ES2558476T3 - Depósito de almacenamiento de energía térmica con generador de vapor integrado - Google Patents

Depósito de almacenamiento de energía térmica con generador de vapor integrado Download PDF

Info

Publication number
ES2558476T3
ES2558476T3 ES11813404.8T ES11813404T ES2558476T3 ES 2558476 T3 ES2558476 T3 ES 2558476T3 ES 11813404 T ES11813404 T ES 11813404T ES 2558476 T3 ES2558476 T3 ES 2558476T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
fluid
thermal
containment structure
temperature
thermovector
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.)
Active
Application number
ES11813404.8T
Other languages
English (en)
Inventor
Luca Rinaldi
Fabrizio Fabrizi
Alessandro Alemberti
Walter Gaggioli
Salvatore Aliotta
Andrea Barbensi
Pietro Tarquini
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.)
Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie lEnergia e lo Sviluppo Economico Sostenibile ENEA
Ansaldo Nucleare SpA
Original Assignee
Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie lEnergia e lo Sviluppo Economico Sostenibile ENEA
Ansaldo Nucleare SpA
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 Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie lEnergia e lo Sviluppo Economico Sostenibile ENEA, Ansaldo Nucleare SpA filed Critical Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie lEnergia e lo Sviluppo Economico Sostenibile ENEA
Application granted granted Critical
Publication of ES2558476T3 publication Critical patent/ES2558476T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/004—Accumulation in the liquid branch of the circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/14—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having both steam accumulator and heater, e.g. superheating accumulator
    • F01K3/16—Mutual arrangement of accumulator and heater
    • 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
    • F22B1/028—Steam generation using heat accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00—Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06—Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • 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
    • F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid 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
    • F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
    • F28D2020/0047—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material using molten salts or liquid metals
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

Un depósito de almacenamiento de energía térmica (1) incluyendo una estructura de contención (2) diseñada para alojar un depósito de fluido termovector en el estado líquido y espontáneamente estratificado en temperatura, un circuito regenerador (6) diseñado para tomar dicho fluido termovector de una parte inferior de dicha estructura de contención (2) para sacarlo de dicha estructura de contención (2) y, una vez calentado por medio de medios de calentamiento (11) que están alojados fuera de dicha estructura de contención (2), para depositarlo en una porción superficial de dicho depósito de fluido termovector, al menos un generador de vapor (13) incluyendo un intercambiador de calor (14, 16b) con extensión vertical que se aloja dentro de dicha estructura de contención (2) y sumergido en dicho fluido termovector; teniendo dicho intercambiador de calor (14, 16b) al menos una abertura superior (18) diseñada para la entrada de dicho fluido termovector procedente de dicho depósito y una abertura inferior diseñada para la salida de dicho fluido termovector (15) para su reintroducción en dicho depósito.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCION
Deposito de almacenamiento de ene^a termica con generador de vapor integrado Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un deposito de almacenamiento de energfa termica con generador de vapor integrado.
En concreto, la presente invencion se refiere a un deposito para almacenar sales fundidas que estan estratificadas en temperatura con un generador de vapor integrado, al que la descripcion siguiente hara referencia explfcita sin que ello implique perdida de generalidad.
Antecedentes de la invencion
En general, las plantas para producir energfa termica usando sales fundidas estan constituidas sustancialmente por medios para calentar las sales fundidas, por un deposito caliente proporcionado para mantener las sales fundidas a una temperatura alta (de aproximadamente 550°C), por un generador de vapor por el que pasan las sales que entran procedentes del deposito caliente, y por un deposito fno, en el que las sales fundidas fnas (a una temperatura de aproximadamente 290°C) son almacenadas despues de haber salido del generador de vapor.
US 2004/0182081 y US 5 384 489 ejemplifican centrales electricas con depositos de almacenamiento de energfa termica conocidos en la tecnica.
Como pueden apreciar inmediatamente los expertos en el sector, un tipo de planta de esta naturaleza implica la presencia de numerosos componentes, lo que da lugar a un costo de explotacion alto debido tanto al mantenimiento y la sustitucion de los componentes propiamente dichos como al mantenimiento de un transporte efectivo y seguro de las sales fundidas. De hecho, las plantas descritas anteriormente contemplan necesariamente la presencia de numerosos tubos externos, en los que las sales fundidas se deben mantener a una presion dada y a una
temperatura operativa dada para no poner en peligro la efectividad del proceso en conjunto.
