Intercambiador de calor que comprende una disposición de superficies de transferencia de calor y un par de separadores verticales de vapor de agua/agua interconectados estructuralmente el uno con el otro y que proporcionan una estructura de soporte integral para el intercambiador de calor.

La interconexión estructural comprende miembros estructurales superior e inferior que se extienden entre el par de separadores verticales de vapor de agua/agua. Los miembros estructurales superior e inferior comprenden colectores, y una disposición de superficies de transferencia de calor que se extiende entre, y está conectada para circulación de fluido a, los colectores. Un bastidor estructural de soporte rodea al intercambiador de calor para proporcionarle soporte inferior, proporcionando dicho bastidor soporte estructural y rigidez al intercambiador de calor y unos medios por los cuales el intercambiador de calor puede ser elevado para su colocación en un lugar deseado.

INTERCAMBIADOR DE CALOR

CAMPO Y ANTECEDENTES DEL INVENTO

El presente invento se refiere en general al campo de los intercambiadores de calor y más en particular a un intercambiador de calor que tiene una estructura de soporte integral y un bastidor estructural para el soporte del mismo.

En el presente invento se emplean los principios de la Patente de EE.UU. Número 6.336.429 concedida a Wiener y otros, cuyo texto queda aquí incorporado por su referencia como si estuviera aquí incluido en su totalidad.

En la medida en que para la comprensión del presente invento pueden ser necesarias explicaciones de cierta terminología o principios de las artes de intercambiador de calor, de la caldera y/o del generador de vapor de agua, se remite al lector a la obra titulada Steam/its generation and use, 40ª Edición, Stultz and Kitto, Editores; Copyright © 1992, The Babcock & Wilcox Company, y a la obra Steam/its generation and use, 41ª Edición, Kitto and Stultz, Editores; Copyright © 2005, The Babcock & Wilcox Company, cuyos textos quedan aquí incorporados por su referencia como si estuvieran aquí incluidos en su totalidad.

SUMARIO DEL INVENTO

Un aspecto del presente invento es su aplicación a un intercambiador de calor para transferir energía calorífica a un fluido de trabajo, tal como agua. El intercambiador de calor se usa para transformar al menos una parte del agua de la fase líquida a la de vapor saturado o sobresaturado.

Los dispositivos de separación vertical del vapor de agua/agua, descritos en la Patente de EE.UU. Número 6.336.429 concedida a Wiener y otros antes mencionada, se usan para separar el vapor de agua de la mezcla de vapor de agua-agua. Un par de tales separadores verticales de vapor de agua/agua, interconectados estructuralmente y dispuestos como aquí se describe, proporcionan una estructura de soporte integral para el intercambiador de calor.

El intercambiador de calor del presente invento comprende ventajosamente una disposición de superficies de transferencia de calor y conductos de conducción de fluido dispuestos en una forma particular para transferir una cantidad deseada de energía calorífica al agua. Las superficies de transferencia de calor están hechas, ventajosamente, de tubos dispuestos dentro de paneles, y están provistas de colectores de entrada y de salida, como se requiera. Como es sabido por quienes sean expertos en la técnica, las superficies de transferencia de calor que conducen mezclas de vapor de agua-agua se denominan corrientemente como superficies de evaporación o de caldera; las superficies de transferencia de calor que conducen vapor de agua a su través se denominan corrientemente como superficies de sobrecalentamiento (o de recalentamiento, dependiendo de la configuración de turbina de vapor de agua asociada) . Con independencia del tipo de superficie de calentamiento, los tamaños de los tubos, su materia, su diámetro, su grosor de pared, su número y disposición, están basados en la temperatura y la presión para el servicio, de acuerdo con los códigos de diseño de calderas aplicables, tales como el Código de Calderas y Vasos de Presión, Sección 1, de la Americam Society of Mechanical Engineers (ASME) , o con otros códigos equivalentes según sean requeridos por la ley. Las características requeridas para la transferencia de calor, la caída de presión, las relaciones de circulación, los regímenes de absorción puntual, los caudales másicos del fluido de trabajo dentro de los tubos, etc., son también parámetros importantes que deben ser considerados. Dependiendo de la localización geográfica en donde haya de ser instalado el intercambiador de calor, se consideran también las cargas sísmicas y los códigos de diseño aplicables.

