KR20160113184A - 태양열 발전설비용 파이프라인 시스템 - Google Patents

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카타리나 페데르젤
케르스틴 쉬를-안트
스테판 마우러
미카엘 라든베르거
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Abstract

본 발명은, 안에 있는 열전달 매체가 태양 에너지 복사에 의해 가열되도록 하는 적어도 하나의 리시버 라인(13) 또는 중앙 리시버와, 적어도 하나의 비우기 탱크(21) 및/또는 열전달 매체를 위한 하나의 저장소를 구비하는, 상기 열전달 매체는 최대 작동 온도에서 0.5바아 미만의 증기압을 가짐, 선형 집광형 태양열 발전설비(1)용 파이프라인 시스템에 관한 것이다. 또한, 상기 적어도 하나의 비우기 탱크(21) 내의 가스 공간들 및/또는 열전달 매체용 저장소 내의 가스 공간들을 서로 연결시키는 가스 환치 시스템(31)이 포함되며, 이 가스 환치 시스템은 중앙 가스 저장소(35) 및/또는 중앙 가스 연결부(37)와, 가스가 주변 환경으로 배출될 수 있게 하는 중앙 배기 가스 배출구(39)를 구비한다.

Description

태양열 발전설비용 파이프라인 시스템{PIPELINE SYSTEM FOR A SOLAR POWER PLANT}
본 발명은, 안에 있는 열전달 매체가 태양 에너지 복사에 의해 가열되도록 하는 적어도 하나의 리시버 라인을 구비하고, 적어도 하나의 비우기 탱크 및/또는 열전달 매체용 하나의 저장소를 구비하며, 상기 열전달 매체는 최대 작동 온도에서 0.5바아 미만의 증기압을 가지는, 태양열 발전설비용 파이프라인 시스템에서 생겨난 것이다.
태양열 발전설비는 예를 들면 프레넬 태양열 발전설비 또는 구유형(parabolic trough) 태양열 발전설비 및 타워형 발전설비와 같은 선형 집광형 태양열 발전설비이다. 이들 태양열 발전설비에서는 예를 들어 용융 염이 열전달 매체로서 사용되는데, 이 열전달 매체는 최대 작동 온도에서 0.5바아 미만의 증기압을 갖는다.
선형 집광형 태양열 발전설비에 있어서, 전체 파이프라인 시스템은 일반적으로 망 형태로 구성되어 태양 에너지를 포획하는 역할을 한다. 이를 위해, 태양의 복사 에너지를 포물선형 거울이나 프레넬 거울을 이용하여 리시버에 집중시킨다. 거울과 리시버의 조합을 일반적으로 집광기라고 부른다. 태양광 루프(solar loop)라고 알려져 있는 것을 형성하기 위해 일련의 집광기들이 직렬로 연결된다. 이를 위해, 리시버들은 파이프라인 시스템에 각각 연결되거나 파이프라인 시스템의 일부를 구성한다. 리시버에 의해 포획된 복사 에너지를 전달받는 열전달 매체 액체는 파이프라인 시스템을 통해 흐른다.
최대 작동 온도에서 0.5바아 미만의 증기압을 갖는 열전달 매체로는 예를 들면 용융 염이 있고, 이것의 예에는 태양광 염(solar salt)라고 알려져 있는 60:40 비율의 질산나트륨과 질산칼륨의 혼합물이 있다. 특히, 이것은 높은 작동 온도를 달성하고 그에 따라 태양열 발전설비의 더 높은 효율을 달성하기 위해 사용된다.
태양 에너지를 집중시키기 위한 거울의 사용에 대해서는 예를 들면 국제 공개 WO 2009/101586 A2호 및 WO 2012/006257 A2호에 기술되어 있다. 그러나 상기 두 방법 모두에서 태양 에너지는 파이프라인 내의 물을 증발시키기 위해 사용된다. 이 시스템의 단점은 수증기가 선형 집광형 태양열 발전설비에서 필요로 하는 만큼 대량으로 직접 저장될 수 없다는 것이다. 예를 들어 0.5바아 미만의 낮은 증기압을 갖는 열전달 매체 액체가 사용되는 경우, 열 저장은 비교적 단순하다. 큰 용기 또는 탱크에 가열된 열전달 매체 액체가 채워진다. 열은 필요할 때에 용기를 비움으로써 그 용기로부터 얻어서 이용할 수 있다.
예를 들어 모래, 금속, 또는 염을 용해시키기 위해 태양 에너지를 포착하기 위한 거울을 사용하는 것이 국제 공개 WO 2010/149177 A2호에 공지되어 있다.
태양열 발전설비에서 원하는 높은 온도를 얻기 위해 사용되는 열전달 매체는 최대 작동 온도에서 0.5바아 미만의 증기압을 갖는 액체로서, 예를 들면, 용융 염이다. 사용된 열 저장소는 일반적으로 용융물로 채워진 매우 큰 탱크이다. 이 경우, 예를 들면, 최저 작동 온도 근처의 온도를 갖는 탱크와 최대 작동 온도의 온도를 갖는 탱크의 조합을 제공할 수 있다. 태양광이 조사되면, 열전달 매체가 가열되어, 저온 탱크로부터 고온 탱크로 전달된다. 열을 이용하기 위해, 열전달 매체의 열은 고온 탱크로부터 물을 증발시키기 위한 제 2 회로로 전달되고, 냉각된 열전달 매체는 저온 탱크로 재순환된다. 고온 탱크와 저온 탱크를 사용하는 것에 대한 대안으로, 변온 탱크(thermoclinic tank)라고 나타낼 수 있는 성층 저장소(stratified store)를 사용하는 것도 가능하다.
복수의 저장 탱크를 포함할 수 있고 이 탱크들의 가스 상들이 가스 환치 라인(gas displacement line)에 의해 서로 연결되는 저장 시스템들이 태양열 발전설비에 배치되는 것이 공지되어 있다. 이중 탱크 시스템에서, 가스는 고온 탱크와 저온 탱크 사이에서 오고 간다. 위와 같은 가스 환치 시스템에 공기를 공급하거나 혹은 액체 질소 탱크로부터 질소를 공급하고 배기 공기를 주변 환경 쪽으로 돌리는 것도 또한 알려져 있다.
