ES2213818T3 - Caldera de recuperacion de calor con salida variable. - Google Patents
Caldera de recuperacion de calor con salida variable.Info
- Publication number
- ES2213818T3 ES2213818T3 ES97910464T ES97910464T ES2213818T3 ES 2213818 T3 ES2213818 T3 ES 2213818T3 ES 97910464 T ES97910464 T ES 97910464T ES 97910464 T ES97910464 T ES 97910464T ES 2213818 T3 ES2213818 T3 ES 2213818T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- steam
- water
- cylinder
- exhaust gas
- self
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B35/00—Control systems for steam boilers
- F22B35/007—Control systems for waste heat boilers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
- F22D5/00—Controlling water feed or water level; Automatic water feeding or water-level regulators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
- F22B1/1807—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B35/00—Control systems for steam boilers
- F22B35/02—Control systems for steam boilers for steam boilers with natural convection circulation
-
- 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
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Air Supply (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
Abstract
La invención se refiere a una caldera de recuperación de calor (1) con un caudal de salida variable, que trabaja por circulación natural. El cilindro de vapor /agua (2) funciona como un tanque de almacenamiento de vapor (7) y de agua de alimentación (8). Todos los gases de escape (52) fluyen a través de la parte de convección (41) por medio de la cual las superficies de transferencia de calor son limpiadas automáticamente debido a la alta velocidad del flujo. La producción de vapor (7) se controla cambiando el nivel (48) y la cantidad de agua en la parte de convección (41). La base del control son las distintas características de transferencia de calor del líquido y del vapor. El cilindro (2) de vapor/cilindro se conecta al extremo inferior de la parte de convección (41) por medio del tubo de drenaje (19) en el cual se proveen válvulas (20) que controlan el nivel de agua (48), el cual puede ser ajustable continuamente o del tipo abierto/cerrado. Un circuito de control distintocontrola el nivel del agua de alimentación en el cilindro vapor/agua (2(. Diferentes disposiciones de tubo de alimentación (6) y deflector (47) calientan el agua de alimentación (8) y condensan el vapor (7).
Description
Caldera de recuperación de calor con salida
variable.
La invención se refiere de calderas, en
particular calderas de vapor, que recuperan energía térmica de los
gases de escape generados por un motor diesel o un motor similar, y
a la regulación de la potencia de dichas calderas. La caldera de
gases de escape está compuesta de un cilindro de vapor/agua y de
una parte convectiva, estructurada con una tubería de agua de forma
más común, que recupera energía térmica. Las tuberías pueden ser
lisas o estriadas, y normalmente están dispuestas de forma
horizontal o vertical. El cilindro de vapor/agua actúa como el
depósito de almacenamiento del líquido para alimentar a la parte
convectiva y del vapor generado en el mismo. Además, la caldera de
gases de escape comprende un bastidor, una carcasa aislada
térmicamente, aberturas de entrada y salida para los gases de
escape, las válvulas necesarias, tubos, posiblemente tubos
colectores, bombas, dispositivos de control, dispositivos de
seguridad, y un panel de control. Antes de entrar en la caldera el
agua se trata, utilizando productos químicos y dispositivos para el
tratamiento de agua de caldera.
Comúnmente, las calderas de gases de escape se
han utilizado en barcos así como en centrales accionadas por
diesel, en las que la fiabilidad de funcionamiento es de una
importancia muy alta. En parte por esta razón, los sistemas en uso
parecen simples y obsoletos en su tecnología. Además, especialmente
en barcos, los organismos de clasificación controlan de cerca los
sistemas utilizados, y se llevan a cabo operaciones de prueba
amplias y minuciosas en las nuevas construcciones, incluso por
motivos de seguridad marítima. Las soluciones más simples tanto con
respecto a la regulación como a otras funciones, en condiciones de
funcionamiento engorrosas, deficientes y severas, han demostrado
ser las mejores en términos de fiabilidad de funcionamiento. En las
calderas de gases de escape de motores diesel de generación de
vapor o similares, la regulación de la potencia se ha llevado a
cabo normalmente haciendo que una parte de los gases de escape
eludan la caldera, la denominada regulación por derivación, o por
condensación de cualquier exceso de vapor con una elemento
refrigerante como agua, aire o similar, la denominada regulación
por condensación. Basándose en su forma de funcionamiento, las
calderas se han clasificado normalmente en calderas de circulación
libre, en las que la circulación se realiza por gravedad y por
diferencias de temperatura, y calderas de circulación forzada, en
las que la circulación se realiza por medio de una bomba o un
dispositivo correspondiente. En las calderas de circulación
forzada, se ha utilizado una válvula de mariposa, situada más
comúnmente en el lado de presión de la bomba, para regular la
potencia, la denominada regulación por estrangulamiento.
Para la regulación por derivación ha sido
necesario construir una derivación para la caldera de gases de
escape, que es difícil de implantar como una estructura, y es
costosa, ya que la disposición requiere adicionalmente una válvula
reguladora por medio de la cual los flujos de los gases de escape
se dirigen a la caldera de gases de escape y la eluden. Para que
las propiedades de regulación sean buenas, la válvula de regulación
debería actuar doblemente, es decir debería regular los flujos
tanto a la caldera y como a la derivación. El empleo de dos
válvulas separadas es una opción costosa. En la práctica, a menudo
se ha establecido la opción de una válvula reguladora, a expensas
de las propiedades de regulación y resistencias de flujo. La
válvula reguladora ha de hacerse funcionar en condiciones de calor
y suciedad, y así la fiabilidad de funcionamiento se verá afectada.
