UNIDAD DE COMPRESOR.

Unidad para el funcionamiento submarino que comprende un motor eléctrico (2),

que comprende un estator (16) y un rotor (15), en la que el estator (16) del motor (2) está en conexión con una refrigeración separada (40) y es refrigerado por medio de la refrigeración separada (40), en la que la refrigeración (40) está configurada de tal forma que en condiciones de funcionamiento se lleva a cabo una circulación natural de un medio de refrigeración en la refrigeración (40) del estator (16), caracterizada porque la unidad es una unidad de compresor (1) para la compresión de un medio de transporte, que comprende un compresor (3), en la que la refrigeración (40) presenta un condensador (55) que está en conexión con el estator (16) refrigerado por medio de al menos un conducto de avance (53) y al menos un conducto de retorno (54), en la que la refrigeración (40) está diseñada de tal forma que el medio de refrigeración circula entre el condensador (55), el conducto de retorno (54), el estator (16) y el conducto de avance (53)

La invención se refiere a una unidad de compresor para la compresión de un medio de transporte, en particular para funcionamiento submarino, que comprende un compresor y un motor eléctrico, que comprende un estator y un rotor.

Los desarrollos más recientes en el campo de la construcción de compresores se concentran también en disposiciones submarinas de compresores grandes, que deben servir para el transporte de gas natural. En virtud de las condiciones especiales de funcionamiento, en particular debido a la accesibilidad muy limitada tanto para fines de mantenimiento como también por medio de conductos de abastecimiento, el mundo técnico se encuentra antes grandes requerimientos. Las disposiciones estrictas de conservación del medio ambiente prohíben cualquier intercambio de sustancias entre los equipos de la instalación y el agua del mar circundante. A ello hay que añadir que el agua del mar es un medio agresivo y en las diferentes profundidades del mar se pueden encontrar condiciones extremas de presión y temperatura. Otro requerimiento consiste en que los equipos, por una parte, deben presentar un tiempo de actividad extraordinariamente alto y, por otra parte, deben estar configurados casi sin mantenimiento. Adicionalmente es agravante una contaminación no insignificante del medio a transportar en parte agresivo químicamente.

Ya se conoce una unidad de compresor del tipo mencionado anteriormente a partir de la solicitud de patente internacional WO 02/099286 A1, La unidad de compresor descrita allí prevé para la refrigeración que a partir del medio de transporte, la mayoría de las veces gas natural, se derive en la zona de una sobrecirculación de las fases radiales del compresor una cantidad parcial y por medio de la cual se bañen los componentes a refrigerar, de manera que el calor perdido, que presenta un orden de magnitud de 100 – 200 kW, es disipado con el medio frío a transportar.

Ya se conoce a partir del documento EP 1 069 313 A2 una unidad de compresor del tipo mencionado al principio, cuyo motor eléctrico presenta una refrigeración separada, que es accionada con nitrógeno como medio de refrigeración, que es transportado en forma de gas en el circuito por medio de un dispositivo de accionamiento adicional.

Ya se conoce a partir del documento DE 196 23 553 A1, que se considera como el estado más próximo de la técnica, una máquina de energía fluida, en la que un medio de refrigeraciones transportado por medio de una bomba en circulación forzada.

Por lo tanto, este concepto para la refrigeración de la unidad de compresor es especialmente ventajoso, puesto que para la disipación del valor perdido se utiliza el medio de transporte que debe transportarse de todos modos y no debe realizarse ningún intercambio adicional de medios entre la unidad de compresor y otros componentes del entorno. Sin embargo, este modo de proceder implica dificultades especiales en virtud de las propiedades químicas agresivas de los medios a transportar. Aunque una refrigeración circundante del rotor es suficiente, para el estator son necesarias otras medidas de refrigeración, para disipar el calor perdido.

