Instalación para la producción de energía térmica solar y procedimiento para la producción de energía mediante una instalación para la producción de energía térmica solar.

Instalación de generación de energía solar térmica que comprende un primer panel solar

(10), que usa agua como medio de transferencia de calor,

un separador de agua (12) conectado posteriormente al primer panel solar (10), y

una turbina de alta presión (16),

caracterizada porque

entre el separador de agua (12) y la turbina de alta presión (16) está dispuesto un primer sobrecalentador (14) para sobrecalentar el vapor que procede del separador de agua (12).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/074171.

Solicitante: Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH.

Inventor/es: STÖVER,BRIAN, BERGINS,CHRISTIAN, KLEBES,JÜRGEN, JOORMANN,MARINUS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE RESORTES, DE PESOS, DE INERCIA O ANALOGOS;... > F03G6/00 (Dispositivos productores de potencia mecánica a partir de energía solar (hornos solares F24))

PDF original: ES-2526894_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

La presente invención se refiere a una instalación para la generación de energía térmica solar que comprende un panel solar que utiliza agua como medio de soporte térmico, un separador de agua conectado al primer panel solar y una turbina de alta presión.

Además, la invención se refiere a un procedimiento para la generación de energía mediante una instalación de generación de energía solar térmica en la que se genera vapor en un primer panel solar que utiliza agua como soporte térmico, en el que el vapor generado en el panel solar es alimentado a un separador de agua, en el cual se separa del vapor una parte de agua, y el vapor procedente del separador de agua es alimentado a una turbina de alta presión.

Las instalaciones de generación de energía térmica solar, tales como las que se conocen con el documento DE 1 29 5677 A1 con tecnología de enfoque solar lineal, tal como una tecnología de, por ejemplo, una artesa solar parabólica o tecnología de Fresnel funcionan habitualmente de manera tal que un aceite térmico atraviesa un panel solar, el aceite térmico es calentado por la energía solar que atraviesa el panel térmico y este aceite térmico caliente es utilizado a continuación fuera del panel solar para transformar agua a estado de vapor para alimentar este vapor a una turbina o a varias turbinas para la generación de energía. Este procedimiento, a causa de la utilización del aceite térmico y del circuito necesario para el mismo, es complicado y caro.

Para solucionar este problema, se han desarrollado instalaciones de generación de energía solar térmica en las que no se utiliza aceite térmico como medio de soporte calorífico en el panel solar, sino agua, que se calienta directamente en el panel solar de manera tal que se transforma en estado de vapor, en especial en vapor saturado, y a continuación se alimenta directamente a una turbina subsiguiente de alta presión después de pasar por un separador de agua. De esta manera, no se requiere ya ningún circuito para el aceite térmico como medio de soporte térmico, pudiéndose reducir sustancialmente las dimensiones de la instalación, lo cual conduce nuevamente a una reducción de los costes. No obstante, en las instalaciones conocidas hasta el momento para la generación de energía térmica solar mediante paneles solares que utilizan agua como soporte térmico, constituye un inconveniente el rendimiento reducido que se consigue en la generación de energía.

Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención el conseguir una solución mediante la cual se puede aumentar el rendimiento en las Instalaciones de generación de energía solar que utilizan agua como soporte térmico.

En una instalación para la generación de energía térmica solar del tipo indicado anteriormente se consigue la solución del objetivo que persigue la Invención, de manera que entre el separador de agua y la turbina de alta presión se dispone un sobrecalentador para sobrecalentar el vapor que procede del separador de agua.

En un procedimiento del tipo anteriormente Indicado, se consigue la solución prevista por la presente invención de manera que el vapor antes de la entrada en la turbina de alta presión es alimentado a un primer sobrecalentador, en el que se sobrecalienta el vapor procedente del separador de agua.

En las reivindicaciones dependientes, se Indican disposiciones ventajosas y desarrollos adicionales de la

invención.

Mediante la disposición de un primer sobrecalentador antes de la entrada del vapor en la turbina de alta presión, se sobrecalienta en el sobrecalentador el vapor que entra en forma de vapor saturado, en especial se sobrecalienta y es transformado en un llamado vapor efectivo, de manera que el vapor efectivo presenta una temperatura más elevada y un grado menor de humedad en comparación con el vapor saturado procedente del sobrecalentador. De esta manera, se puede aumentar sustancialmente el rendimiento para la generación de energía en la siguiente turbina de alta presión. Mediante el sobrecalentamiento del vapor saturado en el primer sobrecalentador se puede evitar además que en las palas de la subsiguiente turbina de alta presión tenga lugar erosión por acción del vapor alimentado a la turbina de alta presión, de manera que se pueden reducir efectos de desgaste en la turbina de alta presión y se puede aumentar la vida útil de dicha turbina de alta presión.

De acuerdo con una disposición ventajosa de la invención, se conecta a la turbina de alta presión una turbina de media presión o una turbina de baja presión, de manera que entre la turbina de baja presión y la turbina de media presión o entre la turbina de alta presión y la turbina de baja presión se dispone un segundo sobrecalentador. El vapor procedente de la turbina de alta presión puede ser alimentado de este modo antes de la entrada en una turbina de baja presión subsiguiente o en una turbina subsiguiente de alta presión a un segundo sobrecalentador, de manera que el vapor, después de salir de la turbina de alta presión, es recalentado nuevamente, de manera que su temperatura es aumentada nuevamente antes de la entrada en la siguiente turbina de media presión o en la siguiente turbina de baja presión y de esta manera se aumenta nuevamente el rendimiento del conjunto de la instalación de generación de energía.