Si el flujo de derivación de la caldera aumenta, la velocidad de
flujo de los gases de escape en la parte convectiva se reduce. A
partir de aquí le sigue el hollín, el aceite y otros sólidos de los
gases de escape que se adhieren a las superficies de la parte
convectiva; esto debilita el intercambio de calor, y en el peor de
los casos produce un incendio.
En el sistema de regulación por condensación no
hay necesidad de una derivación de los gases de escape o de una
válvula reguladora. En su lugar, para descargar el exceso de vapor
procedente de la caldera de gases de escape se necesita un
condensador, tuberías de vapor y de agua, bombas y/o sopladores,
válvulas de control, y reguladores. El condensador puede ser o
refrigerado por agua o refrigerado por aire.
Además de los costes de inversión, en el sistema
de regulación por condensación se acarrean gastos de
funcionamiento del empleo de bombas y/o sopladores, además de que
el agua refrigerante en algunas condiciones puede ser costosa, o un
clima cálido puede requerir el aumento de la superficie de
intercambio de calor de los refrigerantes de aire y de la
eficiencia del soplador. El funcionamiento a una potencia constante
incrementará también los costes de tratamiento del agua de la
caldera y el tamaño del equipo. Se puede considerar que es una
buena característica del sistema de regulación por condensación que
los gases de escape tengan la máxima velocidad de flujo posible en
la parte convectiva, reduciendo así la suciedad.
En las calderas de gases de escape de circulación
forzada las tuberías, están, a menudo en un plano horizontal, y
las tuberías en planos horizontales diferentes están
interconectadas por partes de tubería curvadas, discurriendo la
circulación de un plano a otro. De ese modo, se obtienen tuberías
suficientemente largas para las altas velocidades de la circulación
forzada, y hay tiempo para que se produzca la vaporización. Una
caldera de gases de escape de circulación forzada puede acoplarse
también de forma que las tuberías se conectan en el único y mismo
nivel horizontal unas con otras. En la regulación por
estrangulamiento de una caldera de gases de escape, se reduce el
flujo para reducir la potencia de la caldera. Cuando la velocidad
de flujo disminuye suficientemente, el agua quedará en reposo en la
parte de debajo de las tuberías dispuestas horizontalmente y
formará una incrustación al evaporarse. En algunos casos pueden
formarse bolsas de vapor independientes que, al descargar, pueden
dañar la caldera. Cuando se arranca una caldera de gases de escape
de circulación forzada que ha circulado en seco, se produce un
golpe térmico fuerte, que causará grandes tensiones térmicas y
deformará la caldera.
El documento
US-A-2222349 describe una caldera de
flujo continuo y alimentación forzada que genera vapor
sobrecalentado, cuyas propiedades, la presión y la temperatura, se
ajustan estrangulando los flujos de vapor procedentes de las
diferentes partes de la caldera. El grado de sobrecalentamiento
seleccionado determina las alturas superficiales en las diferentes
partes de la caldera. Como es una caldera dotada con un quemador o
similar está en cuestión, su eficiencia se determina basándose en
la eficiencia del quemador.
El documento
US-A-3162180 describe una caldera de
tipo generador de vapor, en la que la superficie de agua en las
tuberías de agua o similares se ajusta por medio de un regulador
flotador. La eficiencia de la caldera se controla por medio de un
quemador de aceite.
El documento
EP-A-51078 describe la disposición
de la caldera de gases de escape con sistema de circulación
forzado que se utiliza de forma más general dotada con una bomba.
La caldera funciona de acuerdo con las válvulas de contrapresión de
circulación natural que se le han añadido a los extremos inferiores
de las tuberías. Las válvulas de contrapresión evitan el flujo en
direcciones erróneas y son necesarias debido al cilindro de
vapor/agua situado en la parte superior de la disposición. Las
válvulas de contrapresión no tienen nada que ver con la presión de
la caldera o la regulación de la eficiencia.
La publicación de patente FI n° 64978 describe
una caldera de gases de escape, en la que las superficies de
intercambio de calor de la parte convectiva están compuestas por
bobinas de tubería hechas de tubería lisa. La caldera es cilíndrica
y los conductos del humo de la parte convectiva son circulares
según se ven desde arriba y desde abajo. El espacio que queda
dentro de la bobina más interna se utiliza como conducto de
derivación en el que también está situado el silenciador. La
válvula de regulación está encima de la derivación, y cuando se
cierra, todos los gases de escape fluirán hacia la parte
convectiva. Cuando la válvula de regulación está abierta, una parte
del flujo de los gases de escape se desplazará a través de la
parte convectiva. La suciedad se reduce por medio de una estructura
de tubería lisa. Con la construcción según la patente FI no se
consigue un intervalo de regulación de 0 - 100%. Debido a las
tuberías lisas, las superficies térmicas permanecen pequeñas y la
caldera será pesada en las categorías de potencia elevada. Es lo
más apropiado para temperaturas elevadas de los gases de escape, es
decir para motores diesel rápidos.