용융 염 사용의 단점은 용융 염이 실온 위에서 고화될 수 있다는 것이다. 대부분의 용융 염은 심지어 고온에서 용융된다. 예를 들어, 질산나트륨/질산칼륨 혼합물은 혼합비가 중량 기준으로 44:56인 경우 공융점에서, 즉 218℃의 온도에서 용융된다. 태양열 발전설비에 존재하는 긴 파이프라인 시스템에서, 용융점이 높은 용융 염은 열전달 매체로서 신뢰성 있게 관리하기 어렵다. 용융 염의 동결은 파이프라인 시스템에 경제적 측면에서 심각한 손해를 끼칠 수 있다. 손해의 원인은 그의 큰 용융 체적, 즉 용융하는 동안의 체적 팽창일 수 있다. 이는 피팅들 및 파이프라인들이 밀려서 열려 심각하게 손상되는 위험을 동반한다.
용융 염의 동결은 원칙적으로는 태양열 발전설비의 작동 시간 외의 시간에, 즉 태양열 복사 시간 외의 시간에, 혹은 기상 조건으로 인해 태양열 복사가 없는 때에 일어날 수 있다. 이 경우, 체적 수축이 일어나고, 이 체적 수축은 파이프라인 시스템과 작동 상태와의 함수 관계에 따라 다른 상태의 응고로 이어질 수 있다. 용융물 응고는 파이프라인 시스템의 저위 배치 영역에 크거나 작은 크기의 단위로 모이고, 반면에 파이프라인 시스템의 상부 영역에는 염으로 채워지지 않은 공간들이 형성되는 것이 예상된다. 재용융 동안, 체적 팽창하는 용융 지점들 간의 공간 측면에서의 있을 수 있는 큰 거리와 염이 채워지지 않은 공간으로 인해, 체적 보상은 발생하는 압력을 감소시키기에는 불충할 수 있고, 이는, 용융되는 동안에 체적 팽창하는 결과, 파이프라인 시스템에 손상을 초래할 수 있다.
현재는, 긴 조업 중지 시간 동안 파이프라인 시스템에서 용융 염이 동결되는 것을 방지하기 위해, 파이프라인 시스템을 비우고 있다.
또한, 파이프라인 시스템 내에서의 용융 염의 동결은 설비가 제대로 작동되지 않는 경우, 예를 들어 정전된 경우에도 방지되어야 한다. 이 경우에도, 비우기 장치(emptying device)들은 안정적으로, 즉 의도된 대로 높은 이용률로 기능해야 한다.
현재는, 하측의 비우기 라인과 저위 배치된 비우기 탱크를 사용하여 파이프라인 망을 비우고 있다. 파이프라인 망을 비우는 에너지는 일반적으로 액체 용융 염의 포텐셜 에너지에서 취해진다. 그렇지만 비우기는 또한 추진 가스 압력에 의해 추가로 도움을 받을 수 있다. 추진 가스 압력은 예를 들어 파이프라인 망에서 가장 높은 지점에 가해질 수 있다.
양호한 비우기 기술에 대한 대안으로서, 태양광 염이라고 알려져 있는 것보다 융점이 낮은 염 혼합물을 사용하는 것도 가능하다. 이는 파이프라인 시스템이 동결되어 손상될 수 있는 위험을 감소시킨다. 그러나, 낮은 융점을 갖는 사용 가능한 염 및 염 혼합물은 열적 안정성이 낮다는 단점과, 쉽게 사용할 수 없거나 또는 독성의 측면에서 유의적인 성분들을 포함할 수도 있다는 단점을 갖는다. 융점 내리기는 예를 들면 질산염을 첨가함으로써 달성된다. 그런데, 질산염은 다음과 같은 특성, 즉 열전달 매체 설비의 높은 작동 온도에서 산소의 존재 하에 아질산 이온이 질산 이온으로 산화될 수 있고, 그 결과 열전달 매체의 융점이 가파르게 상승한다고 하는 특성을 갖는다. 이를 방지하기 위해, 일반적으로는 산소 유입을 억제하는데, 열전달 매체 회로를 주변 기체로부터 엄격하게 밀봉되게 폐쇄시켜서 억제한다. 그러나, 차단 시스템도 마찬가지로, 물질을 시스템 안으로 도입시키고 시스템으로부터 배출시킬 수 있는 유입구와 배출구가 필요하다. 이러한 유입구와 배출구는 점검되어야 하며, 그 점검에는 예를 들면 산소 배제, 또는 공기-이물질, 예컨대 이산화질소의 분리가 포함된다.
또한, 아질산염과 질산염의 혼합물의 경우에는, 열 안정성의 경계 영역에서, 혹은 불순물, 예를 들어, 금속 이온을 많이 실린 채로 함유하는 물질과 접촉하거나 유기 물질과 접촉할 때에, 질소 산화물이 형성되는 위험과, 그리고 개방 시스템에서는 그 질소 산화물이 주변 환경으로 배출되는 위험이 있다. 이러한 두 가지 문제는 열전달 매체 회로를 주변 가스로부터 폐쇄되도록 해서 작동시킴으로써 극복될 수 있다. 위와 같은 폐쇄형 열전달 매체 회로는 예를 들어 화학 설비에서는 쉽게 구현될 수 있는데, 왜냐하면 그 화학 설비의 모든 구성 요소들은 서로 밀접하게 인접해서 설치되기 때문이다. 그러나, 매우 광범위하며 일반적으로 관의 총 길이가 100km를 초과하는 길이에 달하는 태양열 발전설비의 파이프라인 망의 경우에서는 그렇지 못하다. 비우기를 할 때에, 아마도 파이프라인 시스템의 가장 높은 지점에서 서로 먼 거리에 있는 배기구들을 개방해야 한다. 배기 지점들은 서로 먼 거리에 있기 때문에, 배기는 일반적으로 대기에 의해 행해진다. 그런데, 이것은 또 한편, 산소, 물, 또는 이산화탄소가 대기에 의해 시스템 내에 제어할 수 없는 양으로 도입되고, 열전달 매체 액체의 성분들과 반응할 수 있다는 단점을 갖는다. 예를 들어, 아질산 이온이 산소와 반응하여 질산 이온을 형성할 수 있다. 이산화탄소가 탄산염을 형성할 수 있고, 이 탄산염은 또한 고체로서 발생할 수 있으며, 물이 고온에서 질산염 및 아질산염과 함께 수산화물을 형성할 수 있다.
