Wärmeträgerflüssigkeitspumpen für konzentrierte Solarkraft

Sanfter Transport von Wärmeübertragungsflüssigkeiten

Wärmeträgerflüssigkeitspumpen (HTF) lassen das Wärmeträgeröl durch die Parabolrinnen zirkulieren, um dieses zu erwärmen und zum solaren Dampferzeuger zu pumpen. Die Hauptmerkmale von Wärmeträgerflüssigkeitspumpen sind ihre hohe Temperatur und das Doppeldichtungssystem. Je nach Anlagengrösse werden als Wärmeträgerflüssigkeitspumpen entweder Zweifachpumpen oder Pumpen mit axialem Eintritt eingesetzt.

Wärmeträgerflüssigkeitspumpen lassen das Wärmeträgeröl des Primärkreislaufs durch die Parabolrinnen zirkulieren, um dieses zu erwärmen und folgendermassen weiterzubefördern:

  • zum solaren Dampferzeuger in einem integrierten Kombisolarkraftwerk (ISCC).
  • zum solaren Dampferzeuger in einem Parabolrinnenkraftwerk ohne Wärmespeicher.
  • entweder zum solaren Dampferzeuger oder zu den Wärmetauschern des Sekundärkreislaufs in einem Parabolrinnenkraftwerk mit Salzschmelze-Wärmespeicher.

Hauptmerkmale von Wärmeträgerflüssigkeitspumpen sind ihre hohe Temperatur und das Doppeldichtungssystem.
Je nach Anlagengrösse werden als Wärmeträgerflüssigkeitspumpen entweder Zweifachpumpen oder Pumpen mit axialem Eintritt eingesetzt.

Sulzer bietet die folgenden einstufigen Pumpen als Wärmeträgerflüssigkeitspumpen für Parabolrinnenkraftwerke ohne Wärmespeicher an:

HZB-HTF BBS/CD ZF OHH
Förderleistung
Bis zu 4.000 m3/h /
17.500 US gpm
Bis zu 5.000 m3/h /
22.000 US gpm
Bis zu 2.600 m3/h /
11.440 US gpm
Bis zu 2.250 m3/h/
10.000 US gpm
Förderhöhe Bis zu 340 m /
1.115 ft
Bis zu 450 m /
1.500 ft
Bis zu 300 m /
1.000 ft
Bis zu 360 m/
1.200 ft
Druck
Bis zu 48 bar /
700 psi
Bis zu 50 bar /
740 psi
Bis zu 100 bar /
1.450 psi
Bis zu  75 bar /
1.100 psi
Temperatur Bis zu 425°C /
800°F
Bis zu 425°C /
800°F
Bis zu 425°C /
800°F
Bis zu 425°C /
800°F

Produkte

  • HZB-HTF-Spiralpumpe mit doppelflutigem Laufrad
    Die HZB-HTF-Pumpe ist eine horizontale, radial geteilte einstufige Pumpe mit doppelflutigem Laufrad und achsmittiger Fussbefestigung. HZB-HTF-Pumpen eigenen sich besonders zur Förderung von heissen und aggressiven Medien wie Wärmeträgeröl.

  • ZE/ZF-Pumpenserie mit axialem Eintritt
    Die ZE/ZF-Pumpen sind ideal für schwierige industrielle Anwendungen, die saubere, kalte oder heisse Flüssigkeiten, inkl. Kohlenwasserstoffe, und leichte Chemikalien, fördern müssen.

Verfahren und Anwendungen

Heliostat-Zentralturm-Kraftwerk mit direkter Dampferzeugung (DSG)

Heliostat-Zentralturm-Kraftwerk mit direkter Dampferzeugung (DSG)

Heliostat-Zentralturm-Kraftwerke sind die vielversprechendste Option für die Zukunft, weil sie weniger Platz benötigen und eine höhere Effizienz erreichen als Parabolrinnen-Kraftwerke. Sie ermöglichen eine Erzeugung von gesättigtem Dampf mit niedriger Durchflussrate oder überhitztem Dampf mit hoher Durchflussrate.

Heliostat-Zentralturm-Kraftwerke erzeugen elektrische Energie aus Sonnenlicht, indem sie konzentrierte Sonnenstrahlung auf einen auf einem Turm montierten Wärmeaustauscher (Empfänger) fokussieren. Das System nutzt Tausende Spiegel zur Sonnennachführung (Heliostaten genannt), um eintreffendes Sonnenlicht auf den Empfänger zu leiten. In diesem Fall wird als primäre Wärmeträgerflüssigkeit (HTF) Wasser verwendet, das direkt in Dampf umgewandelt wird.

Unsere erfahrenen Serviceingenieure unterstützen Sie bei der Wartung Ihrer rotierenden Geräte, um höchste Niveaus an Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Heliostat-Zentralturm-Kraftwerk mit Salzschmelze und Wärmespeicher

Heliostat-Zentralturm-Kraftwerk mit Salzschmelze und Wärmespeicher

Heliostat-Zentralturm-Kraftwerke sind die vielversprechendste Option für die Zukunft, weil sie weniger Platz benötigen und eine höhere Effizienz erreichen als Parabolrinnen-Kraftwerke. Sie ermöglichen eine Erzeugung von überhitztem Dampf mit hoher Durchflussrate.

