ES2413908A2 - Estaciones de pulverización para control de temperatura en calderas solares - Google Patents

Estaciones de pulverización para control de temperatura en calderas solares Download PDF

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Abstract

Caldera para un receptor solar que incluye una pluralidad de paneles de receptores solares. Los paneles están conectados de manera fluídica entre sí mediante un circuito de vapor. Por lo menos una estación de pulverización está en comunicación fluídica con el circuito de vapor y está configurada y adaptada para proporcionar una pulverización de enfriamiento de la temperatura al circuito de vapor con el fin de controlar las temperaturas de los paneles.

Description

Estaciones de pulverización para control de temperatura en calderas solares.
REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS
La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud provisional US nº 61/151.984, presentada el 12 de febrero de 2009, de la solicitud provisional US nº 61/152.011, presentada el 12 de febrero de 2009, de la solicitud provisional US nº 61/152.035, presentada el 12 de febrero de 2009, de la solicitud provisional US nº 61/152.049, presentada el 12 de febrero de 2009, de la solicitud provisional US nº 61/152.077, presentada el 12 de febrero de 2009, de la solicitud provisional US nº 61/152.114, presentada el 12 de febrero de 2009, y de la solicitud provisional US nº 61/152.286, presentada el 13 de febrero de 2009, cada una de las cuales se incorpora a la presente memoria en su totalidad como referencia.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
1.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a la producción de energía solar, y más particularmente, a estaciones de pulverización para control de temperatura de paneles de receptores solares en calderas solares.
2.
Descripción de la técnica relacionada
La generación de energía solar se ha considerado una fuente viable para ayudar a responder a las necesidades energéticas en un momento en el que aumenta la conciencia sobre aspectos medioambientales de la producción de energía. La producción de energía solar se basa principalmente en la capacidad para captar y transformar la energía del Sol disponible en grandes cantidades, y puede producirse con muy poco impacto sobre el medio ambiente. La energía solar puede utilizarse sin crear residuos radiactivos, como en la producción de energía nuclear, y sin producir emisiones contaminantes incluyendo los gases de efecto invernadero como en la producción de energía a partir de combustibles fósiles. La producción de energía solar es independiente de los costes de combustible fluctuantes y no consume recursos no renovables.
Los generadores de energía solar emplean generalmente campos de espejos controlados, denominados heliostatos, para recoger y concentrar la luz solar sobre un receptor para proporcionar una fuente de calor para la producción de energía. Un receptor solar adopta normalmente la forma de un panel de tubos que transportan un fluido de trabajo a través de los mismos. Los generadores solares previos han utilizado fluidos de trabajo tales como sal fundida que presentan la capacidad de almacenar energía suficiente para permitir la generación de energía cuando no hay radiación solar o hay poca. Los fluidos de trabajo calentados se transportan normalmente hasta un intercambiador de calor en el que ceden el calor a un segundo fluido de trabajo tal como aire, agua, o vapor. La energía se genera conduciendo aire o vapor calentado a través de una turbina que acciona un generador eléctrico.
Más recientemente, se ha determinado que la producción de energía solar puede incrementarse y simplificarse utilizando agua/vapor como único fluido de trabajo en un receptor que es una caldera. Esto puede eliminar la necesidad de un intercambiador de calor ineficaz entre dos fluidos de trabajo diferentes. Este desarrollo ha llevado a nuevos desafíos en la manipulación del calor solar intenso sin daño para el sistema. Un desafío de este tipo implica el hecho de que las calderas solares pueden estar sujetas a cambios muy rápidos de temperatura en comparación con las calderas de combustibles fósiles. Es posible, por ejemplo, que los paneles de receptores solares pasen de un estado de recepción de mucho calor, a un estado en el que no se recibe nada de calor o muy poco, y vuelvan después al estado de recepción de mucho calor en unos minutos. Esto puede suceder, por ejemplo, con el paso de una nube solitaria sobre el campo de heliostatos. En tales casos, la temperatura del vapor experimentará enormes fluctuaciones en un corto periodo de tiempo, lo que puede dañar los paneles de receptor.
