Vorrichtung und Verfahren zum Erzeugen von überhitztem Wasserdampf mittels Solar-Energie basierend auf dem Zwangsdurch- lauf-Konzept mit helikaler Wasser/Wasserdampf-Führung sowie Verwendung des überhitzten Wasserdampfs

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von überhitztem Wasserdampf mittels Solar-Energie und ein Verfah- ren zum Erzeugen von überhitztem Wasserdampf unter Verwendung der Vorrichtung. Darüber hinaus wird eine Verwendung des überhitzten Wasserdampfs angegeben.

Der Einsatz von solarthermischen Kraftwerken als Alternative zur herkömmlichen Strom-Erzeugung ist ein Weg zur Entschärfung der bestehenden Kohlendioxid-Problematik. Dabei wird Solar-Energie (Sonnen-Energie), d.h. elektromagnetische Strah ^¬ lung der Sonne, in elektrische Energie umgewandelt. Momentan ist ein Großteil der solarthermischen Kraftwerke als solarthermische Kraftwerke mit indirekter Verdampfung ausgeführt. Dabei dienen Solar-Felder mit Parabolrinnen- Kollektoren als Empfänger der Solar-Energie. Alternativ zu den Parabolrinnen-Kollektoren finden Fresnel-Kollektoren als Empfänger der Solar-Energie Anwendung. Anstelle der Solar- Felder kommen auch Solar-Türme zum Einsatz.

Ein solarthermisches Kraftwerk mit indirekter Verdampfung weist einen Dampferzeuger auf. Der Dampferzeuger umfasst ei- nen Wärmeträger-Kreislauf ( Primär-Kreislauf) mit einem Wärmeträger-Medium und einen Wasser/Wasserdampf-Kreislauf (Sekun- där-Kreislauf) mit Wasser. Das Wärmeträger-Medium des Wärmeträger-Kreislaufs, beispielsweise ein Thermo-Öl oder eine Salz-Schmelze, nimmt die Solar-Energie in Form von Wärme (thermische Energie) auf. Das Wärmeträger-Medium wird erwärmt. Die durch das Wärmeträger-Medium aufgenommene Wärme wird mit Hilfe von Speisewasser-Vorwärmer, Verdampfer und Überhitzer an das Wasser des Wasser/Wasserdampf-Kreislaufs übertragen. Dabei wird überhitzter Wasserdampf erzeugt. Die im überhitzten Wasserdampf gespeicherte thermische Energie wird zur Gewinnung der elektrischen Energie genutzt. Es kommt zur Umwandlung von thermischer Energie in elektrische Energie .

Die Umwandlung der thermischen Energie des überhitzten Wasserdampfs in elektrische Energie erfolgt im „konventionellen" Teil eines solarthermischen Kraftwerks, beispielsweise mit Hilfe einer Dampfturbine.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, aufzuzeigen, wie mit Hilfe von Solar-Energie effizient überhitzter Wasserdampf gewonnen werden kann, der für die Gewinnung von elektrischer Energie verwendet werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von überhitztem Wasserdampf mittels Solar-Energie angegeben, aufweisend mindestens einen Wärmeträger-Kreislauf mit einem Wärmetrager-Medium zur Aufnahme der Solar-Energie in Form von Wärme und mindestens einen Wasser/Wasserdampf-Kreislauf mit Wasser, wobei der Wärmeträger-Kreislauf und der Wasser/Wasserdampf-Kreislauf über mindestens einen Dampferzeuger thermisch miteinander gekoppelt sind, durch den Dampferzeuger ein Zwangsdurchlauf-Konzept mit Speisewasser-Vorwärmer, Verdampfer und Überhitzer realisiert ist, mindestens ein Wasser ^¬ rohr zur Aufnahme des Wassers vorhanden ist, das Wasserrohr und der Wärmeträger-Kreislauf im Bereich des Speisewasser- Vorwärmers zum Erwärmen von im Wasserrohr befindlichem, flüssigen Wasser mittels Wärme des Wärmeträger-Mediums thermisch miteinander gekoppelt sind, das Wasserrohr und der Wärmeträ ^¬ ger-Kreislauf im Bereich des Verdampfers zum Überführen des im Wasserrohr befindlichen, erwärmten flüssigen Wassers in Wasserdampf mittels Wärme des Wärmeträger-Mediums thermisch miteinander gekoppelt sind, das Wasserrohr und der Wärmeträ ^¬ ger-Kreislauf im Bereich des Überhitzers zum Überhitzen des im Wasserrohr befindlichen Wasserdampfs mittels Wärme des Wärmeträger-Mediums thermisch miteinander gekoppelt sind und das Wasserrohr in zumindest einem der Bereiche eine Helix- Form (Helix-Struktur ) aufweist.

Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Verfahren zum Erzeugen von überhitztem Wasserdampf unter Verwendung der Vorrichtung mit folgenden Verfahrensschritten angegeben: a) Bereitstellen des Wärmeträger-Mediums, b) Umwandeln von Solar-Energie in Wärme des Wärmeträger-Mediums und c) Übertragen der Wärme des Wärmeträger-Mediums auf das Wasser des Wasser/Wasserdampf- Kreislaufs, wobei der überhitzte Wasserdampf erzeugt wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Verwen ^¬ dung des mit dem beschriebenen Verfahren erzeugten überhitzten Wasserdampfs zur Gewinnung von elektrischer Energie ange ^¬ geben, wobei mit Hilfe des überhitzten Wasserdampfs eine Dampfturbine angetrieben wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, zur Bildung von überhitztem Wasserdampf Solar-Energie zu nutzen, also die elektromagnetische Strahlung, die von der Sonne aus ^¬ gesandt wird und die auf die Erdoberfläche trifft. Dazu wird ein geeignetes Dampferzeuger-System bereitgestellt. Der

Dampferzeuger bzw. das Dampferzeuger-System basieren auf dem Konzept des Zwangsdurchlaufs. Innerhalb des Wasserrohres (Rohr, in dem sich das Wasser des Wasser/Wasserdampf- Kreislaufs befindet) erfolgt die Überführung von flüssigem Wasser in überhitzten Wasserdampf. Dazu sind das Wärmeträger- Medium und das Wasser thermisch miteinander gekoppelt. Es kommt zum Austausch von Wärme zwischen dem Wärmeträger-Medium und dem Wasser. Dies wird vorzugsweise dadurch bewerkstelligt, dass das Wärmeträger-Medium am Wasserrohr vorbeiströmt bzw. vorbeigeleitet wird. Der Austausch von Wärme erfolgt durch Wärmeleitung mittelbar über das Wasserrohr.

Der Unterschied zu Naturumlauf-Konzepten liegt beim Zwangsdurchlauf-Konzept in der Wasserführung: Das Wasser des Wasser/Wasserdampf-Kreislaufs befindet sich immer auf der Rohr ^¬ seite, also im Rohrinneren des Wasserohres. Da Vorwärmung, Verdampfung und Überhitzung im gleichen Wasserrohr stattfinden, ist im Gegensatz zu den Naturumlauf-Konzepten eine

Dampftrommel nicht notwendig.

Die Erzeugung des überhitzten Wasserdampfs erfolgt mehrstu ^¬ fig, nämlich über die Speisewasser-Vorwärmung, die Verdampfung (Bildung von Wasserdampf) und die Überhitzung des Wasserdampfs .

Das Wasserrohr zur Führung von Wasser/ bzw. Wasserdampf weist zumindest teilweise eine Helix-Bauweise auf. Das Wasserrohr ist als Helix (Schraube, Schraubenlinie, zylindrische Spirale oder Wendel) mit einer Helix-Achse geformt. Das Wasserrohr „windet" sich um die Helix-Achse.

Die Helix-Bauweise eignet sich insbesondere für eine Anwen ^¬ dung mit einer HPS-Beheizung (High Performance Solar-Thermie, z.B. Salzschmelze als Wärmeträger-Medium) und lässt durch ei ^¬ nen „thermoelastischen" Aufbau eine wesentlich größere Temperatur-Spreizung zu. Eine auftretende Wärmedehnung kann wesentlich besser (elastischer) von der Helix-Struktur aufgenommen werden.