Ademas, este tipo de plantas implica una considerable ocupacion de espacio, que a veces puede hacer problematica su construccion, si no la pone en peligro.
Por lo tanto, se siente la necesidad de disponer de un componente que, usando un fluido termovector, permita la produccion de vapor con ahorro de costos y espacio en comparacion con la tecnica conocida.
Descripcion de la invencion
La materia de la presente invencion es un deposito de almacenamiento de energfa termica para un fluido
termovector en la fase lfquido, cuyas caractensticas basicas se especifican en la reivindicacion 1, y cuyas
caractensticas preferidas y/o auxiliares se especifican en las reivindicaciones 2-6.
Otro objeto de la presente invencion es un metodo para producir vapor, cuyas caractensticas basicas se especifican en la reivindicacion 7, y cuyas caractensticas preferidas y/o auxiliares se especifican en las reivindicaciones 8-10.
Breve descripcion de los dibujos
Para una mejor comprension de la invencion, a continuacion se describe una realizacion de la misma puramente a modo de ilustracion no limitativa con la ayuda de las figuras de los dibujos anexos, donde:
La figura 1 es una vista en seccion transversal de una realizacion preferida del deposito de almacenamiento de energfa termica que forma la materia de la presente invencion.
La figura 2a es una vista lateral con partes en seccion transversal de una realizacion preferida del generador de vapor incluido en el deposito de la figura 1.
Y la figura 2b es una vista lateral de un angulo girado 90° del generador de vapor de la figura 2a con partes en seccion transversal.
Mejor modo de llevar a la practica la invencion
Con 1 se designa en conjunto en la figura 1 un deposito de almacenamiento de energfa termica segun la presente invencion.
El deposito 1 incluye una estructura de contencion 2, que tiene varias aberturas (una primera abertura 3 y una
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
segunda abertura 4 se representan en la figura) hechas en su tapa superior 5.
El deposito 1 incluye un circuito regenerador 6 para calentar un fluido termovector y para almacenamiento termico, que, en el caso en cuestion, esta constituido por una mezcla de sales fundidas formada por 60% de nitrato de sodio y por 40% de nitrato de potasio, pero que incluso puede estar constituida por otros tipos de mezclas de sales o un fluido con alta capacidad termica.
En lo que sigue, por el termino “sales fundidas fnas” se entiende la mezcla definida anteriormente a una temperatura de aproximadamente 290°C, mientras que por el termino “sales fundidas calientes” se entiende la mezcla definida anteriormente a una temperatura de aproximadamente 550°C.
A su vez, el circuito regenerador 6 incluye una bomba de admision 7, cuya boca de admision 8 se aloja cerca de la parte inferior de la estructura de contencion 2, un tubo 9 para admision de las sales fundidas fnas dispuesto de manera que atraviese la primera abertura 3 y cuya primera parte 9a se aloja dentro y una segunda parte 9b se aloja fuera de la estructura de contencion 2, un tubo 10 para verter las sales fundidas calientes, que tambien esta dispuesto de manera que atraviese la primera abertura 3 y cuya primera parte 10a se aloja fuera y una segunda parte 10b se aloja dentro de la estructura de contencion 2, y medios para calentar las sales fundidas designado en conjunto con 11 y colocados entre el tubo de admision 9 y el tubo de vertido 10.
Los medios de calentamiento 11 pueden ser identificados, a modo de ejemplo, por un concentrador solar (por ejemplo, un campo de espejos parabolicos lineales) o por una caldera de biomasa.
En concreto, el tubo de admision 9, el tubo de vertido 10, y el conjunto de componentes electricos de la bomba 7 atraviesan una pestana 12 colocada de manera que cierre la primera abertura 3 para garantizar el aislamiento con respecto al exterior de las sales fundidas colocadas dentro de la estructura de contencion 2.