El objeto de la invención según la presente
solicitud es proporcionar una caldera de gases de escape
autorregulable que es simple en su construcción y fiable en su
funcionamiento y no incluye partes móviles. El conducto de
derivación de los gases de escape con una válvula de regulación no
es necesario en la caldera de gases de escape autorregulable según
la presente solicitud. Como la caldera de gases de escape
autorregulable según la invención no genera vapor en cantidades más
allá del consumo, no se necesita un condensador con sus dispositivos
auxiliares para descargar el exceso de vapor. La caldera de gases
de escape autorregulable según la invención funciona con
circulación libre, es decir natural, en cuyo caso no se requieren
bombas de circulación separada. Todo el flujo de los gases de
escape siempre se desplaza a través de la parte convectiva,
garantizando así la mejor auto limpieza posible.
La caldera de gases de escape autorregulable
según la invención se basa en la regulación de la generación de
vapor por medio de la regulación del nivel de agua en la parte
convectiva. Esto es posible por las diferentes propiedades de
transferencia térmica de la fase líquida y la fase de vapor. La
estructura de la caldera de acero soporta el funcionamiento de la
caldera de gases de escape mientras está seca, ya que la
temperatura máxima de los gases de escape es aproximadamente
350°.
De forma más precisa, la caldera de gases de
escape autorregulable según la invención está caracterizada por lo
que se expone en las cláusulas caracterizadoras de las
reivindicaciones que se presentan posteriormente.
En la caldera de gases escape autorregulable, el
nivel de agua de las tuberías, que preferiblemente están dispuestas
de forma vertical, se regula por medio de, al menos, una válvula
regulable al menos, en conexión con el bajante o bajantes del
cilindro de vapor/agua. En la caldera de gases de escape
autorregulable cualquier vapor sobrecalentado que posiblemente
emerja de la parte convectiva se enfría por medio del agua de
alimentación utilizando deflectores de guiado del vapor, dirigiendo
en agua de alimentación a una zona dentro de los deflectores por
medio de tuberías perforadas y/o estriadas, y/o dirigiendo el vapor
a la superficie del agua o bajo la superficie del agua. El nivel de
agua en el cilindro de vapor/agua de la caldera de gases de escape
autorregulable se ajusta a un nivel constante o se permite variar
entre un límite superior y un límite inferior. La regulación del
nivel de agua puede realizarse por medio de un circuito de control
independiente. La válvula que regula el nivel de agua en la parte
convectiva se controla por medio de la presión, la temperatura y/o
el flujo o cantidades correspondientes del conducto principal de
vapor o del cilindro de vapor/agua. La parte convectiva puede estar
hecha de tuberías lisas o estriadas; también es posible una
estructura en hoja o una combinación de lo anterior. Una pluralidad
de calderas de gases de escape pueden conectarse a un cilindro de
vapor/agua común, por lo cual se alcanzará un mínimo en el número
de bombas de alimentación de agua y la regulación del nivel de
agua. La elevación del cilindro de vapor/agua a un nivel más alto
mejora la presión estática y acelera la regulación. El flujo de los
gases de escape a través de la caldera de gases de escape
autorregulable se desplaza por completo a través de la parte
convectiva.
La invención proporciona ventajas altamente
significativas.
La regulación de la caldera de gases de escape
autorregulable es prácticamente infalible, y es igualmente adecuada
para los océanos y para la selva. Las piezas de repuesto que
posiblemente se necesiten, tales como presostatos y termómetros,
están disponibles en todo el mundo. La caldera de gases de escape
autorregulable también es simple de arrancar manualmente. Los
costes de inversión y los costes de funcionamiento se reducen, ya
que no se necesitan ni condensadores ni conductos de derivación. La
utilidad de la caldera de gases de escape autorregulable se mejora
también por la posibilidad de diseñar la caldera de gases de escape
para la máxima velocidad de flujo, en cuyo caso la auto limpieza de
las superficies de convección será la mejor posible mientras que
las velocidades de flujo permanezcan casi constantes. Por medio de
una construcción vertical de las tuberías es posible reducir la
formación de la incrustación de caldera, y con un arranque
cauteloso y un funcionamiento cuidadoso se elimina casi por
completo. Puede disponerse el soplado para el cilindro inferior y
la superficie de la caldera de circulación libre, y por tanto se
puede mejorar la utilidad y la vida útil de la caldera de gases de
escape autorregulable.
La invención se describe abajo en mayor detalle
con ayuda de los dibujos adjuntos.
La figura 1 representa esquemáticamente un alzado
de una realización de la caldera de gases de escape
autorregulable.
La figura 2 representa un alzado lateral de la
caldera de gases de escape autorregulable de la figura 1,
parcialmente en corte transversal.
La figura 3 representa esquemáticamente un
acoplamiento en el que una pluralidad de calderas de gases de
escape se ha conectado a un cilindro de vapor/agua común.
