ES2212754A1 - Procedimiento para el aprovechamiento del calor de aire caliente a temperatura elevada y central termica solar de torre, para su aplicacion. - Google Patents

Procedimiento para el aprovechamiento del calor de aire caliente a temperatura elevada y central termica solar de torre, para su aplicacion.

Info

Publication number
ES2212754A1
ES2212754A1 ES200300454A ES200300454A ES2212754A1 ES 2212754 A1 ES2212754 A1 ES 2212754A1 ES 200300454 A ES200300454 A ES 200300454A ES 200300454 A ES200300454 A ES 200300454A ES 2212754 A1 ES2212754 A1 ES 2212754A1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
sand
air
heat
hot air
heat exchanger
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
ES200300454A
Other languages
English (en)
Inventor
Christiane Glasmacher-Remberg
Bernhard Hoffschmidt
Robert Pitz-Paal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Publication of ES2212754A1 publication Critical patent/ES2212754A1/es
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/06—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
    • F03G6/064—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means having a gas turbine cycle, i.e. compressor and gas turbine combination
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C1/00—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • F02C1/04—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly
    • F02C1/05—Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being heated indirectly characterised by the type or source of heat, e.g. using nuclear or solar energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/08—Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
    • F03G6/06—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
    • F03G6/065—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means having a Rankine cycle
    • F03G6/067—Binary cycle plants where the fluid from the solar collector heats the working fluid via a heat exchanger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/20—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
    • F28C3/10—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material
    • F28C3/12—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material the heat-exchange medium being a particulate material and a gas, vapour, or liquid
    • F28C3/14—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium at least being a fluent solid, e.g. a particulate material the heat-exchange medium being a particulate material and a gas, vapour, or liquid the particulate material moving by gravity, e.g. down a tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0056—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using solid heat storage material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D2020/006—Heat storage systems not otherwise provided for
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Procedimiento para el aprovechamiento del calor de aire caliente a temperatura elevada y central térmica solar de torre, para su aplicación. Una central térmica solar de torre presenta un receptor de radiación (11) atravesado por aire, montado sobre una torre (10), que suministra aire caliente a alta temperatura a un intercambiador de calor de aire caliente a alta temperatura a arena (16). Dentro de éste se calienta arena mediante intercambio de calor con el aire caliente a alta temperatura y se la conduce a un acumulador de calor (21). El acumulador de calor (21) está unido a un intercambiador de calor de arena a aire (25), en el que la arena cede su calor a aire que está bajo alta presión. El aire así calentado a alta temperatura es conducido a la cámara de combustión (38) de una turbina de gas (39).