Ademas, por el termino “sales fundidas fnas” se entiende la mezcla definida anteriormente a una temperatura de aproximadamente 290°C, mientras que por el termino “sales fundidas calientes” se entiende la mezcla definida anteriormente a una temperatura de aproximadamente 550°C.
Las sales fundidas se disponen dentro de la estructura de contencion 2 segun un gradiente de temperatura, por lo que las sales fundidas mas fnas se disponen en la parte inferior de la estructura de contencion y las sales fundidas mas calientes se disponen en la superficie de la masa de sales fundidas presente en la estructura de contencion 2.
Finalmente, el deposito 1 incluye un generador de vapor 13 alojado dentro de la estructura de contencion 2.
Como se ilustra en las figuras 2a y 2b, el generador de vapor 13 incluye una envuelta cilmdrica 14, practicamente completamente sumergida en el uso en las sales fundidas, un difusor 15 conectado de forma estanca a los fluidos a un extremo inferior 14a de la envuelta 14, y tres tubos de agua/vapor 16. Cada uno de los tubos 16 esta constituido por una porcion de distribucion 16a, desde la que el agua sub-enfriada entra a una temperatura de 240°C, una porcion de intercambio termico 16b con conformacion helicoidal, alojada dentro de la envuelta 14 y coaxial con ella, y una porcion de retorno 16c, a traves de la que el vapor supercalentado sale a una temperatura de 520°C.
A causa de su disposicion relativa, en la figura 2a se pueden ver en vista en seccion transversal una porcion 16a y una porcion 16c, mientras que en la figura 2b se pueden ver en vista en seccion transversal dos porciones 16a.
Las porciones 16c son visibles tanto totalmente como en vista en seccion transversal en la figura 2a.
Las respectivas porciones de distribucion 16a y las porciones de retorno 16c atraviesan una pestana 17 colocada para cerrar la segunda abertura 4, como se ha descrito anteriormente en conexion con la pestana 12, para garantizar el aislamiento de las sales fundidas colocadas dentro de la estructura de contencion 2 con respecto al entorno exterior.
A diferencia de lo descrito anteriormente, las varias porciones de distribucion 16a y las porciones de retorno 16c de los tubos 16 pueden ser sustituidas, respectivamente, por un solo colector de distribucion y un solo colector de retorno. En otros terminos, el haz de tubos, en el que tiene lugar intercambio termico con las sales fundidas, tiene un primer extremo que se bifurca del colector de distribucion para el agua sub-enfriada y un segundo extremo que converge en un colector de retorno para el vapor. De esta forma, tanto el colector de distribucion como el colector de retorno atraviesan la pestana 17.
En la envuelta 14 se ha formado una pluralidad de aberturas 18 cerca de un extremo superior 14b de la envuelta 14 propiamente dicha. Como se describira a continuacion, el generador de vapor 13 estara alojado en la estructura de contencion 2 de tal forma que las aberturas 18 esten al nivel de las sales fundidas calientes, y el difusor 15 estara al nivel de las sales fundidas fnas.
De esta forma, las sales fundidas calientes entran en la envuelta 14 a traves de las aberturas 18 y salen del difusor
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
15 como sales fundidas fnas despues de haber realizado su funcion como fluido primario en el proceso de intercambio termico.
Basicamente, el conjunto constituido por la envuelta 14 y las porciones de intercambio termico 16b define en conjunto un intercambiador de calor de haz de tubos y envuelta.
En el caso espedfico, en cada uno de los tubos 16, la porcion de distribucion 16a se extiende linealmente desde el exterior de la estructura de contencion 2 hasta el extremo inferior 14a de la envuelta 14, la porcion de intercambio termico 16b se extiende en una conformacion helicoidal desde el extremo inferior 14a de la envuelta 14 hasta las aberturas 18, y la porcion de retorno 16c se extiende en una conformacion lineal desde las aberturas 18 y sale de la estructura de contencion 2 a traves de la pestana 17 llegando al dispositivo de utilizacion previsto para la produccion de energfa, tal como, por ejemplo, una turbina.
