Refrigerador de inyección.

Refrigerador (10) de inyeccion para enfriar vapor caliente conducido en una tuberia

(20),

a) con un cilindro (30) de inyeccion dispuesto al menos por secciones en la tuberia (20), que esta dotado de varias boquillas (32) de inyección,

b) con un elemento (50) regulador, que puede conectarse con una conexión (52) a un suministro de refrigerante,

c) estando prevista en el elemento (50) regulador una disposición (60) de valvulas, con la que puede regularse la alimentacion de refrigerante a las boquillas (32) de inyección en el cilindro (30) de inyeccion, y

d) con conductos (70) de alimentación de refrigerante, que estan previstos entre el cilindro (30) de inyeccion y el elemento (50) regulador,

e) estando previsto para cada boquilla (32) de inyección un conducto (70) de alimentacion de refrigerante separado,

caracterizado

f) porque los extremos (71) de los conductos (70) de alimentacion de refrigerante asociados al cilindro (30) de inyección estan fijados a una primera placa (73) de brida comun, que puede fijarse a una superficie (36) de recepcion en el cilindro (30) de inyección, y

g) porque los extremos (72) de los conductos (70) de alimentación de refrigerante asociados al elemento (50) regulador estan fijados a una segunda placa (74) de brida comim, que puede fijarse a una superficie (56) de recepcion del elemento (50) regulador.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11171534.

Solicitante: TEC Artec GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Am Heidering 7 A 16515 Oranienburg ALEMANIA.

Inventor/es: SEEWALD,GERHARD, FUGMANN,KAY.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > PRODUCCION DE VAPOR > SOBRECALENTAMIENTO DEL VAPOR (disposiciones para... > Control de la temperatura de sobrecalentamiento (sistemas... > F22G5/12 (por disminución de la temperatura del vapor sobrecalentado, p. ej. por inyección de agua pulverizada (mezcladores de pulverización B01F 5/18))

PDF original: ES-2457392_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Refrigerador de inyección La invención se refiere a un refrigerador de inyección para enfriar vapor caliente conducido en una tubería según el preámbulo de la reivindicación 1.

Las instalaciones que funcionan con vapor como fuente de energía, por ejemplo las instalaciones de empresas de generación de energía o las centrales termoeléctricas en bloque, se configuran 10 habitualmente de modo que el vapor empleado debe presentar en el sitio de destino una temperatura determinada y una presión determinada. No obstante, generalmente el vapor generado por la caldera de vapor inicialmente está sobrecalentado, de modo que tiene que enfriarse hasta una temperatura inferior. Para ello se emplean los denominados refrigeradores de inyección, que se utilizan directamente en el conducto de vap:Jr e inyectan refrigerante, p:Jr

ejemplo agua, en el flujo de vapor. El agua inyectada. debido a la presión diferencial entre el agua y el vapor, se pulveriza en el conducto de vapor. Se evapora y sobrecalienta, mientras que el propio vapor se enfría.

Los refrigeradores de inyección conocidos consisten habitualmente en una carcasa con una admisión para el agua refrigerante y un cilindro de inyección que se adentra en el conducto de vapor, el cual lleva varias boquillas de inyección dispuestas unas al lado de otras. En la carcasa se guía un husillo regulador, que está montado con un extremo en el cilindro de inyección unido con la carcasa y lleva en el mismo, en la zona de las boquillas de inyección, un cono hueco. El husillo se acciona en función de la temperatura en el conducto de vapor. Realiza con ello un movimiento de carrera. La posición de carrera. que corresponde a una señal de regulación libera una determinada sección transversal de control en el cono hueco para la entrada del agua refrigerante en el cilindro. Al mismo tiempo se liberan perforaciones de regulación hacia las cámaras de boquilla en las boquillas de inyección, con 10 cual el agua llega al flujo de vapor.

El documento EP O 682 762 BI emplea igualmente un sistema de carrera para el control de la cantidad de agua refrigerante, concretamente una biela de émbolo, que se guía axialmente en un conducto de agua refrigerante en forma de cilindro hueco dispuesto entre una abertura de entrada de agua y las boquillas de inyección. La biela de émbolo lleva en el interior de una cabeza de boquilla, en el lado de extremo, un émbolo regulador, que libera o bloquea las boquillas de inyección en función de la posición.

Este tipo de refrigeradores de inyección tienen la desventaja de que el émbolo regulador, durante su movimiento de actuación, sólo puede liberar las aberturas de boquilla una por una por medio 15 de su disposición lineal adoptada en cada caso, es decir las boquillas de inyección sólo pueden conectarse siempre de arriba abajo o de abajo :arriba en un orden establecido, lo que repercute en el interior del conducto de vapor de manera desfavorable sobre la distribución de agua y por tanto de manera desfavorable sobre el enfriamiento del vapor caliente. Asimismo, las juntas y los elementos de guiado del émbolo y del husillo requieren un rendimiento muy exigente debido a la presión de conducto generalmente muy alta, des.de 20 bar hasta más. de 300 bar, de modo que la vida útil del refrigerador de inyección es limitada. La consecuencia son intervalos de mantenimiento cortos; los costes operativos son muy elevados.