Description

Procedimiento para el aprovechamiento del calor de aire caliente temperatura elevada y central térmica solar de torre, para su aplicación.
La invención se refiere a un procedimiento para el aprovechamiento del calor de aire caliente a temperatura elevada así como a una central térmica solar de torre con un receptor de radiación que proporciona aire caliente a temperatura elevada.
En la antigua solicitud de patente (no publicada previamente) DE 101 49 806 se describe una central térmica solar de torre. En una central térmica solar de torre, un campo heliostático compuesto de espejos, que siguen la altura del sol, concentra la radiación solar sobre un receptor de radiación que está dispuesto en una torre. Un receptor de radiación volumétrico está compuesto de un material poroso permeable al aire, de gran superficie específica, en el que se absorbe la radiación solar concentrada, con lo cual el material se calienta a temperaturas que pueden ascender a más de 1.000°C. A través del material poroso se aspira aire ambiente, con lo cual este aire se calienta a temperaturas proporcionalmente elevadas. Mediante la transmisión convectiva de la energía térmica al aire como medio portador térmico, el material del receptor se enfría. Se conduce el aire caliente a un sistema de aprovechamiento de la energía térmica conectado a continuación y se le utiliza, por ejemplo, para la generación de vapor.
Existe una dificultad, que consiste en evacuar el calor del aire calentado a alta temperatura, que puede ser de una magnitud de 1.000°C, de tal forma que sea técnicamente aprovechable. Apenas hay materiales de construcción que resistan estas altas temperaturas del aire.
En la patente DE 30 50 901 C2 se halla descrito un dispositivo de incineración con una cámara de combustión que comprende un lecho fluidificado que contiene arena. Dentro del material caliente del lecho se mezcla carbón. El material fluidificado del lecho cede calor por contacto a tubos de vapor.
La presente invención se basa en el cometido de indicar un procedimiento para el aprovechamiento del calor de aire caliente a alta temperatura, con el cual se logre transmitir el calor del aire a alta temperatura a un consumidor de calor, con un alto grado de eficacia y en una forma de realización técnicamente sencilla.
La solución de este cometido tiene lugar, según la invención, con un procedimiento del tipo indicado en la reivindicación de patente 1. Este procedimiento se caracteriza por los siguientes pasos:
-
cesión del calor del aire caliente a alta temperatura a arena fluida dentro de un intercambiador de calor de aire caliente a arena,
-
cesión del calor de la arena a aire comprimido a 20 bar, como mínimo,
-
conducción del aire comprimido calentado a la cámara de combustión de una turbina de gas.
Al mismo tiempo, la arena calentada por el sol, que esencialmente está sin presión y en todo caso estará expuesta a una presión de impulsión, es conducida a un sistema de aire comprimido. Gracias al calentamiento del aire comprimido, el rendimiento total será entre un 10 y un 15% más elevado que en el caso de calentamiento de aire atmosférico. Además de un aumento del rendimiento se obtiene una reducción considerable de los costes de la instalación a causa del menor volumen de aire.
El procedimiento según la invención se basa en que primero tiene lugar una transmisión de calor del aire caliente a alta temperatura a arena fluida. La densidad de energía de la arena, especialmente de la arena de cuarzo, es 1.000 veces superior que la densidad de energía del aire calentado a alta temperatura. De ello resulta que las dimensiones necesarias de los tubos son más reducidas que en el caso de transporte de aire. Mediante el aumento de la densidad de energía del aire caliente a la de la arena caliente se hace posible que los componentes conectados a continuación puedan refrigerarse, lo cual permite una forma de construcción más económica. Esto se basa en que las superficies específicas disminuyen en el orden de magnitud del aumento de la densidad de energía y así, la potencia de refrigeración, y con ello las pérdidas de energía, resultan más pequeñas.
La arena se utiliza como medio portador de energía térmica entre el aire caliente a alta temperatura no comprimido y el aire comprimido. La arena de cuarzo es incompresible, de forma que con su incorporación a un sistema a presión, no tiene que realizarse ningún trabajo de compresión. La transmisión térmica entre el aire y la arena es muy elevada y se puede realizar técnicamente con unas pérdidas de presión reducidas.
La utilización de la arena como medio portador de energía posibilita también una acumulación de energía, con lo cual se puede prever un acumulador de calor en el que se pueda almacenar la arena calentada hasta que se necesite su calor.
La invención se refiere además a una central térmica solar de torre con un receptor de radiación atravesado por aire, montado sobre una torre, que suministra aire calentado a alta temperatura a un intercambiador de calor de aire caliente a arena para la cesión de calor a arena fluida. Esta central térmica solar de torre presenta, según la invención, un intercambiador de calor de arena a aire para la cesión del calor de la arena calentada a aire sometido a presión.
Dentro del marco de la invención, como aire calentado a alta temperatura se entiende aire con una temperatura superior a los 650°C, especialmente, superior a los 800ºC. Como aire sometido a presión o aire comprimido, respectivamente, se entiende aire a más de 20 bar, especialmente, a más de 30 bar, preferentemente, a más de 40 bar.
En un perfeccionamiento ventajoso de la invención está previsto que a continuación de la turbina de gas se halle conectado un economizador, que calienta el agua de alimentación de una turbina de vapor. De este modo, el calor perdido de la turbina de gas, se puede aprovechar para la generación de vapor dentro del proceso de una central de ciclo combinado, que consiste en los componentes esenciales: economizador, turbina de vapor, condensador y bomba del agua de alimentación. Sin embargo, en el economizador se genera solamente una parte del precalentamiento del vapor vivo y del vapor recalentado para la turbina de vapor.
A continuación se explican más detalladamente algunos ejemplos de realización de la invención con referencia a los dibujos.
Nos muestran:
Fig. 1
un diagrama de principio de una primera forma de ejecución, de una central térmica solar de torre con circuito de turbina de gas y circuito de turbina de vapor conectados a continuación,
Fig. 2
un ejemplo de ejecución del intercambiador de calor de contracorriente de aire caliente a arena, y
Fig. 3
otro ejemplo de ejecución del intercambiador de calor de contracorriente de aire caliente a arena.
De acuerdo con la figura 1 la central térmica solar de torre presenta una torre 10, dispuesta sobre un receptor de radiación 11. El receptor de radiación 11 está compuesto de un material resistente a las altas temperaturas, particularmente cerámico, que es poroso y, por lo tanto, permeable al aire. Sobre el receptor de radiación incide radiación solar 12, que es reflejada y concentrada sobre este receptor de radiación por un campo heliostático dispuesto en tierra. El receptor de radiación 11 es un absorbedor térmico que la radiación solar 12 calienta a temperaturas superiores a 1.000°C. Un ventilador 13 aspira aire por un conducto 14 a través del receptor de radiación 11. A consecuencia del efecto de aspiración se aspira aire frío exterior 15 dentro del receptor de radiación, donde se calienta. A través del conducto 14, el aire caliente a temperatura elevada llega a un intercambiador de calor de contracorriente de aire caliente a arena 16 y después de su enfriamiento, abandona éste a través de un conducto 17. El aire se sopla luego como aire refrigerado 18, con una temperatura que es más elevada que aquélla del aire exterior 15, frente a la superficie de aspiración del receptor de radiaciones 11.
