Evaporador continuo.

Evaporador continuo (1) para un generador de vapor de calor perdido (2) en el tipo de construcción horizontal con una primera superficie calefactora de evaporador

(8), que comprende una pluralidad de primeros tubos generadores de vapor (13) dispuestos esencialmente verticales, atravesados por la corriente desde abajo hacia arriba, y con otra segunda superficie de evaporador (10) conectada en el lado del medio de la circulación a continuación de la primera superficie calefactora de vapor (8), que comprende una pluralidad de otros segundos tubos generadores de vapor (14) dispuestos esencialmente verticales y atravesados por la corriente desde abajo hacia arriba, caracterizado porque a continuación de los segundos tubos generadores de vapor (14) está conectado en el lado del medio de la circulación un sistema de pantallas (22), que comprende pantallas (23) dispuestas en los tubos generadores de vapor individuales, de manera que la pantalla (23) respectiva presentas un taladro como orificio de pantalla con un diámetro entre 10 y 20 mm.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/051361.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: FRANKE, JOACHIM, BRUCKNER,JAN, SCHLUND,GERHARD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN... > PLANTAS MOTRICES A VAPOR; ACUMULADORES DE VAPOR;... > Plantas motrices caracterizadas por tener más de... > F01K23/10 (calentando el fluido de salida de uno de los ciclos el fluido del otro ciclo)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > PRODUCCION DE VAPOR > METODOS DE PRODUCCION DE VAPOR; CALDERAS DE VAPOR... > Métodos de producción de vapor caracterizados por... > F22B1/18 (siendo el portador del calor un gas caliente, p. ej. gases residuales como los de escape de los motores de combustión interna (utilización del calor perdido en las máquinas motrices de combustión, en general, F02))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > PRODUCCION DE VAPOR > METODOS DE PRODUCCION DE VAPOR; CALDERAS DE VAPOR... > Calderas de vapor del tipo de circulación forzada > F22B29/06 (del tipo de circulación abierta, es decir, compuestas de tubos que admiten agua por un extremo y suministran vapor sobrecalentado por el otro (F22B 33/00 tiene prioridad))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > PRODUCCION DE VAPOR > METODOS DE PRODUCCION DE VAPOR; CALDERAS DE VAPOR... > Partes constitutivas o detalles de las calderas de... > F22B37/74 (Disposiciones de estrangulamiento para tubos o conjuntos de tubos)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > PRODUCCION DE VAPOR > METODOS DE PRODUCCION DE VAPOR; CALDERAS DE VAPOR... > Calderas de tubos de agua de tipo vertical o inclinado,... > F22B21/02 (estructuras de tubos de agua prácticamente rectos)

PDF original: ES-2495348_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Evaporador continuo La invención se refiere a un evaporador continuo para un generador de vapor de calor perdido en el tipo de construcción horizontal con una primera superficie calefactora de evaporador, que comprende una pluralidad de primeros tubos generadores de vapor dispuestos esencialmente verticales, atravesados por la corriente desde abajo hacia arriba, y con otra segunda superficie de evaporador conectada en el lado del medio de la circulación a continuación de la primera superficie calefactora de vapor, que comprende una pluralidad de otros segundos tubos generadores de vapor dispuestos esencialmente verticales y atravesados por la corriente desde abajo hacia arriba. Tales evaporadores continuos se conocen, por ejemplo, a partir del documento US 6.957.630 B1.

En una instalación de turbinas de gas y de turbinas de vapor, el calor contenido en el medio de trabajo expandido o gas caliente desde la turbina de gas es utilizado para la generación de vapor para la turbina de vapor. La transmisión de calor se realiza en un generador de vapor de calor perdido conectado a continuación de la turbina de gas, en el que normalmente está dispuesta una pluralidad de superficies calefactoras para el precalentamiento del agua, para la generación de vapor y para el recalentamiento del vapor. Las superficies calefactoras están conectadas en el circuito de vapor de agua de la turbina de vapor. El circuito de vapor de agua comprende normalmente varias, por ejemplo tres fases de presión, pudiendo presentar cada fase de presión una superficie calefactora de vapor.

Para el generador de vapor conectado en el lado de gas caliente a continuación de la turbina de gas como generador de vapor de calor perdido se contemplan varios conceptos de diseño alternativos, a saber, el diseño como generador de vapor continuo o el diseño como generador de vapor de circulación. En el caso de un generador de vapor continuo, la calefacción de tubos generadores de vapor previstos como tubos de evaporador conduce a una evaporación del medio de circulación en los tubos generadores de vapor en una circulación única. En oposición a ello, en el caso de un generador de vapor de circulación natural o de circulación forzada, el agua conducida en la circulación se evapora sólo parcialmente durante la circulación a través de los tubos evaporadores. El agua no evaporada en este caso es alimentada de nuevo después de una separación del vapor generado para otra evaporación a los mismos tubos evaporadores.

Un generador de vapor continuo no está sometido, en oposición a un generador de vapor de circulación natural o de circulación forzada a ninguna limitación de la presión. Una presión alta del vapor fresco favorece un rendimiento térmico alto y, por lo tanto, emisiones de CO2 bajas de una central eléctrica quemada con combustible fósil. Además, un generador de vapor continuo presenta, en comparación con un generador de vapor de circulación, un tipo de construcción sencilla y, por lo tanto, se puede fabricar con gasto especialmente reducido. La utilización de un generador de vapor diseñado de acuerdo con el principio continuo como generador de vapor de calor perdido de una instalación de turbinas de gas y de turbinas de vapor es, por lo tanto, especialmente favorable para la consecución de un rendimiento general alto de la instalación de turbinas de gas y de turbinas de vapor con un tipo de construcción sencilla.

