DISPOSITIVO PARA LA PULVERIZACION DE AGUA Y LA CONVERSION CATALITICA DE LOS GASES CONTENIDOS EN ELLA.

Dispositivo para el desgasificado de agua en un depósito de agua de alimentación de una central térmica,

que dispone de un tubo (3) alineado verticalmente, que presenta una envoltura y una zona de distribución (10) situada en la envoltura, caracterizado por elementos del catalizador (2) dispuestos por encima de la zona de distribución (10) y en la zona de la envoltura del tubo, para la transformación de gases contenidos en el agua, en donde se conduce el agua a desgasificar a través del tubo (3) a la zona de distribución (10) y forma en la salida de la zona de distribución una pantalla de pulverización de gotitas de agua, y en donde los elementos del catalizador (2) están colocados en el recorrido de los gases liberados en la pantalla de pulverización

Dispositivo para la pulverización de agua y la conversión catalítica de los gases contenidos en ella.

La invención se refiere a un dispositivo y un procedimiento para el desgasificado de agua en un depósito de agua de alimentación de una central térmica, según el concepto genérico de las Reivindicaciones 1 y 2. Un dispositivo semejante y un procedimiento correspondiente se conoce de GB 1258998.

Es sabido que las centrales térmicas tienen un circuito de vapor de agua (circuito térmico), en el cual se encuentra entre otros un depósito de agua de alimentación. El depósito de agua de alimentación sirve para el almacenamiento y acondicionamiento del agua circulante en el circuito térmico. En el acondicionamiento es importante sobre todo el desgasificado del agua.

En todas las centrales térmicas es indispensable un desgasificado del agua de alimentación lo más completo posible, para un funcionamiento efectivo y seguro y para la consecución de un rendimiento lo más alto posible de la instalación. Como gases a eliminar hay que nombrar sobre todo los gases que no son condensables a las temperaturas que imperan en el depósito de agua de alimentación, como por ejemplo oxígeno o dióxido de carbono. Además se producen, especialmente en una central nuclear del tipo de reactor de agua en ebullición, debido a la radiación radioactiva que incide sobre el agua de alimentación que circula a través del depósito de presión del reactor, hidrógeno y oxígeno en estado gaseoso, que también se denomina gas de fotólisis.

Debido a las propiedades oxidantes del oxígeno, se produce corrosión en todos los componentes del circuito térmico y por lo tanto daños, que reducen drásticamente la vida útil de los componentes. Por otra parte, el hidrógeno gaseoso producido por la fotólisis, supone un enorme riesgo en la seguridad, debido a que es por si mismo altamente inflamable y forma, especialmente con el oxígeno gaseoso, que también está presente, una mezcla altamente explosiva, el denominado gas detonante. Para poder no obstante asegurar un funcionamiento seguro del reactor de agua en ebullición, es preciso eliminar el gas producido por la fotólisis de la forma lo más completa posible del agua de alimentación.

Se plantea una posibilidad para la eliminación de hidrógeno y oxígeno del agua, contenido en un circuito primario de una central nuclear, con la transformación de los dos gases mediante superficies catalíticamente activas, de acuerdo con la solicitud de patente pública DE 3614267 A1.

En un procedimiento diferente, el denominado desgasificado por pulverización, el agua que contiene los gases se pulveriza en gotas de finísimas, por encima del agua de alimentación contenido en el depósito de agua de alimentación, y se pone en contacto con vapor de agua caliente, el llamado vapor de extracción. Debido al intercambio de calor del vapor de extracción con el agua pulverizada más fría, se libera el gas que contiene y es eliminado del circuito térmico mediante un dispositivo de extracción adecuado. Para la pulverización del agua en el depósito de agua de alimentación, se puede utilizar por ejemplo la conocida válvula distribuidora de líquidos de la DE10001297 A1, tensada por un muelle.