Mientras que los sistemas de producción de energía solar conocidos se han considerado generalmente satisfactorios para sus fines previstos, ha permanecido la necesidad en la técnica de controlar la temperatura del vapor en caso de cambios rápidos en el flujo de calor en los paneles de caldera. También existe la necesidad de sistemas y procedimientos de este tipo que sean fáciles de fabricar y utilizar. La presente invención proporciona una solución a estos problemas.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a una caldera nueva y útil para un receptor solar. La caldera incluye una pluralidad de paneles de receptores solares. Los paneles establecen una conexión fluídica entre sí por medio de un circuito de vapor. Al menos una estación de pulverización está en comunicación fluídica con el circuito de vapor y está configurada y adaptada para proporcionar pulverización de enfriamiento de temperatura al circuito de vapor para controlar las temperaturas de los paneles.
En determinadas formas de realización, la caldera incluye una pluralidad de paredes de caldera dispuestas extremo con extremo rodeando un espacio interior de la caldera. Cada pared de caldera incluye una pluralidad de paneles de receptores solares adyacentes. Cada panel puede incluir una pluralidad de tubos de vapor que establecen conexión de fluido de una entrada del panel a una salida del panel.
Según determinadas formas de realización, hay al menos dos estaciones de pulverización en comunicación fluídica con el circuito de vapor en ubicaciones separadas unas de otras para controlar directamente la temperatura de paredes de caldera o paneles de receptor separados. Un sistema de control puede estar conectado funcionalmente a las estaciones de pulverización para controlar de manera independiente las estaciones de pulverización para un control independiente de la temperatura de al menos dos de las paredes de caldera.
También se contempla que el circuito de vapor puede incluir dos o más subcircuitos paralelos entre sí. Cada subcircuito incluye al menos una estación de pulverización para un control independiente de la temperatura de los subcircuitos. Cada subcircuito puede incluir dos estaciones de pulverización separadas entre sí dentro de cada respectivo subcircuito para proporcionar un control de temperatura para paneles en ubicaciones separadas, incluyendo por ejemplo, en lados separados de la pluralidad de paredes de caldera. Cada subcircuito puede incluir uno o más conductos conectores, cada uno de los cuales establece una conexión fluídica entre dos pasos separados de paneles en la pluralidad de paneles de receptores solares. Dos conductos conectores en cada subcircuito pueden incluir una estación de pulverización separada cada uno. Cada subcircuito puede incluir un conducto conector que establece una conexión fluídica de paneles en un lado de la pluralidad de paredes de caldera con paneles en otro lado de la misma, y cada conducto conector puede incluir una estación de pulverización separada. Cada subcircuito puede incluir un conducto conector que es un conducto de cruce que establece una conexión fluídica de paneles en un lado de la pluralidad de paredes de caldera con paneles en un lado opuesto de la misma. Cada uno de los conductos de cruce puede incluir una estación de pulverización separada.
La invención también proporciona una caldera para un receptor solar en la que una pluralidad de paredes de caldera está dispuesta extremo con extremo rodeando un espacio interior de la caldera. Cada pared de caldera incluye una pluralidad de paneles de receptores solares adyacentes. Los paneles están en conexión fluídica entre sí por medio de un circuito de vapor. Un conducto de cruce forma una parte del circuito de vapor y establece una conexión fluídica de paneles en una primera de las paredes de caldera con paneles en una segunda de las paredes de caldera opuesta a la primera de las paredes de caldera.
Según determinadas formas de realización, el circuito de vapor incluye cuatro pasos de paneles de receptores solares con un primer conducto conector que establece una conexión fluídica entre un primer paso de paneles y un segundo paso de paneles. Un segundo conducto conector establece una conexión fluídica entre un tercer paso de paneles y un cuarto paso de paneles. El conducto de cruce establece una conexión fluídica entre el segundo paso de paneles y el tercer paso de paneles.
Se contempla que el primer y cuarto pasos de paneles pueden estar en paredes de caldera opuestas entre sí. El segundo y tercer pasos de paneles pueden estar en paredes de caldera opuestas entre sí. Cada paso de paneles puede estar en una pared de caldera separada respecto a los otros pasos.
Según determinadas formas de realización, los cuatro pasos de paneles, el primer conducto conector, el segundo conducto conector, y el conducto de cruce forman un primer subcircuito del circuito de vapor, incluyendo el circuito de vapor un segundo subcircuito paralelo al primer subcircuito. El segundo subcircuito incluye cuatro pasos de paneles sustancialmente simétricos a los cuatro pasos de paneles en el primer subcircuito. El segundo subcircuito incluye un primer conducto conector que establece una conexión fluídica entre un primer paso de paneles y un segundo paso de paneles del segundo subcircuito. Un segundo conducto conector establece una conexión fluídica entre un tercer paso de paneles y un cuarto paso de paneles del segundo subcircuito. Un conducto de cruce establece una conexión fluídica entre el segundo paso de paneles y el tercer paso de paneles del segundo subcircuito.