Un generador de vapor continuo diseñado como generador de vapor de calor perdido puede estar realizado, en principio, en una de dos formas de construcción alternativas, a saber, en un tipo de construcción vertical o en un tipo de construcción horizontal. Un generador de vapor continuo en tipo de construcción horizontal está diseñado en este caso ara una circulación continua del medio calefactor o gas caliente, por ejemplo del gas de escape desde la turbina de gas, en dirección aproximadamente horizontal, en cambio un generador de vapor continuo en tipo de construcción vertical está diseñado para una circulación continua del medio calefactores una dirección aproximadamente vertical.

Un generador de vapor continuo en el tipo de construcción horizontal, en oposición a un generador de de vapor continuo en el tipo de construcción vertical, se puede fabricar con medios especialmente sencillos y con gasto de fabricación y de montaje especialmente reducido. En este caso, especialmente en los tubos generadores de vapor alojados a continuación en el lado del medio de circulación de la segunda superficie calefactora de vapor puede aparecer, dentro de cada serie individual de tubos una distribución irregular del medio de circulación sobre los tubos generadores de vapor, que conduce a desajustes de la temperatura y debido a la dilatación térmica diferente, a tensiones mecánicas. Para evitar daños del generador de vapor de calor perdido, se han colocado hasta ahora, por ejemplo, arcos de dilatación para la compensación de estas tensiones. Sin embargo, estas medidas son técnicamente comparativamente costosas en un generador de vapor de calor perdido en el tipo de construcción horizontal.

Por lo tanto, la invención tiene el cometido de indicar un evaporador continuo para un generador de vapor de calor perdido del tipo mencionado anteriormente, que con una duración de vida útil especialmente alta permite un tipo de construcción especialmente sencillo.

Este cometido se soluciona de acuerdo con la invención porque a continuación de los segundos tubos generadores de vapor está conectado en el lado del medio de la circulación un sistema de pantallas con las otras características

de la reivindicación independiente 1.

La invención parte en este caso de la consideración de que se podría conseguir una construcción especialmente sencilla del generador de vapor de calor perdido o bien del evaporador continuo a través de la supresión de los arcos de dilatación habituales hasta ahora. En este caso, sin embargo, las tensiones mecánicas provocadas a través de desajustes de la temperatura en los tubos generadores de vapor conectados en paralelo de cada serie individual de tubos deben reducirse de otra manera. Éstas aparecen especialmente en la segunda superficie calefactora de evaporador, que es impulsada con mezcla de vapor de agua. Los desajustes de la temperatura son provocados en este caso a través de porciones diferente de agua y vapor en la entrada del lado de la circulación de los tubos individuales de una serie de tubos y de una circulación diferente resultante de ello a través de estos tubos. Se ha reconocido que esta circulación continua diferente en los tubos es provocada por una pérdida de presión de fricción reducida, en comparación con la pérdida de presión geodésica, en los tubos generadores de vapor. Una circulación con alta porción de vapor del medio de circulación circula, en efecto, en el caso de una pérdida reducida de la presión de fricción, comparativamente rápida a través de tubos generadores de vapor individuales, mientras que una circulación con alta porción de agua es perjudicial en virtud de su elevada pérdida de presión geodésica provocada a través de la masa y puede tender al estancamiento. Por lo tanto, para homogeneizar las circulaciones continuas debería elevarse la pérdida de presión de fricción. Esto se puede conseguir porque a continuación de los segundos tubos generadores de vapor está conectado en el lado del medio de la circulación un sistema de pantallas, que provoca una pérdida de presión de fricción adicional de este tipo.

El sistema de pantallas comprende una pluralidad de pantallas dispuestas en los segundos tubos generadores de vapor individuales. A través de una disposición descentralizada de este tipo de las pantallas se garantiza de forma separada... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Evaporador continuo (1) para un generador de vapor de calor perdido (2) en el tipo de construcción horizontal con una primera superficie calefactora de evaporador (8) , que comprende una pluralidad de primeros tubos generadores de vapor (13) dispuestos esencialmente verticales, atravesados por la corriente desde abajo hacia arriba, y con otra 5 segunda superficie de evaporador (10) conectada en el lado del medio de la circulación a continuación de la primera superficie calefactora de vapor (8) , que comprende una pluralidad de otros segundos tubos generadores de vapor (14) dispuestos esencialmente verticales y atravesados por la corriente desde abajo hacia arriba, caracterizado porque a continuación de los segundos tubos generadores de vapor (14) está conectado en el lado del medio de la circulación un sistema de pantallas (22) , que comprende pantallas (23) dispuestas en los tubos generadores de vapor individuales, de manera que la pantalla (23) respectiva presentas un taladro como orificio de pantalla con un diámetro entre 10 y 20 mm.

2. Evaporador continuo (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el orificio de la pantalla (23) respectiva está seleccionado de tal manera que se ajusta a través del sistema de pantallas (22) una pérdida de presión de limpieza predeterminada del medio de circulación.

3. Evaporador continuo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el sistema de pantallas (22) comprende una pluralidad de pantallas (23) conectadas unas detrás de las otras en el lado del medio de la circulación.

4. Evaporador continuo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que una pluralidad de segundos tubos generadores de vapor (14) están conectados unos detrás de los otros como series de tubos (11) sucesivas en el lado del gas caliente.

5. Evaporador continuo (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la primera superficie calefactora de evaporador (8) está conectada a continuación de la segunda superficie calefactora de evaporador (10) en el lado del gas caliente.

6. Generador de vapor de calor perdido (2) con un evaporador continuo (1) de acuerdo con una de las 25 reivindicaciones 1 a 5.

7. Generador de vapor de calor perdido (2) de acuerdo con la reivindicación 6, delante del cual está conectada una turbina de gas en el lado de gas caliente.