Vorzugsweise weist der Wärmeträger-Kreislauf ein zentrales Wärmetrager-Medium-Zufuhr-Rohr auf, das entlang einer Helix- Achse des Wasserrohres angeordnet ist. Durch das Wärmeträger- Zufuhr-Rohr wird das Wärmeträger-Medium dem Dampferzeuger zur Verfügung gestellt. Eine Zufuhr des heißen Wärmeträger- Mediums über ein inneres Zentralrohr lässt eine besonders platzsparende Kompaktbauweise zu.

Um ein Anfahren des Systems zu vereinfachen, ist es vorteil ^¬ haft, mindestens eine Vorrichtung zur Abtrennung von flüssi ^¬ gem Wasser vom Wasserdampf vorzusehen. Diese Vorrichtung um- fasst beispielsweise ein am Ausgang des Überhitzers ange ^¬ brachtes Trenngefäß. Bis die gewünschten Dampf-Parameter erreicht sind, wird der Wasserdampf an einen Kondensator des Trenngefäßes weitergeleitet. Das abgetrennte Wasser wird bei- spielsweise mit Hilfe einer Pumpe wieder dem Was ^¬ ser/Wasserdampf-Kreislauf zugeführt .

Zudem kann der Dampferzeuger einen Zwischen-Überhitzer (Zwi- schen-Überhitzungs-Stufe ) aufweisen. Mit dem Zwischen ^¬ überhitzer wird ein Wirkungsgrad erhöht, mit der eine nachge ^¬ schaltete Dampfturbine betrieben wird. Mit der Zwischen- Überhitzungs-Stufe wird zusätzlich thermische Energie in den Wasserdampf eingebracht. Das Einbringen der thermischen Energie kann dabei beliebig erfolgen, beispielsweise mit Hilfe von fossilen Brennstoffen. Vorzugsweise wird aber auch die Zwischen-Überhitzungs-Stufe solar-thermisch betrieben: Der Zwischen-Überhitzer weist ein Zwischen-Überhitzer-Wasserrohr zur Aufnahme des Wasserdampfs auf. Zur Zwischen-Überhitzung wird heißes, mit Hilfe von Solar-Energie erwärmtes Wärmeträ ^¬ ger-Medium an dem Zwischen-Überhitzer-Wasserrohr vorbeigelei ^¬ tet. Zwischen-Überhitzer-Wasserrohr und Wärmeträger-Medium sind thermisch miteinander gekoppelt. Durch das Vorbeileiten des Wärmeträger-Mediums wird der Wasserdampf im Zwischen- Überhitzer-Wasserrohr zusätzlich überhitzt. Vorzugsweise ist auch das Zwischen-Überhitzer-Wasserrohr als Helix geformt.

Für die Speisewasser-Vorwärmung, die Verdampfung und die Überhitzung kann jeweils ein eigener Wärmeträger-Kreislauf vorgesehen sein. Vorzugsweise ist aber für die Speisewasser- Vorwärmung, die Verdampfung und die Überhitzung ein einziger, gemeinsamer Wärmeträger-Kreislauf vorhanden. Dabei ist der Wärmeträger-Kreislauf derart gestaltet, dass das Wärmeträger- Medium nacheinander im Bereich des Überhitzers, im Bereich des Verdampfers und im Bereich des Speisewasser-Vorwärmers am Wasserrohr vorbeiströmen kann. Wasserrohr und Wärmeträger- Medium werden miteinander in Kontakt gebracht.