본 발명의 목적은, 한편으로는 발전설비를 안정적으로 작동할 수 있게 하며 다른 한편으로는 사용되는 열전달 매체의 용인 불가한 실제적인 변동이 회피되는, 태양열 발전설비용 파이프라인 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 태양열 발전설비용 파이프라인 시스템으로서, 안에 있는 열전달 매체가 태양 에너지 복사에 의해 가열되도록 하는 적어도 하나의 리시버 라인 또는 중앙 리시버를 구비하고, 적어도 하나의 비우기 탱크 및/또는 상기 열전달 매체용 하나의 저장소를 구비하며, 상기 열전달 매체는 최대 작동 온도에서 0.5바아 미만의 증기압을 가짐, 또한, 상기 적어도 하나의 비우기 탱크 내의 가스 공간들 및/또는 열전달 매체용 저장소 내의 가스 공간들을 서로 연결시키는 가스 환치 시스템을 포함하고, 상기 가스 환치 시스템은 중앙 가스 저장소 또는 중앙 가스 연결부와, 가스가 주변 환경으로 배출될 수 있게 하는 중앙 배기 가스 배출구를 구비하는, 태양열 발전설비용 파이프라인 시스템에 의해 달성된다.
사용되는 열전달 매체를 보호할 수 있거나, 변동시킬 수 없거나, 혹은 제어된 방식으로만 변동시킬 수 있는 가스를 구비한 가스 환치 시스템은 중앙 가스 저장소 또는 중앙 가스 연결부에 의해 작동시킬 수 있다. 이에 의해, 시스템 내에 포함된 가스가 열전달 매체에 허용될 수 없는 손상을 주는 상황을 피할 수 있다. 예를 들어, 특정 경우에 있어서는, 아질산염에서 질산염으로의 반응은 가스 공간에 포함된 산소에 의해 방지되어야 한다. 다시 말해, 질산 농도는 융점의 상승을 방지하기 위해 최대치로 유지된다. 한편, 산소 함유 가스를 사용함으로써, 질산염을 현저하게 함유하는 염 혼합물 중의 아질산염 농도를 특정 값으로 유지할 수 있는데, 왜냐하면 발생할 수 있는 가능성이 있는 아질산염은 가스에 포함된 산소에 의해 다시 질산염으로 전환될 수 있기 때문이다. 아질산염 이온은 질산염 이온에 비해 낮은 온도에서 더 쉽게 산화 이온으로 분해되기 때문에, 너무 높은 아질산염 농도는 염의 열적 불안정성의 원인이 된다. 한편, 물을 첨가함으로써, 열분해의 결과로서 형성되는 산화 이온은 부식성이 덜한 수산화 이온으로 변환될 수 있다. 반면에, 과량의 물은 수산화물을 형성시키면서 아질산염과 질산염을 분해하고, 이에 의해 용융 염의 부식성을 증가시킨다. 이산화탄소는 탄산염 형성에 의해 질산염과 아질산염을 분해할 수 있다.
본 발명에 따르면, 리시버 라인들은 리시버들이 배치된 파이프라인들이다. 리시버들은 통상적으로 유리 파이프로 둘러싸여 있는 파이프라인의 개별적인 부분(segment)들이다. 유리 파이프 아래에는, 복사되는 태양광을 상기 가스 파이프 상으로 반사시켜 조향시키는 거울 시스템이 위치한다. 유리 파이프로 복사선이 입사된 결과, 파이프라인을 통해 흐르는 열전달 매체로 열이 전도되고, 그 결과 열전달 매체가 가열된다.
본 발명의 맥락에서 태양열 발전설비는 선형 집광형 태양열 발전설비로서, 예를 들면, 프레넬 태양열 발전설비 또는 구유형 태양열 발전설비, 또는 입사되는 태양광이 거울의 도움을 받아 일반적으로 탑에 배치되는 중앙 리시버로 조향되는 타워형 발전설비이다.
본 발명에 따르면, 가스 환치 시스템은 태양열 발전설비에 사용되는 탱크의 기체 공간들에 각각 연결되는 파이프라인 망을 포함한다. 이에 의해, 탱크들이 가스 환치 시스템을 거쳐서 채워지거나 비워질 때의 압력 보상은, 비워질 탱크에 가스를 공급하거나 또는 채워질 탱크에서 가스를 빼냄으로써 구현될 수 있다. 가스 질량이 일정하고 압력이 동일할 때에 체적은 온도 증가에 따라 증가하므로, 열전달 매체가 환치됨(옮겨짐)에 따른 체적 변화에 대응한 보상을 위해서는, 저온 탱크로부터 고온 탱크로의 가스 이송이 가스 환치 시스템에 의하여 이루어질 때에, 가스 환치 시스템에서 가스를 빼내는 것이 필요하다. 이에 대응하여, 고온 탱크로부터 저온 탱크로의 가스 이송에 있어서는, 체적을 일정하게 유지시키기 위해 가스를 공급하는 것이 필요하다. 이 경우, 가스 배출은 중앙 가스 배출구를 통해 일어나고, 가스 공급은 중앙 가스 연결부를 통해서 또는 중앙 가스 저장소로부터 이루어진다. 중앙 가스 저장소가 사용되는 경우, 중앙 배기 가스 배출구가 가스 중앙 저장소에 연결되어 있으면 배기 가스가 중앙 가스 저장소에 포획되게 되어 특히 유리하다. 이는 가스 손실을 최소화할 수 있기 때문에 대기와 다른 가스가 사용될 때에 특히 편리하다. 이 경우, 상기 중앙 가스 저장소는 가스 환치 시스템용 체적 보상 탱크로서의 역할도 동시에 한다. 이 경우에 가스 저장소는 아주 약간의 과압이 있는 체적 저장소로서 구현되거나 혹은 압축 가스 저장소로서 구현될 수 있다.
중앙 배기 가스 배출구가 제공되는 경우, 단지 하나의 배기 가스 배출구만을 제공하거나, 복수의 배기 가스 배출구를 서로 가까이 배치하거나 혹은 가스 환치 시스템 위에 분포되게 배치할 수 있다. 단지 하나의 중앙 가스 연결부 대신에, 위와 마찬가지로 서로 가까이 놓이거나 가스 환치 시스템 위에 분포될 수 있는 복수의 가스 연결부를 제공하는 것도 마찬가지로 가능하다.