En las figuras 1 y 2, el depósito de
almacenamiento del agua de alimentación y el vapor de la caldera de
gases de escape autorregulable es un cilindro 2 de vapor/agua. El
flujo 3 de agua de alimentación procede de dispositivos de
tratamiento de agua y se regula por medio de una válvula 4. Una
tubería 5 dirige el agua de alimentación a una tubería 6 de
distribución dentro del cilindro 2 de vapor/agua. El propósito en
el diseño de la tubería 6 de distribución es que el intercambio de
calor entre el vapor 7 y el agua 8 de alimentación sea lo más
ventajoso posible. El nivel 9 de agua de alimentación en el
cilindro 2 de vapor/agua se regula por medio de un regulador 10,
desde el cual, por ejemplo, se transmite una señal eléctrica por
medio de cables 22 a la válvula 4 o, por ejemplo, a la tubería de
agua de alimentación. La regulación puede ser continua o una
regulación de tipo límite inferior/límite superior. Visualmente, el
nivel 9 de agua se puede vigilar por medio de viales 11 de
vigilancia. El flujo 12 de vapor producido por la caldera 1 de
gases de escape autorregulable se regula por medio de una válvula
13 principal de vapor, que está montada en una tubería 14
principal de vapor conectada al cilindro 2 de vapor/agua. Los
dispositivos de seguridad de la caldera 1 de gases de escape
autorregulable incluyen válvulas 15 de seguridad, que liberan el
exceso de presión de la caldera; un dispositivo 16 de seguridad de
subpresión, que evita la formación de subpresión en la caldera bajo
enfriamiento; y un manómetro 17 que indica la presión predominante
en la caldera.
Se conectan bajantes 19 a la sección inferior del
recubrimiento 18 del cilindro 2 de vapor/agua, en los que hay
instaladas válvulas 20. El presostato 21 que mide la presión en el
cilindro 2 de vapor/agua controla las válvulas, por ejemplo, por
medio de una señal eléctrica a través de cables 23, o las válvulas
20 pueden ser auto accionadas, controladas directamente por la
presión del vapor 7, temperatura, o similar.
Los bajantes 19 están conectados a un cilindro 40
inferior, que distribuye el agua 8 de alimentación a las tuberías
42 de distribución inferiores de la parte 41 convectiva, a las que
se conectan tuberías 43 verticales. El intercambio de calor se
realiza por medio de las tuberías 43 verticales, que pueden ser o
lisas o estriadas 44 para mejorar sus propiedades de intercambio
de calor. Las tuberías de la parte 41 convectiva también pueden
sustituirse por estructuras en hoja. Los extremos superiores de las
tuberías 43 verticales están conectados a unas tuberías 45
colectoras superiores, que dirigen el vapor 7 al cilindro 2 de
vapor/agua y están conectados por sus otros extremos a su
recubrimiento 18. El vapor 7 que entra en el cilindro de vapor/agua
a través de las aberturas 46 es dirigido por un deflector 47 para
calentar el agua 8 de alimentación en la tubería 6 de distribución
y/o el agua de alimentación enfría el vapor 7 sobrecalentado. El
nivel 48 de agua en la parte 41 convectiva determina la potencia de
la caldera 1 de gases de escape autorregulable.
La parte 41 convectiva de la caldera 1 de gases
de escape autorregulable puede estar suspendido por su sección
superior al bastidor 50, y el cilindro 2 de vapor/agua se puede
sujetar a él, por ejemplo, por medio de soportes 51. El flujo 52 de
los gases de escape se desplaza por completo a través de las
aberturas 53 y 54 de entrada y de salida a través de la parte 41
convectiva. Por medio de bridas 55 y 56, la caldera 1 de gases de
escape autorregulable se conecta, por ejemplo, a un conducto de
escape de gases de un motor diesel. Los cilindros 57 y 58, o
similares, conectados a las bridas 55 y 56 están conectados por
medio de conos 59 y 60 al bastidor 50. Las superficies (50, 57, 58,
59, 60) exteriores de la caldera de gases de escape autorregulable
normalmente están aisladas térmicamente por motivos de ahorro de
energía y para disminuir la temperatura de la superficie y por
razones de seguridad en el trabajo.
La figura 3 representa una realización en la que
tres calderas 1 de gases de escape autorregulable separadas están
conectadas a un cilindro 2 de vapor/agua común. Las flechas 24
indican el recorrido del vapor 7. Las tuberías 25 de vapor o las
tuberías 45 colectoras superiores procedentes de las calderas 1 de
gases de escape cada se conectan a una tubería 26 de vapor de
conexión que lleva al cilindro 2 de vapor/agua. También es posible
un sistema de tuberías colectoras de vapor 7 de algún otro tipo, o
las calderas 1 de gases de escape autorregulables están conectadas
directamente al cilindro 2 de vapor/agua por medio de tuberías 45
colectoras superiores o directamente. En la realización de la
figura 3, la tubería 26 de vapor de conexión se dirige desde arriba
al cilindro 2 de vapor/agua a través del recubrimiento 18, y está
conectada a una tubería 27 de distribución del vapor perforada, que
está situada parcial o totalmente debajo de la superficie 9 del
agua 8 de alimentación. Así, el agua 8 de alimentación se calienta
y el vapor 7 sobrecalentado se satura. Los chorros 29 de vapor que
se descargan a través de las perforaciones 28 se mezclan de forma
eficaz con el agua 8 de alimentación. El regulador 10 del nivel de
agua controla, a través de un cable 30, una bomba 31 en la tubería
5 de agua de alimentación. En esta realización, la tubería 5 lleva
directamente al cilindro 2 de vapor/agua. El extremo superior del
bajante 32 está conectado a la sección inferior del recubrimiento
18 del cilindro de vapor/agua y su extremo inferior está conectado
a un colector 33, a los que se conectan los bajantes 19 de las
calderas 1 de gases de escape independientes. El nivel de agua en
las partes 41 convectivas, así como en las calderas 1 individuales,
se regula por medio de válvulas 20. El flujo del agua 8 de
alimentación a las calderas de gases de escape autorregulables se
indica con una flecha 34.
