METODO PARA INCREMENTAR LA POTENCIA ELECTRICA NETA DE CENTRALES TERMOSOLARES.

Método para incrementar la potencia eléctrica neta de centrales termosolares.

La presente invención permite incrementar la potencia eléctrica neta suministrada a la red por las centrales termosolares, al disminuir el consumo eléctrico de los servicios auxiliares, de forma que se accionan las bombas principales de servicios auxiliares con turbinas de vapor (turbobombas) directamente utilizando energía térmica producida en la central. Por un lado se aprovecha la energía térmica directamente para alimentar los servicios auxiliares en los días que la radiación solar es mayor que la radiación de diseño ya que el generador y la turbina no pueden sobrepasar su potencia asignada y se debe reducir la producción térmica, ante la imposibilidad de transformar dicha energía en energía eléctrica. Por otra parte el rendimiento del accionamiento de las bombas de servicios auxiliares es mejor al utilizar vapor para accionar las bombas a través de una turbina de vapor (turbobombas) en lugar de accionarlas con motores eléctricos (motobombas)

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200901000.

Solicitante: UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID
UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS DE MADRID
.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: MADRID.

Inventor/es: RODRIGUEZ ARRIBAS,JAIME, PLATERO GAONA,CARLOS ANTONIO, BLAZQUEZ GARCIA,FRANCISCO, FRIAS MARIN,PABLO, REDONDO CUEVAS,MARTA, BARRIGUETE DIEZ,MARIA ISABEL.

Fecha de Solicitud: 16 de Abril de 2009.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 21 de Diciembre de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F01K13/00C
  • F01K17/04 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR.F01K PLANTAS MOTRICES A VAPOR; ACUMULADORES DE VAPOR; PLANTAS MOTRICES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; MOTORES QUE UTILIZAN CICLOS O FLUIDOS DE TRABAJO ESPECIALES (plantas de turbinas de gas o de propulsión a reacción F02; producción de vapor F22; plantas de energía nuclear, disposición de motores en ellas G21D). › F01K 17/00 Utilización del vapor o de los condensados provenientes, bien de la extracción, bien del escape de las plantas de vapor (para el precalentamiento de agua de alimentación F01K 7/34; retorno de los condensados a la caldera F22D). › con finalidades diferentes de la calefacción (F01K 17/06 tiene prioridad).
  • F03G6/00 F […] › F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR.F03G MOTORES DE RESORTES, DE PESOS, DE INERCIA O ANALOGOS; DISPOSITIVOS O MECANISMOS QUE PRODUCEN UNA POTENCIA MECANICA, NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR O QUE UTILIZAN UNA FUENTE DE ENERGIA NO PREVISTA EN OTRO LUGAR (disposiciones relativas a la alimentación de energía obtenida a partir de fuerzas de la naturaleza en los vehículos B60K 16/00; propulsión eléctrica de los vehículos por fuente de energía obtenida a partir de fuerzas de la naturaleza B60L 8/00). › Dispositivos productores de potencia mecánica a partir de energía solar (hornos solares F24).

Clasificación PCT:

  • F01K13/00 F01K […] › Disposición general o método general de funcionamiento de las instalaciones completas de plantas motrices a vapor.
  • F01K17/04 F01K 17/00 […] › con finalidades diferentes de la calefacción (F01K 17/06 tiene prioridad).
  • F03G6/00 F03G […] › Dispositivos productores de potencia mecánica a partir de energía solar (hornos solares F24).
METODO PARA INCREMENTAR LA POTENCIA ELECTRICA NETA DE CENTRALES TERMOSOLARES.

Fragmento de la descripción:

Método para incrementar la potencia eléctrica neta de centrales termosolares.

Campo de la invención

La presente invención es de aplicación para centrales termosolares basadas en captación de energía a través de un fluido térmico y posterior generación de vapor, para generar energía eléctrica a través de una turbina de vapor y un generador eléctrico.

Antecedentes de la invención

Las centrales termosolares están diseñadas para unas condiciones de radiación solar determinada, por lo que en el caso de condiciones de mayor radiación el sistema no puede aprovechar toda la energía térmica solar disponible. Este tipo de centrales tienen por tanto algún sistema de regulación para dejar fuera de servicio parte de los captadores en este caso de alta radiación. Por otro lado ni la turbina de vapor ni el generador eléctrico podrían evacuar más potencia que su potencia asignada a la red eléctrica.

Adicionalmente estas centrales se caracterizan por tener un consumo elevado de energía para bombear el fluido térmico y el agua de alimentación al generador de vapor. En las centrales actuales todas las bombas son accionadas a través de motores eléctricos, algunos de ellos con variadores de velocidad.