Por lo tanto, las sales fundidas calientes entran a traves de las aberturas 18 dentro de la envuelta 14 y rodean las tres porciones de intercambio termico 16b para realizar intercambio termico con el agua que fluye en ellas. En concreto, las sales fundidas fluyen de arriba hacia abajo transmitiendo calor al agua que fluye en contracorriente de abajo arriba a lo largo de las porciones de intercambio termico 16b. Las sales fundidas, durante el proceso de intercambio termico, se enfnan gradualmente, haciendose asf cada vez mas pesadas y descendiendo hacia el difusor 15 saliendo de el a una temperatura igual a la temperatura de las sales fundidas presentes al nivel donde se encuentra el difusor 15 propiamente dicho.
Con el fin de garantizar el flujo de las sales fundidas desde las aberturas 18 al difusor 15, al menos en un primer paso operativo inicial, el generador de vapor 13 incluye un componente, que, promoviendo el movimiento de las sales fundidas, contribuye al inicio de su circulacion natural. Segun el ejemplo ilustrado en la figura 2a, dicho componente es un impulsor 19 alojado hacia arriba del difusor 15 y movido por un vastago de accionamiento 20, que se extiende axialmente con respecto a las porciones helicoidales de intercambio termico 16b y luego fuera de la estructura de contencion 2 a traves de la pestana 17.
El generador de vapor 13 incluye ademas un primer revestimiento de aislamiento termico 21 colocado alrededor de la envuelta 14 y una segunda camisa de aislamiento termico 22 colocada dentro de las porciones de intercambio termico 16b y fuera de las porciones de distribucion 16a.
Las camisas de aislamiento termico 21 y 22 se obtienen llenando el intervalo anular que crean con bolas de alumina de 5 mm de diametro sumergidas en sales fundidas estacionarias. Las bolas de alumina, que es un material aislante termico bueno al que equivalen las sales fundidas estacionarias con respecto a la conductividad termica, tienen la finalidad de mejorar la prevencion de flujo de las sales fundidas propiamente dichas. La finalidad de las camisas de aislamiento es aislar, respectivamente, las sales fundidas que fluyen dentro de la envuelta 14, con el fin de garantizar su intercambio termico exclusivamente con el agua que fluye dentro de las porciones de intercambio termico 16b, y el agua que fluye en las porciones de distribucion 16a, de modo que el agua no experimente un proceso de calentamiento durante su recorrido de entrada.
El deposito que constituye la materia de la presente invencion garantiza la produccion de vapor supercalentado por medio de un generador de vapor sin necesidad de proporcionar circuitos externos para entrada y salida del fluido termovector.
De hecho, la estratificacion de las sales fundidas, como fluido termovector, garantiza la posibilidad de usar una sola estructura de contencion para las sales fundidas calientes y para las sales fundidas fnas sin que el calor de las primeras se transmita por conveccion a las ultimas. Asf es posible explotar la estratificacion en temperatura de las sales fundidas sumergiendo en ellas el generador de vapor con desarrollo vertical en una posicion tal que reciba en el generador las sales fundidas en el nivel en el que estan calientes y las libere en el nivel en el que estan fnas.
La capacidad de estratificacion del fluido termovector desempena un papel esencial tambien dentro del generador de vapor. De hecho, las sales fundidas penetran en la envuelta 14 a traves de las aberturas 18 y, por circulacion natural en la medida en que se enfnan y son mas pesadas, atraviesan con un movimiento de arriba hacia abajo la envuelta 14 propiamente dicha transmitiendo calor al agua que fluye en contracorriente en las porciones de intercambio termico 16b. Asf, dentro del generador de vapor 13, no hay necesidad de forzar de ninguna forma el avance de las sales fundidas en la medida en que este tiene lugar de forma natural.
Con el fin de evitar cualquier movimiento convectivo que podna perturbar la estratificacion indicada anteriormente, el generador de vapor se debe disenar de tal forma que las sales fundidas salgan del generador de vapor con una temperatura igual a la temperatura presente al nivel del difusor del que salen ffsicamente.
El difusor 15 se debe disenar de tal forma que minimice los movimientos del fluido almacenado en la parte inferior de la estructura de contencion 2 para evitar el posible inicio de movimientos indeseables de mezcla de la estratificacion termica en la masa almacenada.
