用于发电设备的启动前和停机后的准备的系统及方法
【专利摘要】公开了用于经历频繁启动和停机的此类发电设备(如，太阳能操作的发电设备)的启动前或停机后的准备的系统及方法。系统和方法引入了辅助流体流来沿与负责产生电力的正常工作流体流的方向相反的方向循环。即，如果工作流体沿第一方向流动来操作发电设备，则辅助流体沿与第一方向相反的第二方向流动。辅助流体在预定时间内且在预定状态下沿第二方向流动穿过太阳能接收器的多个过热器面板布置，在工作流体回路的触动之前，作为发电设备的启动前准备，而在工作流体回路停止之后，作为发电设备的停机后准备，以获得过热器中的预定状态。
【专利说明】用于发电设备的启动前和停机后的准备的系统及方法
【技术领域】
[0001 ] 本公开内容涉及发电设备或蒸汽发生器，并且更具体地涉及发电设备或蒸汽发生器或锅炉的启动和停机的准备，特别是针对经历频繁的停机和启动的那些发电设备。
【背景技术】
[0002]用于发电设备的某些蒸汽发生器或锅炉经历频繁的停机和启动。例如，集中式太阳能发电设备取决于太阳能而在白天期间操作，而在夜晚(称为停机周期)停机。
[0003]此类集中式太阳能发电设备使用太阳能锅炉来用于产生蒸汽以操作蒸汽涡轮，继而又通过使用发电机来产生电力。大体上，除各种其它构件之外，太阳能锅炉可包括蒸发器区段和高温构件，如，过热器区段或再热器。蒸发器区段产生蒸汽，且将蒸汽供应至高温构件，如，过热器区段，过热器区段使蒸汽过热来供应过热蒸汽用于操作蒸汽涡轮。蒸发器或过热器区段中的各个均包括各种流体地连接的面板，其具有各种流体传送管，管垂直地布置在相应的顶部水平集管与底部水平集管之间，集管为厚壁的，且大体上绝热。这些面板通过将太阳光线聚焦于其上来被加热，这继而又加热待用于产生电力的流体。
[0004]在正常操作期间，高温构件如过热器区段的面板达到其最高温度，且在停机周期期间，高温构件失去热，且达到相对低于或高于在早晨启动发电设备所需的剩余温度。具体而言，过热器面板中的管在它们失去热至环境空气时达到环境温度。不同于过热器管，过热器的厚壁的且绝热的集管或歧管可不会损失热至环境空气。因此，在停机期间，集管或歧管在相对低于或高于启动所需的剩余温度下，且大体上处于相比于停机期间的环境温度管更高的温度。在白天期间，在发电设备的正常操作期间，蒸汽和过热器面板的温度从过热器构件入口区段(上游)增大至过热器出口区段(下游)，将过热器出口区段保持在较高温度下，且将过热器入口区段保持在相对较低温度下。因此，甚至在停机周期期间损失一些热之后，相比于过热器下游构件，过热器上游构件仍处于相对较低的剩余温度。在此情况下，由于来自于蒸发器区段的蒸汽的温度与过热器面板的集管和管的温度之间的较大差异，故在没有任何准备的情况下起动发电设备可导致各种问题，如，过热器面板的疲劳破坏，特别是集管和歧管。蒸汽与集管之间的该温差可在集管中生成穿过壁的温度梯度，从而引起热应力。
[0005]因此，存在平衡热应力，且改善过热器的过热器上游构件和下游构件的疲劳寿命来延长发电设备的总体寿命的需求。
【发明内容】
[0006]本公开内容描述了一种用于发电设备的启动前和停机后的准备的系统及方法，其将在以下的简要概述中提出，以提供本公开内容的一个或多个方面的基本理解，该系统和方法旨在克服所述缺陷，但包括其所有优点，同时提供了一些附加优点。本概述并非是本公开内容的宽泛综述。其既不旨在识别本公开内容的重要或关键元件，又不旨在界定本公开内容的范围。相反，本概述的唯一目的在于以简化形式呈现出本公开内容的一些构想、其方面和优点，以作为随后提出的更为详细的描述的前序。
[0007]本公开内容的一个目的在于描述一种系统及方法，其可平衡热应力和改善过热器的过热器上游构件和下游构件的疲劳寿命，以延长发电设备或蒸汽发生器的总体寿命。本公开内容的另一个目的在于描述一种便于使用且经济的系统和方法。本公开内容的各种其它目的和特征将从以下详细描述和权利要求清楚。
[0008]一方面，上文提到的和其它的目的可通过用于发电设备的启动前和停机后的准备中的至少一个的系统来实现。在其它方面，上文提到的和其它的目的可通过用于发电设备的启动前和停机后的准备中的至少一个的方法来实现。可使用此类系统和方法的发电设备的实例是经历频繁启动和停机的那些，如，太阳能操作的发电设备。尽管出于更好理解的目的而连同太阳能操作的发电设备描述了本公开内容，但本公开内容的范围将延伸至经历频繁启动和停机的所有此类发电设备。
