RECUBRIMIENTO PARA CONDUCCIONES DE FLUIDO TRANSMISOR DE CALOR (HTF).

Recubrimiento para conducciones de fluido transmisor de calor (HTF) que tiene:

una capa externa (1) de chapa metálica y una capa intermedia (2) por debajo de la capa externa (1). La capa intermedia (2) es de material aislante que tiene un espesor máximo de 35 mm. Las conducciones de fluido transmisor de calor (HTF) son móviles.

Recubrimiento para conducciones de fluido transmisor de calor (HTF) .

Campo de la invención La invención se refiere a un sistema de aislamiento y recubrimiento para conducciones móviles de fluido transmisor de calor (HTF) .

Antecedentes de la invención Son conocidos aislamientos a base de colchonetas desmontables, compuestas por los siguientes 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 iría 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 2329% de poder de aislamiento que la manta de 100kg/m3 en 100mm de espesor, que es el material y

espesor con el que se aíslan las tuberías hasta 3” de diámetro que conducen HTF en el campo solar puesto que sus valores lambda, a 400ºC, 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 HTF 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 80kW/m2. Esto conlleva que la silicona o el teflón esté soportado a unas altísimas temperaturas, las ingenierías estiman que entre 350º y 450º, y estos materiales a partir de 140-180º, 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 HTF en juntas (balls joints) 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 400º 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 HTF. 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 ido 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.

Descripción de la invención La invención se refiere a un sistema que soluciona todos los problemas indicados anteriormente mediante las siguientes soluciones constructivas:

A. Necesidad de evitar el paso de aceite térmico al aislamiento, en caso de fuga en la junta (ball joint) . El aislamiento de la junta (ball joint) se realiza mediante un cajeado de chapa de aluminio en su cara exterior y caras laterales, que acoge en su interior el aislamiento térmico y la cara interior del aislamiento se recubre con una tela de fibra de vidrio con foil de acero inoxidable de 50μm que evita la impregnación del aislamiento en caso de fuga. Las uniones de la tela con la chapa van rematadas con un mastic resistente a 1.000ºC.

B. Necesidad de que el aislamiento de las juntas (ball joints) sea fácilmente desmontable. El aislamiento y recubrimiento, de las tres juntas (ball joints) de cada brazo, se realiza mediante un cajeado de aluminio realizado en dos mitades las cuales van encajadas entre si y cerradas con 4 cierres rápidos tipo cangrejo, con lo que cualquier operario no cualificado puede montar y desmontar la caja sin ningún problema, para las labores de mantenimiento.

C. Necesidad de que el recubrimiento exterior de la colchoneta fuera impermeable para evitar que el aislamiento se mojara. Con la solución de la presente invención todo el aislamiento del brazo giratorio lleva un recubrimiento de chapa de aluminio de 0, 5mm y 1, 5mm de espesor, y es impermeable al agua.

D. Necesidad de que las pérdidas térmicas que se producen en los Brazos Giratorios sean iguales o muy cercanas a las del resto de las tuberías. Todos los tramos rectos, codos y juntas giratorias están aisladas con segmentos preformados de material microporoso microtherm MPS de 25mm de espesor. El material microporoso de microtherm tiene un excelente valor lambda y consigue que las pérdidas por metro lineal de tubería de 2” (50, 8mm) sean prácticamente las mismas. Con este material se reduce en más de un 60% las pérdidas térmicas que se producen con las colchonetas aisladas con Fibra cerámica.

1. Recubrimiento para conducciones de fluido transmisor de calor (HTF) caracterizado por que: comprende una capa externa (1) de chapa metálica; comprende una capa intermedia (2) :

por debajo de la capa externa (1) ; de material aislante que tiene un espesor máximo de 35mm; las conducciones de fluido transmisor de calor (HTF) son móviles.

2. Recubrimiento de la reivindicación 1 caracterizado por que

tiene forma de caja que tiene una cavidad interior cilíndrica que tiene:

un diámetro de caja (D) mayor que un diámetro de acoplamiento (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.

3. Recubrimiento según la reivindicación 1 caracterizado por que comprende una pestaña de ensamblaje (1000) en un extremo frontal, configurada para ensamblar axialmente un primer recubrimiento (1001) con un segundo recubrimiento consecutivo (1002) .

4. Recubrimiento según la reivindicación 3 caracterizado por que comprende medios de unión que comprenden: una brida metálica (7) configurada para cerrar y sellar las pestañas de ensamblaje (1000) .

5. Recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-4 caracterizado por que comprende dos mitades (1001A, 1001B) configuradas para envolver una conducción y para encajar entre sí.

6. Recubrimiento según la reivindicación 5 caracterizado por que las dos mitades están configuradas para contactar en 2 generatrices diametralmente opuestas.

7. Recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 5-6 caracterizado por que comprende medios de fijación y sellado de las 2 mitades que comprenden: una junta (1001C) configurada para sellar una unión entre las dos mitades (1001A, 1001B) .

8. Recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 5-7 caracterizado por que comprende medios de fijación y sellado de las 2 mitades que comprenden: medios de cierre perimetral configurados para permitir un montaje/desmontaje del recubrimiento seleccionados

entre: una pluralidad de bridas de cierre con tornillo; y una pluralidad de cierres rápidos (6) tipo cangrejo configurados para permitir una abertura/cierre sin herramientas adicionales.

9. Recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-8 caracterizado por que comprende:

una pestaña (4) :

que tiene una altura comprendida entre 10 y 15mm;

configurada para definir una brida que tiene un diámetro de acoplamiento (d) para permitir un acoplamiento entre dos tramos consecutivos del recubrimiento.

10. Recubrimiento según la reivindicación 9 caracterizado por que comprende: una tapa (51, 531, 532) configurada para cerrar una cara frontal del recubrimiento; una arandela (6) de fibra cerámica entre la tapa (51, 531, 532) y la pestaña (4) .

11. Recubrimiento según la reivindicación 10 caracterizado por que la tapa (51, 531, 532) comprende chapa de aluminio (51) de 0, 4-1mm de espesor.

12. Recubrimiento según la reivindicación 10 caracterizado por que la tapa (51, 531, 532) comprende: una tela (531) de fibra de vidrio que tiene un espesor comprendido entre 0, 1 y 1, 5mm; una lámina (532) de material resistente a la corrosión que tiene un espesor comprendido entre 0, 1 y 1, 5mm.

13. Recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-12 caracterizado por que el metal es aluminio.

14. Recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-13 caracterizado por que la chapa metálica tiene un espesor comprendido entre 0, 3 y 1, 5mm.

15. Recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-14 caracterizado por que el material aislante es microporoso.

16. Recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-15 caracterizado por que el material aislante configurado para aislar térmicamente tiene un coeficiente de transmisión térmica comprendido entre 0, 016 y 0, 048W/mK a 400ºC de temperatura de fluido transmisor de calor (HTF) .

17. Recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-16 caracterizado por que el material aislante es coquilla MPS.

18. Recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-17 caracterizado por que comprende:

una capa interna (3) que comprende: una tela (31) de fibra de vidrio que tiene un espesor comprendido entre 0, 1mm y 1, 5mm; una lámina (32) de material resistente a la corrosión que tiene un espesor comprendido entre 0, 1mm y 1, 5mm.

19. Recubrimiento según cualquiera de las reivindicaciones 3-17 caracterizado por que tiene una forma seleccionada entre tramo recto, codo, en Z, determinada por una directriz del tramo conductor.

20. Recubrimiento caracterizado porque conforma un brazo giratorio simple que comprende:

cajas: una primera caja de entrada (101) ; una segunda caja de salida (102) ; una tercera caja intermedia (103) ;

codos: un primer codo (201) de salida a la caja de entrada (101) ; un segundo codo (202) de entrada a la caja intermedia (103) ; un tercer codo (203) de salida de la caja intermedia (103) ; un cuarto codo (204) de entrada a la caja de salida (102) ; un quinto codo (205) de salida de la caja de salida (102) ;

tramos rectos: un primer tramo de entrada (301) entre la caja de entrada (101) y la caja intermedia (103) ; un segundo tramo de salida (302) entre la caja intermedia (103) y la caja de salida (102) .

21. Recubrimiento caracterizado porque conforma un brazo giratorio compuesto que comprende:

cajas: una primera caja de entrada (101) ; una segunda caja de salida (102) ; una tercera caja intermedia (103) ;

codos: un primer codo (201A) de entrada a la caja de entrada (101) ; un segundo codo (202) de entrada a la caja intermedia (103) ; un tercer codo (203) de salida de la caja intermedia (103) ; un cuarto codo (204A) de salida de la caja de salida (102) ;

tramos en Z: un primer tramo de entrada (301) entre la caja de entrada (101) y la caja intermedia (103) ; un segundo tramo de salida (302) entre la caja intermedia (103) y la caja de salida (102) .