De manera alternativa, es preferible que se conecte a la turbina de alta presión una turbina de media presión y a la turbina de media presión se conecte una turbina de baja presión, de manera que entre la turbina de alta presión y la turbina de media presión se dispone un segundo sobrecalentador y entre la turbina de media presión y la turbina de baja presión se dispone un tercer sobrecalentador. El vapor procedente de la turbina de alta presión puede ser recalentado antes de la entrada en la turbina de media presión que sigue a la turbina de alta presión en un segundo sobrecalentador y después de abandonar la turbina de media presión y antes de entrar en la subsiguiente turbina de baja presión puede ser recalentado en un tercer sobrecalentador adicionalmente. De esta manera, se puede aumentar nuevamente el rendimiento de la instalación de generación de energía.

Además, es posible, de manera alternativa, el conectar a la turbina de alta presión un acumulador térmico o una instalación de desalado de agua de mar o un aparato de frío por adsorción, de manera que entre a turbina de alta presión y el acumulador térmico o la instalación de desalado de agua de mar o del aparato de frío por adsorción se dispone un segundo sobrecalentador. El vapor que abandona la turbina de alta presión puede ser alimentado directamente o después de pasar por una turbina posterior de media presión y/o una turbina de baja presión a un acumulador térmico o a una instalación de desalado de agua o a un aparato de frío por adsorción, siendo utilizado nuevamente en ellos. El acumulador térmico puede estar constituido, por ejemplo, por un acumulador de vapor, un acumulador de agua callente o un acumulador de calor de aceite o de sal. Además, el vapor puede ser utilizado también para la alimentación de un sistema de agua callente a distancia o un sistema de calor de proceso.

De acuerdo con otra disposición ventajosa de la Invención, el primer sobrecalentador y/o el segundo sobrecalentador y/o el tercer sobrecalentador es un cambiador de calor vapor-vapor. En el cambiador de calor vapor-vapor el vapor es sobrecalentado antes de la entrada en la turbina de alta presión y/o en la turbina de media presión y/o en la turbina de baja presión mediante la acción de vapor. El cambiador de calor vapor-vapor está dispuesto preferentemente en forma de condensador.

Para la generación del vapor adicional, se puede prever un panel solar... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Instalación de generación de energía solar térmica que comprende un primer panel solar (1), que usa agua como medio de transferencia de calor,

un separador de agua (12) conectado posteriormente al primer panel solar (1), y una turbina de alta presión (16), caracterizada porque

entre el separador de agua (12) y la turbina de alta presión (16) está dispuesto un primer sobrecalentador (14) para sobrecalentar el vapor que procede del separador de agua (12).

2. Instalación de generación de energía solar térmica, según la reivindicación 1, caracterizada porque a la turbina de alta presión (16) se realiza la conexión posterior de una turbina de media presión (18) o una turbina de baja presión (2), de manera que entre la turbina de alta presión (16) y la turbina de media presión (18) o entre la turbina de alta presión (16) y la turbina de baja presión (2) está dispuesto un sobrecalentador (28).

3. Instalación de generación de energía solar térmica, según la reivindicación 1, caracterizada porque a la turbina de alta presión (16) se realiza la conexión posterior de una turbina de media presión (18) y a la turbina de media presión (18) se conecta posteriormente una turbina de baja presión (2) de manera que entre la turbina de alta presión (16) y la turbina de media presión (18) está dispuesto un segundo sobrecalentador (28) y entre la turbina de media presión (18) y la turbina de baja presión (2) está dispuesto un tercer sobrecalentador (3).

4. Instalación de generación de energía solar térmica, según la reivindicación 1, caracterizada porque a la turbina de alta presión (16) se realiza la conexión posterior de un acumulador térmico o de una instalación de desalado de agua de mar o de un aparato de frío por adsorción, de manera que entre la turbina de alta presión (16) y el acumulador térmico o la Instalación de desalado de agua de mar o del aparato de frío por adsorción está dispuesto un segundo sobrecalentador (28).

5. Instalación de generación de energía solar térmica, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el primer sobrecalentador (14) y/o el segundo sobrecalentador (28) y/o el tercer sobrecalentador (3) es un cambiador de calor vapor-vapor.

6. Instalación de generación de energía solar térmica, según la reivindicación 5, caracterizada por la disposición de un panel solar adicional (24) mediante el cual es alimentado el cambiador de calor vapor-vapor.

7. Instalación de generación de energía solar térmica, según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el primer sobrecalentador (14) y/o el segundo sobrecalentador (28) y/o el tercer sobrecalentador (3) están constituidos por un segundo panel solar.

8. Instalación de generación de energía solar térmica, según una de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizada porque al primer sobrecalentador (14) constituido en forma de un cambiador de calor vapor-vapor y/o al segundo sobrecalentador (28) y/o al tercer sobrecalentador (3) y/o al primer sobrecalentador (14) constituido en forma de panel solar y/o al segundo sobrecalentador (28) y/o al tercer sobrecalentador (3) se realiza la conexión posterior de una cámara de combustión (32).

9. Instalación de generación de energía solar térmica, según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el primer sobrecalentador (14) y/o el segundo sobrecalentador (28) y/o el tercer sobrecalentador (3) están constituidos por una cámara de combustión.

1. Procedimiento para la generación de energía mediante una instalación de generación de energía solar térmica, en el que se genera vapor en un primer panel solar (1) que utiliza agua como medio transportador de calor, el vapor generado en el primer panel solar (1) es alimentado a un separador de agua (12), en el que se extrae una parte de agua del vapor y el vapor que sale del separador de agua (12) es alimentado a una turbina de alta presión (16),

caracterizado porque el vapor, antes de la entrada en la turbina de alta presión (16) es alimentado a un primer sobrecalentador (14), en el que es sobrecalentado el vapor procedente del separador de agua (12).