[0009]根据本公开内容的以上方面，公开了一种用于太阳能操作的发电设备的启动前和停机后的准备中的至少一个的系统。太阳能操作的发电设备包括用以加热流过其间的工作流体的太阳能接收器。具有过热器区段的太阳能接收器包括多个过热器面板布置。太阳能操作的发电设备还包括涡轮和热交换器中的至少一个，其中涡轮依靠从太阳能接收器接收的流过多个过热器面板布置的工作流体操作，且热交换器用于传递工作流体的热。此外，系统包括工作流体回路和辅助流体回路。工作流体回路能够允许工作流体从太阳能接收器沿第一方向经由多个过热器面板布置流至涡轮和热交换器中的至少一个。辅助流体回路能够允许辅助流体流在预定时间且在预定参数下沿与第一方向相反的第二方向经由多个过热器面板布置达到其预定状态。辅助流体回路在工作流体回路的触动之前的预定时间被触动，来作为太阳能操作的发电设备的启动前准备。辅助流体回路在工作流体停止之后的预定时间被触动来作为太阳能发电设备的停机后操作。
[0010]辅助流体的预定参数可为辅助流体的预定温度、预定压力和预定流速中的至少一个的变量。辅助流体流的至少一个预定参数变化来获得沿多个过热器面板布置的期望的温度分布，以最大限度地减小其上的热应力。
[0011]作为太阳能操作的发电设备的启动前准备，在用于启动太阳能操作的发电设备的工作流体回路的触动之前，辅助流体流的预定温度可高于或等于多个过热器面板布置的下游区段的温度，以加热多个过热器面板布置。此外，作为停机后准备，在用于太阳能操作的发电设备停机的工作流体回路停止之后，辅助流体流的预定温度低于或等于多个过热器面板布置的下游区段的温度，以冷却多个过热器面板布置。
[0012]太阳能接收器还包括蒸发器区段，其具有适于生成工作流体来供应至过热器区段的多个蒸发器面板布置。该系统还可包括用以使工作流体再热的再热器区段，以及用以升高工作流体的温度的节约器区段。
[0013]此外，各个过热器面板布置均包括底部和顶部的水平或大致倾斜的集管，以及设置在底部集管与顶部集管之间的成束大致平行的立管。一个过热器面板布置的顶部集管或底部集管中的任一个，以及相邻过热器面板布置的顶部集管或底部集管中的任一个流体地联接，以构造多个过热器面板布置来用于工作流体沿第一方向流动且辅助流体沿第二方向流动。
[0014]多个过热器面板布置包括第一过热面板布置和最后的过热器面板布置；且作为备选还可包括设置在第一过热器面板布置和最后的过热器面板布置之间且流体地联接到彼此上的一个或多个中间过热器面板布置。第一过热器面板布置的顶部集管或底部集管中的一个联接到太阳能接收器的蒸发器区段上来从其接收工作流体，且最后的过热器面板布置的顶部集管或底部集管中的一个引导工作流体穿过其间来操作涡轮，从而限定第一方向。具体而言，与辅助流体流的第一方向相对的第二方向限定为从最后的过热器面板布置的集管的出口流过一个或多个中间过热器面板布置至第一过热器面板布置的集管的入口。
[0015]在一个实施例中，该系统还可包括用以控制辅助流体流的预定参数的至少一个控制装置。该系统还可包括用以排放从过热器区段流出的辅助流体流的排放机构。在另一个实施例中，该系统还可包括用以将过热器区段与蒸发器区段及涡轮和热交换器中的至少一个隔离开的隔离布置。
[0016]在本公开内容的另一个方面中，一种用于太阳能操作的发电设备的启动前和停机后的准备中的至少一个的方法，该太阳能操作的发电设备具有太阳能接收器及涡轮或热交换器中的至少一个。具有过热器区段的太阳能接收器包括多个过热器面板布置。该方法包括:使工作流体沿第一方向循环穿过工作流体回路，第一方向限定为从太阳能接收器穿过多个过热器面板布置至涡轮或热交换器，来自于太阳能接收器的工作流体操作涡轮或通过热交换器交换热；以及使预定参数下的辅助流体流沿与第一方向相对的第二方向循环穿过多个过热器面板布置来达到其预定状态，辅助流体回路在工作流体回路布置的触动之前的预定时间被触动来作为太阳能操作的发电设备的启动前准备。辅助流体回路在工作流体停止之后的预定时间被触动来作为太阳能发电设备的停机后操作。
