ES2565222B1

ES2565222B1 - Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura

Info

Publication number: ES2565222B1
Application number: ES201400769A
Authority: ES
Inventors: Román KORZYNIETZ; Francisco MARTÍN DE OLIVA FERRARO; Irene ORDOÑEZ BARREIRO; Uwe Gampe; Stephan Heide; Carsten ORZOL
Original assignee: Gwt-Tud GmbH; Abengoa Solar New Technologies SA
Current assignee: Gwt-Tud GmbH; Abengoa Solar New Technologies SA
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2017-01-18
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: ES2565222A1

Abstract

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura que tiene capas concéntricas. Una capa interior (1) tiene una pluralidad de mosaicos (11) cerámicos para resistir la alta temperatura generada en el sistema. Una capa exterior (4) soporta la tensión mecánica generada en el sistema.

Description

SISTEMA DE TRANSPORTE DE FLUIDOS A ALTA TEMPERATURA

CAMPO DE LA TÉCNICA Esta invención se refiere a un sistema de tuberías para el transporte de elevados caudales de fluidos en condiciones extremas de presión y temperatura a lo largo de grandes distancias. Una aplicación particular se refiere al campo de la energia termosolar, especificamente en el área de las plantas de generación hlbridas de torre solar.

ESTADO DE LA TÉCNICA En los últimos afias ha habido un progreso importante en la industria de la energla solar. Respecto a plantas solares de torre, una de las preocupaciones principales es el transporte del fluido de transferencia de calor (HFT del inglés "Heat Transfer Fluid") tras la absorción de la energla solar en el receptor solar hasta el bloque de generación (PB, del inglés ~Power Blockft ) en una forma económica y eficiente (véase la figura 1). El transporte de un HFT a alta temperatura a través de un sistema da como resultado tensiones y deformaciones térmicas que deben controlarse. En la misma forma, la presión del fluido genera un estado tensional que da como resultado elevadas tensiones sobre la superficie de la tuberla que lo rodea. Se requiere elevada elasticidad térmica, baja inercia térmica y un diseño robusto mientras se asegura una operación efectiva en coste. Además, se debe tener cuidado en evitar daños por objetos extraños (FOO del inglés "Foreign Object Damage") producidas por partes desprendidas del sistema de transporte del fluido. En el estado actual de la tecnologia de materiales, no hay materiales que presenten buenas propiedades mecánicas (resistencia y dureza, fatiga, desgaste, deslizamiento, corrosión y resistencia contra la fractura) a temperaturas por encima de 1000 oC. A partir de temperaturas superiores a 900 oC, las aleaciones metálicas avanzadas pierden sus propiedades en términos de resistencia y plasticidad. Por encima de estas temperaturas, las opciones disponibles pasan por los materiales cerámicos que mantienen sus propiedades mecanicas a altas temperaturas; sin embargo los materiales cerámicos son frágiles y con menos capacidad para hacer frente a las tensiones mecánicas. El sistema de tuberías comerciales que transporta un HFT gaseoso en condiciones de operación más próximas (HFT a 700 oC y 5 bar aproximadamente) se encuentra en la industria del petróleo, aplicada a las unidades de craqueado catalítico fluido (FCC). En este caso el fluido es guiado desde estas unidades a un turbo expansor para la recuperación de energia eléctrica. Sin embargo, las condiciones del fluido son menos exigentes desde el punto de vista de presión y temperatura. Por lo tanto, las soluciones aplicables a esta tecnologia no responden al problema propuesto en esta invención. Las cámaras de combustión de turbinas de gas son otras aplicaciones comerciales con requisitos de alta presión y alta temperatura. Esta aplicación difiere de la invención en que las cámaras de combustión no transportan un fluido a través de grandes distancias, teniendo un disef'io compacto, y porque las paredes de la cámara de combustión, canal de llamas, se refrigeran activamente mediante aire presurizado. En este sentido, evitar la refrigeración activa es un requisito del sistema de tuberías de la invención para no tener pérdidas térmicas. Por lo tanto, la tecnología aplicada a las cámaras de combustión se enfoca en preocupaciones diferentes a las del problema estudiado. Para evitar la transferencia de calor desde el HFT al entorno en cualquier sistema, el aislamiento térmico se realiza generalmente en material cerámico. En sistemas de tuberfas, la razÓn para el uso del aislamiento es doble:

Minimizar las pérdidas térmicas al ambiente, situando el aislamiento térmico entre el

sistema y el ambiente.

