Recubrimiento para conducciones de fluido transmisor de calor.

Recubrimiento para conducciones de fluido transmisor de calor,

el recubrimiento comprendiendo

a) una capa externa (1) de chapa metálica;

b) una capa intermedia (2)

b1) por debajo de la capa externa (1)

b2) de material aislante que tiene un espesor máximo de 35mm;

caracterizado porque las conducciones de fluido transmisor de calor son móviles, comprendiendo el recubrimiento una caja para albergar una rótula entre dichas conducciones, y

una pluralidad de tramos de recubrimiento,

porque la caja tiene una cavidad interior cilíndrica, que tiene

- un diámetro de caja (D), correspondiente con el diámetro externo de la cavidad interior cilíndrica, mayor que un diámetro de acople (d);

- una longitud (L);

estando configurados el diámetro de caja (D) y la longitud (L) para permitir una holgura entre la caja y tramos de recubrimiento adyacentes, un extremo de cada uno de dichos tramos de recubrimiento adyacentes teniendo:

a) una pestaña soporte (4):

a1) teniendo una altura comprendida entre 10 y 15 mm;

a2) configurada para definir una pestaña teniendo un diámetro de acople (d) para permitir acoplamiento entre los dos tramos consecutivos del recubrimiento por medio de la caja,

quedándose la caja "flotando" o "girando" porque las tapas laterales de la caja están hechas con la medida exacta para que no puedan pasar las pestañas soporte (4).

Recubrimiento para conducciones de fluido transmisor de calor Campo de la invención

La invención se refiere a un sistema de aislamiento y recubrimiento para conducciones móviles de fluido transmisor de calor.

Antecedentes de la invención

Son conocidos aislamientos a base de colchonetas desmontables, compuestas por los siguiente materiales:

1. Como recubrimiento de la cara interior, una tela tela de fibra vidrio con un foil o lámina de acero inoxidable, en su cara exterior.

2. Como aislamiento interno, una capa de aislamiento de 25mm de espesor de fibra cerámica de 128kg/m3 de densidad.

3. Como recubrimiento de la cara exterior, una tela de fibra de vidrio revestida con silicona o teflón (en función de la

ingeniería).

4. Estas colchonetas estaban cosidas en todos sus extremos por un hilo de fibra de vidrio resistente a altas

temperaturas.

Teóricamente estas colchonetas especificadas cumplían algunos de los requisitos que se especificaban, y otros no los cumplían pero se consideraba la única solución. Estos requisitos eran los siguientes:

A. Que en caso de fuga de aceite térmico en las uniones entre tramos de tubería en los brazos giratorios, que ya se preveían, el aceite no impregnara el aislamiento con lo que la cara exterior, del recubrimiento de la cara interna de la colchoneta, no podría dejar pasar el aceite en las colchonetas que recubren las tres juntas (ball joints) de cada brazo. Esto se conseguía con la tela de fibra de vidrio con el foil de inoxidable ya que el inoxidable hacía de barrera para el aceite.

B. Que el aislamiento en las juntas giratorias fuera fácilmente desmontable para un mantenimiento frecuente que tienen que hacer, de grafitado, a las juntas. Esto lo conseguían haciendo colchonetas independientes para las juntas (ball joints.

C. Que el recubrimiento exterior de la colchoneta fuera impermeable para evitar que el aislamiento se mojara, ya que esto anularía el efecto aislante y a demás lo ¡ría deteriorando. Esto se conseguía con la tela siliconada o teflonada.

D. Que el brazo estuviera perfectamente aislado y, al igual que el resto de tuberías, tuviera unas mínimas pérdidas térmicas. Esto no se conseguía ya que la capa de 25mm de fibra cerámica consigue solo un 23-29% de poder de aislamiento que la manta de 1kg/m3 en 1mm de espesor, que es el material y espesor con el que se aíslan las tuberías hasta 3" de diámetro que conducen fluido transmisor de calor en el campo solar puesto que sus valores lambda, a 4°C, es muy parecido. No se podía instalar mayores espesores de fibra cerámica debido a que la tubería de los brazos es de 2" ó 2,5" de diámetro y se hace imposible fabricar colchonetas para los codos y para las ball joints de forma que cierren correctamente y absorban, sin dejar juntas, los movimientos del brazo. Se consideró que no había una solución mejor y se instalaron las colchonetas.