Por otra parte, la extracción de los gases liberados mediante el procedimiento de desgasificado por pulverización está relacionada con algunos problemas fundamentales. Pues se ha demostrado en la práctica, que la pantalla de pulverización que se forma por la pulverización del agua forma una envolvente relativamente densa, que perjudica considerablemente en el proceso productivo la extracción de gases a través del dispositivo de extracción situado en el depósito de agua de alimentación. Una extracción insuficiente de los gases de la radiólisis conduce sin embargo a los inconvenientes descritos al principio y a riesgos en el funcionamiento del circuito térmico.

Así mismo se dificulta enormemente la dispersión uniforme del agua que hay que desgasificar mediante el dispositivo de pulverización y la dispersión uniforme del vapor de extracción en el depósito de agua de alimentación, debido a la extracción incompleta de los gases de la radiólisis. Por eso no se puede conseguir el rendimiento óptimo del desgasificado por pulverización y finalmente del circuito térmico entero.

La invención tiene por lo tanto el cometido de mostrar un dispositivo del tipo mencionado al principio, mediante el cual se eliminan los gases liberados del agua en el desgasificado por pulverización, de la forma más sencilla, eficiente y completa posible, y se logra un alto rendimiento del circuito térmico.

Este problema se resuelve para el dispositivo del desgasificado de agua en un depósito de agua de alimentación de una central térmica de acuerdo con la reivindicación 1 y a través del procedimiento según la reivindicación 2.

A continuación se entenderá como catalizador todo cuerpo que sirva para transformar los gases contenidos en el agua, a través de una reacción química, especialmente aquellos que no se pueden condensar a las temperaturas que imperan generalmente en el circuito. Para ello los gases deberán ser trasladados a ser posible en agua o en un compuesto fácilmente soluble en agua. Debido a que el catalizador y los gases a eliminar se encuentran en diferentes fases, se trata en la transformación de una catálisis heterogénea.

El gas contenido en el agua de alimentación se elimina favorablemente, de forma especialmente sencilla, por transformación, mediante el dispositivo de pulverización conforme a la invención. Al eliminar los gases del circuito térmico, se amplía claramente la vida útil de los componentes dispuestos en él, porque ya no es posible que se produzca una corrosión, por ejemplo debida al gas de oxígeno. De esta manera aumenta también el plazo de tiempo entre los trabajos de mantenimiento para el circuito de vapor de agua, lo que supone ventajas en lo que se refiere a los costes. Con la eliminación completa de los gases corrosivos, aumenta así mismo la seguridad en el funcionamiento de la central térmica.

Además se puede mejorar con la invención la eliminación de gases considerablemente, frente a la técnica conocida con dispositivo separado para la pulverización del agua y la extracción de los gases liberados, respectivamente. Esto último se debe a que el gas liberado del agua pulverizado es transformado mediante el catalizador cerca de su lugar de formación, sin tener que recorrer un mayor trayecto hasta el dispositivo de extracción, como en los dispositivos de dos piezas mencionados. Al mejorar la eliminación de los gases, en comparación con el estado actual de la técnica, se reducen pérdidas de potencia en el circuito térmico, y aumenta así en definitiva el rendimiento de la central.

A este respecto hay que mencionar como ventaja adicional los menores costes, en comparación con los del estado actual de la técnica, debido a que para la eliminación de los gases de acuerdo con la invención se necesita solamente un dispositivo, mientras que la técnica conocida prevé por separado un dispositivo para pulverización del agua y para extracción de los gases, respectivamente.

De forma favorable es posible, mediante la invención, una distribución uniforme del agua a desgasificar y del vapor de extracción en el depósito de agua de alimentación, lo que conduce a una mejora del rendimiento del desgasificado por pulverización y por consiguiente del circuito térmico. El dispositivo conforme a la invención puede operar así mismo sin el peligro de una sobrecarga, por lo que este necesita ser reparado con menor frecuencia que dispositivos de pulverización habituales. Se reducen así los tiempos de parada de la central, simultáneas al mantenimiento, y se ahorran costes.