Der Speisewasser-Vorwärmer, der Verdampfer und der Überhitzer können beliebig zueinander angeordnet sein, beispielsweise horizontal. Um das Vorbeiströmen des Wärmeträger-Mediums am Wasserrohr zu bewirken, wird beispielsweise eine Wärmeträger- Pumpe oder werden mehrere Wärmeträger-Pumpen eingesetzt. Das Wärmeträger-Medium wird am Wasserrohr vorbeigepumpt.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung sind der Speisewasser- Vorwärmer, der Verdampfer und der Überhitzer vertikal übereinander angeordnet, beispielsweise übereinander gestapelt. Durch einen vertikalen Aufbau kann das Vorbeiströmen des Wärmeträger-Mediums am Wasserrohr allein durch die auf das Wär ^¬ meträger-Medium wirkende Schwerkraft hervorgerufen werden. Zusätzlich kann auch mindestens eine Wärmeträger-Pumpe einge ^¬ setzt werden, um das Vorbeiströmen des Wärmeträger-Mediums (Strömungs-Richtung und/oder Strömungs-Geschwindigkeit) am Wasserrohr zu beeinflussen. Bei dem vertikalen Aufbau sind vorzugsweise der Überhitzer oben, der Verdampfer in der Mitte und der Speisewasser-Vorwärmer unten angeordnet. Das Wärme- trager-Medium strömt von oben nach unten zunächst im Bereich des Überhitzers, dann im Bereich des Verdampfers und schließ ^¬ lich im Bereich des Speisewasser-Vorwärmers am Wasserrohr vorbei. Mit Hilfe von heißem Wärmeträger-Medium findet die Überhitzung, mit Hilfe von etwas abgekühltem Wärmeträger- Medium die Verdampfung und mit Hilfe von „kaltem" Wärmeträ ^¬ ger-Medium die Speisewasser-Vorwärmung statt. So wird über das Wärmeträger-Medium die für die jeweilige Stufe benötigte Wärmemenge auf einfache Weise zur Verfügung gestellt.

Der vertikale Aufbau des Dampferzeugers ist nicht nur im Hin ^¬ blick auf die Strömung des Wärmeträger-Mediums von „oben nach unten" vorteilhaft. Mit dem vertikalen Aufbau wird darüber hinaus eine natürliche Bewegung des Wasserdampfs von „unten nach oben" ausgenutzt.

Zur thermischen Kopplung des Wasserrohres und des Wärmeträ ^¬ ger-Mediums können der Speisewasser-Vorwärmer, der Verdampfer und der Überhitzer jeweils einen eigenen Druckbehälter (Vor- wärm-Druckbehälter , Verdampfer-Druckbehälter und Überhitzer- Druckbehälter) aufweisen. In diesen Druckbehältern ist das Wasserrohr angeordnet. Das Wasserrohr ist durch die Druckbe ^¬ hälter geführt. Die Druckbehälter sind im Fall eines einzi- gen, gemeinsamen Wärmeträger-Kreislaufs vorzugweise derart miteinander verbunden, dass das Wärmeträger-Medium nacheinander durch den Überhitzer-Druckbehälter, durch den Verdampfer- Druckbehälter und durch den Vorwärm-Druckbehälter strömen kann .

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung ist zur thermischen Kopplung des Wasserrohres und des Wärmeträger-Mediums mitein ^¬ ander das Wasserrohr in einem einzigen Druckbehälter angeord ^¬ net, durch den das Wärmeträger-Medium mit mindestens einer bestimmten Strömungs-Richtung strömen kann. Der gemeinsame Druckbehälter weist mindestens einen Wärmeträger-Medium- Einlass und mindestens einen Wärmeträger-Medium-Auslass auf. Über den Wärmeträger-Medium-Einlass wird heißes Wärmeträger- Medium in den Druckbehälter eingebracht und über den Wärmeträger-Medium-Auslass abgekühltes Wärmeträger-Medium abgeführt. Der Wärmeträger-Medium-Einlass befindet sich vorzugs ^¬ weise im Bereich des Überhitzers und der Wärmeträger-Medium- Auslass im Bereich des Speisewasser-Vorwärmers.