5
10
15
20
25
30
35
El unico circuito externo proporcionado por el deposito que constituye la materia de la presente invencion, esta constituido por el circuito regenerador 6, por lo que se garantiza una produccion constante de sales fundidas calientes. De hecho, las sales fundidas fnas son tomadas de la parte inferior de la estructura de contencion 2 para experimentar un tratamiento de calentamiento proporcionado, por ejemplo, por medio de un conjunto de concentradores solares, y a continuacion son realimentadas a la estructura de contencion 2 depositandose casi en la superficie de las sales fundidas, es decir, donde estan mas calientes.
El deposito segun la presente invencion puede incluir una pluralidad de generadores de vapor que son independientes uno de otro y estan alojados en una y la misma estructura de contencion. De esta forma, usando siempre un solo deposito en el que el fluido termovector estratifica en temperatura, se multiplica la produccion de vapor supercalentado, y, en consecuencia, la energfa que es posible producir con dicho vapor.
Otra variante, en comparacion con la ilustrada anteriormente, que no se incluye en el alcance de la invencion reivindicada, consiste en la posibilidad de disponer el generador de vapor fuera de la estructura de contencion 2, a la que en cualquier caso esta conectado con el fin de recibir de ella el fluido termovector a una temperatura alta y de pasarlo al fluido termovector que se ha enfriado despues del intercambio termico. Tambien en este caso, el fluido termovector enfriado se introducira en la estructura 2 en una region correspondiente a otro fluido termovector estratificado que tenga la misma temperatura.
El deposito de la presente invencion esta provisto entonces de estructuras concretas (“trampas”) colocadas en sus paredes internas, con el fin de atrapar la sal fundida cerca de las paredes propiamente dichas y evitar que fluya, explotando asf las buenas propiedades de aislamiento termico de las sales fundidas estacionarias para proporcionar un blindaje termico que minimizara las perdidas de calor hacia el exterior del deposito propiamente dicho.
Como los expertos del sector pueden apreciar inmediatamente, de esta forma sera posible producir una alta cantidad de energfa con costos corrientes y de mantenimiento considerablemente reducidos en comparacion con las plantas segun la tecnica conocida y, al mismo tiempo, es posible reducir drasticamente las dimensiones generales necesarias.
Como se deduce de la descripcion anterior, el deposito de almacenamiento de energfa termica que constituye la materia de la presente invencion permite la reduccion tanto del numero de componentes (un solo deposito y un solo circuito de sales fundidas) como de los aparatos presurizados, reduciendo en consecuencia tanto los costos de planta como los problemas correspondientes de mantenimiento y/o sustitucion. Ademas, garantiza una mayor compacidad de la planta en conjunto, dando lugar asf a un mejor uso de los espacios necesarios.

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    REIVINDICACIONES
    1. Un deposito de almacenamiento de ene^a termica (1) incluyendo una estructura de contencion (2) disenada para alojar un deposito de fluido termovector en el estado Kquido y espontaneamente estratificado en temperatura, un circuito regenerador (6) disenado para tomar dicho fluido termovector de una parte inferior de dicha estructura de contencion (2) para sacarlo de dicha estructura de contencion (2) y, una vez calentado por medio de medios de calentamiento (11) que estan alojados fuera de dicha estructura de contencion (2), para depositarlo en una porcion superficial de dicho deposito de fluido termovector, al menos un generador de vapor (13) incluyendo un intercambiador de calor (14, 16b) con extension vertical que se aloja dentro de dicha estructura de contencion (2) y sumergido en dicho fluido termovector; teniendo dicho intercambiador de calor (14, 16b) al menos una abertura superior (18) disenada para la entrada de dicho fluido termovector procedente de dicho deposito y una abertura inferior disenada para la salida de dicho fluido termovector (15) para su reintroduccion en dicho deposito.
  2. 2. El deposito de almacenamiento de energfa termica (1) segun la reivindicacion 1, caracterizado porque dicho intercambiador de calor (14, 16b) es un intercambiador de calor de haz de tubos (16b) y envuelta (14).
  3. 3. El deposito de almacenamiento de energfa termica (1) segun la reivindicacion 2, caracterizado porque dicho generador de vapor (13) incluye una envuelta cilmdrica (14) y un haz de tubos (16b) con conformacion helicoidal y alojado totalmente dentro de dicha envuelta (14).