Descripción de la invención

Un aspecto de la invención se refiere a un método para incrementar la potencia eléctrica neta de centrales termosolares vertida en la red eléctrica que comprenden una pluralidad de bombas de servicios auxiliares. Las bombas de servicios auxiliares son accionadas mediante turbinas de vapor (turbobombas), utilizando para ello de forma más directa la energía térmica producida en la central, reduciendo el consumo eléctrico de servicios auxiliares y por tanto obteniendo una mayor energía eléctrica neta en la interconexión con la red eléctrica. Conforme a otras características de la invención:

Las bombas de fluido térmico son accionadas mediante turbinas de vapor.

Las bombas de alimentación de agua al generador de vapor son accionadas mediante turbinas de vapor.

Las bombas de alimentación de agua al generador de vapor y las bombas de fluido térmico son accionadas mediante turbinas de vapor.

Breve descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 muestra un esquema simplificado de una central termosolar con los accionamientos eléctricos de las bombas; se han considerado sólo las bombas de fluido térmico y de agua alimentación al generador de vapor, donde:

(1)Captadores solares (2) Quemador auxiliar de gas natural u otro combustible. (3) Generador de vapor. Cambiador de calor fluido térmico y vapor. (4) Bomba de fluido térmico. (5) Válvulas de regulación del fluido térmico. (6) Turbina de vapor principal (7) Generador eléctrico (8) Condensador. (9) Bomba de alimentación de agua al generador de vapor. (10) Transformador principal (11) Red eléctrica (12) Transformador de servicios auxiliares (13) Motores eléctricos (14) Variadores de velocidad para motores eléctricos.

La figura 2 muestra el esquema simplificado de la central termosolar de la figura 1, con los accionamientos de las bombas principales mediante turbinas de vapor, donde:

(1) Captadores solares (2) Quemador auxiliar de gas natural u otro combustible. (3) Generador de vapor. Cambiador de calor fluido térmico y vapor. (4) Bomba de fluido térmico. (5) Válvulas de regulación del fluido térmico. (6) Turbina de vapor principal (7) Generador eléctrico (8) Condensador. (9) Bomba de alimentación de agua al generador de vapor. (10) Transformador principal (11) Red eléctrica (12)Transformador de servicios auxiliares (15) Turbina de vapor para accionar la bomba de fluido térmico (16) Turbina de vapor para accionar la bomba de alimentación de agua al generador de vapor.

La figura 3 muestra el esquema simplificado de la central termosolar de la figura 1, con los accionamientos de las bombas de fluido térmico mediante turbinas de vapor, donde:

(1) Captadores solares (2) Quemador auxiliar de gas natural u otro combustible. (3) Generador de vapor. Cambiador de calor fluido térmico y vapor. (4) Bomba de fluido térmico. (5) Válvulas de regulación del fluido térmico. (6) Turbina de vapor principal (7) Generador eléctrico (8) Condensador. (9) Bomba de alimentación de agua al generador de vapor. (10) Transformador principal (11) Red eléctrica (12) Transformador de servicios auxiliares (13) Motores eléctricos (14) Variadores de velocidad para motores eléctricos. (15) Turbina de vapor para accionar la bomba de fluido térmico.

La figura 4 muestra el esquema simplificado de la central termosolar de la figura 1, con los accionamientos de las bombas principales mediante turbinas de vapor alimentadas con vapor de una extracción de la turbina principal, donde:

(1) Captadores solares (2) Quemador auxiliar de gas natural u otro combustible. (3) Generador de vapor. Cambiador de calor fluido térmico y vapor. (4) Bomba de fluido térmico. (5) Válvulas de regulación del fluido térmico. (6) Turbina de vapor principal (7) Generador...

 


Reivindicaciones:

1. Método para incrementar la potencia eléctrica neta de centrales termosolares que comprenden una pluralidad de bombas de servicios auxiliares (4, 9) caracterizado porque las bombas de servicios auxiliares (4, 9) son accionadas mediante turbinas de vapor (15, 16), utilizando para ello de forma más directa la energía térmica producida en la central.

2. Método para incrementar la potencia eléctrica neta de centrales termosolares, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las bombas de fluido térmico (4) son accionadas mediante turbinas de vapor (15).

3. Método para incrementar la potencia eléctrica neta de centrales termosolares, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las bombas de alimentación (9) de agua al generador de vapor son accionadas mediante turbinas de vapor (16).

4. Método para incrementar la potencia eléctrica neta de centrales termosolares, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las bombas de alimentación (9) de agua al generador de vapor y las bombas de fluido térmico (4) son accionadas mediante turbinas de vapor (16, 15).


 

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