Innerhalb des gemeinsamen Druckbehälters kann das Wärmeträger-Medium einzügig mit einer Strömungs-Richtung oder mehrzü ^¬ gig mit mehreren, voneinander verschiedenen Strömungs- Richtungen durch den Drückbehälter geführt sein. Ein- und Mehrzügigkeit des Stromes des Wärmeträger-Mediums kann insbe ^¬ sondere im Vorwärm-Druckbehälter, im Verdampfer-Druckbehälter und/oder im Überhitzer-Druckbehälter vorgesehen sein. Mehrzügig bedeutet dabei, dass das Wärmeträger-Medium mehrmals je ^¬ weils im Bereich des Überhitzers, im Bereich des Verdampfers und/oder im Bereich des Speisewasser-Vorwärmers am Wasserrohr vorbeiströmt. Die Mehrzügigkeit funktioniert bei der Helix- Bauweise beispielsweise über einen Wechsel der Medienführung zwischen zylindrischen Bereichen, die jeweils am Ende eine Umkehrung mit halb-torusförmigen Hauben in den anschließenden (benachbarten) zylindrischen Bereich aufweisen. Dabei könnten die einzelnen Funktionseinheiten in den getrennten zylindrischen Bereichen untergebracht sein. Besonders effizient ist es, wenn eine Vielzahl parallel zu ^¬ einander angeordneter Wasserrohre vorhanden ist. Es liegt ein Wasserrohr-Bündel vor. Bei gegebenem Rohrvolumen ist eine (Gesamt- ) Rohr-Oberfläche, über die die Wärmekopplung des Wärmeträger-Mediums und des Wassers stattfindet, bei einem Was ^¬ serrohr-Bündel im Vergleich zu einem einzigen Wasserrohr höher .

Bei einem Wasserrohr-Bündel wird beispielsweise das Wasser über einen Verteiler auf die Wasserrohre des Verdampfers ver ^¬ teilt. In jedem der Wasserrohre findet separat die Erzeugung von überhitztem Wasserdampf statt. Über einen Sammler wird der in den einzelnen Wasserrohren gewonnene, überhitzte Was ^¬ serdampf wieder zusammengeführt. Der zusammengeführte, über ^¬ hitzte Wasserdampf wird anschließend an eine Dampfturbine weitergeleitet.

Zur weiteren Erhöhung der Effizienz, mit der Wärme des Wärmeträger-Mediums auf das Wasser des Wasserrohres übertragen werden kann, ist es vorteilhaft, die Strömungs-Richtung (und die Strömungs-Geschwindigkeit) des Wärmeträger-Mediums zu be ^¬ einflussen. Das Wärmeträger-Medium kann kanalisiert am Wasserrohr oder an den Wasserrohren vorbei geleitet werden. Die Kanalisierung erfolgt durch beispielsweise durch eine radial angeordnete Rohrhalterung . Die Rohrhalterung ist beispielsweise eine radiale Lochplatte oder Stegleisten mit halbrunden Ausnehmungen. Eine weitere Verbesserung wird durch den Aufbau des Wasserrohr-Bündels in Zylindern mit gegenläufig gewickel ^¬ ten Helix-Rohren erreicht. Es liegen gekreuzt Helissen vor. Eine gewendelt verlaufende Strähnenbildung im Wärmeträger- Medium außen längs der helixförmigen Wasserrohre wird dadurch unterbunden .

Dazu ist gemäß einer besonderen Ausgestaltung eine Vielzahl von Umleitblechen zur Veränderung der Strömungs-Richtung des Wärmeträger-Mediums vorhanden. Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung betrifft bei ^¬ spielsweise das Vorsehen eines zusätzlichen Wärmeträger- Anschlusses im Bereich des Verdampfers. Dieser Anschluss ist am Ausgang des Verdampfers angeordnet. Der damit hervorgeru- fene zusätzliche heiße Wärmeträger-Medium-Strom sorgt für schnellere Einstellungen eines konstruktiv bedingten Verdampfungs-Endpunkts in den Wasserrohren. Wenn die gewünschten Parameter des überhitzten Wasserdampfs erreicht sind, kann dieser zusätzliche Anschluss gesperrt werden. Eine dann mit dem zusätzlichen Wärmeträger-Medium verbundene zusätzliche

Wärmemenge kann beispielsweise für eine Zwischen-Überhitzung genutzt werden.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung ist eine Vielzahl von Dampferzeugern vorhanden. Vorzugsweise ist die Vielzahl von Dampferzeugern parallel zu einer größeren Dampferzeuger- Einheit zusammengeschaltet.

Anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Figuren wird die Erfindung im Folgenden näher beschrieben. Die Figuren sind schematisch und stellen keine maßstabsgetreuen Abbildungen dar.

Figur 1 zeigt einen Schaltplan eines solaren Parabolrin- nenkraftwerks .

