，因此可以直接地计算该基于。
19、不稳定的过程的、金属质量的热量存储或释放的附加效果。0021 因为不再为超临界系统确定与压力有关的饱和温度，所以微分元件的输入信号可以通过与压力有关的用于流体温度的函数(例如多项式)计算，因此也可以为超临界系统确定吸收器加热面管的存储和释放效果。也可以考虑在吸收器加热面管的特征位置处直接测量金属温度，以便可以直接考虑金属温度的变化。在这种情况下，微分元件的数量和其相应的增益因子(基本上是吸收器加热面管的质量)均要与金属温度测量装置的数量匹配。除了对超临界的和亚临界的系统均适合的优点外，也可以以这种方式精确地确定具有过热蒸气的吸收器加热面管的温度变化，开头所述的方法对于其金属温度测定仅是不充分精。
20、确的。0022 此外，在水-蒸气循环中的瞬态过程，热力学的状态值，例如压力和温度发生变化。流动介质在各吸收器加热面中的比体积或密度的变化强制地与该压力和温度变化相关联。若例如由于负载变换而使流动介质在整个加热面中的比体积降低(密度增加)，则它可以临时容纳更多的流体(存入质量)。这种由于流体或流动介质的密度变化造成的存储效果决定在各加热面的出口处的质量流波动，因此从各加热面流出的质量流不同于流入的质量流，并且尤其是不同于由供给水泵供给的质量流，这在对应的加热中直接通入在加热面出口处的波动的焓中。为了减小该波动，出现的质量存储效果通过供给水额定值测定装置极为有效地补偿。尤其在亚临界的系统中，相应地。
21、考虑在流动的蒸发范围内的很大的密度变化。在此，在加热面管中的密度分布决定性地由蒸发起点表征。它非常强烈地与在加热说 明 书CN 103080648 A4/9页6面入口处的欠冷却相关联。若在管中才使用蒸发装置，则混合物密度向下游非常剧烈地减小。若现在由于瞬态过程入口欠冷却发生变化，则蒸发起点发生移动并因此整个在管中的密度分布同时移动。结果是质量存储或释放效应。在此，增大的入口欠冷却短期内导致加热面的出口处的焓增加。这可以解释为，随着入口欠冷却增大，蒸发起点朝加热面出口方向移动(给吸收器加热面供给更冷的流体)。由于(尤其在蒸发起点的偏移区域内)局部的密度增大，流体增强地被存储并且相反减少出口质量流。
22、，这直接在对应的加热时必须通入增大的出口焓。在降低入口欠冷却时，出现相反的过程。原则上，所描述的机制也可考虑用于超临界的系统。在此，流体温度或在加热面入口处的比流体焓的临时变化可以负责相应的质量存储和释放效果。0023 出于控制技术考虑，就流动介质而言的存储和释放过程在此作为特别有利的方法规定，检测适合于时间求导的参数，如尤其是流动介质在各加热面的入口处的焓、温度或密度。0024 因此若在供给水额定值测定装置中使用另一个一阶微分元件(DTl元件)，则在选择适合的输入信号、与之匹配的时间常数和适合的增益时，再一次有效地避免了本文开头描述的在加热面出口处的焓波动。视加热面设计和系统要求而定，例如入。
23、口欠冷却(亚临界的)或更一般地入口温度或入口焓可以用作输入信号。0025 若具有较小流体温度的供给水从再生的供给水预热装置中流出(预热装置由于透平的抽气很小)或不提供再生的供给水预热装置，则可以考虑利用另一个用于附加预热供给水的吸收器加热面(与一般的燃料发电站的节热器加热面类似)。若未规定在预估的供给水流量调节装置中单独地考虑引入该附加的吸收器加热面中的热功率，则值得为了供给水流量调节装置最佳的运行将水侧的压力和温度测量装置布置在该“节热器吸收器加热面”之后。除了调节的更大的稳定性外，该措施有助于提高调节质量。当然，在用于保证正确测量信号的该位置处确保足够的入口欠冷却。0026 在用作节热器的。