Se conduce el aire por abajo al intercambiador de calor de aire caliente a arena 16 como aire caliente a alta temperatura. En el recinto interior del intercambiador de calor 16, el aire caliente asciende hacia arriba. En el recinto interior del intercambiador de calor de aire caliente a arena desemboca un conducto de arena 20 a través del cual se introduce arena fría, que desciende dentro del recinto interior a contracorriente del aire caliente ascendente. Con esto, el aire caliente cede su calor a la arena. La arena calentada de esta manera cae dentro de un acumulador de calor 21, dispuesto en la parte inferior de la torre 10. El acumulador de calor 21 es un depósito revestido con material resistente al calor en el que queda contenida la arena con una temperatura de, por ejemplo, 800°C.
Desde el acumulador de calor 21, la arena puede pasar a través de una conducción de arena 22 a un intercambiador de calor de arena a aire 25, que es un elemento constitutivo de un circuito de turbina de gas 19. El intercambiador de calor de arena a aire 25 es asimismo un intercambiador de calor de contracorriente en el que la arena se escurre hacia abajo por efecto de la gravedad, mientras asciende aire que está a alta presión y absorbe calor de la arena caliente. En el fondo del intercambiador de calor de arena a aire se evacúa la arena a través de una conducción de arena 26 y se la conduce a un refrigerador de lecho fluidificado 27. El refrigerador de lecho fluidificado contiene unos serpentines de intercambiador de calor 28, 29 por los que circula un medio fluido o en forma de vapor portador de calor y forman un evaporador o recalentador, respectivamente. La arena cede su calor residual en estos serpentines del intercambiador de calor. A través de una conducción para arena 30, la arena fría se transfiere desde el refrigerador de arena 27 a un acumulador frigorífico 31, en el que se mantiene dispuesta arena fría con una temperatura de, por ejemplo, 150°C. El escape 32 del acumulador frigorífico 31 está unido a la conducción de arena 20. Dentro de la conducción de arena 20 está contenido un dispositivo transportador (no representado) para el transporte de la arena con la ayuda de aire. Con esto, la arena se transporta dentro de un circuito cerrado, que comprende el acumulador de calor 21, el acumulador frigorífico 31 y el intercambiador de calor de aire caliente a arena 16.
Al intercambiador de calor de arena a aire 25, y a través de un conducto para aire comprimido 35, se le introduce aire sometido a presión, que un compresor 36 ha aspirado del aire ambiente y lo ha comprimido a una presión de más de 40 bar. El intercambiador de calor de arena a aire 25 se halla bajo esta alta presión de aire. El aire comprimido es introducido por abajo al intercambiador de calor y sale de él por su parte superior, con lo cual circula a contracorriente de la arena que se escurre hacia abajo y, en consecuencia, se calienta. A continuación del intercambiador de calor de arena a aire se halla conectado un separador de polvo 36 en forma de ciclón. El polvo separado del aire comprimido se conduce a la conducción de arena 26 a través de un conducto para polvo 33.
El aire comprimido a alta temperatura se conduce a través de un conducto para aire comprimido 37 a la cámara de combustión 38 de una turbina de gas 39 como aire de combustión.
El conducto de escape 40 de la turbina de gas 39 está unido a un economizador 41. El economizador 41 es un intercambiador de calor que cede el calor residual de la turbina de gas a un circuito de turbina de vapor 45 que, en circuito cerrado, contiene: una turbina de vapor 46, un condensador 47, una bomba del agua de alimentación 48 y un serpentín calefactor 49 perteneciente al economizador 41.
Dentro del sistema a presión del intercambiador de calor de arena a aire 25, el aire comprimido procedente del compresor 36 se calienta en la contracorriente de la arena calentada a unos 800°C. Con el nivel de presión aumenta el rendimiento específico de la turbina de gas 39 y disminuye el tamaño constructivo de la instalación. La turbina de gas 39 acciona un generador (no representado) para la generación de energía eléctrica.
La generación de vapor se reparte, opcionalmente, entre el refrigerador de lecho fluidificado 27 y el economizador 41. En el refrigerador de lecho fluidificado 27, la arena que parte de un nivel de temperatura entre 400 y 600ºC para la generación de vapor, se enfría a entre 80 y 150°C, antes de conducirla al acumulador frigorífico 31. El refrigerador de lecho fluidificado 27 puede funcionar, o bien sometido a presión o sin presión. Según esto, se puede disponer una cámara de descompresión, alternativamente delante o detrás del refrigerador de lecho fluidificado 27. La cámara de descompresión hace que la conducción de arena en cuestión, p. ej. la conducción de arena 26, esté sin presión.
La figura 2 muestra un ejemplo de ejecución del intercambiador de calor de aire caliente a arena 16. Éste presenta una carcasa cilíndrica en posición vertical 51, que posee por abajo un fondo en forma de embudo 52, desde el cual una conducción vertical 53 conduce al extremo superior del acumulador de calor 21. La cubierta 54 del contenedor 31 comprende un recinto colector de aire frío 55. La conducción de aire caliente 14 penetra en la zona inferior del contenedor 51. Dentro del contenedor 51 se halla una chapa perforada horizontal 57 para la distribución uniforme de la corriente ascendente de aire caliente a alta temperatura a través de toda la sección del contenedor. El aire caliente a alta temperatura ascendente cede su calor a la arena que se escurre hacia abajo y sale del contenedor como aire frío a través del extremo superior del contenedor. La arena se conduce a través de la conducción de arena 20 al extremo superior del contenedor 51 y allí se reparte entre toberas desde las cuales se escurre hacia abajo. La arena desciende, exclusivamente por efecto de la fuerza de gravedad, en caída libre dentro del contenedor 51 y desde el fondo 52 se la conduce a la conducción de arena caliente 53.
En la figura 3 se halla representado un intercambiador de calor de aire caliente a arena 16, que en el interior de una carcasa cilíndrica vertical 51 presenta varias chapas deflectoras inclinadas 60, que forman una cascada compuesta de superficies inclinadas, sobre la cual cae hacia abajo la arena 61, conducida allí por la conducción de arena 20. Entre cada dos chapas deflectoras, en cada caso, hay un trecho de caída libre 62 en el que la arena se escurre hacia abajo. Las chapas deflectoras 60 poseen una inclinación tal que la arena se desliza sobre ellas. Después de abandonar la última chapa deflectora la arena cae en un fondo en forma de embudo desde el cual se la dirige a la conducción de arena caliente 53. Durante el descenso dentro de la carcasa 51 la arena 61 se calienta progresivamente en contracorriente por efecto del aire caliente a alta temperatura ascendente.