El intercambiador de calor está soportado por su parte inferior en una base que es parte de una disposición de miembros rígidos interconectados que rodea al intercambiador de calor y forma un bastidor de soporte estructural el cual, juntamente con la estructura de soporte integral antes mencionada, no solamente proporciona soporte estructural y rigidez para el intercambiador de calor, sino también unos medios por los cuales el intercambiador de calor puede ser cogido y elevado para su colocación en un lugar deseado. En el caso de una aplicación del intercambiador de calor como un receptor de energía calorífica solar, el bastidor de soporte estructural permite que todo el conjunto del intercambiador de calor y el bastidor sea montado sobre el terreno y luego elevado y colocado sobre una torre durante la instalación. El bastidor de soporte estructural permanece con el intercambiador de calor, facilitando con ello (si es necesario) la retirada del intercambiador de calor desde la torre en el caso de que sea deseable hacerlo así.

De acuerdo con el presente invento, se proporciona un intercambiador de calor que comprende una disposición de superficies de transferencia de calor y un par de separadores verticales de vapor de agua/agua interconectados estructuralmente el uno con el otro y que proporcionan una estructura de soporte integral para al menos una parte de las superficies de transferencia de calor del intercambiador de calor. La interconexión estructural incluye miembros estructurales superior e inferior formados de tubería de pared gruesa y que se extienden entre los separadores verticales de vapor de agua/agua. Cada una de las tuberías de pared gruesa incluye un par de paredes de separación interiores espaciadas, dispuestas en forma cruzada para formar en las mismas una parte central que define un colector. La parte soportada integralmente de las superficies de transferencia de calor se extiende entre, y está conectado para paso de fluido a, los colectores de los miembros estructurales superior e inferior.

Cada uno de los separadores verticales de vapor de agua/agua incluye cuatro pies de pedestal coplanarios situados en el extremo inferior del separador de vapor de agua/agua, y dispuestos a intervalos espaciados por igual alrededor de la periferia exterior del separador de vapor de agua/agua.

El intercambiador de calor incluye un bastidor de soporte estructural en forma de un paralelepípedo rectangular que tiene una parte superior, una parte inferior y lados opuestos en sentido longitudinal que rodean al intercambiador de calor para soporte del fondo del mismo.

El fondo del bastidor de soporte estructural comprende cuatro vigas laterales y longitudinales espaciadas paralelas que se extienden horizontalmente que se cortan unas a otras para formar una estructura similar a una rejilla que incluye una red de miembros de alma dispuestos oblicuamente situados entre las vigas longitudinales y laterales que se cortan.

Dos pares de tirantes laterales cortan a las dos interiores de las cuatro vigas longitudinales del fondo del bastidor de soporte estructural, para formar bases de soporte para los separadores verticales de vapor de agua/agua. Los pies del pedestal del separador de vapor de agua/agua están asegurados fijos a la respectiva base de soporte.

Cada uno de los lados longitudinales opuestos del bastidor de soporte estructural tiene dos pares de vigas verticales espaciadas paralelas situadas en los extremos opuestos del bastidor estructural y un par de vigas longitudinales espaciadas paralelas que cortan a las vigas verticales y situadas en el extremo superior de cada uno de los lados opuestos. Entre cada par de vigas verticales y el par de vigas longitudinales está situada una red de miembros de alma dispuestos oblicuamente.

La parte superior del bastidor de soporte estructural comprende dos vigas laterales que cortan al superior de los pares de vigas espaciadas paralelas que se extienden a lo largo de cada lado longitudinal. Las dos vigas laterales están situadas encima del intercambiador de calor y proporcionan unos medios por los cuales el intercambiador de calor y el bastidor de soporte estructural pueden ser elevados para su colocación en un lugar deseado.

Otro aspecto del presente invento se refiere a la combinación de un intercambiador de calor y el bastidor estructural usado para soporte del mismo. La combinación comprende una disposición de superficies de transferencia de calor y un par de separadores verticales de vapor de agua/agua interconectados estructuralmente el uno con el otro y que proporcionan una estructura de soporte integral para al menos una parte de las superficies de transferencia de calor. La interconexión estructural entre las superficies del intercambiador de calor y el par de separadores verticales de vapor de agua/agua...