24、吸收器加热面中，在瞬态过程中同样出现就流体而言的存储和释放效果。在节热器的入口处的质量流测量位置和在涉及该测量位置的供给水调节器中，由存储效果造成的在节热器出口处的质量流波动直接地对新鲜蒸汽焓(太阳能加热的蒸汽发生器的出口)产生影响。在这种情况下，太阳能加热的直流式蒸汽发生器的吸收器加热面的流量和热量输入重新彼此不再同步。0027 通过附加地测量在吸收器的节热器加热面的入口或出口处的温度和压力，可以确定在该位置处的流体密度。该密度的变化可以看作就流体而言的存储和释放效果的尺度(可能取适合的平均值)，该密度的变化可以通过使用另一个微分元件或使用其它一阶微分元件定量检测。若为了该微分元件选择适合的。
25、增益和适合的时间常数，则生成的修正信号可选择地补偿在节热器中就流体而言的存储效果。若节热器吸收器加热面在此具有例如线性的密度分布，则优选从加热面入口和出口处确定的密度中求得算数平均值并且用作后置的DTl元件的输入信号。有利地，在此为DTl元件的增益选择节热器吸收器加热面的总介质体积，也就是说相应于在节热器吸收器加热面中的总水含量，并且为时间常数选择流动介质通过节热器吸收器加热面的通过时间的一半。在特别有利的结构方案中，在此时间常数可以与太阳能加热的直流式蒸汽发生器当前的负载状态相应地匹配，其中，适宜地考虑这种情况，在太阳能加热的直流式蒸汽发生器负载很小时，流动介质通过预热器吸收器说 明 书CN。
26、 103080648 A5/9页7加热面的通过时间相应地提高。0028 若现在例如在负载变化情况下热量输入到节热器吸收器加热面中的量下降，则在此临时存入流动介质。因此，在供给水泵恒定的输送流中，在该节热器吸收器加热面的出口处或在后置的蒸发器吸收器加热面的入口处的质量流下降。通过由DTl元件求得的用于供给水质量流的额定值的修正信号临时提高以便补偿优选供给水泵的输送流，从而在后置的蒸发器吸收器加热面的入口处的供给水质量流可以几乎保持恒定并因此导致后置的蒸发器吸收器加热面的出口处的焓也可以几乎保持恒定。0029 用预估的供给水额定值测定装置确定的蒸发器流量可以(若需要)通过叠加的调节回路附加地修正，。
27、以便也实际持久地达到在加热面出口处需要的额定值。0030 就太阳能加热的直流式蒸汽发生器而言，所述技术问题通过为用于调节供给水质量流的设备对应配设的用于预先给定供给水质量流的额定值的供给水流量调节装置根据所述方法设计来解决。太阳能热的蒸汽发生器在此按尤其有利的结构方案以其吸收器加热面集成到太阳塔发电站中并且能被聚焦的太阳入射光直接加载以便产生蒸气。0031 本发明的优点尤其是，通过考虑流动介质在直流式蒸汽发生器的一个或多个加热面的入口处的焓、温度或密度的时间导数能够修正在预估的质量流调节框架下求得的用于供给水质量流的额定值，其中，还可以合适地考虑管材料的热能的存储和释放过程和流体或在加热面中就。
28、流动介质而言的存储或释放过程。因此，刚好在出现负载变换时或必须借助这种存储或释放过程计算的其他瞬态过程中能够质量特别高地求得适合需要的用于供给水质量流的额定值。附图说明0032 在图1至6中进一步阐述本发明的实施例。附图中：0033 图1是太阳塔发电站，0034 图2是太阳能蒸汽发生器，0035 图3是配有供给水流量调节装置的太阳能加热的蒸汽发生器的简略图，0036 图4是太阳能加热的蒸汽发生器的给水流量调节装置的针对不稳定运行的扩展设计的简略图，其带有预估的供给水质量流额定值测定装置，0037 图5是用于各吸收器加热面的供给水流量调节装置的简略图，其带有预估的供给水质量流额定值测定装置，00。