  4. 4. El deposito de almacenamiento de energfa termica (1) segun la reivindicacion 3, caracterizado porque dicho generador de vapor (13) incluye una primera camisa de aislamiento termico (21) colocada alrededor de la envuelta (14) para aislar termicamente el fluido termovector que fluye dentro de la envuelta desde el deposito de fluido termovector presente en la estructura de contencion, y una segunda camisa de aislamiento termico (22) colocada dentro de las porciones de intercambio termico (16b) y fuera de las porciones de distribucion (16a) para aislar termicamente el agua que fluye en ella del fluido termovector presente dentro de la envuelta (14).
  5. 5. El deposito de almacenamiento de energfa termica (1) segun alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho generador de vapor (13) incluye un difusor (15) conectado de forma estanca a los fluidos a un extremo inferior (14a) de la envuelta (14) y que constituye dicha abertura inferior.
  6. 6. El deposito de almacenamiento de energfa termica (1) segun la reivindicacion 5, caracterizado porque dicho generador de vapor (13) incluye un componente (19) disenado para promover el movimiento de las sales fundidas para contribuir al inicio de su circulacion natural.
  7. 7. Un metodo para producir vapor incluyendo un paso de intercambio termico en el que agua que fluye de abajo arriba dentro de los tubos intercambia calor con un fluido termovector en el estado lfquido que fluye de arriba abajo en una envuelta en la que dichos tubos estan alojados; caracterizandose dicho metodo porque dicha envuelta esta conectada en entrada y en salida a un deposito de dicho fluido termovector en el estado lfquido estratificado en temperatura; entrando dicho fluido termovector desde la parte superior a una temperatura alta, atravesando dicha envuelta de arriba abajo con transmision simultanea de calor al agua y saliendo en la parte inferior de la envuelta a una temperatura mas baja para entrar en dicho deposito en un nivel en el que el fluido termovector estratificado tiene una temperatura aproximadamente igual a la suya propia; estando sumergida dicha envuelta dentro de dicho deposito de fluido termovector en el estado lfquido estratificado en temperatura; entrando dicho fluido termovector en dicha envuelta por arriba por percolacion y saliendo de la envuelta en la parte inferior a la temperatura del fluido termovector presente en el nivel en el que tiene lugar la salida.
  8. 8. El metodo para producir vapor segun la reivindicacion 7, caracterizado porque dicho fluido termovector en el estado lfquido esta constituido por sales fundidas formadas por una mezcla de nitrato de sodio y nitrato de potasio.
  9. 9. El metodo para producir vapor segun cualquiera de las reivindicaciones 7 o 8, caracterizado porque incluye un paso de calentamiento en el que el fluido termovector, en secuencia:
    - es sacado de la parte inferior de dicho deposito;
    - es sometido a un proceso de calentamiento; y
    - es depositado en una porcion superficial de dicho deposito de fluido termovector estratificado en temperatura.
  10. 10. El metodo para producir vapor segun la reivindicacion 9, caracterizado porque dicho proceso de calentamiento tiene lugar por medio de un conjunto de concentradores solares.