Se contempla que, en determinadas formas de realización, se proporciona una primera estación de pulverización en el primer conducto conector del primer subcircuito, se proporciona una segunda estación de pulverización en el conducto de cruce del primer subcircuito, se proporciona una tercera estación de pulverización en el primer conducto conector del segundo subcircuito, y se proporciona una cuarta estación de pulverización en el conducto de cruce del segundo subcircuito. Cada una de las estaciones de pulverización está configurada y adaptada para proporcionar una pulverización de control de temperatura al circuito de vapor para controlar la temperatura de los paneles.
Estas y otras características de los sistemas y procedimientos de la invención se pondrán más claramente de manifiesto para los expertos en la materia a partir de la siguiente descripción detallada de las formas de realización preferidas consideradas junto con los dibujos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para que los expertos en la materia a la que pertenece la invención objeto entiendan fácilmente cómo fabricar y utilizar los dispositivos y procedimientos de la invención objeto sin excesiva experimentación, a continuación en la presente memoria se describirán con detalle formas de realización preferidas de los mismos haciendo referencia a determinadas figuras, en las que:
la figura 1 es una vista esquemática de una parte de una realización a modo de ejemplo de una caldera solar construida según la presente invención, que muestra esquemáticamente la disposición de múltiples estaciones de pulverización para su uso en el control de las temperaturas de los paneles de receptor;
la figura 2 es una vista esquemática de una parte de otra realización a modo de ejemplo de una caldera solar construida según la presente invención, que muestra esquemáticamente la disposición de múltiples estaciones de pulverización en una disposición de paneles cruzada, de cuatro pasos, de dos subcircuitos en un circuito de vapor;
la figura 3 es una vista en planta, en sección transversal, esquemática de la caldera solar de la figura 2, que muestra las ubicaciones de cuatro estaciones de pulverización en el circuito de vapor, y que indica los cuatro pasos del primer subcircuito del circuito de vapor;
la figura 4 es una vista en planta, en sección transversal, esquemática de la caldera solar de la figura 2, que muestra las ubicaciones de cuatro estaciones de pulverización en el circuito de vapor, y que indica los cuatro pasos del segundo subcircuito del circuito de vapor; y
la figura 5 es una vista en perspectiva esquemática de una realización a modo de ejemplo de una caldera solar construida según la presente invención, que muestra la configuración apilada de una sección de generador de vapor, una sección de supercalentador, y una sección de recalentador, en la que cuatro paredes de caldera rodean un espacio de caldera interior.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS FORMAS DE REALIZACIÓN PREFERIDAS
A continuación, se hará referencia a los dibujos en los que números de referencia iguales identifican aspectos o características estructurales similares de la invención objeto. Con el propósito de explicar e ilustrar, y no de limitar, en la figura 1 se muestra una vista parcial de una forma de realización ejemplificativa de una caldera según la invención y se designa generalmente con el carácter de referencia 100. Otras formas de realización de calderas solares según la invención, o aspectos de la misma, se proporcionan en las figuras 2-5, tal como se describirá. Los sistemas y procedimientos de la invención pueden utilizarse para mejorar el control de la temperatura del vapor de la caldera, por ejemplo en la generación de energía solar.
La caldera solar proporciona un problema único porque el calor aplicado a las superficies de calentamiento puede pasar de un flujo de calor máximo, a sustancialmente ningún flujo de calor, y de nuevo al flujo de calor máximo, en cuestión de minutos. Un ejemplo de esto es si pasa una nube solitaria sobre el campo solar, ocultando parcial o totalmente el sol. En tales casos, la temperatura del vapor puede experimentar fluctuaciones considerables en un corto periodo de tiempo. Las fluctuaciones del flujo de calor de una magnitud tan alta en periodos de tiempo tan cortos no suelen producirse en calderas de combustibles fósiles, por ejemplo. Con el fin de controlar de manera eficaz las temperaturas del vapor durante estas desviaciones del flujo de calor, es deseable una atemperación mediante pulverización intermedia entre los grupos de paneles de receptor para evitar un sobrecalentamiento de los tubos.