1. Un intercambiador de calor que comprende una disposición de superficies de transferencia de calor y un par de separadores verticales de vapor de agua/agua interconectados estructuralmente uno con otro y que proporcionan una estructura de soporte integral para al menos una parte de las superficies de transferencia de calor del intercambiador de calor.

2. El intercambiador de calor según la reivindicación 1, en el que la interconexión estructural incluye miembros estructurales superior e inferior que se extienden entre los separadores verticales de vapor de agua/agua.

3. El intercambiador de calor según la reivindicación 2, en el que los miembros estructurales superior e inferior están formados por tubería de pared gruesa.

4. El intercambiador de calor según la reivindicación 3, que incluye un par de paredes de separación espaciadas dispuestas en forma transversal dentro de la tubería de pared gruesa para formar en la misma una parte central.

5. El intercambiador de calor según la reivindicación 4, en el que la parte central es un colector.

6. El intercambiador de calor según la reivindicación 5, en el que dicha parte de las superficies de transferencia de calor se extiende entre, y está conectada para circulación de fluido a, los colectores de los miembros estructurales superior e inferior.

7. El intercambiador de calor según la reivindicación 1, que incluye un bastidor estructural de soporte que tiene una parte superior, un fondo y lados longitudinales opuestos que rodean al intercambiador de calor para soporte del fondo del mismo.

8. El intercambiador de calor según la reivindicación 7, en el que el bastidor estructural tiene la forma de un paralelepípedo rectangular.

9. El intercambiador de calor según la reivindicación 7, en el que el fondo del bastidor estructural comprende vigas laterales y longitudinales que se extienden horizontalmente.

10. El intercambiador de calor según la reivindicación 9, en el que las vigas laterales y longitudinales se cortan unas con otras para formar una estructura similar a una rejilla.

11. El intercambiador de calor según la reivindicación 10, que incluye una red de miembros de alma dispuestos oblicuamente situados entre las vigas longitudinales y laterales que se cortan.

12. El intercambiador de calor según la reivindicación 9, en el que el fondo del bastidor de la estructura incluye cuatro vigas longitudinales espaciadas paralelas.

13. El intercambiador de calor según la reivindicación 12, que incluye dos pares de tirantes laterales espaciados paralelos que cortan a las dos interiores de dichas cuatro vigas longitudinales para formar bases de soporte para los separadores de vapor de agua/agua.

14. El intercambiador de calor según la reivindicación 13, en el que cada uno de los separadores de vapor de agua/agua verticales incluye una pluralidad de pies de pedestal situados en el extremo inferior del separador y asegurados fijos a una respectiva de las bases de soporte.

15. El intercambiador de calor según la reivindicación 7, en el que cada uno de los lados longitudinales opuestos del bastidor

estructural tiene dos pares de vigas verticales espaciadas paralelas situadas en los extremos opuestos del bastidor estructural y un par de vigas longitudinales espaciadas paralelas que cortan a las vigas verticales y situadas en el extremo superior de cada uno de los lados opuestos.

16. El intercambiador de calor según la reivindicación 15, que incluye una red de miembros de alma dispuestos oblicuamente situados entre cada par de vigas verticales y el par de vigas longitudinales.

17. El intercambiador de calor según la reivindicación 7, en el que la parte superior del bastidor estructural comprende dos vigas laterales que cortan al superior de dicho par de vigas espaciadas paralelas.

18. El intercambiador de calor según la reivindicación 17, en el que las dos vigas laterales están situadas encima del intercambiador de calor y proporcionan los medios por los cuales el intercambiador de calor y el bastidor estructural pueden ser elevados para su colocación en un lugar deseado.

19. En combinación, un intercambiador de calor y el bastidor estructural para el soporte del mismo, comprendiendo la combinación una disposición de superficies de transferencia de calor y un par de separadores verticales de vapor de agua/agua interconectados estructuralmente uno con otro y que proporcionan una estructura de soporte integral para al menos una parte de las superficies de transferencia de calor, teniendo el bastidor estructural una parte superior, un fondo, y lados longitudinales opuestos que rodean al intercambiador de calor para soporte del fondo del mismo.

20. La combinación según la reivindicación 19, en la que la interconexión estructural comprende tuberías de pared gruesa

superior e inferior, teniendo cada tubería separaciones en la misma que definen un colector central.