[0017]本公开内容还包括一种用于蒸汽发生器的具有多个过热器面板布置的过热器区段的预热和后冷却中的至少一个的系统。此系统也包括工作流体回路和辅助流体回路。工作流体回路能够允许工作流体沿第一方向从多个面板布置的第一面板布置流至最后的面板布置。此外，辅助流体回路能够允许辅助流体流在预定时间内且在一定参数下沿与第一方向相反的第二方向穿过多个过热器面板布置来达到其预定状态，辅助流体回路在工作流体回路触动之前的预定时间被触动来作为过热器区段的预热，且在工作流体回路停止之后被触动来作为过热器区段的后冷却。
[0018]本公开内容的这些及其它方面连同使本公开内容特征化的新颖性的各种特征将在本公开内容中具体指出。为了更好地理解本公开内容、其操作优点及其使用，应当参照示出本公开内容的示例性实施例的附图和描述内容。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]将连同附图参照以下详细描述和权利要求来更好理解本公开内容的优点和特征，其中相似的元件标有相似的符号，且在附图中:
图1示出了根据本公开内容的示例性实施例的太阳能发电设备的实例；
图2示出了绘出根据本公开内容的示例性实施例的用于图1中的太阳能操作的发电设备的启动前的准备的系统的框图；
图3示出绘出根据本公开内容的示例性实施例的图2中的系统的面板布置的框图；以
及
图4示出了绘出根据本公开内容的示例性实施例的用于太阳能操作的发电设备的启动前准备的方法的流程图。
[0020]相似的参考数字表示附图中的若干视图的全部描述中的相似部分。
[0021]部件列表
1000用于发电设备的启动前或停机后的准备的系统 100太阳能操作的发电设备机构C发电设备100’)
110集中式太阳能塔架组件
120塔架结构
130太阳能接收器
140定日镜
150涡轮
152热交换器
160节约器
170给水供应源
180控制装置
182隔离布置
184排放机构
186阀
200蒸发器区段 300过热器区段
310多个过热器面板布置；面板布置
310a第一面板布置；过热器入口构件区段；上游区段；上游构件
310b最后的面板布置；过热器出口构件区段；下游区段；下游构件
310c, 310d 一个或多个中间面板布置
312a, 312b底部和顶部水平集管
314成束平行立管
400工作流体回路
500辅助流体回路
600方法
610-620方法步骤。
【具体实施方式】
[0022]为了彻底理解本公开内容，将连同上文描述的附图对包括所附权利要求的以下详细描述进行参照。在以下描述中，为了阐释的目的，提出了许多具体细节以便提供本公开内容的彻底理解。然而，对本领域的技术人员将显而易见，可在没有这些具体细节的情况下实施本公开内容。在其它情况下，结构和装置仅以框图的形式示出，以免使本公开内容模糊。本说明书中提到的〃 一个实施例"、〃实施例"、〃另一个实施例"、〃各种实施例〃意指结合实施例描述的具体特征、结构或特性包括在本公开内容的至少一个实施例中。说明书中的不同位置中的短语"在一个实施例中"的出现不必所有都是指相同的实施例，也不是与其它实施例相互排斥的单独的或备选的实施例。此外，描述了可通过一些实施例且不通过其它实施例呈现的各种特征。同样，描述了各种要求，其可为一些实施例的要求，但可能不是其它实施例的要求。
[0023]尽管以下描述包含为了图示目的的许多细节，但本领域中的任何技术人员将认识到对于这些细节的许多变型和/或改变在本公开内容的范围内。同样，尽管按照彼此或连同彼此描述了本公开内容的许多特征，但本领域的技术人员将认识到这些特征中的许多可独立于其它特征提供。因此，阐明了本公开内容的描述，而没有本公开内容的概括的任何损失，且没有对本公开内容施加任何限制。此外，本文中的相对性用语如〃第一"、〃第二 "、〃顶部"、〃底部〃不表示任何顺序、高度或重要性，而是用于将一个元件与另一个区分开。此外，本文的用语〃 一个〃和〃 一种〃不表示量的限制，而是表示至少一个提到的项目的存在。