E. Que sistema de aislamiento-recubrimiento instalado absorbiera los movimientos del brazo giratorio, en todas sus direcciones, sin que se produjera corrimiento del aislamiento, deterioro del recubrimiento y que por consiguiente no se produjeran juntas por las cuales se produzcan pérdidas térmicas y entrada de Agua. Las colchonetas, al instalarlas nuevas cumplen con este requerimiento, pero la experiencia en varias plantas ha demostrado que al ser colchonetas que van atadas con alambre o con cintas de tela de fibra de vidrio, con el movimiento de los brazos continuos y la acción de los agentes atmosféricos se producen corrimientos y juntas que deterioran totalmente la calidad del aislamiento.

Pasados unos 7-12 meses de instaladas las colchonetas en las plantas españolas, se detectaron varios problemas y, en comunicación con las plantas americanas, se corroboró que habían surgido nuevos problemas, no previstos en fase de diseño, y que las colchonetas no cumplían además con estos requisitos. Estos problemas fueron los siguientes:

F. El rayo de sol que reflejan los espejos sobre la tubería no solo reflejan de forma frontal hacia la tubería que conduce el fluido transmisor de calor sino que también se producen reflejos laterales y , en función del momento del día y de la época del año, producen distintas concentraciones de radiación solar sobre las colchonetas de hasta 8kW/nrr. Esto conlleva que la silicona o el teflón esté soportado a unas altísimas temperaturas, las Ingenierías estiman que entre 35° y 45°, y estos materiales a partir de 14-18°, el que más, se desintegran produciendo que la fibra de vidrio, que permite la entrada de agua, se vaya poco a poco acartonando y las colchonetas se abran y acaben por romperse y caerse.

G. En dos de las plantas españolas, se produjeron fugas de fluido transmisor de calor en juntas (balls jolnts) desenlazando una ignición y provocando importantes incendios en el área de la junta (ball joint). Tras investigar los motivos de esta ignición, cuando los materiales aislantes y el foil de inoxidables son ignífugos, se concluyó que se debía a que el aceite térmico a 4° a la presión que se conduce el fluido y en contacto con el oxígeno puede producir una ignición si esa presión se contiene dentro de la colchoneta y no encuentra vía de escape. Con las colchonetas esta presión no tiene vía de escape con lo que es altamente probable el riesgo de ignición del fluido transmisor de calor. Los incendios producidos en las plantas de España, en las juntas (ball joint), ha sido uno de los mayores problemas de las ingenierías ya que la alarma medioambiental, en caso de que el incendio se propague, es muy importante.

H. Los brazos giratorios van soportados, en la mayoría de los diseños de las ingenierías, por marcos con tubos giratorios que hacen de rodamientos para que los brazos se desplacen a través de esos rodamientos. Las colchonetas aisladas con fibra cerámica, al no tener rigidez, van aplastando el material de aislamiento, rompiéndolo y desplazándolo a los lados con lo que finalmente las colchonetas, en la zona que se desplaza a través de los soportes, acaba prácticamente sin aislamiento con las consiguientes pérdidas.

Las colchonetas se han ¡do deteriorando poco a poco en todas las instalaciones realizadas y en la mayoría se ha hecho un parche, que consiste en unos collares deflectores colocados por encima de la colchonetas y que evita que la concentración solar sobres estas se produzca. Esta solución tiene dos inconvenientes; el primero es que encarece la solución considerablemente y el segundo que estos deflectores hacen efecto vela y distorsionan el calculado movimiento de los espejos con lo que pueden revertir en averías en los mecanismos de giro.

El documento US6148867A muestra conductos hechos de paneles de aislamiento que forman una pluralidad de cortes en una primera superficie mayor de cada panel de aislamiento, el cual se adapta a la superficie interior del conducto. La flexibilidad de los paneles de aislamiento, en la dirección de la anchura de los paneles de aislamiento es contralada aumentando/disminuyendo la profundidad y/o anchura de los cortes, y/o disminuyendo/aumentando el espacio entre los cortes, para hacer el panel de aislamiento más/menos flexible.