ES11813404.8T 2010-12-14 2011-12-14 Depósito de almacenamiento de energía térmica con generador de vapor integrado Active ES2558476T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITRM20100660 2010-12-14
ITRM2010A000660A IT1403133B1 (it) 2010-12-14 2010-12-14 Serbatoio di accumulo di energia termica con generatore di vapore integrato
PCT/IB2011/055676 WO2012080970A2 (en) 2010-12-14 2011-12-14 Thermal-energy- storage tank with integrated steam generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2558476T3 true ES2558476T3 (es) 2016-02-04

Family

ID=43737292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES11813404.8T Active ES2558476T3 (es) 2010-12-14 2011-12-14 Depósito de almacenamiento de energía térmica con generador de vapor integrado

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20140041600A1 (es)
EP (1) EP2652272B1 (es)
CY (1) CY1117229T1 (es)
ES (1) ES2558476T3 (es)
IT (1) IT1403133B1 (es)
WO (1) WO2012080970A2 (es)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014202846A1 (de) 2014-02-17 2015-08-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Entladen eines thermischen Schichtspeichers
CN105066083A (zh) * 2015-09-11 2015-11-18 中山大学 U型列管式熔盐蒸汽发生装置及方法
US11193719B2 (en) * 2017-12-03 2021-12-07 John Potee Whitney Molten-salt-heated indirect screw-type thermal processor
DE102022000765A1 (de) 2022-03-04 2023-09-07 Alexander Lapin Das Energiewärmespeicherkraftwerk

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2283523A1 (fr) * 1974-08-30 1976-03-26 Commissariat Energie Atomique Reacteur nucleaire calogene du type piscine
GB1494055A (en) * 1974-12-24 1977-12-07 Pechiney Ugine Kuhlmann Molten salt in a nuclear reactor
JPS6057289A (ja) * 1983-09-08 1985-04-03 財団法人電力中央研究所 二重タンク型高速増殖炉
US5384489A (en) * 1994-02-07 1995-01-24 Bellac; Alphonse H. Wind-powered electricity generating system including wind energy storage
JP2003028975A (ja) * 2001-07-10 2003-01-29 Central Res Inst Of Electric Power Ind 原子炉
US6877508B2 (en) * 2002-11-22 2005-04-12 The Boeing Company Expansion bellows for use in solar molten salt piping and valves
KR100573744B1 (ko) * 2003-03-17 2006-04-25 한국원자력연구소 액체금속로용 증기발생기와 이의 전열방법

Also Published As

Publication number Publication date
ITRM20100660A1 (it) 2012-06-15
EP2652272B1 (en) 2015-10-28
WO2012080970A2 (en) 2012-06-21
US20140041600A1 (en) 2014-02-13
EP2652272A2 (en) 2013-10-23
WO2012080970A3 (en) 2012-08-09
IT1403133B1 (it) 2013-10-04
CY1117229T1 (el) 2017-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100906717B1 (ko) 고온가스로의 노심 잔열제거를 위한 공기/물 복합형 피동원자로 공동 냉각장치
ES2558476T3 (es) Depósito de almacenamiento de energía térmica con generador de vapor integrado
ES2600127T3 (es) Acumulador de energía térmica, planta de acumulación térmica, procedimiento y utilización de los mismos
ES2382297T3 (es) Aparato de almacenamiento de energía térmica
ES2730250T3 (es) Gestión de barras de combustible gastadas de un reactor nuclear
KR101752717B1 (ko) 납-냉각 고속 원자로를 구비한 원자로 시스템
ES2966079T3 (es) Dispositivo de transferencia de calor
BR112013029172B1 (pt) método e aparelho de controle de reator nuclear
CN104335286B (zh) 用于一体化压水反应堆的加压器波动管分离器
TW201139949A (en) Heat driven liquid self-circulating devices and the system employ same
JPH1039065A (ja) 原子炉
CN105097056A (zh) 一种非能动余热排出热交换器模拟实验系统
ES2467667T3 (es) Intercambiador de calor para la generación de vapor para una central térmica solar
WO2010059640A2 (en) Reactor vessel coolant deflector shield
ES2616037T3 (es) Depósito economizador de paso dividido con calentador de aire de serpentín de agua integrado y desviación de agua de alimentación
CN102087019A (zh) 蒸汽发生器
CN204720082U (zh) 一种非能动余热排出热交换器模拟实验系统
KR20170015889A (ko) 원자로로부터의 잔류열을 제거하기 위한 피동 시스템
WO2010139823A1 (es) Receptor solar de vapor sobrecalentado
CN106017169B (zh) 一种采用自循环中间介质的lng汽化器及实现方法
ITVI20090234A1 (it) Dispositivo per il riscaldamento di ambienti ad alta efficienza energetica, nonche' sistema riscaldante comprendente tale dispositivo
RU2570275C1 (ru) Испаритель криогенной жидкости
CN207702428U (zh) 一种具有自动进水功能的双重加热式蒸汽锅炉
KR20220097880A (ko) 해수의 담수화 및 전력을 위한 열병합발전 터빈
KR100790306B1 (ko) 전기 가열 보일러