Bei dieser Variante wird als primäre Wärmeträgerflüssigkeit (HTF) kalte Salzschmelze bei etwa 295 ºC eingesetzt, die durch den auf dem Turm montierten Wärmetauscher (Empfänger) geleitet wird. Dort wird die Salzschmelze auf ungefähr 565°C erhitzt. Dies ermöglicht es, überhitzten oder sogar überkritischen Dampf mit hohem Durchfluss zu erzeugen. Ein Teil der heissen Salzschmelze wird in einem Heiss-Salzschmelze-Tank gespeichert und kann nach Sonnenuntergang wieder abgegeben werden. Damit lässt sich die Betriebszeit der CSP-Anlage um etwa 6-7 Stunden verlängern.

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Integriertes Kombisolarkraftwerk (ISCC)

Integriertes Kombisolarkraftwerk (ISCC)

Hybrid zwischen Kraftwerk mit fossilen Brennstoffen (z. B. gasbefeuertes Kombikraftwerk) und CSP-Kraftwerk. Das Solarfeld (entweder Parabolrinnen, lineare Fresnel-Spiegelkollektoren oder Heliostat-Zentralturm) liefert bei hoher Sonneneinstrahlung zusätzlichen Dampf für die Hauptdampfturbine. Diese Konfiguration wird typischerweise zur Leistungssteigerung beliebiger Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen verwendet.

In einem Kombikraftwerk werden Hochtemperatur-Abgase von der Turbine durch einen Abhitzedampferzeuger geleitet, aus dem Hochdruckdampf in eine Dampfturbine gelangt. In ISCC-Installationen wird zusätzliche Wärmeenergie aus dem solaren Dampferzeuger in den Abhitzedampferzeuger eines konventionellen Kombikraftwerks geleitet. Dies steigert die Dampfproduktion und damit die elektrische Leistung bei gleichzeitig relativ niedrigen Zusatzkosten.

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Linearer Fresnel-Spiegelkollektor

Linearer Fresnel-Spiegelkollektor

Lineare Fresnel-Spiegelkollektoren sind die Aufnahmetechnologie mit den geringsten Investitionskosten. Die Kosteneinsparungen ergeben sich aus kostengünstigen Planarspiegeln und einem sehr einfachen Nachführungssystem.

Die Breite linearer Fresnel-Spiegelreflektoren kann die von Parabolrinnen problemlos um das Dreifache übersteigen. Die gleiche Energiemenge lässt sich daher mit einem Bruchteil der Absorberröhrenlänge aufnehmen. Die direkte Dampferzeugung (DSG) ermöglicht normalerweise lediglich eine Erzeugung von gesättigtem Dampf mit niedriger Durchflussrate.

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Parabolrinnenkraftwerk mit Salzschmelze-Wärmespeicher

Parabolrinnenkraftwerk mit Salzschmelze-Wärmespeicher

Parabolrinnen-Kraftwerke mit Wärmespeicher wurden seit Anfang der 2000er Jahre an mehreren Standorten in Spanien umfassend getestet. Eine Parabolrinne ist eine Art Solarwärmeenergiekollektor. Sie besteht aus einem langen Parabolspiegel mit einer längsseits im Brennpunkt verlaufenden Röhre.

Bei dieser Variante wird ein Teil des als primäre Wärmeträgerflüssigkeit (HTF) eingesetzten Wärmeöls durch einen Wärmetauscher geleitet, in dem die Wärme auf eine in einem Sekundärkreislauf zirkulierende Salzschmelze übertragen wird. Die Wärme wird in einem Heiss-Salzschmelze-Tank gespeichert und kann nach Sonnenuntergang wieder abgegeben werden. Damit lässt sich die Betriebszeit der CSP-Anlage um etwa 6 - 7 Stunden verlängern. Die Betriebstemperatur wird auf ein Wärmeöloptimum von etwa 350 ºC eingestellt und ermöglicht eine Dampferzeugung mit nur geringer Durchflussrate.

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Parabolrinnenkraftwerk ohne Wärmespeicher

Parabolrinnenkraftwerk ohne Wärmespeicher

Parabolrinnen ohne Wärmespeicher sind die ausgereifteste Kollektortechnologie und wurden in den späten 80er Jahren umfassend in der Mojave-Wüste (USA) getestet. Eine Parabolrinne ist eine Art Solarwärmeenergiekollektor. Sie besteht aus einem langen Parabolspiegel mit einer längsseits im Brennpunkt verlaufenden Röhre.

In einem Parabolrinnenkraftwerk wird Sonnenlicht von einem Spiegel reflektiert und auf einem Rohr, in dem Wärmeöl als primäre Wärmeträgerflüssigkeit (HTF) zirkuliert, gebündelt. Die optimale Betriebstemperatur des Wärmeöls liegt bei etwa 350 ºC, womit sich Dampf mit geringer Durchflussrate erzeugen lässt. Diese CSP-Anlagen ohne Wärmespeicher können nur in Zeiten hoher Sonneneinstrahlung betrieben werden.

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Zugehörige Dokumente