Tal como se indica en la figura 1, la caldera 100 se utiliza como un receptor solar para la producción de energía solar. La caldera 100 incluye una pluralidad de paneles 102 receptores solares. Cada panel 102 presenta una pluralidad de tubos de vapor que establecen una conexión fluídica entre una entrada del panel y una salida del panel. Los paneles 102 están en conexión fluídica entre sí en un circuito de vapor 104 que incluye un tambor 106 y un conducto 108 hacia una turbina de vapor u otro sistema de potencia. Una pluralidad de estaciones de pulverización 110a-110d está en comunicación fluídica con el circuito de vapor 104. Las estaciones de pulverización 110a-110d están configuradas y adaptadas para proporcionar una pulverización de enfriamiento a los paneles 102 para controlar las temperaturas de los paneles, por ejemplo durante cambios significativos en el flujo de calor recibido en los paneles. La estación de pulverización 110a afecta directamente a la temperatura del vapor (y por tanto a la temperatura del metal) de los paneles denominados paso este 5 y paso este 6. La estación de pulverización 110b afecta directamente a la temperatura del vapor (y por tanto a la temperatura del metal) de los paneles denominados paso sur 7 y paso sur 8, etc. Los expertos en la materia apreciarán fácilmente que pueden utilizarse más o menos estaciones de pulverización, y en cualquier ubicación adecuada sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.
La ilustración esquemática en la figura 1 es de una caldera de cuatro lados y ocho pasos con dos subcircuitos paralelos del circuito de vapor principal 104. Cada paso incluye dos paneles de caldera individuales paralelos entre sí en el respectivo circuito de vapor. El subcircuito este incluye dos pasos de paneles en la pared de caldera norte, cuatro pasos en la pared de caldera este, y dos pasos en la pared de caldera sur. Los ocho pasos del subcircuito oeste son sustancialmente simétricos a los pasos del subcircuito este, concretamente, dos pasos en la pared de caldera norte, cuatro pasos en la pared de caldera oeste, y dos pasos en la pared de caldera sur. Las cuatro paredes de caldera incluyen cada una un total de ocho paneles 102 de caldera individuales. Las cuatro paredes de caldera están orientadas en las direcciones de los puntos cardinales, sin embargo, los expertos en la materia apreciarán fácilmente que puede utilizarse cualquier orientación adecuada, número de paredes de caldera, o número de pasos y paneles sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.
Típicamente, en los sistemas previamente conocidos, se utiliza una única estación de pulverización para controlar la temperatura del vapor. Las calderas convencionales usaban estaciones de pulverización para limitar la magnitud de las temperaturas intermedias del vapor durante el funcionamiento en régimen permanente para evitar tener que utilizar materiales costosos adecuados para temperaturas más altas, o proporcionar una gama más amplia de flujos de pulverización en calderas con un ensuciamiento variable a lo largo de sus ciclos de funcionamiento. En la realización a modo de ejemplo de la invención descrita anteriormente, hay dos estaciones de pulverización para cada subcircuito, por ejemplo, el subcircuito este y subcircuito oeste, de la caldera 100. El hecho de presentar dos estaciones de pulverización permite controlar la temperatura en múltiples ubicaciones, lo que es ventajoso porque puede haber grandes cambios en el flujo de calor de un paso a otro a lo largo del tiempo. Por ejemplo, una nube podría ocultar la luz del Sol desde el lado este de una caldera, pero no por los otros lados. Por tanto, es ventajoso disponer de múltiples ubicaciones para pulverizar, dependiendo de dónde sea necesario el efecto de enfriamiento por pulverización o el control de temperatura.
Haciendo referencia a continuación a la figura 2, se muestra esquemáticamente otra realización de una caldera solar 200 según la presente invención. De manera similar a la caldera 100 anterior, la caldera 200 incluye un circuito de vapor con dos subcircuitos paralelos, paneles 202, un tambor 206, y un conducto 208 hacia una turbina de vapor. La caldera 200 incluye cuatro pasos en lugar de ocho pasos como en la caldera 100. Es decir, cada subcircuito se dirige a través de una serie de cuatro pasos de paneles entre el tambor 206 y el conducto 208. Cada paso incluye cuatro paneles de caldera paralelos, y cada pared de caldera incluye un total de ocho paneles de caldera individuales.