Claims (6)

1.Procedimiento para el aprovechamiento del calor de aire caliente a temperatura elevada, caracterizado por comprender los siguientes pasos
-
cesión del calor del aire caliente a alta temperatura a arena fluida dentro de un intercambiador de calor de aire caliente a alta temperatura a arena (16),
-
cesión del calor de la arena a aire comprimido a 20 bar como mínimo,
-
conducción del aire comprimido calentado a la cámara de combustión (38) de una turbina (39).
2. Central térmica solar de torre para el aprovechamiento del calor de aire caliente a temperatura elevada, caracterizada por comprender un receptor de radiación (11) montado en una torre (10) por la que circula aire, que suministra aire caliente a alta temperatura a un intercambiador de calor de aire caliente a alta temperatura a arena (16) para calentar arena fluida, y un intercambiador de calor de arena a aire (25) para la cesión de calor de la arena calentada a aire sometido a presión.
3. Central térmica solar de torre según la reivindicación 2 caracterizada porque a continuación del intercambiador de calor de arena a aire (25) hay conectado un separador de polvo (36).
4. Central térmica solar de torre según la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque el intercambiador de calor de arena a aire (25) suministra aire caliente a alta temperatura solicitado a presión a una turbina de gas (39).
5. Central térmica solar de torre según la reivindicación 4, caracterizado porque a continuación de la turbina de gas (39) hay conectado un economizador (41) que calienta agua de alimentación de una turbina de vapor (46).
6. Central térmica solar de torre según una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizada porque el intercambiador de calor de arena a aire (25) está conectado en serie con un refrigerador de lecho fluidificado (27).
ES200300454A 2002-02-27 2003-02-25 Procedimiento para el aprovechamiento del calor de aire caliente a temperatura elevada y central termica solar de torre, para su aplicacion. Pending ES2212754A1 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10208487A DE10208487B4 (de) 2002-02-27 2002-02-27 Verfahren zur Nutzung der Wärme hocherhitzter Heißluft
DE10208487 2002-02-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2212754A1 true ES2212754A1 (es) 2004-07-16