매우 낮은 유동 저항을 구현하기 위해, 가스 환치 시스템에 큰 단면을 가진 파이프라인을 사용하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 가스 환치 시스템은 일반적으로 수 밀리바아의 매우 낮은 과압을 위해서만 설계된다. 파이프라인의 큰 단면은 낮은 과압을 선택하는 것을 통해 구현될 수 있다. 이 경우, 파이프라인은 비교적 작은 벽 두께로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 중앙 가스 연결부를 통해 새로운 가스가 공급된다. 새로운 가스가 공급됨으로써, 예를 들어 주변 환경으로 배출되는 가스로 인해 발생할 수 있는 가스 손실이 보상될 수 있다. 본 발명의 맥락에서, 이 경우에서 새로운 가스라 함은 외부 자원에서 발전설비로 공급될 수 있는 가스를 의미하고, 이러한 목적을 위해 예를 들어 외부 가스 저장소가 마련될 수 있다. 설비 내의 가스가 대기인 경우, 신선한 가스는 주변 환경으로부터 흡입되는 신선한 공기일 수도 있다. 필요한 경우, 새로운 가스는 예를 들어 먼지, 에어로졸, 수증기 또는 이산화탄소를 제거하는 정화 작업도 거칠 수 있다.
다른 실시예에서, 발전설비 가스는 중앙 가스 연결부를 통해 가스 환치 시스템 안으로 도입된다. 이 경우, 발전설비 가스는, 발전설비에 포함되어 있고 예를 들어 중앙 배기 가스 배출구를 통해 발전설비로부터 뽑아낼 수 있는 가스를 의미하는 것으로 이해된다. 발전설비에서 예를 들어 온도 상승 시에 열팽창의 결과로서 과체적의 가스가 발생하는 경우, 배출되는 가스를 포획해서 적합한 가스 탱크에 저장하는 것이 필요하다. 대안적으로, 발전설비 가스를 압축하여 압축 가스 저장소 안으로 도입시키는 것도 가능하다.
유동이 중지된 때에 파이프라인 시스템을 비우기 위해서는, 리시버 라인들 안으로 가스를 도입시키는 것이 필요하다. 그 가스는 가스 환치 시스템에서 빼낼 수 있다. 비우기를 가속시키는 것이 필요한 경우, 압력이 증가된 추진제 가스를 리시버 라인들 안으로 도입시킬 수 있다. 이를 위해, 추진제 가스는 압축된 가스 시스템으로부터 바로 사용될 수 있다.
파이프라인 시스템을 비우기 위해 가스 압력 시스템을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 예를 들면 비우기 밸브들을 거쳐 파이프라인 시스템에 연결된 파이프라인 망을 포함한다. 또한, 비우기 탱크들 - 이 탱크 안으로는 열전달 매체가 비우기를 위해 배출됨 - 을 위한 연결부들이 제공될 수 있다. 그러나, 비우기 탱크들은 또한 대안적으로 가스 환치 시스템에 결합될 수 있고, 이에 따라, 파이프라인 시스템을 비우고 이와 동시에 비우기 탱크들을 채우는 동안에 가스가 비우기 탱크들로부터 가스 환치 시스템 안으로 도입된다. 가스 압력 시스템에 의하면, 파이프라인 시스템을 비우기에 충분히 높은 압력을 추진제 가스에 제공할 수 있다.
비우는 동안에, 파이프라인에 포함된 열전달 매체는 상기 추진제 가스에 의해 비우기 탱크들의 방향으로 추진되어 그 비우기 탱크들 안으로 흘러나온다. 이는 특히 파이프라인이 동결되는 것을 피할 수 있다는 이점을 갖는다.
예를 들어, 특히 산소와 접촉하지 않게 한 열전달 매체가 사용될 때, 일례로 열전달 매체가 아질산염 염을 포함하는 경우, 중앙 가스 연결부를 거쳐서 공급되는 가스를 가스 저장소에 제공하는 것이 필요하다. 열전달 매체를 저장하기 위해 성층 저장소가 사용되는 경우, 그 가스 저장소는 열전달 매체용으로 고온 저장소와 저온 저장소를 갖춘 시스템에 비해서 상당히 작은 치수를 가질 수 있다. 이 경우, 예를 들어 국제 공개 WO 2011/138270호에 기술된 바와 같이, 저온 열전달 매체는 탱크에서 액체 형태로 뽑아낼 수 있으며, 이에 의하면, 열에 의해 유도되는 체적 변동이 보상될 수 있다.
가스 환치 시스템을 위한 거리를 가능한 한 짧게 구현하고, 그리고 구성되어 있을 수 있는, 파이프라인을 비우기 위해 압축된 가스를 공급하기 위한 가스 압력 시스템을 위한 거리를 가능한 한 짧게 구현할 수 있도록, 가스 환치 시스템과, 압축된 가스를 위한 파이프라인이 구성되어 있는 경우라면 그 파이프라인을 파이프라인 시스템의 주 분배기 및 주 헤더에 평행하게 배치하는 것이 유리하다. 또한, 가스 압력 시스템이, 압축 가스 공급을 위해, 분산되게 배열된 압력 어큐뮬레이터들을, 특히 바람직하게는 파이프라인 시스템의 비우기 탱크 부근과 비우기 밸브들 부근에 포함하게 되면 가용성의 이유로 인해 바람직할 수 있다. 가압 가스는 비우기를 위해서는 단지 드물게 요구되므로 압력 망의 라인들에 있어는 큰 단면이 불필요하고, 그래서 분산 배치된(decentral) 압력 어큐뮬레이터들을 충전하는 데에는 긴 시간이 소요된다.
산소에 대한 내성이 있는 열전달 매체가 사용되는 경우, 상기 가압용 가스를 대기에서 얻을 수 있다. 특히 순수한 용융 질산염 염이 열전달 매체로 사용되는 경우에는 산소 함유 가스를 사용하는 것이 바람직한데, 왜냐하면 질산염에서 아질산염으로 변환될 때에 아질산염은 존재하는 산소에 의해 다시 질산염으로 변환되기 때문이다. 이에 의해, 열적 안정성의 바람직하지 않은 감소가 방지될 수 있다. 사용되는 산소 함유 가스는 예를 들면 공기, 산소 부화 공기, 산소, 또는 산소 부화 불활성 가스일 수 있다. 산소의 대안으로서, 가스 환치 시스템에 질소산화물을 공급하는 것도 가능하다. 이산화질소에 대한 일산화질소의 농도비의 도움으로, 열전달 매체의 질산염에 대한 아질산염의 농도비에 영향을 미칠 수 있다. 고농도의 일산화질소는 아질산염의 형성을 촉진하고, 고농도의 질소산화물은 질산염의 형성을 촉진한다.
그러나 산소 내성이 없는 열전달 매체를 사용하는 경우, 예를 들어 아질산염 염도 포함하고 있는 용융 염을 사용하는 경우, 사용되는 열전달 매체에 대하여 불활성인 가스를 가스 환치 장치에 공급하는 것이 바람직하다. 이 경우, 예를 들어 질소 또는 불활성 기체가 적합하고, 바람직하게는 질소가 적합하다.