Todavía haciendo referencia a la figura 2, cada subcircuito incluye un conducto de cruce 250, 252. El primer subcircuito dirige el vapor desde el tambor 206, a través de un paso 230 en la pared de caldera norte, a través de un conducto conector de circuito 204 que incluye la estación de pulverización 210a. Desde allí, el vapor se dirige a través de un paso 232 en la pared de caldera oeste, y después a través del conducto de cruce 250, que incluye una segunda estación de pulverización 210b. Desde allí, el vapor continúa a través de un paso 234 en la pared de caldera este, después a través de otro conducto conector del circuito 204. Entonces el vapor se dirige a través de un paso 236 en la pared de caldera sur, y por último hacia el conducto 208. El conducto de cruce puede presentar el mismo tamaño y la misma configuración general que los demás conductos conectores del circuito 204. Puede ser ventajoso que el conducto de cruce 250 presente un diámetro de tubería ligeramente mayor que los demás conductos conectores para compensar el hecho de que los conductos de cruce 250, 252 presentan una mayor caída de presión que los demás conductos conectores debido a la longitud extra de los conductos de cruce 250, 252.
Haciendo referencia a continuación a la figura 3, se muestra la caldera 200 en sección transversal desde arriba, en una vista parcialmente esquemática para mayor claridad. Los cuatro pasos del primer subcircuito se muestran en la figura 3. El primer paso 230 incluye los cuatro paneles 202 más al oeste de la pared de caldera norte. El segundo paso 232 incluye los cuatro paneles 202 más al norte de la pared de caldera oeste y forma una esquina de caldera 200 con el primer paso 230. Desde allí el subcircuito cruza a la pared de caldera opuesta, donde los cuatro paneles 202 más al sur de la pared de caldera oeste constituyen el tercer paso 234. Los cuatro paneles 202 más al este de la pared de caldera sur constituyen el cuarto paso 236, que forma una esquina con el tercer paso 234. Las ubicaciones físicas de las dos estaciones de pulverización 210a y 210b del primer subcircuito se indican en la figura 3. La estación de pulverización 210a se muestra con su extremo dentro del conducto conector 204 orientado verticalmente, mientras que la estación de pulverización 210b está en una parte horizontal del conducto de cruce 250.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 2, el segundo subcircuito dirige el vapor desde el tambor 206, a través de un paso 240 en la pared de caldera norte, a través de un conducto conector del circuito 204 que incluye la estación de pulverización 210d. Desde allí, el vapor se dirige a través de un paso 242 en la pared de caldera este, después a través del conducto de cruce 252, que incluye una segunda estación de pulverización 210c. Desde allí, el vapor continúa a través de un paso 244 en la pared de caldera oeste, después a través de otro conducto conector del circuito 204. Entonces el vapor se dirige a través de un paso 246 en la pared de caldera sur, y por último hacia el conducto 208.
Haciendo referencia a la figura 4, se muestra la caldera 200 como en la figura 3, pero con los pasos del segundo subcircuito indicados. El primer paso 240 incluye los cuatro paneles más al este de la pared de caldera norte. El segundo paso 242 incluye los cuatro paneles más al norte de la pared de caldera este, y forma una esquina con el primer paso 240. Desde allí el subcircuito cruza a la pared de caldera opuesta, en la que los cuatro paneles más al sur de la pared de caldera oeste constituyen el tercer paso 244. Los cuatro paneles más al oeste de la pared de caldera sur constituyen el cuarto paso 246, que forma una esquina con el tercer paso 244. Las ubicaciones físicas de las dos estaciones de pulverización 210c y 210d del primer subcircuito se indican en la figura 4. La estación de pulverización 210d se muestra con su extremo dentro del conducto conector del circuito 204 orientado verticalmente, mientras que la estación de pulverización 210c está en una parte horizontal del conducto de cruce 252.