Figur 2 zeigt einen vertikal aufgestellten Dampferzeuger ohne Trenngefäße in einer seitlichen Ansicht. Figur 3 zeigt einen vertikal aufgestellten Dampferzeuger mit Trenngefäß in einem seitlichen Querschnitt.

Figuren 4A und 4B zeigen das Funktionsprinzip des Verdampfers .

Gegeben ist eine Vorrichtung 1 zur Erzeugung von Wasserdampf mittels Solar-Energie . Die Vorrichtung weist einen Wärmeträ ^¬ ger-Kreislauf 2 und einen Wasser/Wasserdampfkreislauf 3 auf. Die Kreisläufe sind über mindestens einen Dampferzeuger 4 thermisch miteinander gekoppelt. Über den Dampferzeuger kann ein Austausch von Wärme stattfinden, so dass das Wasser von der flüssigen Phase in die gasförmige Phase als Wasserdampf überführt wird (Figur 1) .

Mit dem Dampferzeuger ist ein Zwangsdurchlauf-Konzept 44 mit Speisewasser-Vorwärmer 41, Verdampfer 42 und Überhitzer 43 realisiert. Dabei ist mindesten ein Wasserrohr 30 zur Aufnah me von Wasser vorhanden. Das Wasserrohr ist helixförmig.

Zur Übertragung von Wärme, die über das Solarfeld 11 auf das Wärmeträger-Medium 20 des Wärmeträger-Kreislaufes übertragen wird, sind das Wasserrohr und der Wärmeträger-Kreislauf im Bereich 40 des Speisewasser-Vorwärmers zum Erwärmen von im Wasserrohr befindlichem, flüssigen Wasser mittels Wärme des Wärmeträger-Mediums thermisch miteinander gekoppelt.

Ebenso sind das Wasserrohr und der Wärmeträger-Kreislauf im Bereich 41 des Verdampfers zum Überführen des im Wasserrohr befindlichen, erwärmten flüssigen Wassers in Wasserdampf mit tels Wärme des Wärmeträger-Mediums thermisch miteinander ge ^¬ koppelt. Darüber hinaus sind das Wasserrohr und der Wärmeträ ger-Kreislauf im Bereich 41 des Überhitzers zum Überhitzen des im Wasserrohr befindlichen Wasserdampfes mittels Wärme des Wärmeträger-Mediums thermisch miteinander gekoppelt.

Zur Erhöhung der jeweiligen Wärmeübertragungs-Effizienz ist das Wasserrohr im Bereich des Überhitzers helixartig geformt Das Wasserrohr weist in diesem Bereich eine Helix auf. In ei ner alternativen Aus führungs form ist das Wasserrohr in einem der anderen Bereiche (Verdampfer, Speisewasser-Vorwärmer) oder in allen Bereichen helixartig geformt.

Beispiel 1 :

Speisewasser-Vorwarmer, Verdampfer und Überhitzer sind verti kal übereinander in einem gemeinsamen Druckbehälter 43 über- einander gestapelt (Figur 2) . Der Druckbehälter weist einen Wärmeträger-Medium-Einlass 430 und einen Wärmeträger-Medium- Auslass 431 auf. Durch den Wärmeträger-Medium-Einlass wird heißes Wärmeträger-Medium zugeführt, durch den Wärmeträger- Medium-Auslass wird verbrauchtes Wärmeträger-Medium, also ab gekühltes Wärmeträger-Medium wieder abgeführt. Das Wärmeträ ^¬ ger-Medium ist ein Thermo-Öl . In einer alternativen Ausges ^¬ taltung ist das Wärmeträger-Medium eine Salz-Schmelze.

Innerhalb des Druckbehälters strömt das Wärmeträger-Medium mit einer vertikalen Strömungs-Richtung von oben nach unten vom Wärmeträger-Medium-Einlass in Rieht ^' .ng Wärmeträger- Medium-Auslass .

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist kein Trennge ^¬ fäß zur Trennung von flüssiger und gasförmiger Phase des Was sers vorhanden.