가스 환치 라인에 포함된 발전설비 가스로부터 압축 가스를 얻는 것이 특히 바람직하다. 발전설비 가스는 냉각된 분리 시스템을 거쳐 보내지는 것이 바람직하고, 여과되어서 압축기에 의해 필요한 압력 단계까지, 바람직하게는 10바아 내지 20바아의 절대 압력까지 압축될 수 있다.
태양열 발전설비가 고온 저장소와 저온 저장소 대신에 열전달 매체용 성층 저장소를 구비하지 않는 경우, 열전달 매체는 작동 중에 리시버 라인들에 의하여 저온 저장소로부터 고온 저장소로 운반되고, 리시버 라인들 내의 열전달 매체는 복사되는 태양 에너지에 의해 가열된다. 에너지 회수를 위해, 열전달 매체가 고온 저장소로부터 저온 저장소로 운반되어서, 열을, 예를 들면, 터빈을 구동시키고 전류 발생을 위한 발전기를 구동시키는 데 사용되는 과열 수증기의 생성하기 위한 열을 방출한다. 열전달 매체가 고온 저장소에서 저온 저장소로, 또는 저온 저장소에서 고온 저장소로 운반됨으로써, 공간이 두 저장소 중 한 저장소 내의 액체에 의해 비워지고 다른 저장소 내의 액체에 의해 점유된다. 상기 액체에 의해 비워진 공간은 소정 공급량의 가스에 의해 보상되어야 한다. 이를 위해, 가스 환치 시스템이 사용된다. 이와 동시에, 가스는 열전달 매체가 유입되는 저장소에서 추방된다. 가스는 가스 환치 시스템에 의해, 채워지는 저장소로부터 비워지는 저장소 안으로 운반된다. 그러나 이 경우에서 가스의 온도는 본질적으로 주변 온도에 의해 결정된다는 점을 고려해야 한다. 따라서, 저온 저장소 내의 가스는 그 저장소 안에 포함된 열전달 매체의 온도와 거의 같은 온도를 갖는다. 이와 동일한 사항이 고온 탱크 내의 가스에도 적용된다. 고온 탱크로부터 저온 탱크로의 가스 교환과, 그리고 그 반대로의 가스 교환의 경우에, 가스는 온도 보정의 결과로서 그 주변 온도를 취한다. 따라서, 가스는 가스 환치 시스템 내에서 위치의 함수로서 상이한 온도를 갖는다. 가스의 평균 온도 수준에 따라, 가스는 다른 크기의 부피를 차지하게 되는데, 왜냐하면 질량이 동일한 가스가 차지하는 체적은 온도에 의존하기 때문이다. 온도가 상승함에 따라, 체적도 증가한다. 이는, 고온 탱크가 비어 있고 저온 탱크가 채워져 있을 때에는 가스가 큰 체적을 차지하고, 저온 탱크가 비어 있고 고온 탱크가 채워져 있을 때에는 가스가 작은 체적을 차지한다는 것을 의미한다. 또한, 이 결과로서, 많은 체적이 필요할 때에 더 많은 가스가 시스템에 있게 되고, 그래서 체적 보상을 위해 가스가, 각각의 경우에서, 시스템에 도입되어야 하거나, 혹은 시스템으로부터 배출되어야 한다. 시스템으로의 가스 도입 또는 시스템으로부터의 가스 배출은 중앙 가스 연결부 또는 중앙 배기 가스 배출구를 통해 이루어진다. 특히 불활성 가스가 사용될 때, 이 경우에서는, 배기 가스 배출구를 통해 시스템으로부터 배출된 가스를 중앙 가스 저장소에 중간 단계로 저장하고, 대량의 가스 체적이 필요할 때에, 가스를 다시 이 중간 단계의 저장소로부터 중앙 가스 연결부를 거쳐서 가스 시스템 안으로 공급하는 것이 필요하다.
사용되는 가스가 대기이면, 고온 탱크를 비우는 동안에 잉여 가스를 배기 가스 밸브를 통해 주변 환경으로 방출할 수 있고, 이에 대응하여 저온 탱크를 비우는 동안에 대기를 중앙 가스 연결부를 통해 공급할 수 있다.
특히 가스가 주변 환경으로 방출되는 경우에는, 중앙 배기 가스 배출구에 가스 정화 장치를 구비시키는 것이 바람직하다. 이 가스 정화 장치에서, 배출되는 발전설비 가스로부터 환경적으로 유해한 가스가 제거될 수 있다. 또한, 상기 가스 정화 장치에 의해 예를 들어 가스에 함유된 고체 또는 액체를 제거하는 것도 가능하다. 이렇게 해서, 가스를 주변 환경으로 배출시키기 전에, 예를 들면, 가스에 비말 동반된 액체 방울들, 예컨대 열전달 매체 또는 냉각에 의해 고화된 열전달 매체를 가스로부터 분리시킬 수 있다. 중앙 가스 저장소의 오염을 피하기 위해서, 가스를 중앙 가스 저장소로 공급하기 전에, 예를 들어 가스로부터 액체 또는 고체를 제거하는 것도 가능하다.
특히 질산염 염 및/또는 아질산염 염이 열전달 매체로서 사용되는 경우, 가스 정화 장치가 가스로부터 질소산화물을 제거하게 되면 더욱 더 바람직하다. 질소산화물은 예를 들면 아질산염과 산소의 반응 또는 질산염과 산소의 반응의 결과로서 발생할 수 있다. 환경 보호 이유로 주변 환경으로 질소산화물을 가능한 한 적게 방출하거나 혹은 질소산화물을 전혀 방출하지 않는 것을 목표로 하기 때문에, 위와 같은 것들을 가스로부터 제거할 필요가 있다. 이 경우에서, 질소산화물 제거는 당해 기술 분야의 숙련인들에게 알려져 있는 종래의 탈질 설비에 의해 이루어질 수 있다.
선형 집광형 태양열 발전설비, 예를 들어, 구유형 태양열 발전설비 또는 프레넬 태양열 발전설비에 있어서, 리시버들이 수용되어 있는 파이프라인 시스템들은 열전달 매체를 공급하고 배출하는 중앙 헤더들 및 분배기들을 통해 각각 연결된 복수의 태양전지 어레이의 형태로 배치되므로, 가스 환치 시스템의 파이프라인들은 헤더들과, 리시버 라인들로 가는 열전달 매체를 위한 분배기들에 평행하게 배치하는 것이 더욱 더 유리하다. 이러한 방식으로, 가스 환치 시스템을 위한 파이프라인들을 가능한 한 짧게 만들 수 있다. 또한, 복잡한 배관을 제공하지 않고도 가스 환치 시스템의 파이프라인들을 원하는 위치에서 헤더들과 분배기들에 각각 연결시킬 수 있다.
