Regelkonzept für den geschlossenen Dampfkreislauf eines Parabolrinnenkraftwerks mit Direktverdampfung und Organic Rankine Cycle

Kurzfassung

Im Rahmen des Projekts REELCOOP wird in Tunis ein Parabolrinnenkraftwerk errichtet, bei dem die Energie des direkt im Solarfeld erzeugten Wasserdampfs in zwei Wärmeübertragern an einen Organic Rankine Cycle (ORC) abgegeben wird. In dieser Arbeit wird ein Regelkonzept entwickelt, welches in der Lage ist, den Kondensatfüllstand in den Wärmeübertragern innerhalb der zulässigen Grenzen zu halten. Hierfür wird ein Modell des Speisewasserkreises aufgestellt und dieses in einer Simulation zur Analyse der transienten Vorgänge bei Strahlungsänderungen genutzt. Auf Grundlage der Simulationsergebnisse wird ein Regelkonzept vorgeschlagen und die Reglerparameter werden ermittelt. Berechnungen zeigen, dass der im System zur Druckhaltung eingesetzte Expansionstank einen entscheidenden Einfluss auf die Regelgröße besitzt. Dem begegnet das vorgeschlagene Konzept mit einer von den Druckverhältnissen abhängigen Reglereinstellung. Eine Simulation des geschlossenen Regelkreises bei verschiedenen Betriebsfällen überprüft das Regelverhalten und zeigt, dass die gestellten Anforderungen erfüllt werden. Zudem wird deutlich, dass die Güte der ORC-Regelung entscheidend für die Stabilität des Gesamtsystems ist.