La caldera 1 de gases de escape autorregulable
según la invención funciona como sigue. El flujo 52 de los gases de
escape de un motor diesel o similar no se regula de ningún modo;
fluye por completo a través de la parte 41 convectiva, manteniendo
las superficies de intercambio de calor limpias debido a su elevada
velocidad de flujo. En las tuberías 43 verticales de la parte 41
convectiva, el líquido a vaporizar está en el interior y el gas de
escape está en su exterior. Para mejorar el intercambio de calor,
las tuberías están normalmente estriadas en el lado del flujo de
gas. Cuando la válvula 13 del conducto 14 de vapor principal se
abre o manualmente o bajo el control de un tipo de empleo, la
presión y la temperatura en el cilindro 2 de vapor/agua disminuyen,
y la válvula 20 se abre bajo el control del presostato 21, un
termostato, o directamente bajo el control de la presión del vapor
7, temperatura o similar, con lo cual el agua 8 de alimentación
fluirá por gravedad a través del bajante 19 a la parte 41
convectiva y elevará el nivel 48 del agua. La generación de vapor 7
aumenta, ya que la transferencia de calor por agua y una mezcla de
agua y vapor es considerablemente mejor que aquella que se realiza
por vapor. El vapor por encima de la superficie 48 del agua se
sobrecalienta más a medida que disminuye la potencia a la que
funciona la caldera de gases de escape, ya que a baja potencia el
nivel de agua es bajo y la superficie sobrecalentada aumenta. La
válvula 20 puede regularse como una de tipo de funcionamiento
continuo o como una de tipo todo/nada, dependiendo de los tipos de
uso del vapor, que determinan la velocidad y precisión de la
regulación. La velocidad de regulación puede aumentarse aumentando
el número y/o diámetro de los bajantes. También elevando el
cilindro 2 de vapor/agua a un nivel superior, tal como se muestra
en la figura 3, puede aumentarse la presión estática del agua 8 de
alimentación y así, puede mejorarse la velocidad de regulación de
la potencia. El nivel 9 del agua 8 de alimentación en el cilindro 2
de vapor/agua también puede regularse por regulación continua o
controlada por los límites superior e inferior. También puede
realizarse la regulación del nivel 9 del agua de forma
completamente independiente controlando el funcionamiento de la
bomba 31 y/o la válvula 4. Es importante que el calor de
sobrecalentamiento del vapor sobrecalentado pueda transferirse al
agua de alimentación, en condiciones de funcionamiento estable de
la caldera 1 de gases de escape autorregulable. La superficie 9 del
agua 8 de alimentación actúa, hasta cierto punto, como una
superficie de intercambio de calor, pero no es suficiente. Por
tanto se hacen esfuerzos para mejorar el intercambio de calor por
medio de varios sistemas de tuberías perforadas y estriadas o
dirigiendo el vapor 7 a la superficie 9 o por debajo. El
intercambio de calor también puede mejorarse por medio de varios
chorros de vapor o agua.
La regulación del nivel 9 del agua en el cilindro
de vapor/agua sirve para evitar un exceso de llenado. Cuando la
caldera de gases de escape autorregulable se arranca a potencia
cero, el agua 8 de alimentación podría quedar solamente en el fondo
del cilindro 40 inferior, donde es posible realizar el soplado de
salida. El soplado de la superficie en el cilindro 2 de vapor/agua
también puede realizarse debido a la regulación de la superficie 9
del agua.
La invención de la presente solicitud no se
limita solamente a las construcciones y realizaciones anteriormente
presentadas. Así, por ejemplo, la construcción de la parte 41
convectiva puede variar según las tuberías disponibles. El estriado
puede ser espiral o longitudinal. Pueden utilizarse varias
combinaciones de tuberías colectoras superiores y tuberías
distribuidoras inferiores, o pueden suprimirse por completo. El
cilindro 2 de vapor/agua puede ser de otra forma o su disposición
puede ser distinta. También, el calentamiento del agua 8 de
alimentación por medio del vapor 7 parcialmente sobrecalentado
puede realizarse de diferentes maneras. Para un experto en la
técnica, también está claro el empleo de numerosos dispositivos de
control y operar dentro de la idea inventiva.