Tal como puede verse en las figuras 3 y 4, la caldera 200 incluye cuatro paredes de caldera dispuestas extremo con extremo rodeando un espacio 165 interior de la caldera. Cada pared de caldera incluye una pluralidad de paneles 202 de receptores solares adyacentes. Para mayor claridad, no se han designado todos los paneles 202 con caracteres de referencia en las figuras 3 y 4. Cada panel 202 incluye una pluralidad de tubos de vapor que establecen una conexión fluídica entre una entrada del panel y una salida del panel, y forma una parte del circuito de vapor 204. Las estaciones de pulverización 210a, 210b, 210c, y 210d se proporcionan cada una en ubicaciones separadas entre sí para controlar directamente la temperatura de paredes de caldera separadas. Un sistema de control puede conectarse funcionalmente a las estaciones de pulverización para controlar de manera independiente las estaciones de pulverización para un control independiente de la temperatura de al menos dos de las paredes de caldera. Un control independiente de la temperatura de los subcircuitos y las paredes puede conseguirse a través de una combinación de control de los heliostatos y las estaciones de pulverización.
En condiciones de funcionamiento normales, las estaciones de pulverización primarias 210a y 210d, son las únicas estaciones de pulverización necesarias para mantener las temperaturas dentro de un intervalo aceptable, puesto que hay dispuestos más paneles aguas abajo de estas estaciones de pulverización y por tanto presentan la capacidad de controlar la temperatura del vapor y protegen los tubos de más paneles que las estaciones de pulverización 210b y 210c. Los primeros pasos 230, 240 normalmente requieren la mayor parte del control de temperatura de una estación de pulverización porque reciben la máxima cantidad de flujo de calor puesto que reciben energía desde el Sol meridional, por ejemplo si la caldera 200 está en el hemisferio norte. Las estaciones de pulverización 210b y 210c están disponibles en caso de una necesidad importante de enfriamiento de las temperaturas en los segundos pasos. Los terceros pasos 234, 244 se sitúan en serie detrás de las estaciones de pulverización 210a, 210b, 210c y 210d y por tanto se ven afectados directamente cuando cualquiera de estas estaciones de pulverización están en uso. El lado sur del receptor es el lado más frío si la caldera 200 está situada en el hemisferio norte, por ejemplo, puesto que el Sol en el cielo meridional se refleja de la manera más directa en los heliostatos septentrionales. Por tanto no es necesario disponer de estaciones de pulverización específicas para los cuartos pasos 236, 246. Sin embargo, también pueden proporcionarse estaciones de pulverización adicionales específicas para los cuartos pasos 236, 246, sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Deben adoptarse medidas para garantizar que las gotas de agua procedentes de las estaciones de pulverización no lleguen a la turbina de vapor sin evaporarse completamente.
La caldera 200 es sustancialmente simétrica porque los cuatro pasos del primer subcircuito son sustancialmente simétricos a los cuatro pasos del segundo subcircuito según se ve en las figuras 3 y 4. Utilizando los conductos de cruce 250, 252 se permite que cada subcircuito incluya un paso dirigido a cada punto cardinal. El resultado es que ambos subcircuitos reciben una cantidad más uniforme de entrada de calor independientemente de la posición del Sol. También pueden utilizarse otras configuraciones, por ejemplo con un subcircuito con los cuatro pasos más al oeste de la caldera, y otro subcircuito con los cuatro pasos más al este. Sin embargo, la configuración cruzada de la caldera 200 presenta una ventaja frente a tales configuraciones cuando el Sol está más bajo en el cielo que durante el funcionamiento por la mañana o por la tarde. Por ejemplo, por la mañana cuando el Sol está en el cielo al este, ambos subcircuitos de la caldera 200 presentan cada uno un paso con un alto flujo de calor en el lado oeste de la caldera donde el calentamiento más directo procede de los heliostatos, y un paso de flujo de calor más bajo en el lado este, en lugar de un subcircuito con los dos pasos al oeste con un alto flujo y el otro subcircuito con los dos pasos al este con un flujo de calor más bajo, por ejemplo.
Haciendo referencia a continuación a la figura 5, se muestra la caldera 100 esquemáticamente con tres secciones apiladas verticalmente. La sección central es un generador de vapor 162 que calienta una mezcla de vapor/agua hasta la temperatura de saturación, que se suministra al tambor 106. El vapor procedente del tambor 106 se entrega para su calentamiento adicional al supercalentador 160. El vapor supercalentado procedente del supercalentador 160 se suministra a una turbina de vapor de alta presión, que devuelve el vapor al recalentador 164. El calor se añade al vapor en el recalentador 164, y el vapor recalentado se devuelve a la turbina de vapor de baja presión. El supercalentador 160 y el recalentador 164 incluyen cada uno un circuito de vapor con estaciones de pulverización tal como se describió anteriormente. Las estaciones de pulverización no se requieren para el generador de vapor 162 porque toda la sección está a una misma temperatura de saturación.