[0024]现在参看图1，示出了根据本公开内容的示例性实施例的系统1000的实例，其用于具有流体生成源的发电设备(如，具有太阳能接收器的太阳能操作的发电设备机构100C发电设备100’))的启动前和停机后的准备中的至少一个。然而，在相对于除太阳能发电设备之外的其它发电设备使用系统1000的情况下，太阳能接收器可由蒸汽发生器替换。用于发电设备100的系统1000包括集中式太阳能塔架组件110，其具有塔架结构120和置于其顶部处的如上文提到的太阳能接收器130，其中太阳光线从定日镜140集中来用于通过使用涡轮150 (如图2中所示)产生电力。该系统还可包括用以将太阳能接收器的热传递至任何其它源的热交换器152(如图2中所示)。具体而言，太阳能接收器130包括蒸发器区段200和过热器区段300，其分别具有各种管或管面板(下文中随后将详细描述)，工作流体流过管或管面板来用于传送由于由定日镜140集中的太阳光线而累积在其中的太阳光热。
[0025]由于用于具有塔架结构120的发电设备100的系统1000的构造和布置，太阳能接收器130和定日镜140都是本领域的技术人员已知的，出于获得本公开内容的理解的目的，将不会认为本文中叙述的所有结构细节及其阐述是必需的。相反，将认为足够简单地注意到如图2和图3中所示，框图绘出了图1中的发电设备100的启动前的准备的系统1000，其可成功地结合任何太阳能操作的发电设备或经历频繁启动和停机的任何其它发电设备(除太阳能之外)来使用。此外，应当理解的是，塔架结构120和太阳能接收器130可包括用于执行其分配目的的多种构件，且仅示出了与描述本公开内容的各种实施例相关的那些构件。
[0026]如图2和图3中所示，系统1000的太阳能接收器130包括流体地构造至过热器区段300的蒸发器区段200。太阳能接收器130接收由定日镜140引导的太阳能热来加热流过其间的工作流体。具体而言，蒸发器区段200适于获得工作流体来供应至过热器区段300。蒸发器区段200接收来自于给水供应源170的给水，且将其转变成蒸汽。获得的蒸汽供应至过热器区段300来用于获得过热蒸汽。过热蒸汽供应至涡轮150来产生电力。给水转变成蒸汽，且然后蒸汽转变过热蒸汽，这共同称为’工作流体’。工作流体从太阳能接收器130朝涡轮150的流动限定了工作流体回路400，且工作流体流的此方向限定为’第一方向’。工作流体回路400和工作流体沿第一方向的流动将在本文中更详细地描述。
[0027]在本公开内容的一个实施例中，系统1000还可包括再热区段(未示出)和构造至太阳能接收器130的节约器160。再热区段能够再热工作流体，例如，在多级涡轮的情况下，以在期望的级处供应加热的工作流体。此外，节约器160按照要求升高工作流体(特别是给水)的温度。节约器160将给水供应至蒸发器区段200用于进一步操作。
[0028]蒸发器区段200和过热器区段300中的各个均包括流体地连接到彼此上的各种面板布置。具体而言，蒸发器区段200包括流体地连接到彼此上的各种蒸发器面板布置，且过热器区段300包括流体地连接到彼此上的各种过热器面板布置(独立地或共同地称为’面板布置’)。这里，为了简短起见，将描述过热器区段300的面板布置，且蒸发器区段200的面板布置可理解为包括类似的布置，但其连接可不同于过热器区段300的面板布置。
[0029]如图3中清楚的那样，过热器区段300包括多个过热器面板布置310 (’面板布置310’)。面板布置310从第一面板布置310a(过热器入口构件区段)布置至最后的面板布置310b (过热器出口构件区段)，具有在其间的一个或多个中间面板布置，如，面板布置310c，310d，其中各个均流体地联接到其它上。如图3中所示，为了理解，仅示出了四个面板布置，然而，可按照工业需要包括任何数目的面板布置。此外，图3为过热器面板布置310的示例性示图，且不认为是限制性的。在太阳能接收器130实际形成期间，各种面板布置310可以以任何期望的方式布置，如，以圆形方式，这可接收最多的太阳能来用于获得工作流体。