Claims (10)
1. Caldera de gases de escape autorregulable
prevista para la recuperación de la energía térmica de los gases
de escape de motores diesel o similares, que tiene un cilindro (2)
de vapor/agua que actúa como el lugar para el agua y el vapor; una
parte (41) convectiva que actúa como vaporizador y estando
ajustada en la orientación vertical entre el cilindro (2) de
vapor/agua y un cilindro (40) inferior, o similar, y conectado al
mismo; y al menos un bajante (19) que interconecta el cilindro (2)
de vapor/agua y el cilindro (40) inferior, o similar,
caracterizada porque
- -
- al menos una válvula (20) o dispositivo correspondiente que regula la cantidad de agua (8) y el nivel (48) de agua en la parte (41) convectiva, está montado entre el cilindro (2) de vapor/agua y el cilindro (40) inferior, o similar, preferiblemente en la sección inferior del bajante (19);
- -
- se proporcionan medios para rellenar parcialmente con agua (8) las tuberías (43), preferiblemente dispuestas de forma vertical, de la parte (41) convectiva, regulándose la potencia de la caldera de gases de escape ajustando el nivel (48) de agua en la parte (41) convectiva por medio de la válvula (20), basándose en las diferentes propiedades de transferencia térmica del agua, la mezcla agua-vapor, y el vapor.
2. Caldera de gases de escape autorregulable
según la reivindicación 1, caracterizada porque la válvula
(20) está continuamente regulada y/o es del tipo
abierto/cerrado.
3. Caldera de gases de escape autorregulable
según las reivindicaciones 1-2,
caracterizada porque la tubería (26) o tuberías (45) que
conectan la parte (41) convectiva al cilindro (2) de vapor/agua,
penetra en el recubrimiento (18) del cilindro (2) de vapor/agua en
un punto por encima del máximo nivel (9) de agua permitido del
cilindro (2) de vapor/agua.
4. Caldera de gases de escape autorregulable
según las reivindicaciones 1-3,
caracterizada porque dentro del cilindro (2) de vapor/agua
está montada una tubería (6) distribuidora perforada lisa o
estriada delante de las aberturas (46) de vapor en el recubrimiento
(18) del cilindro (2) de vapor/agua, detrás de una válvula (47)
regulable para condensar el vapor (7) sobrecalentado en la parte
(41) convectiva y para calentar el agua (8) de alimentación.
5. Caldera de gases de escape autorregulable
según las reivindicaciones 1-3,
caracterizada porque la tubería (27) distribuidora de vapor
perforada, montada en el cilindro (2) de vapor/agua, está en parte
o completamente por debajo del nivel (9) de agua para condensar el
vapor (7) sobrecalentado en la parte (41) convectiva y para calentar
el agua (8) de alimentación.
6. Caldera de gases de escape autorregulable
según las reivindicaciones 1-5,
caracterizada por un circuito de control independiente,
separado por medio del que se regula el nivel (9) de agua en el
cilindro (2) de vapor/agua por regulación continua o por regulación
de límite inferior/límite superior.
7. Caldera de gases de escape autorregulable
según las reivindicaciones 1-6,
caracterizada porque la válvula (20) está montada para
actuar bajo el control de la presión del vapor (7), la temperatura,
la velocidad de flujo o una cantidad medible correspondiente, para
regular el nivel (48) de agua en la parte (41) convectiva.
8. Caldera de gases de escape autorregulable
según las reivindicaciones 1-7,
caracterizada porque las tuberías (43) de la parte (41)
convectiva son tuberías estriadas y/o tuberías lisas o las tuberías
se sustituyen por una construcción en hoja.
9. Caldera de gases de escape autorregulable
según las reivindicaciones 1-8,
caracterizada porque el flujo del gas expulsado a través de
la caldera (1) con escape de gases autorregulable se desplaza en su
totalidad a través de la parte (41) convectiva.
10. Caldera de gases de escape autorregulable
según las reivindicaciones 1-9, caracterizada
porque una pluralidad de calderas (1) con escape de gases
regulables está conectada a un cilindro (2) de vapor/agua común
bajo cuyo control funcionan cada una de las calderas (1) de gas con
escape de gases regulable.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI964281 | 1996-10-24 | ||
FI964281A FI101737B1 (fi) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | Säätävä pakokaasukattila |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2213818T3 true ES2213818T3 (es) | 2004-09-01 |