Los expertos en la materia apreciarán fácilmente que puede utilizarse cualquier configuración o número adecuado de pasos, paredes de caldera, paneles y secciones de caldera según el espíritu de la invención. Además puede utilizarse cualquier ubicación de estación de pulverización adecuada sin apartarse del espíritu y el alcance de la invención.
Los procedimientos y sistemas de la presente invención, tal como se han descrito anteriormente y mostrado en los dibujos proporcionan un control mejorado de las temperaturas en paneles de receptores solares de calderas. Esto proporciona una capacidad mejorada para proteger los paneles frente a grandes cambios en la radiación solar que incide sobre los mismos. Aunque el aparato y los procedimientos de la invención objeto se han mostrado y descrito haciendo referencia a formas de realización preferidas, los expertos en la materia apreciarán fácilmente que pueden realizarse cambios y/o modificaciones de las mismas sin apartarse del espíritu y el alcance de la invención.

Claims (20)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Caldera para un receptor solar que comprende:
    a) una pluralidad de paredes de caldera dispuestas extremo con extremo rodeando un espacio interior de la caldera, incluyendo cada pared de caldera una pluralidad de paneles de receptores solares adyacentes, estando los paneles en conexión fluídica entre sí por medio de un circuito de vapor; y
    b) al menos una estación de pulverización en comunicación fluídica con el circuito de vapor, en la que dicha al menos una estación de pulverización está configurada y adaptada para proporcionar una pulverización de control de temperatura al circuito de vapor para controlar la temperatura de los paneles.
  2. 2.
    Caldera según la reivindicación 1, en la que están previstas al menos dos estaciones de pulverización en comunicación fluídica con el circuito de vapor, estando dichas al menos dos estaciones de pulverización en conexión fluídica en ubicaciones separadas entre sí en el circuito de vapor para controlar directamente la temperatura de paredes de caldera separadas.
  3. 3.
    Caldera según la reivindicación 2, que comprende además un sistema de control conectado funcionalmente a dichas al menos dos estaciones de pulverización para controlar de manera independiente las estaciones de pulverización para un control independiente de la temperatura de al menos dos de las paredes de caldera.
  4. 4.
    Caldera según la reivindicación 1, en la que el circuito de vapor incluye dos subcircuitos paralelos entre sí, incluyendo cada subcircuito al menos una estación de pulverización para un control independiente de la temperatura de los subcircuitos.
  5. 5.
    Caldera según la reivindicación 4, en la que cada subcircuito incluye dos estaciones de pulverización separadas entre sí dentro de cada respectivo subcircuito para proporcionar un control de temperatura para paneles en lados separados de la pluralidad de paredes de caldera.
  6. 6.
    Caldera según la reivindicación 5, en la que cada subcircuito incluye un conducto conector que establece una conexión fluídica de paneles en un lado de la pluralidad de paredes de caldera con paneles en otro lado de la misma, incluyendo cada conducto conector una estación de pulverización separada.
  7. 7.
    Caldera según la reivindicación 5, en la que cada subcircuito incluye un conducto de cruce que establece una conexión fluídica de paneles en un lado de la pluralidad de paneles de caldera con paneles en un lado opuesto de la misma, en la que cada uno de los conductos de cruce incluye una estación de pulverización separada.
  8. 8. Caldera para un receptor solar que comprende:
    a) una pluralidad de paneles de receptores solares, incluyendo cada panel una pluralidad de tubos de vapor que establecen una conexión fluídica entre una entrada del panel y una salida del panel, estando los paneles en conexión fluídica entre sí por medio de un circuito de vapor; y
    b) al menos una estación de pulverización en comunicación fluídica con el circuito de vapor, en la que dicha al menos una estación de pulverización está configurada y adaptada para proporcionar pulverización de enfriamiento al circuito de vapor para controlar la temperatura de los paneles.
  9. 9.
    Caldera según la reivindicación 8, en la que están previstas al menos dos estaciones de pulverización en comunicación fluídica con el circuito de vapor, estando dichas al menos dos estaciones de pulverización en conexión fluídica en ubicaciones separadas entre sí en el circuito de vapor para controlar directamente la temperatura de paneles de receptores solares separados.
  10. 10.
    Caldera según la reivindicación 9, que comprende además un sistema de control conectado funcionalmente a dichas al menos dos estaciones de pulverización para un control independiente de las mismas.