29、38 图6是优化的供给水流量调节装置的简略图，其带有预估的给水质量流额定值测定装置。具体实施方式0039 图1示出太阳塔发电站129。太阳塔发电站129包括太阳塔143，在所述太阳塔143的垂直上端部设有接收器133。该接收器133包括例如管束吸收器135形式的吸收器134(参见图2)。具有多个定日镜131的定日镜场141围绕太阳塔143设置在地面上。具有定日镜131的定日镜场141设计用于聚焦直接的太阳辐射Is。在此，单独的定日镜131布置并且定向为，直接的太阳辐射Is从太阳以集中的太阳辐射Ic形式聚焦到接收器133上。因此，在太阳塔发电站129中，太阳辐射通过一个区域，单独跟踪的反射镜，定。
30、日镜131说 明 书CN 103080648 A6/9页8集中到太阳塔132的塔尖。在塔尖中具有一个吸收器，例如管束吸收器135，该吸收器把通过热量辐射吸收的热量通过传热管道和对流传递到热载体介质（例如水）上。0040 在图2中示出太阳能直流式蒸汽发生器1如何在设计成管束吸收器135的有利方案中集成到图1的太阳塔发电站129的接收器133中。集中的太阳辐射Ic聚焦地射到传输多个传热管道上，所述管道是所谓的蒸汽发生器管140。蒸汽发生器管140的入口侧在加热面入口138处与分配器137流体连通地连接。在加热面出口139处，蒸汽发生器管140与收集器136连接。在太阳能加热的直流式蒸汽发生器1的运。
31、行中，蒸汽发生器管140通过集中的太阳辐射Ic加热，其中，蒸汽发生器管140将热量传给流动介质，例如水。该流动介质在此在蒸汽发生器管140中通过集中的太阳辐射Ic直接预热、蒸发并且必要时过热。蒸发或必要时过热的流动介质作为有效蒸汽离开加热面出口139并且必要时在未示出的加热面中进一步过热之后在未进一步示出的传统的发电站部分中可以用来在蒸汽透平中膨胀。在加热面入口138处，冷的流动介质，尤其是冷水流入分配器137中，并且分散到多个蒸汽发生器管140上。在太阳能直流式蒸汽发生器的运行中，特别重要的是，根据现有的初级太阳辐射的热量供给，通过吸收器加热面，更确切地说，管束吸收器135一直精确地提供需要。
32、的供给水质量流，以便即使在不稳定的过程中，尤其在云穿过定日镜场141时也确保在吸收器出口，更确切地说，在加热面出口139处需要的或期望的流体状态。在加热面出口139处存在的水/蒸汽混合物可以在相应过热时作为具有新鲜蒸汽温度的新鲜蒸汽供给未进一步示出的用于产生电能的蒸汽透平。0041 在图3中，简略示出太阳加热的用于主要稳定运行的直流式蒸汽发生器1。图3所示的太阳加热的直流式蒸汽发生器1具有用于作为流动介质提供的供给水的吸收器5。就流动介质而言在吸收器5的上游设有供给水泵3，在吸收器的下游设有在此未进一步示出的蒸汽透平。吸收器5具有在此未详细示出的吸收器加热面，该吸收器加热面可以加载太阳热量辐射。
33、，以便通过吸收器加热面的照射进行热量输入。0042 太阳加热的直流式蒸汽发生器1设计用于用供给水可调节地加载。为此，供给水泵3后置有由伺服马达20控制的节流阀22，因此，通过节流阀22合适的控制可调节由供给水泵3沿吸收器5的方向输送的供给水量或供给水质量流。为了测定用于输入的供给水质量流的当前特征值，在节流阀22上游设置用于测定通过供给水管线的供给水质量流M的测量装置24。伺服马达20通过调节元件28控制，该调节元件28在输入侧加载有通过数据线30输入的用于供给水质量流M的额定值Ms和通过测量装置24测定的供给水质量流M当前的实际值。由于在两个信号之间形成差，因此给调节器28传送了跟踪需求，因。
34、此在实际值偏离额定值时通过控制马达20相应地跟踪节流阀22。0043 为了确定用于供给水质量流M的额定值Ms，数据线30的输入侧与设计用于预先给定用于供给水质量流M的额定值Ms的供给水流量调节装置32连接。该供给水流量调节装置设计用于根据在吸收器5中的热量流平衡确定用于供给水质量流M的额定值Ms，其中，用于供给水质量流M的额定值Ms根据当前在吸收器5中通过集中的太阳辐射传递到流动介质上的热量流与针对期望的新鲜蒸汽状态预设的在吸收器5中流动介质的额定焓增量所成的比例预先给定。在该实施例中，尤其是优选通过对于当前情况特别有代表性的特征值或以特别有利的方式通过当前测得的测量值求得由集中的太阳入射辐射。