[0030]各个面板布置310均包括以水平或略微倾斜的方式设置的底部集管312a和顶部集管312b，以及设置在其间的成束大致平行的立管314。在不脱离本公开内容的范围的情况下，管的此类集管可按照行业要求以任何期望的方式布置。一个面板布置的顶部集管312a和相邻面板布置的底部集管312b流体地构造成用于获得各种互连的面板布置来用于供应工作流体流过其间。如图所示，第一面板布置310a的顶部水平集管312a流体地联接到中间面板布置310c的底部水平集管312b上，以此类推。在不脱离本公开内容的范围的情况下，面板布置310之间的任何其它连接布置都是可能的，如，相邻面板布置310通过联接相邻顶部集管312a或底部集管312b来联接。此外，第一面板布置310a的底部集管312b构造至蒸发器区段200来从其接收工作流体。此外，最后的面板布置310b的顶部集管312a将工作流体引导至涡轮150或热交换器152来用于其操作或热传递。工作流体从太阳能接收器130朝涡轮150经由蒸发器区段200的面板布置和过热器区段300的面板布置310的流动限定了工作流体回路400，以允许工作流体沿第一方向流动，即，从太阳能接收器130至涡轮150 (沿第一方向的工作流体回路400通路:130-(200-300-(310a-310b-310c-310d))-150)。
[0031]对于由发电设备100发电，工作流体回路400中的工作流体沿第一方向引导。如上文所述，一些设备(如，太阳能)经历频繁的启动和停机，且在每次此类发电设备在下一天重启时出现问题。在白天期间操作时，过热器区段300的面板布置310达到其最高温度，且在停机周期期间，其失去热，且达到相对低于或高于早晨启动发电设备100所需的剩余温度。具体而言，面板布置310中的管314在其失去热至环境空气时达到环境温度，且大体上绝热且较厚的集管如312a，312b或歧管可不失去热至环境空气。因此，在停机期间，此类集管或歧管在相对低于或高于启动所需的剩余温度下，且大体上处于相比于停机期间的环境温度管更高的温度。在白天期间，在发电设备100正常操作时，工作流体和过热器区段300的面板布置310的温度从过热器入口构件区段310a(上游区段或下游区段)至过热器出口构件区段310b (下游区段；下游构件)逐渐增大，将下游构件如面板310b，310d的集管312a，312b保持在相对较高的温度，且将上游构件如面板310a，310c的集管312a，312b保持在相对较低的温度。因此，甚至在停机周期期间失去一些热之后，相比于下游构件310b, 310d，上游构件310a，310c仍处于相对较低的剩余温度。在此情况下，在没有任何准备的情况下的发电设备100的启动可导致如前文所述的各种问题。因此，发电设备如100需要启动前的准备，其中上游构件需要被加热，且下游构件需要被冷却。此外，发电设备如100也需要停机后的准备，这还有助于将集管312a，312b或歧管的温度带至期望地温度值。
[0032]为此，在系统1000中引入了辅助流体回路500。辅助流体回路500能够允许在工作流体回路400的触动之前辅助流体在预定时间且在预定参数下沿与第一方向相反的第二方向流动穿过过热器面板布置310。在一个实施例中，预定参数为辅助流体的预定温度、预定压力和预定流速中的至少一个的变量。辅助流体流的预定参数可使得此参数能够获得沿过热器面板布置310的期望的温度分布，以最大限度地减小其上的热应力。此外，此类参数还可在操作时变化来用于获得沿过热器面板布置310的期望的温度分布，以最大限度地减小其上的热应力。至少一个控制装置180可并入系统1000中来控制辅助流体流的参数。可使用隔离布置182 (例如，隔离阀)来将过热器区段300与蒸发器区段200和与涡轮150和热交换器152中的至少一个隔离来避免其中的辅助流体的任何流动。辅助流体流的参数还可逐渐地变化来优化发电设备100的停机后和启动前的准备。
[0033]具体而言，辅助流体在一定时间内且在一定的温度、压力和流速下从下游构件供应，如，从过热器面板布置310b的顶部集管312a或底部集管312b中的一个至上游构件，如过热器面板布置310a，310c的顶部集管312a或底部集管312b中的一个，直到达到过热器区段300的下游构件310b，310d和上游构件310a，310c处的所需温度来用于启动发电设备100 (沿第二方向的辅助流体回路500通路:进入-310b-310d-310c-310a-流出)。