Otro riesgo reside en el aislamiento regularmente poroso del estator, que en la zona de un baño circundante a través del medio de transporte que entra en contacto como medio de refrigeración con el estator, lo absorbe parcialmente, de manera que en el caso de una caída repentina de la presión, por ejemplo en el caso de una interrupción del funcionamiento, se pueden producir expansiones del tipo de explosión del medio absorbido en los poros del aislamiento, que se destruye como consecuencia de ello.

Los inconvenientes descritos con sus altos riesgos para la disponibilidad de una unidad de compresor son especialmente inaceptables para el funcionamiento submarino, por ejemplo en el transporte de gas natural.

Por lo tanto, la invención se ha planteado el cometido de crear una refrigeración para el estator de un motor eléctrico de una unidad de compresor accionada con motor, en particular para el funcionamiento submarino, que ofrece, por una parte, una seguridad funcional excelente y, por otra parte, no requiere un intercambio de sustancias con el medio ambiente durante el funcionamiento.

Para la solución se propone una unidad de compresor de acuerdo con la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes contienen en cada caso desarrollos ventajosos de la invención.

Una ventaja decisiva de la unidad de compresor de acuerdo con la invención consiste en que la refrigeración especial del estator se puede adaptar exactamente a las condiciones de funcionamiento del mismo y en particular, se pueden tener en cuenta, por una parte, la alta potencia de pérdida y, por otra parte, la sensibilidad de este componente.

En particular, se tiene en cuenta la sensibilidad del estator contra contaminación, cuando la refrigeración presenta un circuito cerrado, en el que circula un medio de refrigeración. Un desarrollo conveniente de la invención prevé que el estator esté provisto con canales de refrigeración y el medio de transporte circule para la refrigeración a través de estos canales. Esta configuración implica en el caso de una refrigeración con la ayuda del medio de transporte el riesgo de que las contaminaciones del medio de transporte perjudiquen en el transcurso del funcionamiento la circulación a través de los canales y, dado el caso, también los obstruyan. En virtud del circuito separado de acuerdo con la invención, la refrigeración del estator funciona con seguridad.

Es conveniente que la refrigeración presente un condensador, que está en comunicación con el estator refrigerado por medio de un conducto de avance y un conducto de retorno, estando configurada la refrigeración de tal forma que el medio de refrigeración circula entre el condensador, el conducto de retorno, el estator y el conducto de avance. La circulación puede ser impulsada de forma especialmente ventajosa por medio de confección natural, de manera que resulta una circulación natural entre los componentes mencionados anteriormente del medio de refrigeración. De esta manera, se pueden ahorrar medidas de prevención de transporte adicionales para el medio de circulación, lo que reduce la complejidad de la unidad de compresor y de esta manera contribuye a una alta disponibilidad. Para garantizar un campo de aplicación térmica especialmente amplio, la circulación de la refrigeración puede estar impulsada también por medio de una bomba, de manera que se obtiene siempre una circulación forzada.

De manera especialmente ventajosa, el medio de refrigeración está configurado de tal forma que en el circuito de la refrigeración se lleva a cabo un cambio de fases al menos de una parte del medio de refrigeración. De esta manera, la potencia de refrigeración es especialmente alta. En el circuito cerrado, la presión de relleno del medio de refrigeración se puede ajustar de tal forma que en condiciones de funcionamiento durante la absorción de calor en el estator, al menos una parte del medio de refrigeración pasa a la fase de gas y durante la cesión de calor en el condensador esta parte cambia de nuevo a la fase líquida.

El amoníaco, el dióxido de carbono y los hidrocarburos presentan buena idoneidad como medio de refrigeración. Los hidrocarburos pueden ser tanto halogenados como también no halogenados, siendo ventajosos los hidrocarburos no halogenados lo mismo que el amoníaco, dióxido de carbono por razones de compatibilidad con el medio ambiente frente a los hidrocarburos halogenados.

Especialmente ventajosos en el sentido de la invención son, por una parte, una refrigeración separada para el estator del motor eléctrico de la unidad de compresor y, por otra parte, un sistema de refrigeración para los otros elementos de la unidad de compresor. La separación de la refrigeración del sistema de refrigeración tiene en cuenta los requerimientos especiales planteados a la disipación del calor desde el estator de una unidad de compresor del tipo indicado al principio.