Family

ID=27762470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES200300454A Pending ES2212754A1 (es) 2002-02-27 2003-02-25 Procedimiento para el aprovechamiento del calor de aire caliente a temperatura elevada y central termica solar de torre, para su aplicacion.

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE10208487B4 (es)
ES (1) ES2212754A1 (es)
IT (1) ITMI20030318A1 (es)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008036210B4 (de) * 2008-08-02 2010-08-12 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Strahlungsreceiver
DE102008058893B3 (de) * 2008-11-26 2010-03-04 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Gasdurchlässige Begrenzungswand
DE102009036167B4 (de) 2009-07-29 2019-05-09 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Wärmekraftmaschinensystem und Verfahren zum Betreiben einer Wärmekraftmaschine
CN111473530A (zh) 2010-09-16 2020-07-31 威尔逊太阳能公司 使用太阳能接收器的太阳能发电系统及其相关装置和方法
DE102010037657A1 (de) * 2010-09-20 2012-03-22 Thyssenkrupp Xervon Energy Gmbh Verfahren und Anlage zur Dampferzeugung
FR2966567B1 (fr) * 2010-10-20 2014-11-14 Centre Nat Rech Scient Dispositif collecteur d'energie solaire
WO2012100438A1 (zh) * 2011-01-30 2012-08-02 Chen Yuqi 以流沙为工作介质的太阳能储热及高温气体产生系统
DE102011004263A1 (de) * 2011-02-17 2012-08-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines solarbeheizten Abhitzedampferzeugers sowie solarthermischer Abhitzedampferzeuger
DE102011001417B8 (de) * 2011-03-18 2016-01-21 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Solarstrahlungs-Empfängervorrichtung, solarthermisches Kraftwerk und Verfahren zur Nutzung solarer Strahlungsenergie
WO2013142275A2 (en) 2012-03-21 2013-09-26 Wilson Solarpower Corporation Multi-thermal storage unit systems, fluid flow control devices, and low pressure solar receivers for solar power systems, and related components and uses thereof
US20140033714A1 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 General Electric Company Regenerative thermal energy system and method of operating the same
US9651313B2 (en) 2012-10-10 2017-05-16 Research Triangle Institute Particulate heat transfer fluid and related system and method
JP6600605B2 (ja) * 2016-07-04 2019-10-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 太陽熱発電システム及び太陽熱発電方法
DE102016119668A1 (de) 2016-10-14 2018-04-19 Heinrich Graucob Induktiver Wärmespeicher und Verfahren zur Umwandlung von thermischer Energie in elektrische Energie
CN107062661A (zh) * 2017-05-31 2017-08-18 北京兆阳光热技术有限公司 一种太阳能集热系统
CN110925153B (zh) * 2019-11-19 2021-02-26 中国科学院电工研究所 气沙蓄能电站供气控沙系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3908632A (en) * 1974-06-24 1975-09-30 Universal Oil Prod Co Solar heat absorbing system
US4055948A (en) * 1975-12-08 1977-11-01 Kraus Robert A Solar thermal-radiation, absorption and conversion system
DE2828118A1 (de) * 1978-06-27 1980-01-10 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Waermetausch- und speicherbehaelter als absorber fuer solaranlagen
ES486472A1 (es) * 1978-12-11 1980-05-16 Euratom Circuito de proceso abierto de turbina de gas
DE2948306A1 (de) * 1979-11-30 1981-06-04 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Einrichtung zum teillastbetrieb eines solarkraftwerkes
US4338919A (en) * 1980-07-21 1982-07-13 University Of Pittsburgh Solar collector system employing particulate energy collecting media
DE3909571A1 (de) * 1989-03-23 1990-09-27 Karlfried Cost Gegenstrom - glasscherben - sonnenkollektor mit strahlenzufuehrung von unten
US5417052A (en) * 1993-11-05 1995-05-23 Midwest Research Institute Hybrid solar central receiver for combined cycle power plant
US5448889A (en) * 1988-09-19 1995-09-12 Ormat Inc. Method of and apparatus for producing power using compressed air
US6321539B1 (en) * 1998-09-10 2001-11-27 Ormat Industries Ltd. Retrofit equipment for reducing the consumption of fossil fuel by a power plant using solar insolation

