Aparato y proceso para generación de energía por ciclo orgánico de Rankine.

Un aparato ORC para generación de energía eléctrica por ciclo orgánico de Rankine,

que comprende:

- al menos un intercambiador de calor (3) para intercambiar el calor entre una fuente de alta temperatura y un fluido de trabajo orgánico, para calentar y evaporar dicho fluido de trabajo;

- al menos una turbina de expansión (4) alimentada con el fluido de trabajo vaporizado que sale del intercambiador de calor (3), para realizar una conversión de la energía térmica presente en el fluido de trabajo en energía mecánica de acuerdo con un ciclo de Rankine;

- un generador eléctrico (5), estando conectada la turbina de expansión (4) al generador eléctrico (5);

- al menos un condensador (6) donde el fluido de trabajo que sale de dicha al menos una turbina (4) se condensa y se envía al menos a una bomba (2); el fluido es alimentado entonces a dicho al menos un intercambiador de calor (3);

caracterizado por que la turbina de expansión (4) es del tipo de salida radial en el que, de una manera entre una entrada (15) y una salida (16) de la turbina de expansión (4), el flujo de fluido de trabajo se aleja, mientras que se expande, desde un eje de rotación (X-X) de dicha turbina de expansión (4); en donde la turbina de expansión (4) comprende una caja fija (7) que tiene una entrada axial (15) y una salida radialmente periférica (16), solo un disco de rotor (17), montado en la caja fija (7) y que rota alrededor de un eje de rotación (X-X), al menos una primera serie de palas de rotor (22a) montadas en una cara delantera (18) del disco de rotor (17) y dispuestas alrededor del eje de rotación (X-X) y al menos una primera serie de palas de estátor (24a) montadas en la caja fija (7), enfrente del disco de rotor (17) y dispuestas alrededor del eje de rotación (X-X); en donde la turbina de expansión (4) comprende un tabique deflector (25) montado de manera fija sobre la caja fija (7) en la entrada axial (15) y adaptado para desviar radialmente el flujo axial hacia la primera serie de palas de estátor (24a); en donde la turbina de expansión (4) es una turbina de múltiples fases; en donde la turbina de expansión (4) comprende al menos una segunda serie de palas de rotor (22b, 22c) dispuestas en una posición radialmente externa a la primera serie de palas de rotor (22a) y al menos una segunda serie de palas de estátor (24b, 24c) dispuestas en una posición radialmente externa a la primera serie de palas de estátor (24a); en donde el tabique deflector (25) tiene una superficie convexa (25a) enfrente de la entrada axial (15); en donde el tabique deflector (25) soporta la primera serie de palas de estátor (24a) en una porción radialmente periférica del mismo; en donde la cara delantera (18) del disco de rotor (17) y la cara (23) de la caja fija (7) que soporta las palas de estátor (24a, 24b, 24c) divergen entre sí alejándose del eje de rotación (X-X) y las palas radialmente más externas tienen una altura de pala mayor que la de las palas radialmente más internas; en donde la caja fija (7) está formada con una media caja delantera (8) de forma circular y una media caja trasera (9) unidas entre sí por pernos (10); en donde un manguito (11) emerge en modo de voladizo desde la media caja trasera (9); en donde en un volumen interior delimitado por las medias cajas delantera (8) y trasera (9), se aloja el disco de rotor (17) que está limitado físicamente a un árbol (13) a su vez soportado de manera rotativa en el manguito (11) mediante cojinetes (14) por lo que es libre de rotar alrededor del eje de rotación (X-X).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2012/050629.

Solicitante: Exergy S.p.A.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: Via Degli Agresti, 6 40123 Bologna ITALIA.

Inventor/es: SPADACINI,CLAUDIO, RIZZI,DARIO, BARBATO,ALESSANDRO, CENTEMERI,LORENZO.

Fecha de Publicación: 18 de Octubre de 2017.

Clasificación Internacional de Patentes:

F01D1/06 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR. › F01D MAQUINAS O MOTORES DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO, p. ej., TURBINAS DE VAPOR (motores de combustión F02; máquinas o motores de líquidos F03, F04; bombas de desplazamiento no positivo F04D). › F01D 1/00 Máquinas o motores con desplazamiento no positivo, p. ej. turbinas de vapor (con flujos del fluido de trabajo en direcciones axialmente opuestas para compensar el empuje axial F01D 3/02; teniendo un movimiento diferente de simple rotación F01D 23/00; turbinas caracterizadas por su empleo en sistemas especiales de vapor, ciclos o procesos, dispositivos para su regulación F01K). › atravesados por el fluido de trabajo principalmente en sentido radial.
F01K25/08 F01 […] › 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 25/00 Plantas motrices o motores caracterizados por el empleo de fluidos de trabajo no previstos en otra parte; Plantas que funcionan según un ciclo cerrado no previstas en otro lugar. › utilizando vapores especiales.
F01K25/10 F01K 25/00 […] › siendo estos vapores fríos, p. ej. amoniaco, gas carbónico, éter.
F01K7/02 F01K […] › F01K 7/00 Plantas motrices a vapor caracterizadas por el empleo de tipos particulares de motores (F01K 3/02 tiene prioridad ); Plantas motrices o motores caracterizados por el uso de sistemas de vapor, ciclos o procesos especiales (motores con pistón alternativo que utilizan el principio del flujo en sentido único F01B 17/04 ); Dispositivos de control especialmente adaptados a estos sistemas, ciclos o procesos; Utilización del vapor extraído o del vapor de escape para el precalentamiento del agua de alimentación. › siendo los motores del tipo de expansión múltiple (siendo los motores del tipo turbina únicamente F01K 7/16; utilizando los motores vapor a la presión crítica o supercrítica F01K 7/32; siendo los motores del tipo de extracción o sin condensación F01K 7/34).
F01K7/16 F01K 7/00 […] › siendo los motores del tipo turbina únicamente (utilizando los motores vapor a la presión crítica o supercrítica F01K 7/32; siendo los motores del tipo de extracción o sin condensación F01K 7/34).

PDF original: ES-2655441_T3.pdf

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