Family
ID=8546932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES97910464T Expired - Lifetime ES2213818T3 (es) | 1996-10-24 | 1997-10-23 | Caldera de recuperacion de calor con salida variable. |
Country Status (21)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6105538A (es) |
EP (1) | EP0968388B1 (es) |
JP (1) | JP3306072B2 (es) |
KR (1) | KR100379135B1 (es) |
CN (1) | CN1119557C (es) |
AT (1) | ATE258292T1 (es) |
AU (1) | AU715484B2 (es) |
BR (1) | BR9712566A (es) |
CA (1) | CA2269556C (es) |
DE (1) | DE69727319T2 (es) |
DK (1) | DK0968388T3 (es) |
ES (1) | ES2213818T3 (es) |
FI (1) | FI101737B1 (es) |
HK (1) | HK1024051A1 (es) |
ID (1) | ID22027A (es) |
NO (1) | NO991959L (es) |
NZ (1) | NZ335484A (es) |
PT (1) | PT968388E (es) |
SI (1) | SI0968388T1 (es) |
TR (1) | TR199900898T2 (es) |
WO (1) | WO1998017948A1 (es) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007133071A2 (en) * | 2007-04-18 | 2007-11-22 | Nem B.V. | Bottom-fed steam generator with separator and downcomer conduit |
ES2347752B1 (es) * | 2009-04-06 | 2011-09-22 | Abengoa Solar New Technologies, S.A | Receptor solar con circulacion natural para generacion de vapor saturado. |
US9644807B1 (en) | 2010-04-30 | 2017-05-09 | Geoffrey Herbert Harris | Enhanced solid-state light source and electronic simulated candle |
JP5534243B2 (ja) * | 2011-12-22 | 2014-06-25 | 三浦工業株式会社 | ボイラ |
EP2843304A1 (en) * | 2013-08-29 | 2015-03-04 | Casale SA | A shell-and-tube apparatus for heat recovery from a hot process stream |
CN105782947B (zh) * | 2014-11-18 | 2018-03-27 | 孔令斌 | 一种蒸汽锅炉无动力补水控制方法 |
CN106322340A (zh) * | 2016-08-24 | 2017-01-11 | 洛阳双瑞特种装备有限公司 | 一种撬装式高温烟气余热回收系统 |
WO2020114261A1 (zh) * | 2018-12-04 | 2020-06-11 | 浙江力聚热水机有限公司 | 一种热管式蒸汽发生器 |
Family Cites Families (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE152917C (es) * | ||||
DE266911C (es) * | ||||
DE508397C (de) * | 1930-09-26 | Maschb Anstalt Humboldt | Vorrichtung zum Einfuehren des Speisewassers in Dampfkessel | |
SE133777C1 (es) * | ||||
DK22701C (da) * | 1917-12-24 | Howden James & Co Ltd | Anordning ved Fødevandsvarme- og -fordelingsapparater til Flersektionsdampgeneratorer. | |
US695325A (en) * | 1901-06-11 | 1902-03-11 | Thomas William Moran | Feed-water regulator and high or low water alarm for steam-boilers. |
US1038004A (en) * | 1910-11-11 | 1912-09-10 | Charles W Seddon | Boiler. |
US2222349A (en) * | 1938-10-15 | 1940-11-19 | Jones William Anthony | Complete compact adjustable boiler superheater |
DE1038563B (de) * | 1957-04-18 | 1958-09-11 | Inst Schienenfahrzeuge | Speisewassermischvorwaermer |
US3070077A (en) * | 1959-03-09 | 1962-12-25 | Huet Andre | Feed water arrangements for marine boilers |
US3162180A (en) * | 1962-06-06 | 1964-12-22 | Fuji Boiler Co Ltd | Steam generating device |
US3279438A (en) * | 1965-03-01 | 1966-10-18 | Engineering Controls Inc | Waste heat recovery system for heat engines |
US3441006A (en) * | 1967-02-20 | 1969-04-29 | Foster Wheeler Corp | Waste heat boilers |
CH622332A5 (es) * | 1977-09-02 | 1981-03-31 | Sulzer Ag | |
EP0051078A1 (de) * | 1980-10-31 | 1982-05-12 | Paul Lindenau GmbH & Co. KG Schiffswerft und Maschinenfabrik | Dampfkessel für die Nutzung der Abgaswärme |
JPS57188904A (en) * | 1981-05-16 | 1982-11-20 | Babcock Hitachi Kk | Recovery boiler for waste heat preventing water hammer |
FI64978C (fi) * | 1982-07-01 | 1984-02-10 | Rauma Repola Oy | Avgaspanna |
SU1154511A1 (ru) * | 1982-11-25 | 1985-05-07 | Уральское Производственно-Техническое Предприятие "Уралэнергочермет" | Способ автоматического регулировани группы котлов с общим паровым коллектором |
FR2540973B1 (fr) * | 1983-02-10 | 1987-10-30 | Carosso Victor | Dispositions complementaires de regulation automatique du niveau d'eau des chaudieres a vapeur |
JPS59139704U (ja) * | 1983-03-04 | 1984-09-18 | 株式会社東芝 | 蒸気発生器 |
FR2581162B1 (fr) * | 1985-04-24 | 1988-09-09 | Electricite De France | Rechauffeur d'eau alimentaire de generateur de vapeur |
JPH0616243Y2 (ja) * | 1988-01-18 | 1994-04-27 | 株式会社東芝 | 自然循環型ボイラ用蒸気ドラム |
US5522348A (en) * | 1991-09-02 | 1996-06-04 | Nippon Furnace Kogyo Kabushiki Kaisha | Boiler |
JPH0630601U (ja) * | 1992-09-09 | 1994-04-22 | 石川島播磨重工業株式会社 | 自然循環式水管ボイラ設備 |
US5476525A (en) * | 1994-03-01 | 1995-12-19 | Bekedam; Martin | Steam condensate recovery component |