35、传递到流动介质上的热量流利用这种方案：根据热量平衡本身为用于在太阳塔发电站中直接蒸发的吸收器说 明 书CN 103080648 A7/9页9管壁的结构形式的、太阳能加热的直流式蒸气发生器1提供用于供给水质量流M的额定值。0044 为此，供给水流量调节32具有除法元件34。作为计数器给除法元件34输送用于当前在吸收器5中传递到流动介质上的热量流的特征值。该特征值通过功能模块130提供给除法元件34。为此，该功能模块130从分析单元128中获得有关引入吸收器中的热功率Q的数据。在此未详细示出分析单元128与测量装置的连接，该测量装置安设在日光场的每个定日镜上。通过测量装置，太阳入射辐射的强度通过测。
36、量技术检测并且在分析单元128中通过合适的计算方法转换成传递到吸收器上的热功率Q。此外，在功能模块130中由于在吸收器管壁中不稳定的热功率还进行特征值的延迟。该延迟可以通过控制技术例如通过PT3元件实现。0045 为了提供分母(Nenner)，也就是说用于在水-蒸汽或流动介质侧期望的额定焓增量的特征值，除法元件34的输入侧与减法元件70连接。0046 减法元件70在输入侧被加载有由功能元件72提供的用于流动介质在吸收器出口处的焓的期望额定值的特征值。该特征值在功能模块72中由期望的新鲜蒸汽温度(新鲜蒸汽温度额定值)和在吸收器5的出口处测得的压力求得。有关在吸收器5的出口处的压力的数据通过压力传。
37、感器47提供给功能模块72。0047 此外，减法元件70在输入侧加载有由功能模块74提供的特征值或用于流动介质在吸收器入口处的当前焓的实际值，该特征值或实际值在减法元件70中从所述的用于在吸收器5的出口处焓的额定值的特征值中减去。在输入侧，功能模块74与压力传感器46温度传感器76连接以便在此形成所述的用于在吸收器入口处的实际焓的特征值。0048 因此，由于在减法元件70中差的形成，根据期望的新鲜蒸汽状态确定流动介质在吸收器中需要的焓增量，焓增量作为分母可以使用在除法元件34中，该除法元件34算出所需的质量流信号。0049 图4示出在图3中简略示出的太阳能加热的直流式蒸汽发生器1的一种为不稳定。
38、的运行优化的扩展设计。0050 在不稳定的运行中，考虑附加的物理的机械装置，这些物理的机械装置临时地对通过吸收器加热面5的穿流产生影响并因此造成在加热面出口139处的焓与预设的额定值的偏差。若在不稳定过程中系统压力变化并因此同时流体在吸收器加热面5中的饱和温度变化，则吸收器5的蒸汽发生器管的材料温度同样变化。结果，热能存入管壁中或从管壁释放出。因此，与从太阳入射辐射测得的强度中求得的总吸热量相比，对于流动介质在吸收器加热面5中期望的焓增量视压力变化方向而定地临时存在更多(压力降低)或更少的热量(压力增高)。因此，在加热面出口139处的焓额定值中预先给定时，为了预先计算需要的供给水质量流，在调节。
39、方案中一定考虑这种不小的影响。因为不再为超临界的系统确定与压力有关的饱和温度，所以同样可以通过与压力有关的用于流体温度的函数(例如多项式)计算特征温度值，因此也可以为超临界系统确定吸收器5的加热面管的存储和释放效果。0051 为了考虑吸收器5的材料温度的变化对引入流动介质中的热量的影响，按本发明，将由功能模块130提供的用于当前在吸收器5上外部通过集中的太阳辐射传递的热量流的特征值首先输入减法元件71，该减法元件71从提供的数据中减去描述吸收器5的材料温度变化的修正值KT。该修正值KT在此或者对于亚临界的系统来说从流动介质的饱和温度中求得，或者对于超临界系统来说借助通过流动介质在吸收器出口处的。