태양열 발전설비가 복수의 리시버 라인을 포함하는 경우, 이 리시버 라인들은 일반적으로 헤더와 분배기에 연결된다. 열전달 매체는 저온 저장 영역으로부터 분배기를 거쳐서 리시버 라인들로 공급되고, 리시버 라인들 통해서 흐르고, 그 리시버 라인들 안에서 가열되어, 헤더 안으로 유입되고, 헤더를 거쳐서 고온 저장 영역으로 향하게 된다. 이 경우, 고온 저장 영역과 저온 저장 영역 각각은 구조적으로 분리된 탱크로 구현되거나, 대안적으로는 하나의 성층 저장소 내의 저장 영역들로서 구현될 수 있고, 이 때, 저온 저장 영역은 일반적으로 성층 저장소의 바닥에 위치되고 고온 저장 영역은 상부에 위치된다.
태양열 발전설비가 생기는 지역의 지리에 따라, 헤더들과 분배기들은 구조적으로 서로 인접하게 배치되거나, 서로 이격되게 배치될 수 있다. 헤더들과 분배기들이 구조적으로 서로 인접하게 배열되는 경우, 리시버 라인들은 일반적으로 파이프라인 루프들이 된다. 이에 의해, 리시버 라인들을 통해 흐르는 열전달 매체를 가열하기 위해 필요한 충분히 긴 길이로 리시버 라인들을 구현할 수 있다. 헤더들과 분배기들이 서로 이격되는 경우, 리시버 라인들은 헤더들과 분배기들을 직선으로 연결시킬 수도 있다. 이 경우, 헤더들과 분배기들과 리시버 라인들은 사다리 형태를 이루며, 리시버 라인들은 고리를 형성한다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 도면에 도시되며 다음의 설명에서 더 상세히 설명된다.
도 1은 선형 집광형 태양열 발전설비의 개략도이다.
도 2는 외측으로 차단된 가스 환치 시스템을 구비한 선형 집광형 태양열 발전설비의 개략도이다.
도 3은 외측으로 차단된 가스 환치 시스템을 구비하고 또한 태양전지 어레이를 충전하고 비우는 가스 압력 시스템을 구비하는 선형 집광형 태양열 발전설비를 도시하는 도면이다.
도 4는 이중 H 구조의 선형 집광형 태양열 발전설비를 도시하는 도면이다.
선형 집광형 태양열 발전설비가 도 1에 개략적으로 도시되어 있다.
선형 집광형 태양열 발전설비(1)는, 분배기(5)를 거쳐 중앙 분배기(7)에, 그리고 헤더(9)를 거쳐 중앙 헤더(11)에, 각각 연결된 복수의 세그먼트(3)를 포함한다. 리시버 라인들(13)은 각각 분배기들(5)과 헤더들(9)을 거쳐서 열전달 매체를 공급받는다. 이를 위해, 열전달 매체는 중앙 분배기들(7)을 거쳐서 분배기들(5) 안으로 안내되고, 분배기들(5)로부터 리시버 라인들(13) 안으로 유입된다. 리시버 라인들(13)은 각각 여기에서는 예시되지 않은 리시버들로서, 그 리시버 안에서 열전달 매체가 태양 복사에 의해 가열된다. 가열된 열전달 매체는 리시버 라인들(13)로부터 헤더들(9) 안으로 유입되고, 이 헤더들로부터 중앙 헤더(11) 안으로 유입된다. 여기에 예시된 실시예에서, 리시버 라인들(13)은 파이프라인 루프들로서 구성된다.
중앙 분배기(7)는 저온 저장소(15)에 연결되고, 태양광이 리시버로 내리 쬐이고 있는 한은 열전달 매체가 상기 저온 저장소로부터 배출된다. 이어서 가열된 열전달 매체는 중앙 헤더(11)를 통해 고온 저장소(17)로 도입된다.
리시버들은 일반적으로는 유리 파이프에 의해 둘러싸인 파이프라인들의 개별 세그먼트들이다. 복사 태양광을 유리 파이프 상으로 반사시켜 조향시키는 거울 시스템이 유리 파이프 아래에 위치된다. 유리 파이프 위로 내리 쬐이는 복사선에 의한 열이 파이프라인을 통해 흐르는 열전달 매체로 전도되고, 그 결과 열전달 매체가 가열된다. 이 경우에 있어서, 구유형 태양열 발전설비에서는, 거울들이 유리 파이프 아래에 예를 들어 홈통 형태로 배치된다. 프레넬 태양열 발전설비에 있어서는, 태양 에너지 입사 각도의 함수로서 움직일 수 있는 조절식 거울들이 파이프라인들 아래에 위치된다.
에너지를 회수하기 위해, 고온 열전달 매체가 펌프(19)의 도움으로 고온 저장소(17)로부터 배출되고, 여기에 예시되지 않은 열 교환기 안으로 안내된다. 열 교환기에서, 열전달 매체는 증기 회로에 열을 방출하고, 상기 증기 회로에서는 증기가 발생되어 과열된다. 그러면, 상기 과열된 증기를 이용하여, 예를 들어 전류 발생용 발전기를 구동하는 터빈을 작동시킬 수 있다. 열 교환기를 떠나는 냉각된 열전달 매체는 저온 저장소(15)로 재순환된다. 통상적으로, 저장되는 열전달 매체의 양은, 태양이 비치지 않거나 혹은 태양 복사선이 많은 양의 열전달 매체를 가열하기에는 불충분한 경우에도, 고온 열전달 매체의 양이 여전히 터빈을 작동시키기에는 충분하도록 한 정도로 한다.
선형 집광형 태양열 발전설비(1)의 파이프라인들이 조업 정지 시간에 비워질 수 있도록, 각 세그먼트(3)가 비우기 탱크(21)를 구비한다. 이 경우, 비우기 탱크(21)는 비우기 라인(23)을 거쳐 세그먼트(3)의 헤더(9)에 연결된다. 각 세그먼트(3)의 분배기(5)에는, 그 세그먼트(3)의 파이프라인들을 비우기 위해 개방되는 배기 밸브(25)가 연결된다. 이를 위해, 압축 가스가 배기 밸브(25)에 의해 분배기(5) 안으로 도입되고, 분배기(5)와 리시버 라인들(13)을 통해서 헤더(9) 안으로 유입되고, 이에 의해 열전달 매체가 헤더(9)와 리시버 라인들(13)과 분배기(5)로부터 비우기 라인(23)을 통해서 비우기 탱크(21) 안으로 가압된다.