DE4441008A1 (de) * | 1994-11-17 | 1996-05-23 | Siemens Ag | Anlage zur Dampferzeugung nach dem Naturumlaufprinzip und Verfahren zum Anstoß des Wasserumlaufs in einer derartigen Anlage |
JPH09203501A (ja) * | 1996-01-26 | 1997-08-05 | Nippon Furnace Kogyo Kaisha Ltd | 小型貫流ボイラ |
-
1996
- 1996-10-24 FI FI964281A patent/FI101737B1/fi not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-10-23 US US09/284,812 patent/US6105538A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-23 PT PT97910464T patent/PT968388E/pt unknown
- 1997-10-23 DE DE69727319T patent/DE69727319T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-23 TR TR1999/00898T patent/TR199900898T2/xx unknown
- 1997-10-23 WO PCT/FI1997/000640 patent/WO1998017948A1/en active IP Right Grant
- 1997-10-23 CA CA002269556A patent/CA2269556C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-23 KR KR10-1999-7003560A patent/KR100379135B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-10-23 BR BR9712566-0A patent/BR9712566A/pt not_active IP Right Cessation
- 1997-10-23 DK DK97910464T patent/DK0968388T3/da active
- 1997-10-23 CN CN97199111A patent/CN1119557C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-23 NZ NZ335484A patent/NZ335484A/en unknown
- 1997-10-23 AT AT97910464T patent/ATE258292T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-10-23 ID IDW990285A patent/ID22027A/id unknown
- 1997-10-23 SI SI9730635T patent/SI0968388T1/xx unknown
- 1997-10-23 JP JP50454798A patent/JP3306072B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-23 EP EP97910464A patent/EP0968388B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-23 AU AU47834/97A patent/AU715484B2/en not_active Ceased
- 1997-10-23 ES ES97910464T patent/ES2213818T3/es not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-04-23 NO NO991959A patent/NO991959L/no unknown
-
2000
- 2000-04-18 HK HK00102302A patent/HK1024051A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE258292T1 (de) | 2004-02-15 |
AU4783497A (en) | 1998-05-15 |
FI101737B (fi) | 1998-08-14 |
FI964281A0 (fi) | 1996-10-24 |
DE69727319T2 (de) | 2004-07-08 |
KR20000052758A (ko) | 2000-08-25 |
NZ335484A (en) | 1999-10-28 |
KR100379135B1 (ko) | 2003-04-08 |
CA2269556A1 (en) | 1998-04-30 |
PT968388E (pt) | 2004-05-31 |
NO991959L (no) | 1999-04-26 |
AU715484B2 (en) | 2000-02-03 |
DE69727319D1 (de) | 2004-02-26 |
HK1024051A1 (en) | 2000-09-29 |
TR199900898T2 (xx) | 1999-09-21 |
DK0968388T3 (da) | 2004-06-01 |
JP2000507692A (ja) | 2000-06-20 |
NO991959D0 (no) | 1999-04-23 |
CN1119557C (zh) | 2003-08-27 |
ID22027A (id) | 1999-08-26 |
FI101737B1 (fi) | 1998-08-14 |
FI964281A (fi) | 1998-04-25 |
WO1998017948A1 (en) | 1998-04-30 |
JP3306072B2 (ja) | 2002-07-24 |
SI0968388T1 (en) | 2004-08-31 |
US6105538A (en) | 2000-08-22 |
BR9712566A (pt) | 1999-10-19 |
CN1234104A (zh) | 1999-11-03 |
EP0968388B1 (en) | 2004-01-21 |
CA2269556C (en) | 2006-01-10 |
EP0968388A1 (en) | 2000-01-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5022233B2 (ja) | 太陽熱発電設備、熱媒体供給設備および温度変動抑制装置 | |
ES2276138T3 (es) | Generador de vapor. | |
JP4781370B2 (ja) | 横形ボイラ | |
ES2213818T3 (es) | Caldera de recuperacion de calor con salida variable. | |
ES2413929A2 (es) | Paneles receptores solares | |
JP2007085579A (ja) | 給湯器 | |
DK169109B1 (da) | Spildvarme-dampgenerator | |
ES2307493T3 (es) | Generador de vapor calefaccionado con combustibles fosil. | |
KR20010112269A (ko) | 화석 연료로 가열되는 연속 증기 발생기 | |
ES2222900T3 (es) | Generador de vapor continuo quemado con combustible fosil. | |
JP2011214829A (ja) | 熱媒体の温度変動抑制装置、熱媒体供給設備および太陽熱発電設備 | |
KR100439079B1 (ko) | 화석 연료로 가열되는 증기 발생기 | |
RU2001129291A (ru) | Прямоточный парогенератор, работающий на ископаемом топливе | |
JP3451058B2 (ja) | 液冷式火格子要素を備えた燃焼装置 | |
ES2094536T5 (es) | Procedimiento y dispositivo para el ajuste de la temperatura de gas de combustion a la salida de un generador de vapor. | |
WO1998017947A1 (en) | Waste heat boiler | |
RU220049U1 (ru) | Водотрубный котел | |
JP5346396B2 (ja) | 太陽熱発電設備、熱媒体供給設備および温度変動制御装置 | |
KR100531518B1 (ko) | 고압력 열풍기 구조 | |
EP1179164A1 (en) | An absorption chiller | |
JPS5833361Y2 (ja) | 排ガスボイラの追焚き装置 | |
SU1384877A1 (ru) | Котел | |
JPH01307600A (ja) | ヒートパイプを利用した低温液化ガス気化器 | |
USRE16320E (en) | Water-tubs steam producer | |
RU2293914C1 (ru) | Теплообменник |