40、压力求得的特征说 明 书CN 103080648 A8/9页10温度值求得。0052 此外，减法元件71通过一阶微分元件122与测量装置25连接。测量装置25根据有关在吸收器5的出口处压力的数据计算饱和温度或流动介质的特征温度值。算出的饱和温度或特征温度值被传递到微分元件122上。通过为微分元件122选择适合的时间常数可以相对精确地模拟所述存储器效果的时间特性，因此可以直接算出该基于不稳定过程的、金属质量的热量存储或释放的附加效果。在此，前提大概是，在系统压力修改时，流动介质温度和管壁温度的时间变化均相同。若微分元件122的结果与整个蒸发器管的质量和蒸发器材料的比热容相乘，则可以用修正值KT量。
41、化表示存入管壁或从其中释放的热量，并因此吸收器的材料温度变化由供给水质量流额定值Ms有针对性的影响来补偿。0053 为了在太阳能加热的直流式蒸汽发生器1的预估的质量流调节时改善调节质量，在制订用于供给水质量流M的额定值Ms时还考虑修正值KF。通过例如借助供给水在吸收器5入口处的欠冷却(Unterkhlung)求得的修正值KF可以为不稳定运行保证供给水质量流M的调节以便补偿流体在吸收器加热面5中的密度变化。0054 通过加法元件106将修正值KF与除法元件34的输出信号叠加。若在另外的一阶微分元件126中求得修正值KF，这设置在功能模块110的下游，该功能模块110具有与压力传感器46和温度传感。
42、器76的连接装置。在该实施例中，功能模块110从测得的压力和温度数据中首先求得供给水在吸收器5的入口处的欠冷却，该欠冷却用作下游的微分元件(DTl元件)126的输入信号。在选择该附加的微分元件126适合的增益(增益)和适合的时间常数时，这样产生的修正值KF可以有效地补偿出现在吸收器5中的流动介质侧的、造成密度变化的存储和释放过程。0055 作为图4的扩展，图5示出吸收器5的单独的吸收器加热面。预热器加热面(节热器)2、蒸发器加热面4和过热器加热面8沿流体的流动方向布置。0056 与图4不同，在图5中现在为各单独的吸收器加热面2，4，8确定当前传递到流动介质上的热量流。为此，在功能模块130的上。
43、游设置加法元件92，该加法元件92从分析单元128a，128b和128c中获得有关引入各吸收器加热面2，4和8的热功率Q的数据。在此未进一步示出分析单元128a，128b和128c与安设在日光场的各定日镜上的测量装置的连接装置。0057 此外，在该具体的实施例中，为了估算直流式蒸汽发生器管的存储和释放的全部热能单独地分析各吸收器加热面2，4和8的管壁温度。为此，在减法元件71上游设置加法元件93，该加法元件93将三个微分元件122a，122b和122c的值相加。微分元件122a在此与测量装置25a连接，微分元件122b与测量装置25b连接，微分元件122c与测量装置25c连接。未示出测量装置25a，25b和25c与在各吸收器加热面2，4和8上的温度传感器的连接。0058 与图4不同，功能模块110在输入侧通过连接线路与布置在预热器加热面2和蒸发器加热面4之间的压力传感器46a和温度传感器76a连接。0059 作为图5的备选，图6示出预估的供给水质量流额定值测定装置32的用于不稳定的运行的另一种优化形式。因为预热器加热面2中流动介质侧的存储和释放效果也出现在不稳定的运行中，但它们还未被图5的电路图考虑，所以它们要通过修正信号KF的另一个分量补偿。为此，在图6的实施例中，测量在预热器吸收器加热面2的入口和出口处的压力说 明 书CN 103080648 A10。