Finalmente hay que mencionar como ventaja, que también se pueden adaptar dispositivos de pulverización existentes con un gasto relativamente reducido mediante un catalizador. De esta manera se pueden obtener con bajo coste las ventajas de la invención también para las instalaciones ya existentes.

En una primera forma de ejecución preferida está previsto, que el catalizador esté conformado para transformar los gases hidrógeno y oxígeno en agua. Tal configuración del catalizador es especialmente de gran ventaja, cuando el agua de alimentación circula en una central nuclear del tipo de reactor de agua en ebullición. La mezcla de los gases de hidrógeno y oxígeno, que se forma debido a la radiación radioactiva que incide sobre el agua, es transformada entonces sin...

1. Dispositivo para el desgasificado de agua en un depósito de agua de alimentación de una central térmica, que dispone de un tubo (3) alineado verticalmente, que presenta una envoltura y una zona de distribución (10) situada en la envoltura, caracterizado por elementos del catalizador (2) dispuestos por encima de la zona de distribución (10) y en la zona de la envoltura del tubo, para la transformación de gases contenidos en el agua, en donde se conduce el agua a desgasificar a través del tubo (3) a la zona de distribución (10) y forma en la salida de la zona de distribución una pantalla de pulverización de gotitas de agua, y en donde los elementos del catalizador (2) están colocados en el recorrido de los gases liberados en la pantalla de pulverización.

2. Dispositivo según reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador está configurado para transformar los gases de hidrógeno y oxígeno en agua.

3. Dispositivo según reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el catalizador incluye al menos un metal noble.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el catalizador está conformado como material macizo.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el catalizador está conformado como material de soporte con recubrimiento catalíticamente activo.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el catalizador presenta una estructura de chapa.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el catalizador está conformado como metal desplegado.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el catalizador está conformado como malla metálica.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el catalizador está conformado como por lo menos un elemento modular (2).

10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la zona de distribución (10) incluye aperturas de pulverización y el catalizador está dispuesto directamente junto a la zona de distribución (10).

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque el catalizador está dispuesto en una dirección longitudinal del dispositivo de pulverización (1) por encima de la zona de distribución (10).

12. Dispositivo según reivindicación 10 o 11, caracterizado porque el catalizador está dispuesto en una cara del dispositivo de pulverización (1) orientada hacia afuera.

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque el catalizador está dispuesto en un dispositivo de pulverización (1) con al menos dos zonas de distribución en vez de una zona de distribución.

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque posee una simetría cilíndrica.

15. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque el catalizador está dispuesto en la zona de la envoltura del cilindro.

16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque en dirección radial entre un eje de cilindro (4) y el catalizador está dispuesto un tubo (3), que se extiende en la dirección del eje y que está configurado para suministrar agua a la zona de distribución (10).

17. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque el catalizador está dispuesto directamente debajo de una pared superior del depósito de agua de alimentación en el depósito de agua de alimentación.

18. Procedimiento para el desgasificado de agua en un depósito de agua de alimentación de una central térmica mediante un dispositivo que dispone de un tubo (3) alineado verticalmente, que presenta una envoltura y una zona de distribución (10) situada en la envoltura, caracterizado por elementos del catalizador (2) dispuestos por encima de la zona de distribución (10) y en la zona de la envoltura del tubo, para la transformación de gases contenidos en el agua, en donde se conduce el agua a desgasificar a través del tubo (3) a la zona de distribución (10) y forma en la salida de la zona de distribución una pantalla de pulverización de gotitas de agua, en donde se conduce vapor de agua caliente a la pantalla de pulverización, la envoltura del tubo forma debido a la temperatura del agua una zona de sobreenfriamiento, de manera que se concentran los gases liberados en la pantalla de pulverización, y en donde los elementos del catalizador (2) están dispuestos en la zona de sobreenfriamiento.