Para conseguir una vida útil mayor de las juntas y los elementos de guiado del refrigerador de inyección, el documento DE 85 33 682 VI pre'vé que el husillo regulador o la biela de émbolo no realicen ya ningún movimiento de carrera, s, ino un movimiento pivotante. De este modo se produce por un lado la modificación de las secciones transversales de regulación de las boquillas de inyección a través de un movimiento tangencial. Por otro lado, las boquillas de inyección 5 dispuestas generalmente en la dirección longitudinal del cilindro de inyección pueden abrirse y cerrarse de manera simétrica alrededor de una boquilla de inyección dispuesta de manera central, lo que repercute favorablemente sobre la dist.ribución del agua refrigerante en el conducto de vapor. Además, el émbolo pivotante repercute favorablemente sobre el tamai\o constructivo del refrigerador de inyección, porque el husillo o la biela de émbolo ya no tienen que salir de la carcasa.

Sin embargo, a este respecto resulta problemático que todas las partes móviles del refrigerador de inyección se encuentren todavía en el ciHndro de inyección, que está sometido a cargas extremas en el interior de l conducto de vapor, en particular cuando las temperaturas de vapor en las instalaciones nuevas se encuentran por encima de los 600°C y la presión del agua refrigerante asciende a más de 300 bar. Por tanto, el desgaste del refrigerador de inyección es muy alto ya intervalos regulares se producen trabajos de mantenimiento y reparación complejos.

Para evitar esto, el documento NL 93 01 12:5 Al propone que las boquillas de inyección del

cilindro de inyección se sitúen en el interior del conducto de vapor, mientras que el elemento regulador con su disposición de válvulas est¡í dispuesto a una distancia al respecto. fuera del conducto de vapor. Por tanto, el elemento regulador y las boquillas de inyección están separados espacialmente y el elemento regulador ya no está sometido a las condiciones extremas en el

interior del conducto de vapor.

Para suministrar agua refrigerante a las boquillas de inyección, en el documento NL 93 01 125 Al está previsto para cada boquilla un conducto de agua propio, que está dispuesto entre el elemento regulador y el cilindro de inyección. En el interior del cilindro de inyección están configurados canales que conducen el agua refrigerante desde un conducto de agua asociado hacia la boquilla de inyección correspondiente en cada caso. En el interior del elemento regulador está prevista una biela de émbolo, que en una cámara cilíndrica lleva un émbolo regulador. Éste, en función de la posición de carrera, libera los conductos de agua individuales que conducen a las boquillas de inyección.

Por tanto, en el interior del conducto de vapor ya no se encuentra presente ningún elemento móvil en el cilindro de inyección. Sin embargo, a este respecto es desventajoso que todos los conductos de agua refrigerante tengan que conectarse uno por uno al elemento regulador y al cilindro de inyección, lo que es correspondientemente costoso y caro. Además, el cilindro de inyección está soldado de manera fija con el conducto de vapor, con lo cual el montaje y desmontaje del cilindro de inyección están asociados siempre con un esfuerzo considerable. Esto es particularmente desventajoso cuando tienen que sustituirse las boquillas de inyección o incluso todo el cilindro de inyección o cuando surge alguna otra avería en el cilindro de inyección. Resulta problemático además que los conductos de agua y por tanto también las boquillas de inyección, debido al movimienlO de carrera del émbolo. sólo puedan liberarse siempre uno tras otro en un orden establecido. lo que lleva a una distribución de agua refrigerante irregular en el interior del conducto de vapor. Además, el émbolo de carrera siempre debe trabajar contra la presión de vapor reinante en el conducto de vapor, de modo que en la cabeza de conexión del elemento regulador es necesaria una perforación de descarga. Si todas las alimentaciones están cerradas, existe por tanto el riesgo de que, debido a la presión de agua elevada, siempre gotee agua desde las boquillas de inyección hacia el interior del conducto de vapor, lo que repercute de manera desfavorable sobre una regulación precisa de la temperatura del vapor.