El documento GB2255818A presenta un sistema de inspección para componentes aislados, que incluye retirar un volumen del material de encapsulamiento que rodea a la región la cual se va a acceder, y proporcionar una sustitución selectiva del elemento de cubierta liberable mediante cerradura, para sellar el hueco formado por el volumen retirado. El elemento de cubierta tiene una capa interior de material aislante y una tapa de revestimiento metálico que tiene medios de sellado y medios de cierre, para que el elemento de cubierta se asegure al componente con los medios de sellado comprimidos entre el revestimiento del elemento de cubierta y el revestimiento del componente para sellar el hueco.

El documento GB1477262A se refiere a un compensador de conexiones entre conductos refractarios para conducir líquidos calientes, donde una junta de expansión entre los extremos opuestos de un par de conductos es conducido mediante fuelles de expansión.

El documento W28/17147A1 muestra una tubería térmicamente aislada para usar a muy altas temperaturas mediante un sistema de aislamiento compuesto, que tiene una primera capa aislante, y al menos una capa aislante adicional. El sistema de aislamiento compuesto está unido a una superficie exterior de la tubería con la primera capa de aislamiento frente a la cara exterior de la tubería. El presente aislamiento proporciona una tubería aislada para usar en conducciones bajo el mar y una tubería aislada para uso en conducciones subterráneas.

El documento US24/231743AS1 muestra un... [Seguir leyendo]

1. Recubrimiento para conducciones de fluido transmisor de calor, el recubrimiento comprendiendo

a) una capa externa (1) de chapa metálica;

b) una capa intermedia (2)

b1) por debajo de la capa externa (1)

b2) de material aislante que tiene un espesor máximo de 35mm;

caracterizado porque las conducciones de fluido transmisor de calor son móviles, comprendiendo el recubrimiento una caja para albergar una rótula entre dichas conducciones, y una pluralidad de tramos de recubrimiento, porque la caja tiene una cavidad interior cilindrica, que tiene

- un diámetro de caja (D), correspondiente con el diámetro externo de la cavidad interior cilindrica, mayor que un diámetro de acople (d);

- una longitud (L);

estando configurados el diámetro de caja (D) y la longitud (L) para permitir una holgura entre la caja y tramos de recubrimiento adyacentes, un extremo de cada uno de dichos tramos de recubrimiento adyacentes teniendo:

a) una pestaña soporte (4):

a1) teniendo una altura comprendida entre 1 y 15 mm;

a2) configurada para definir una pestaña teniendo un diámetro de acople (d) para permitir acoplamiento entre los dos tramos consecutivos del recubrimiento por medio de la caja,

quedándose la caja "flotando" o "girando" porque las tapas laterales de la caja están hechas con la medida exacta para que no puedan pasar las pestañas soporte (4).

2. El recubrimiento según la reivindicación 1, que comprende una pestaña de ensamblaje (1) en un extremo frontal de algunos tramos de recubrimiento, configurada para ensamblar axialmente un primer tramo de recubrimiento (11) con un segundo tramo de recubrimiento consecutivo (12).

3. El recubrimiento según la reivindicación 2, que comprende medios de fijación que comprenden: una brida metálica (7) circular configurada para cerrar y sellar las pestañas de ensamblaje (1).

4. El recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que comprende dos mitades (11A, 11B) configuradas para envolver una conducción y para encajar entre sí.

5. El recubrimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque las dos mitades están configuradas para contactar en dos generatrices diametralmente opuestas.

6. El recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 4-5, que comprende medios de fijación y sellado de las dos mitades, que comprenden: una junta (11C) configurada para sellar una unión entre las dos mitades (11A, 11B).

7. El recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 4-6, que comprende medios de cierre de las dos mitades, que comprenden: una pestaña metálica longitudinal (11D) configurada para cerrarlas dos mitades (11A, 11B).

8. El recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 4-7, que comprende medios de fijación y sellado de las dos mitades, que comprende:

medios de cierre perimetral configurados para permitir el montaje/desmontaje del recubrimiento seleccionados entre: una pluralidad de bridas que se cierran por medio de tornillos; y

una pluralidad de cierres rápidos (6) tipo cangrejo configurados para permitir apertura/cierre sin herramientas adicionales.

9. El recubrimiento según la reivindicación 8 que comprende:

una tapa (51, 531, 532) configurada para cerrar una cara frontal de los extremos del tramo de recubrimiento que tienen la pestaña de soporte (4);

una arandela (6) de fibra cerámica entre la tapa (51, 531, 532) y la pestaña de soporte (4).