[0034]在触动工作流体回路400来启动发电设备100之前，辅助流体流的预定温度高于或等于下游构件310b, 310d的温度来对其加热。当辅助流体流从下游构件310b, 310d流至上游构件310a，310c时，其失去热来加热下游构件310b，310d至上游构件310a和301c，作为发电设备100的启动前的准备。具体而言，当辅助流体沿第二方向供应时，其从过热器区段300的下游构件310b，310d朝上游构件310a，310c流动。在一个实施例中，辅助流体可为具有特定温度、压力和流速的变化率的蒸汽流，这并未脱离任何其它适合的流体介质的范围。辅助流体可在启动前准备要求期间立即产生，且可不需要在早期储存；然而，如果完全需要，则本公开内容旨在包括辅助流体的此类储存。
[0035]类似于发电设备100的启动前准备的触动，辅助流体回路500也可在发电设备100停机之后被触动。具体而言，辅助流体回路500可在预定时间且在预定温度、压力和流速下沿与第一方向相反的第二方向触动，在工作流体回路400停止之后穿过多个过热器面板布置310，作为发电设备100的停机后准备。这可在发电设备100停机之后实现过热器区段300上的期望的温度和压力。具体而言，在为了停机操作的工作流体回路400的停止之后，辅助流体流的预定温度低于或等于过热器面板布置310的下游区段310b，310d的温度来对其冷却，作为发电设备100的停机后准备。
[0036]在启动前准备和停机后准备之后，辅助流体流可通过排放机构184(例如，排放阀)从过热器区段300排放，且辅助流体回路500可通过闭合阀186来闭合。
[0037]现在参看图4，图4示出了流程图，流程图绘出了根据本公开内容的示例性的，太阳能操作的发电设备如发电设备100的启动前准备和停机后准备的方法600。在610处，对于启动前准备，辅助流体回路500在工作流体回路400的触动之前的预定时间被触动。此夕卜，作为停机后准备，辅助流体回路500在工作流体回路400停止之后的预定时间内被触动。
[0038]在一个实施例中，方法600和系统1000在过热器区段300的预先冷却和预热中有效，用于有效地实现启动前和停机后的准备阶段，且可从以上阐释中理解。
[0039]本公开内容的启动前和停机后的准备系统在各种范围中是有利的。本公开内容的系统和方法能够平衡热应力，且改善过热器的过热器上游和下游的构件的疲劳寿命来延长发电设备的总体寿命。此外，该系统和方法便于使用且经济。本公开内容的各种其它优点和特征从以上详细描述和所附权利要求中显而易见。
[0040]已经出于图示和描述的目的而呈现了本公开内容的特定实施例的以上描述。它们并非旨在为穷尽的或将本公开内容限于所公开的精确形式，且很明显，许多改型和变型鉴于以上教导内容是可能的。为了更好地阐释本公开内容及其实际应用的原理而选择和描述了实施例，从而使本领域的其它技术人员能够最佳地使用本公开内容和具有适于构想的特定用途的各种改型的各种实施例。应当理解的是，当环境可提出或使得其方便时，可构想出等同物的各种省略和置换，但此旨在覆盖应用或实施方式，而不会脱离本公开内容的权利要求的精神或范围。
【权利要求】
1.一种用于太阳能操作的发电设备的启动前和停机后准备中的至少一个的系统，所述系统包括: 用以加热流过其间的工作流体的太阳能接收器，所述太阳能接收器具有过热器区段，所述过热器区段包括过热器面板布置； 涡轮和热交换器中的至少一个，其依靠从所述太阳能接收器接收的工作流体操作，所述工作流体流过所述多个过热器面板布置； 工作流体回路，其允许所述工作流体沿第一方向从所述太阳能接收器经由所述多个过热器面板布置流至所述涡轮和所述热交换器中的至少一个，以至少操作所述涡轮和经由所述热交换器传递所述热；以及 辅助流体回路，其允许辅助流体在预定参数下沿与所述第一方向相反的第二方向流过所述多个过热器面板布置，以达到其预定状态，所述辅助流体回路在预定时间被触动: 在所述工作流体回路触动之前，作为所述太阳能操作的发电设备的启动前的准备，以及 在所述工作流体停止之后，作为所述太阳能操作的发电设备的停机后准备。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预定参数为所述辅助流体的预定温度、预定压力和预定流速中的至少一个的变量。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述辅助流体流的至少一个预定参数变化以获得沿所述多个过热器面板布置的期望的温度分布来最大限度地减小在其上的热应力。