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU542456B2 (en) * 1979-04-20 1985-02-21 Wormser Engineering Inc. Fluidised bed combustor
DE10149806C2 (de) * 2001-10-09 2003-11-13 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Solarturmkraftwerk

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3908632A (en) * 1974-06-24 1975-09-30 Universal Oil Prod Co Solar heat absorbing system
US4055948A (en) * 1975-12-08 1977-11-01 Kraus Robert A Solar thermal-radiation, absorption and conversion system
DE2828118A1 (de) * 1978-06-27 1980-01-10 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Waermetausch- und speicherbehaelter als absorber fuer solaranlagen
ES486472A1 (es) * 1978-12-11 1980-05-16 Euratom Circuito de proceso abierto de turbina de gas
DE2948306A1 (de) * 1979-11-30 1981-06-04 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Einrichtung zum teillastbetrieb eines solarkraftwerkes
US4338919A (en) * 1980-07-21 1982-07-13 University Of Pittsburgh Solar collector system employing particulate energy collecting media
US5448889A (en) * 1988-09-19 1995-09-12 Ormat Inc. Method of and apparatus for producing power using compressed air
DE3909571A1 (de) * 1989-03-23 1990-09-27 Karlfried Cost Gegenstrom - glasscherben - sonnenkollektor mit strahlenzufuehrung von unten
US5417052A (en) * 1993-11-05 1995-05-23 Midwest Research Institute Hybrid solar central receiver for combined cycle power plant
US6321539B1 (en) * 1998-09-10 2001-11-27 Ormat Industries Ltd. Retrofit equipment for reducing the consumption of fossil fuel by a power plant using solar insolation

Also Published As

Publication number Publication date
DE10208487A1 (de) 2003-09-18
DE10208487B4 (de) 2004-02-12
ITMI20030318A1 (it) 2003-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2212754A1 (es) Procedimiento para el aprovechamiento del calor de aire caliente a temperatura elevada y central termica solar de torre, para su aplicacion.
US10603603B2 (en) System, and associated method, for recovering water from air
ES2651421T3 (es) Procedimiento y dispositivo para la conversión de energía
US7478535B2 (en) System, and associated method, for recovering water from air
ES2589956T3 (es) Un dispositivo y método de transferencia de calor de ciclo cerrado
ES2611357T3 (es) Dispositivo acumulador de energía con circuito de carga abierto para acumular exceso de energía eléctrica de temporada
ES2791493T3 (es) Sistema de almacenamiento de calor térmico
ES2572678T3 (es) Acumulador de energía a alta temperatura con recuperador
US12104855B2 (en) System and a method for storing and transferring heat
US20140116048A1 (en) Multi-Functional Solar Combined Heat and Power System
ES2889759T3 (es) Aparato de refrigeración modular
ES2720621T3 (es) Guía de aire para condensador enfriado por aire
CN102803882A (zh) 干燥装置
WO2009093979A1 (en) Method and system of heat capture for hvac
JPH02504424A (ja) 断続ソーラーアンモニア吸収サイクル冷凍装置
US20140083120A1 (en) Renewable energy-based atmospheric water generator
CN105705873A (zh) 太阳能制冷系统
ES2350991B1 (es) Planta de concentracion solar de tecnologia de torre con tiro natural.
ES2894965T3 (es) Aparato y procedimiento para producir agua
US7887622B1 (en) System, and associated method, for recovering water from air
US20100251714A1 (en) Air-water power generation system
ES1073321U (es) Torre solar, generadora de electricidad, y agua potable de la humedaddel aire atmosferico.
US11185792B2 (en) System, and associated method, for recovering water from air
KR101478345B1 (ko) 증발수를 이용한 흡입 배출식 냉 온풍 장치
ES2370552B1 (es) Procedimiento de refrigeración por tiro natural de una planta de concentración solar.

Legal Events

Date Code Title Description
EC2A Search report published

Date of ref document: 20040716

Kind code of ref document: A1

FC2A Grant refused

Effective date: 20061013