1. El recubrimiento según la reivindicación 9 caracterizado porque la tapa (51, 531, 532) comprende chapa de aluminio (51) de ,4-1 mm de espesor.

11. El recubrimiento según la reivindicación 9 caracterizado porque la tapa (51, 531, 532) comprende: una tela (531) de fibra de vidrio que tiene un espesor comprendido entre ,1 y 1,5 mm;

una lámina (532) de material resistente a la corrosión que tiene un espesor comprendido entre ,1 y 1,5mm.

12. El recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-11 caracterizado porque el metal es aluminio.

13. El recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-12 caracterizado porque la chapa metálica tiene un espesor comprendido entre ,5 y 1,5mm.

14. El recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-13 caracterizado porque el material aislante es microporoso.

15. El recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-14 caracterizado porque el material aislante configurado para aislar térmicamente tiene un coeficiente de transmisión térmica comprendido entre ,16 y ,48W/mK a 4°C de temperatura de fluido transmisor de calor.

16. El recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-15 caracterizado porque el material aislante es coquilla MPS.

17. El recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-16 que comprende: una capa interna (3) que comprende:

una tela (31) de fibra de vidrio que tiene un espesor comprendido entre ,1 mm y 1,5 mm;

una lámina (32) de material resistente a la corrosión que tiene un espesor comprendido entre ,1 mm y 1,5 mm.

18. El recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2-16 caracterizado porque tiene tramos de recubrimiento que tienen una forma seleccionada entre tramo recto, codo, en Z, determinada por una directriz del tramo del tubo del fluido transmisor de calor.

19. El recubrimiento según la reivindicación 1, para un brazo giratorio simple el recubrimiento comprendiéndoles dichas cajas

-una primera caja de entrada para alojar una primera rótula (11);

-una segunda caja de salida para alojar una segunda rótula (12);

-una tercera caja intermedia para alojar una tercera rótula (13);

la pluralidad de segmentos de recubrimiento incluyendo los siguientes tramos de recubrimiento que tienen una forma determinada por una directriz de un tramo del conducto de fluido transmisor de calor:

-un primer tramo de recubrimiento con forma de codo para alojar un tramo de conducto (21) de salida de la caja de entrada;

-un segundo tramo de recubrimiento con forma de codo para alojar un tramo de conducto (22) de entrada a la caja intermedia;

-un tercer tramo de recubrimiento con forma de codo para alojar un tramo de conducto (23) de salida de la caja intermedia;

-un cuarto tramo de recubrimiento con forma de codo para alojar un tramo de conducto (24) de entrada a la caja de salida;

-un quinto tramo de recubrimiento con forma de codo para alojar un tramo de conducto (25) de salida de la caja de salida;

-un primer tramo de entrada de recubrimiento recto para alojar un tramo de conducto (31) entre la caja de entrada y la caja intermedia;

-un segundo tramo de salida de recubrimiento recto para alojar un tramo de conducto (32) entre la caja intermedia y la caja de salida.

2. El recubrimiento según la reivindicación 1 para un brazo giratorio compuesto, el recubrimiento comprendiendo: tres dichas cajas:

-una primera caja de entrada para alojar una primera rótula (11);

-una segunda caja de salida para alojar una segunda rótula (12);

-una tercera caja intermedia para alojar una tercera rótula (13);

la pluralidad de segmentos de recubrimiento incluyendo los siguientes tramos de recubrimiento que tienen una forma determinada por una directriz de un tramo del conducto de fluido transmisor de calor:

-un primer tramo de recubrimiento con forma de codo para alojar un tramo de conducto (21A) de entrada a la caja de entrada;

-un segundo tramo de recubrimiento con forma de codo para alojar un tramo de conducto (22) de entrada a la caja intermedia;

-un tercer tramo de recubrimiento con forma de codo para alojar un tramo de conducto (23) de salida de la caja intermedia;

-un cuarto tramo de recubrimiento con forma de codo para alojar un tramo de conducto (24A) de salida de la caja de salida;

-un primer tramo de recubrimiento con forma de z de entrada para el alojamiento de un tramo de conducto (31) entre la caja de entrada y la caja intermedia;

-un segundo tramo de recubrimiento con forma de z de salida para el alojamiento de un tramo de conducto (32) entre la caja intermedia y la caja de salida.