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在用于启动所述太阳能操作的发电设备的工作流体回路的触动之前，辅助流体流的预定温度高于或等于所述多个过热器面板布置的下游区段的温度，以加热所述多个过热器面板布置，作为所述太阳能操作的发电设备的启动前准备。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在用于使所述太阳能操作的发电设备停机的工作流体回路的停止之后，所述辅助流体流的预定温度低于或等于所述多个过热器面板布置的下游区段的温度，以冷却所述多个过热器面板布置，作为所述太阳能操作的发电设备的停机后准备。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各个过热器面板布置包括: 以水平或大致倾斜的方式设置的底部集管和顶部集管；以及 设置在所述底部集管与所述顶部集管之间的成束平行大致立管， 一个过热器面板布置的所述集管和相邻过热器面板布置的集管流体地联接来构造所述多个过热器面板布置来用于工作流体沿所述第一方向流动且所述辅助流体沿第二方向流动。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多个过热器面板布置包括: 流体地联接到彼此上的第一过热器面板布置和最后的过热器面板布置，所述第一过热器面板布置中的顶部集管或底部集管中的一个联接到所述太阳能接收器的蒸发器区段上来从其接收工作流体，且所述最后的过热器面板布置的顶部集管或底部集管中的一个引导工作流体穿过其间来操作所述涡轮，从而限定所述第一方向。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述多个过热器面板布置包括设置在所述第一过热器面板布置与最后的过热器面板布置之间的一个或多个中间过热器面板布置，所述第一过热器面板布置、所述中间过热器面板布置和所述最后的过热器面板布置流体地联接到彼此上。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，与所述辅助流体流的第一方向相反的所述第二方向限定为从所述最后的过热器面板布置的出口流过所述一个或多个中间过热器面板布置到所述第一过热器面板布置的入口。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述太阳能接收器包括蒸发器区段，所述蒸发器区段具有适于生成所述工作流体来供应至所述过热器区段的多个蒸发器面板布置。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括隔离布置，所述隔离布置使所述过热器区段与所述蒸发器区段及所述涡轮和所述热交换器中的至少一个隔离。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用以再加热所述工作流体的再热器区段。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用以升高所述工作流体的温度的节约器区段。
14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用以控制所述辅助流体流的预定参数的至少一个控制装置。
15.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用以排放从所述过热器区段流出的辅助流体流的排放机构。
16.一种用于太阳能操作的发电设备的启动前和停机后的准备中的至少一个的方法，所述太阳能操作的发电设备包括太阳能接收器和涡轮和热交换器中的至少一个，所述太阳能接收器具有包括多个过热器面板布置的过热器区段，所述方法包括: 使工作流体流沿第一方向循环穿过工作流体回路，所述第一方向限定成从所述太阳能接收器穿过所述多个过热器面板布置到所述涡轮和所述热交换器中的至少一个，来自于所述太阳能接收器的工作流体至少操作所述涡轮或经由所述热交换器传递其热；以及 将预定参数下的辅助流体流沿与所述第一方向相反的第二方向经由所述多个过热器面板布置循环穿过辅助流体回路，以达到其预定状态，所述辅助流体流在预定时间触动: 在所述工作流体回路触动之前，作为所述太阳能操作的发电设备的启动前的准备，以及 在所述工作流体回路停止之后，作为所述太阳能操作的发电设备的停机后的准备。