El cilindro de inyección debe... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Refrigerador ( 10) de inyección para enfriar vapor caliente conducido en una tubería (20) ,

5 a) co n un cilindro (30) de inyección dispuesto al menos por secciones en la tubería (20) ,

que está dotado de varias boquillas (32) de inyección,

b) con un elemento (50) regulador, que puede conectarse con una conexión (52) a un

suministro de refrigerante,

10

e) estando prevista en el elemento (50) regulador una disposición (60) de válvulas, con la

que puede regularse la alimentación de refrigerante a las boqu illas (32) de inyección en el

cilindro (30) de inyecció n, y

15 d) con conductos (70) de alimentación de refrigerante, que están previstos entre el

cilindro (30) de inyección y el elemento (50) regulado r,

e) estando previsto para cada boquilla (32) de inyección un conducto (70) de

alimentación de refrigerante separado,

20

caracterizado

f) porque los extremos (71) de los conductos (70) de alimentación de refrigerante

asociados al cilindro (30) de inyección están fijados a una primera placa (73) de brida

común, que puede fijarse a una sup, erficie (36) de recepción en el cilindro (30) de

inyección, y

g) porque los extremos (72) de los conductos (70) de alimentación de refrigerante

5 asociados al elemento (50) regulador están fijados a una segunda placa (74) de brida

común, que puede fijarse a una superfi, :ie (56) de recepción de) elemento (50) regulador.

2. Refrigerador de inyección según la reivindicación ) , caracterizado porque los conductos

(70) de al imentación de refrigerante y las placas (73, 74) de brida forman un grupo (B)

10 constructivo.

3. Refrigerador de inyección según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el cilindro

(30) de inyección presenta una carcasa (3 1) , estando configurada la superficie (36) de

recepción para la primera placa (73) de brida en una superficie (33) externa de la carcasa

15 (31 l.

4. Refrigerador de inyección según la reivindicación 3, caracterizado porque la carcasa (31)

del cilindro (JO) de inyección está configurada en la zona dc la superficie (36) de

recepción para la primera placa (73) dE: brida de manera angular en su sección transversal.

20

5. Refrigerador de inyección según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque en la

carcasa (3 1) está previsto un elemento (40) de inserción de núcleo, estando configurado

en el elemento (40) de inserción de núcleo para cada ooquilla (32) de inyección un canal

(44) de alimentación separado, que está en conexión de flujo con la ooquilla (32) de

inyección asociada en cada caso.

6. Refrigerador de inyecc ión según la reivindicación S, caracterizado porque los canales

(44) de alimentación son perforaciones (45) realizadas en el elemento (40) de inserción

5 de núcleo y/o ranuras (47) realizadas en la circunferencia (46) externa del elemento (40)

de inserción de núcleo.

7. Refrigerador de inyección según la reivindicación 5 6 6, caracterizado porque cada canal

(44) de alimentación en el elemento (40) de inserción de núcleo está en conexión de flujo

10 a través de una abertura (37) asociada en la carcasa (3 1) Y a través de una entalladura (75)

asociada a la respectiva abertura (37) en la primera placa (73) de brida con un conducto

(70) de al imentación de refrigerante asociado.

8. Refrigerador de inyección según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque

15 el elemento (40) de inserción de núcleo está insertado con arrastre de fuerza y/o de forma

en la carcasa (31) .

9. Refrigerador de inyección según una de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque

el elemento (40) de inserción de núcleo está dividido en la dirección (L) longitudinal del

20 cilindro (30) de inyección.

10. Refrigerador de inyección según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque

el cilindro (30) de inyección puede aSf:gurarse por medio de una unión (34) de brida a la

tubería (20) .

11. Refrigerador de inyección según una de las reivindicaciones I a 10, caracterizado porque

el elemento (50) regulador presenta una carcasa (S 1) , estando configurada la superficie

(56) de recepción para la segunda placa (74) de brida en una superficie (53) externa de la

5 carcasa (S 1) .

12. Refrigerador de inyección según la mivindicación 11 , caracterizado porque la carcasa

(SI) del elemento (SO) regulador está configurada en la zona de la superficie (56) de

recepción para la segunda placa (74) de brida de manera angular en su sección

10 transversal.

\3. Refrigerador de inyección según la reivindicación 1I Ó 12, caracterizado porque la

disposición (60) de válvulas presenta un cilindro (62) regulador, que está dispuesto en la

zona de la superficie (56) de recepción en la carcasa (S 1) , estando dotado el cilindro (62)

15 regulador de una entalladura (63) longitudinal y de aberturas (64) de control radiales, que

están en conexión de flujo con la conexión (52) para el suministro de refrigerante,

estando prevista para cada boquilla (32) de inyección en el cilindro (30) de inyección y su

conducto (70) dc alimentación de refrigerante asociado una abertura (64) de control.

20 14. Refrigerador de inyección según la reivindicación 13, caracterizado porque cada abertura

(64) de control en el cilindro (62) regulador está en conexión de flujo a través de una

abertura (57) asociada en la carcasa (51) del elemento (50) regulador y a través de una

entalladura (76) asociada a la respectiva abertura (57) en la segunda placa (74) de brida

con el conducto (70) de alimentación de refrigerante asociado a la respectiva boquilla

(32) de inyección.

15. Refrigerador de inyección según la reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque el cilindro (62) regulador está montado de manera que puede girar alrededor de un eje (A) longitudinal de la carcasa (51) , pudiendo modificarse la sección transversal de apertura de cada abertura (57) en la carcasa (51) del elemento (50) regulador mediante un movimiento de giro del cilindro (62) n:gulador.