  11. 11.
    Caldera según la reivindicación 8, en la que el circuito de vapor incluye al menos dos subcircuitos paralelos entre sí, incluyendo cada subcircuito al menos una estación de pulverización para un control independiente de la temperatura de los subcircuitos.
  12. 12.
    Caldera según la reivindicación 11, en la que cada subcircuito incluye dos estaciones de pulverización separadas dentro del respectivo subcircuito para proporcionar un control de temperatura para paneles en ubicaciones separadas.
  13. 13.
    Caldera según la reivindicación 12, en la que cada subcircuito incluye una pluralidad de conductos conectores, conectando cada uno de ellos de manera fluídica dos pasos de paneles separados en la pluralidad de paneles de receptores solares, incluyendo dos conductos conectores en cada subcircuito una estación de pulverización separada cada uno.
  14. 14.
    Caldera según la reivindicación 8, en la que la pluralidad de paneles de receptores solares incluye cuatro pasos de paneles, en la que el circuito de vapor conecta los cuatro pasos de paneles en serie entre sí por medio de tres conductos conectores, conectando cada conducto conector de manera fluídica entre dos pasos de paneles separados, estando incluida una primera estación de pulverización en un primero de los conductos conectores que se sitúa en serie entre el primer y segundo pasos de paneles, y estando incluida una segunda estación de pulverización en un segundo de los conductos conectores que se sitúa en serie entre el segundo y tercer pasos de paneles.
  15. 15. Caldera para un receptor solar que comprende:
    a) una pluralidad de paredes de caldera dispuestas extremo con extremo rodeando un espacio interior de la caldera, incluyendo cada pared de caldera una pluralidad de paneles de receptores solares adyacentes, en la que los paneles están en conexión fluídica entre sí por medio de un circuito de vapor; y
    b) un conducto de cruce que forma una parte del circuito de vapor y que establece una conexión fluídica de paneles en una primera de las paredes de caldera con paneles en una segunda de las paredes de caldera opuesta a la primera de las paredes de caldera.
  16. 16.
    Caldera según la reivindicación 15, en la que el circuito de vapor incluye cuatro pasos de paneles de receptores solares, estableciendo un primer conducto conector una conexión fluídica entre un primer paso de paneles y un segundo paso de paneles, estableciendo un segundo conducto conector una conexión fluídica entre un tercer paso de paneles y un cuarto paso de paneles, y estableciendo el conducto de cruce una conexión fluídica entre el segundo paso de paneles y el tercer paso de paneles.
  17. 17.
    Caldera según la reivindicación 16, en la que el primer y cuarto pasos de paneles están en paredes de caldera opuestas entre sí, y en la que el segundo y tercer pasos de paneles están en paredes de caldera opuestas entre sí.
  18. 18.
    Caldera según la reivindicación 17, en la que cada paso de paneles está en una pared de caldera separada.
  19. 19.
    Caldera según la reivindicación 18, en la que los cuatro pasos de paneles, el primer conducto conector, el segundo conducto conector, y el conducto de cruce forman un primer subcircuito del circuito de vapor, en la que el circuito de vapor incluye un segundo subcircuito paralelo al primer subcircuito, incluyendo el segundo subcircuito cuatro pasos de paneles sustancialmente simétricos a los cuatro pasos de paneles en el primer subcircuito, incluyendo el segundo subcircuito un primer conducto conector que establece una conexión fluídica entre un primer paso de paneles y un segundo paso de paneles del segundo subcircuito, estableciendo un segundo conducto conector una conexión fluídica entre un tercer paso de paneles y un cuarto paso de paneles del segundo subcircuito, y estableciendo un conducto de cruce una conexión fluídica entre el segundo paso de paneles y el tercer paso de paneles del segundo subcircuito.
  20. 20. Caldera según la reivindicación 19, que comprende además:
    a) una primera estación de pulverización en el primer conducto conector del primer subcircuito;
    b) una segunda estación de pulverización en el conducto de cruce del primer subcircuito;
    c) una tercera estación de pulverización en el primer conducto conector del segundo subcircuito; y
    d) una cuarta estación de pulverización en el conducto de cruce del segundo subcircuito, en la que cada una de las estaciones de pulverización está configurada y adaptada para proporcionar una pulverización de control de temperatura al circuito de vapor para controlar la temperatura de los paneles.
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