21. La combinación según la reivindicación 20, en la que dicha parte de las superficies de transferencia de calor se extiende entre, y está conectada para circulación de fluido a, los colectores en las tuberías superior e inferior.

22. La combinación según la reivindicación 19, en la que el fondo del bastidor estructural comprende vigas laterales y longitudinales que se extienden horizontalmente que se cortan unas con otras para formar una estructura similar a una rejilla.

23. La combinación según la reivindicación 22, que incluye una red de miembros de alma dispuestos oblicuamente situados entre las vigas longitudinales y laterales que se cortan.

24. La combinación según la reivindicación 22, en la que el fondo del bastidor estructural incluye cuatro vigas longitudinales espaciadas paralelas.

25. La combinación según la reivindicación 24, que incluye dos pares de tirantes espaciados paralelos que cortan a las dos interiores de dichas cuatro vigas longitudinales para formar bases de soporte para los separadores de vapor de agua/agua.

26. La combinación según la reivindicación 25, en la que cada uno de los separadores verticales de vapor de agua/agua incluye una pluralidad de pies de pedestal situados en el extremo inferior del generador y asegurados fijos a la respectiva de las bases de soporte.

27. La combinación según la reivindicación 19, en la que cada uno de los lados longitudinales opuestos del bastidor estructural tiene dos pares de vigas verticales espaciadas paralelas situadas en los extremos opuestos del bastidor

estructural y un par de vigas longitudinales espaciadas paralelas que cortan a las vigas verticales y situadas en el extremo superior de cada uno de los lados opuestos.

28. La combinación según la reivindicación 27, que incluye una red de miembros de alma dispuestos oblicuamente situados entre cada par de vigas verticales y el par de vigas longitudinales.

29. La combinación según la reivindicación 19, en la que la parte superior del bastidor estructural comprende dos vigas laterales que cortan al superior de dicho par de vigas paralelas.

30. La combinación según la reivindicación 29, en la que las dos vigas laterales están situadas encima del intercambiador de calor y proporcionan los medios por los cuales el intercambiador de calor y el bastidor estructural pueden ser elevados para su colocación en un lugar deseado.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

Nº solicitud: 201090047

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 14.01.2009

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional DOCUMENTOS RELEVANTES

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 201090047

CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD

F28D1/053 (2006.01) F22B21/20 (2006.01) F22B37/20 (2006.01) F22B37/24 (2006.01) F28F9/00 (2006.01)

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)

F28D, F22B, F28F

Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados)

INVENES, EPODOC

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OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201090047

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 06.03.2012

Declaración

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

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OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201090047

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración En el estado de la técnica se han encontrado algunos documentos que anulan la actividad inventiva de la solicitud de patente presentada. Se analizan a continuación dichos documentos. En D01 se presenta un intercambiador de calor que posee algunas de las características técnicas de la invención presentada, a saber (las referencias corresponden a D01) : disposición de superficies de transferencia de calor (18) , con colectores (20) interconectados estructuralmente uno con otro (12) superior e inferiormente. En D01 no encontramos el par de paredes de separación ni el bastidor estructural al que alude la invención presentada. Sin embargo, estas características técnicas se pueden encontrar en D02 y en D03. En D02 se presenta un dispositivo de enfriamiento con intercambiadores de calor transversales (20) y en D03 se presenta un intercambiador de calor solar dentro de un bastidor estructural (ver figura 1) . Se considera evidente para un experto en la materia incorporar en D01 un par de paredes transversales como las de D02 y un bastidor estructural como el de D03, con lo que se conseguirían precisamente dichas características técnicas reivindicadas en la solicitud presentada. El resto de los detalles técnicos a que alude la invención representan elementos comunes en el estado de la técnica y que por tanto carecen actividad inventiva, como son, entre otros: el hecho de que en la invención presentada se hable de separadores de vapor mientras que en D01 se hable de colectores; el que los miembros estructurales estén formados por tubería de pared gruesa; o la específica disposición estructural del bastidor. Por todo lo anteriormente expuesto, se considera que todas las características técnicas de la invención presentadas, o bien se encuentran como tal en el estado de la técnica, o bien se deducen de una manera evidente para un experto en la materia en función de dicho estado de la técnica, con lo que la invención solicitada carece de actividad inventiva, según el artículo 8 de la ley 11/1986 de Patentes.

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