새로운 작동을 위해 각 세그먼트들(3)이 다시 열전달 매체로 채워지도록 하기 위해, 열전달 매체가 비우기 탱크(21)로부터 비우기 라인(23)을 통해서 헤더(9) 안으로 안내되고, 그 헤더로부터 리시버 라인들(13)을 통하여 다시 분배기(5) 안으로 안내된다. 이 경우에, 가스는 파이프라인들로부터 배기 밸브(25)를 통해서 가스 환치 시스템(33) 안으로 빠져나간다. 이를 위해 필요한 라인은 도시되지 않았다. 가스 환치 시스템(33) 안으로 어떠한 열전달 매체도 배출되지 못하도록 하기 위해, 배기 밸브(25)와 분배기(5) 사이에 상 검출기(27)가 배치된다. 기상과 액상 사이의 변화가 상 검출기(27)에서 검출된다. 검출된 상 변화는 기상이 리시버 라인들(13)로부터 많이 가압되었고 리시버 라인들(13)이 그에 대응하여 액체로 채워져 있음을 보여준다. 이때에, 리시버 라인들(13)의 충전은 종료된다.
파이프라인들을 비우는 추진제 가스가 예를 들어 분산 배치된 압축 가스 저장소들(29)에 의해 배출된다. 이 경우, 각 세그먼트(3)에 분산 배치된 압력 어큐뮬레이터(29)가 할당되고, 상기 분산 배치된 압력 어큐뮬레이터(29)는 배기 밸브(25)를 거쳐서 분배기(5)와 리시버 라인들(13)에 연결된다.
외측으로 차단된 가스 환치 시스템을 구비한 선형 집광형 태양열 발전설비가 도 2에 예시되어 있다.
도 2에 예시된 선형 집광형 태양열 발전설비(1)의 구성은 도 1에 예시된 것에 본질적으로 대응한다. 도 1에 예시된 선형 집광형 태양열 발전설비(1)와는 대조되게, 도 2에 도시된 선형 집광형 태양열 발전설비(1)는 가스 환치 시스템(31)을 추가적으로 포함한다. 가스 환치 시스템(31)은 가스 체적 저장소(35)와 저온 저장소(15)와 고온 저장소(17)와 모든 비우기 탱크들(21)에 연결되는 가스 환치 파이프라인 망(33)을 포함한다. 이 경우, 가스 연결부들 각각이 저온 저장소(15)의 헤드와, 고온 저장소(17)의 헤드와, 비우기 탱크들(21)의 헤드에 위치되고, 그래서 가스 치환 파이프라인 망(33)이 탱크들(15, 17, 21)의 가스 공간들 각각에 연결된다. 저온 및 고온 저장소(15, 17) 대신에 성층 저장소도 유사한 방식으로 통합될 수 있다.
또한, 가스 환치 파이프라인 망(33)은 중앙 가스 연결부(37)와 배기 가스 배출구(39)를 갖는다. 필요에 따라 추가적인 가스가 중앙 가스 연결부(37)를 통해 공급될 수 있고, 과잉 가스는 배기 가스 배출구(39)를 통해 배출될 수 있다. 배기 가스를 조절(conditioning)하기 위해, 배기 가스 배출구(39)에 배기 가스 정화기(41)를 마련하는 것이 바람직하다. 배기 가스 정화기는, 예를 들면, 배출할 가스에서 질소산화물을 분해시키는 탈질 시스템이다.
가스 환치 시스템을 이용함으로써, 각각의 저장 탱크들(15, 17, 21) 내의 충전 높이가 각기 다른 경우에 압력 변화를 보상할 수 있다. 따라서, 예를 들어 열전달 매체가 가열되는 동안, 가스가 고온 저장소(17)로부터 저온 저장소(15)로 통과할 수 있다. 이어서, 과잉 가스는 가스 체적 저장소(35) 안에 포획될 수 있고, 그리고서, 대응하는 가스 체적을 채우기 위해 더 많은 가스 질량이 요구될 때에는 그 가스 체적 저장소로부터 다시 가스 환치 시스템(31)으로 통과할 수 있다.
도 3은 외측으로 차단된 가스 환치 시스템을 구비하며 태양전지 어레이를 충전하고 비우는 가스 압력 시스템을 구비하는 선형 집광형 태양열 발전설비의 개략도를 보이고 있다.
도 3에 도시된 선형 집광형 태양열 발전설비(1)에는 가스 압력 시스템(43)이 추가로 배치된다. 가스 압력 장치(43)는 분산 배치된 압축 가스 저장소들(29)과 비우기 탱크들(21)이 연결된 압축 가스 파이프라인 시스템(45)을 포함한다. 분산 배치된 압력 어큐뮬레이터(29)는 압축 가스 파이프라인 시스템(45)을 거쳐서 채워질 수 있다. 또한, 가스 압력 시스템(43)은 중앙 압축 가스 저장소(47)를 포함할 수 있다. 중앙 압축 가스 저장소(47)는 추가적인 압축 가스를 재고로 유지하기 위해 사용될 수 있다. 중앙 압축 가스 저장소(47)의 사용은 선택적이다. 중앙 압축 가스 저장소(47)에 대한 대안으로, 또는 그에 추가하여, 가스 압력 시스템(43)이 압축기(49)를 거쳐서 가스 환치 시스템(31)의 가스 환치 파이프라인 시스템(33)에 연결된다. 이에 의해, 가스를 가스 환치 장치(31)로부터 압축기(49)를 거쳐서 가스 압력 시스템(43)으로 공급하는 것이 가능해진다. 가스 압력 이동 시스템(31)의 가스에 포함될 수 있는 이물질을 제거하기 위해, 압축기(49) 앞에 분리 장치(51)가 있는 것이 유리하다.
선형 집광형 태양열 발전설비(1)에 있어서 열전달 매체를 운반하는 파이프라인을 비우기 위해, 압축 가스가 분산 배치된 압력 어큐뮬레이터(29)로부터 배기 밸브(25)를 거치고 그리고 상 검출기(27)를 구비하는 상 분리기를 거쳐서 분배기들(5)로 공급된다. 압축 가스는 열전달 매체를 분배기들(5)과 리시버 라인들(13)과 헤드들(9)로부터 비우기 탱크(21)로 옮긴다. 그 결과, 비우기 탱크들(21)이 열전달 매체로 채워지고, 비우기 탱크들(21) 내에 담긴 가스는 그 비우기 탱크로부터 가스 환치 시스템(33) 안으로 가압된다.