El sistema de refrigeración, que refrigera, entre otros, el compresor y también el rotor del motor, prevé como medio de refrigeración de manera especialmente ventajosa el medio de transporte, de manera que el calor perdido es disipado con el medio de transporte a comprimir. Esto es especialmente conveniente en el transporte submarino de gas natural, puesto que éste es, en general, relativamente frío.

En particular, el rotor puede ser bañado de manera conveniente por el medio... [Seguir leyendo]

1. Unidad para el funcionamiento submarino que comprende un motor eléctrico (2), que comprende un estator (16) y un rotor (15), en la que el estator (16) del motor (2) está en conexión con una refrigeración separada (40) y es refrigerado por medio de la refrigeración separada (40), en la que la refrigeración (40) está configurada de tal forma que en condiciones de funcionamiento se lleva a cabo una circulación natural de un medio de refrigeración en la refrigeración (40) del estator (16), caracterizada porque la unidad es una unidad de compresor (1) para la compresión de un medio de transporte, que comprende un compresor (3), en la que la refrigeración (40) presenta un condensador (55) que está en conexión con el estator (16) refrigerado por medio de al menos un conducto de avance (53) y al menos un conducto de retorno (54), en la que la refrigeración (40) está diseñada de tal forma que el medio de refrigeración circula entre el condensador (55), el conducto de retorno (54), el estator (16) y el conducto de avance (53).

2. Unidad de compresor (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la refrigeración (40) presenta un circuito cerrado, en el que circula el medio de refrigeración.

3. Unidad de compresor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el conducto de retorno (54) está prevista una bomba (42) que transporta el medio de refrigeración, de manera que se lleva a cabo una circulación forzada.

4. Unidad de compresor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el medio de refrigeración está configurado de tal forma que especialmente en el circuito cerrado en condiciones de funcionamiento a presión funcional se lleva a cabo en el circuito, al menos parcialmente, un cambio de fases del medio de refrigeración, a saber, durante la absorción de calor en el estator (16) el medio de refrigeración pasa a la fase de gas y durante la cesión de calor en el condensador (55), el medio de refrigeración pasa a la fase líquida.

5. Unidad de compresor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el medio de refrigeración es un hidrocarburo.

6. Unidad de compresor (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el compresor (3), los cojinetes de la unidad de compresor (19 y el rotor (15) del motor (2) están en conexión con otro sistema de refrigeración y son refrigerados por medio de este sistema de refrigeración.

7. Unidad de compresor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema de refrigeración (31) presenta un medio de refrigeración, que es el medio de transporte.

8. Unidad de compresor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el medio de transporte es gas natural.

9. Unidad de compresor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el sistema de refrigeración (31) está configurado de tal forma que el rotor del motor (15) es bañado por el medio de refrigeración.

10. Unidad de compresor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque paredes de la refrigeración (40) están adyacentes al medio de transporte de refrigeración y está diseñada para una presión diferencial máxima entre la presión del medio de transporte y la presión del medio de refrigeración (41) en todos los estados de funcionamiento.

11. Unidad de compresor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque paredes de la refrigeración (40) están adyacentes al medio de transporte de refrigeración y no está diseñada para una presión diferencial máxima entre la presión del medio de transporte y la presión del medio de refrigeración en todos los estados de funcionamiento y en función de la presión del medio de transporte se eleva o se reduce la presión del medio de refrigeración.

12. Procedimiento para el funcionamiento de una unidad de compresor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el caso de una modificación de la presión del medio de transporte en la entrada (6) se cambia el medio de refrigeración (40) y en el caso de caída de la presión del medio de transporte en la entrada (6) se reduce también la presión de funcionamiento del medio de refrigeración (40).

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque en el caso de cambio de la presión de funcionamiento del medio de refrigeración, se sustituye el medio de refrigeración por otro.