Beispiel 2:

Im Gegensatz zum vorangegangenen Beispiel ist ein Trenngefäß 37 zur Trennung der flüssigen und gasförmigen Phase des Wassers vorhanden (Figur 3) . Das Trenngefäß weist einen Abschei der (Zyklon-Abscheider) 33 zur Trennung von flüssigem und gasförmigem Wasser auf. Das abgetrennte Wasser wird dem Was ^¬ ser/Wasserdampf-Kreislauf wieder zugeführt. Dies geschieht über die Schwerkraft oder, wie in Figur dargestellt, mit Hil fe einer Pumpe 36.

Den Figuren 4A und 4B ist das Funktionsprinzip des Dampferzeugers mit Zwangsdurchlaufkonzept zu entnehmen. Figur 4A zeigt den Dampferzeuger in einem seitlichen Querschnitt. Fi ^¬ gur 4B zeigt den Verdampfer in Aufsicht A und in Querschnitten entlang der Verbindungslinien B-B und C-C (Figur 4A) . In der Darstellung ist - entgegen Figur 2 - ein zentrales Wärmetrager-Medium-Zufuhrrohr vorhanden . In dem Druckbehälter ist eine Vielzahl von helixartig geform ^¬ ten Wasserrohren vorhanden. Die Wasserrohre sind in einzelnen Zylindern jeweils parallel gleichsinnig gewendelt und im jeweils angrenzenden Zylinder gegensinnig gewendelt angeordnet und zu Rohrbündeln 32 zusammengefasst . Die Wasserrohre werden über den Verteiler 34 mit Wasser versorgt. Der in den Wasser ^¬ rohren gebildete, überhitzte Wasserdampf wird mit Hilfe des Sammlers 35 wieder zusammengeführt und an die Dampfturbine 12 weitergeleitet.

Über ein zentrales, entlang der Helix-Achsen der Wasserrohre angeordnetes Wärmeträger-Medium-Zuführrohr 50 wird das flüssige, heiße Wärmeträger-Medium in den Dampferzeuger eingebracht .

Gemäß den vorliegenden Beispielen wird das Wärmeträger-Medium einzügig durch den Druckbehälter geleitet. Gemäß weiteren, nicht dargestellten Aus führungs formen wird das Wärmeträger- Medium innerhalb zumindest eines der Bereiche mehrzügig durch den jeweiligen Druckbehälter geleitet.

In nicht dargestellten Aus führungs formen sind der Speisewasser-Vorwärmer, der Verdampfer und der Überhitzer jeweils in einem separaten Druckbehälter angeordnet. Dabei sind in jedem der Druckbehälter die Wasserrohre helixartig geformt.

Weiterhin ist zusätzlich zu dem Dampferzeuger eine Zwischen- Überhitzungs-Stufe ( Zwischen-Überhitzer) 13 vorhanden, um den Wirkungsgrad der nachgeschalteten Dampfturbine zu erhöhen. Auch die Zwischenstufe wird solar-thermisch betrieben. Der Zwischen-Überhitzer weist ein Zwischen-Überhitzer-Wasserrohr zur Aufnahme des Wasserdampfs auf. Zur Zwischen-Überhitzung wird heißes, mit Hilfe von Solar-Energie erwärmtes Wärmeträger-Medium an dem Zwischen-Überhitzer-Wasserrohr vorbeigelei ^¬ tet. Zwischen-Überhitzer-Wasserrohr und Wärmeträger-Medium sind thermisch miteinander gekoppelt. Auch das Zwischen- Überhitzer-Wasserrohr ist helixartig geformt. Alternativ dazu ist das Zwischen-Überhitzer-Wasserrohr andersartig geformt, beispielsweise mäanderartig. In einer weiteren Alternative ist das Zwischen-Überhitzer-Wasserrohr durchgängig gerade. E ist nicht gebogen.

Die beschriebene Vorrichtung wird zur Erzeugung von überhitz tem Wasserdampf mittels Solar-Energie verwendet. Dabei werde folgende Verfahrensschritte durchgeführt: a) Bereitstellen des Wärmeträger-Mediums, b) Umwandeln von Solar-Energie in Wärme des Wärmeträger-Mediums und c) Übertragen der Wärme de Wärmeträger-Mediums auf das Wasser, wobei der überhitzte Was serdampf erzeugt wird.

Der erzeugte, überhitzte Wasserdampf wird zur Gewinnung von elektrischem Strom an eine Dampfturbine weitergeleitet.