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述预定参数为所述辅助流体的预定温度、预定压力和预定流速中的至少一个的变量。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述辅助流体流的至少一个预定参数变化以获得沿所述多个过热器面板布置的期望温度分布来最大限度地减小其上的热应力。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在用于启动所述太阳能操作的发电设备的工作流体回路的触动之前，辅助流体流的预定温度高于或等于所述多个过热器面板布置的下游区段的温度，以加热所述多个过热器面板布置，作为所述太阳能操作的发电设备的启动前准备。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在用于使所述太阳能操作的发电设备停机的工作流体回路的停止之后，辅助流体流的预定温度低于或等于所述多个过热器面板布置的下游区段的温度，以冷却所述多个过热器面板布置，作为所述太阳能操作的发电设备的停机后准备。
21.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，与所述辅助流体流的第一方向相反的第二方向限定成从所述多个过热器面板布置的最后的过热器面板布置的出口至所述多个过热器面板布置的第一过热器面板布置的入口。
22.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，循环所述工作流体包括经由所述太阳能接收器中的蒸发器区段生成所述工作流体。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使所述过热器区段与所述蒸发器区段及所述涡轮和所述热交换器中的至少一个隔离来用于沿所述第二方向循环所述辅助流体流。
24.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括控制所述辅助流体流的预定参数来用于沿所述第二方向循环所述辅助流体流。
25.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括排放从所述过热器区段流出的辅助流体流。
26.一种用于发电设备的启动前和停机后的准备中的至少一个的系统，所述系统包括: 蒸汽发生器；涡轮和热交换器中的至少一个，所述蒸汽发生器具有以流体连通方式联接到彼此上的多个过热器面板布置； 工作流体回路，其允许所述工作流体沿第一方向从所述蒸汽发生器流至所述涡轮和所述热交换器中的至少一个，穿过所述多个过热器面板布置，以至少操作所述涡轮和经由所述热交换器传递所述热；以及 辅助流体回路，其允许辅助流体在预定参数下沿与所述第一方向相反的第二方向流过所述多个过热器面板布置，以达到其预定状态，所述辅助流体回路在预定时间被触动； 在所述工作流体回路触动之前，作为所述发电设备的启动前的准备，以及 在所述工作流体回路停止之后，作为所述发电设备的停机后的准备。
27.一种用于蒸汽发生器的具有多个过热器面板布置的过热器区段的预热和后冷却中的至少一个的系统，所述系统包括: 工作流体回路，其允许工作流体沿第一方向从所述多个面板布置的第一面板布置流至最后的面板布置；以及 辅助流体回路，其允许辅助流体在预定参数下沿与所述第一方向相反的第二方向流过所述多个过热器面板布置，以达到其预定状态，所述辅助流体回路在所述预定时间被触动: 在所述工作流体回路的触动之前，作为所述过热器区段的预热，以及 在所述工作流体回路的停止之后，作为所述过热器区段的后冷却。
【文档编号】F24J2/04GK104005922SQ201410061206
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2013年2月22日
【发明者】R.J.特达卡, W.P.鲍维二世, T.W.森博 申请人:阿尔斯通技术有限公司