선형 집광형 태양열 발전설비(1)를 다시 작동 상태에 놓이도록 하기 위해, 압축 가스가 압축 가스 파이프라인 시스템(45)을 통해 비우기 탱크들(21) 안으로 가압되고, 이에 의해 열전달 매체가 먼저 비우기 라인들(23)을 통해 헤더(9)로, 그리고 그 헤더를 거쳐서 리시버 라인들(13)과 분배기(5) 안으로 재순환된다. 이에 의해, 열전달 매체를 운반하는 파이프라인들이 다시 열전달 매체로 채워지고, 그에 따라 선형 집광형 태양열 발전설비(1)가 다시 작동할 수 있게 된다. 시스템이 비워진 후, 분산 배치된 압축 가스 저장소들(29)은 다시 압축 가스로 채워진다. 이를 위해, 예를 들어 발전설비 가스가 가스 환치 시스템(33)으로부터 압축기(49)를 거쳐서 가스 압력 시스템(43)으로, 혹은 대안적으로는 중앙 압축 가스 저장소(47)로 도입된다.
도 4는 선형 집광형 태양열 발전설비(1)의 세그먼트들(3)의 가능한 배열을 보여주는 것으로, 이 배열은 최소의 파이프라인 길이를 갖는 것을 가능하게 한다. 이 경우에서, 상기 배열은 이중 H 구조로 되어 있다.
최소 파이프라인 길이를 확보하기 위해, 고온 저장소(17)와 저온 저장소(15)를 선형 집광형 태양열 발전설비의 중앙에 배치하는 것이 유리하다. 중앙 분배기(7)와 중앙 헤더(11)가 저온 저장소(15)와 고온 저장소(17)로부터 H 형태로 뻗어 나간다. 이 경우, 저온 저장소(15)와 고온 저장소(17)는 H의 중앙에 위치한다. H의 다리들의 각 단부에서, 각 세그먼트(3)의 분배기들(5)과 헤더들(9)이 각각 중앙 분배기(7)와 중앙 헤더(11)로부터 뻗어 나온다. 따라서, 두 개의 세그먼트(3)가 H의 한 다리의 각각의 단부에 배치되고, 이는 다시 각각 H 구조가 생기게 한다.
가스 환치 파이프라인 망과 압축 가스 파이프라인 시스템을 위한 파이프라인 길이를 가능한 한 짧게 유지하기 위해, 가스 환치 시스템의 파이프라인과 가스 압력 시스템의 파이프라인을 중앙 분배기(7)와 중앙 헤더(11)에 평행하게 뻗어나가게 하면 유리하다.
더 많은 수의 세그먼트들이 필요한 경우, 그 각각에 있어서, 추가 세그먼트들(3)이 중앙 분배기들(7)과 중앙 헤더들(11)에 연결될 수 있도록 하기 위해 중앙 분배기들(7)과 중앙 헤더들(11)의 길이를 길게 할 수 있고, 이에 따라, 이러한 경우에도, 전체 선형 집광형 태양열 발전설비(1)에 하나의 저온 저장소(15)와 하나의 고온 저장소(17)로도 충분하다. 복수의 저온 저장소(15)와 복수의 고온 저장소(17)가 필요하게 될 정도로 열전달 매체의 양이 많아야 하는 경우, 개별 선형 집광형 태양열 발전설비들(1)이 각각 서로 독립적으로 작동될 수 있다. 대안적으로, 상기 가스 환치 시스템과 상기 압축 가스 시스템과 상기 열전달 매체를 운반하는 시스템들이 결합된 방식으로 작동되는 것도 가능하다.

Claims (17)

  1. 태양열 발전설비(1)용 파이프라인 시스템에 있어서,
    안에 있는 열전달 매체가 태양 에너지 복사에 의해 가열되도록 하는 적어도 하나의 리시버 라인(13) 또는 중앙 리시버를 구비하고, 적어도 하나의 비우기 탱크(21) 및/또는 상기 열전달 매체용 하나의 저장소를 구비하며, 상기 열전달 매체는 최대 작동 온도에서 0.5바아 미만의 증기압을 가짐, 또한, 상기 적어도 하나의 비우기 탱크(21) 내의 가스 공간들 및/또는 열전달 매체용 저장소 내의 가스 공간들을 서로 연결시키는 가스 환치 시스템(31)을 포함하며, 상기 가스 환치 시스템(31)은 중앙 가스 저장소(35) 및/또는 중앙 가스 연결부(37)와, 가스가 주변 환경으로 배출될 수 있게 하는 중앙 배기 가스 배출구(39)를 구비하는 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    새로운 가스가 중앙 가스 연결부(37)를 거쳐서 공급되는 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    발전설비 가스가 중앙 가스 연결부(37)를 거쳐서 가스 환치 시스템(31) 안으로 도입되는 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중앙 가스 연결부(37)에, 가스의 압력을 증가시킬 수 있는 펌프가 할당된 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전달 매체용 저장소가 성층 저장소인 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 환치 시스템(31)이 리시버 라인들(13)의 비우기 밸브들에 연결된 가스 압력 시스템(43)에 연결된 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 환치 시스템(31)에 공급되는 가스는 열전달 매체에 대해 불활성인 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 환치 시스템(31)에 공급되는 가스는 질소인 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 환치 시스템(31)에 공급되는 가스는 물 및/또는 이산화탄소를 함유하는 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 환치 시스템(31)에 공급되는 가스는 산소를 함유하는 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 환치 시스템(31)에 공급되는 가스는 질소산화물을 함유하는 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중앙 배기 가스 배출구(39)가 가스 정화 장치(41)를 구비한 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스 정화 장치(41)는 가스로부터 고형물 및/또는 질소산화물을 제거하는 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 환치 시스템(31)의 파이프라인들은 헤더(9, 11)와, 파이프라인 루프들(13)로 가는 열전달 매체용 분배기들(5, 7)에 대해 평행하게 뻗어나가는 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    태양열 발전설비가 선형 집광형 태양열 발전설비 또는 타워형 발전설비인 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    리시버 라인들(13)은 리시버들을 갖춘 파이프라인 루프들인 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    헤더들과 분배기들이 서로 이격되고, 리시버 라인들이 헤더와 분배기 사이에서 직선으로 뻗어나가는 것을 특징으로 하는
    태양열 발전설비용 파이프라인 시스템.
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