Controlar la temperatura para preservar las propiedades mecánicas de los

componentes impidiendo asl el fallo de los componentes y asegurando la vida útil de

diseño. Para este propósito el aislamiento se dispone entre los componentes a

proteger y el HFT. Las patentes en el estado de la técnica que resuelven aspectos relacionados con fluidos en movimiento a altas temperaturas (por encima de 700 OC) Y alta presión pueden dividirse en dos grupos dependiendo del uso del sistema de aislamiento:

Sistemas con una capa de aislamiento exterior para minimizar las pérdidas térmicas.

Sistemas con una capa de aislamiento interior para proteger los componentes. Las patentes y documentos que proponen una solución con capas de aislamiento exterior están dirigidas a evitar pérdidas térmicas hacia el ambiente. En estos diseños las capas interiores del sistema de tuberías, que están en contacto con el HFT, han de soportar simultáneamente tensiones térmicas y mecánicas. Más aún, los sistemas con aislamiento térmico exterior y refrigeración activa de la carcasa que retiene la presión se caracterizan por elevadas pérdidas térmicas. Otros sistemas aislados exteriormente en los que la carcasa de retención de la presión se fabrica con materiales especiales, por ejemplo usadas en la industria espacial, no son aceptables desde un punto de vista del coste económico. Con las extremas condiciones de operación tanto de altas presiones como temperaturas en el entorno de 1000 oC, el estado actual de la tecnología no dispone de materiales que soporten estas condiciones en una forma económicamente eficiente en todo el ciclo de vida completo del sistema. Por ejemplo, bajo estos esfuerzos y tensiones los materiales metálicos necesitarían un grosor extremo mientras que los materiales cerámicos son frágiles y no tienen buenas propiedades mecánicas. En el estado actual de la técnica, las patentes que proponen sistemas con el comportamiento más próximo son aquellas que tienen capas internas de materiales refractarios y de aislamiento. En estas capas una capa interna de material refractario se dirige a la protección térmica de las capas exteriores. En esta disposición la capa interior aísla el HFT de las capas exteriores, separando las tensiones térmicas de las tensiones mecánicas. Por lo tanto, por un lado, la capa interna soporta las tensiones térmicas y protege las capas exteriores de temperaturas elevadas. Por otro lado, las capas exteriores, hechas de materiales con buenas propiedades mecánicas a menores temperaturas, pueden soportar las tensiones mecánicas generadas en el sistema. Sin embargo, esta separación de las tensiones térmicas y mecánicas plantea varias dificultades, por lo que ninguna de las patentes y documentos publicados tienen una solución global y fiable. Las soluciones actualmente conocidas de sistemas aislados internamente no son adecuadas para el problema existente por las siguientes razones: degradación debido a la abrasión para las velocidades de flujo requeridas, pérdida de la resistencia a largo plazo para temperaturas;> 700 oC, elevada inercia térmica (material de hormigón), pérdida de la tolerancia a dal"los y peligro de FOD, baja resistencia contra las altas cargas de presión dinámica. Más aún, la adición de una envolvente interior -metálica, cerámica-en el interior de dicho sistema de fluidos permitiría una velocidad de flujo más elevada. Sin embargo, la aplicación de envolventes interiores metálicas efectivas en costes tiene un límite de fluencia que es demasiado bajo incluso para las tensiones propiasdebidas a las altas temperaturas de funcionamiento. La aplicación de materiales cerémicos de envolvente interior es demasiado cara en coste. Adicionalmente, un mayor diámetro y menores grosores de paredes del revestimiento interior dan como resultado una baja rigidez ante rápidas caídas de presión del fluido y riesgo de colapso incluso ante una sobrecarga de presión baja desde el exterior. Las patentes que proponen el transporte de un fluido en tubos flexibles no permiten elevados caudales másicos. Además, la pérdida de flexibilidad durante el funcionamiento a largo plazo a altas temperaturas constituye también un riesgo. Otras patentes que proponen sistemas coaxiales aislados internamente con una disposición tubería-entuberla a contra flujo son criticos en relación al soporte y compensación de los esfuerzos

relativos térmicamente inducidos. S610 el documento DE102010029273A1 se acerca a una solución global para la conducción de elevados flujos de fluido a alta velocidad y alta presión a través de grandes distancias. En cualquier caso, la temperatura permisible máxima del fluido en esta solución es de 700 "C. Las patentes restantes proponen resolver problemas parciales relativos a la alta temperatura y alta presión, pero ninguna de ellas abarca el problema desde un punto de vista global con temperaturas en el entorno de 1000 oC. Por lo lanlo, no hay soluciones ni pilolos ni comerciales en el eslado de la lécnica que resuelvan el problema del transporte de elevados flujos de fluidos gaseosos a través de grandes distancias tanto con altas presiones como con temperaturas por encima de 1000

'C.

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN La invención se refiere a un sistema de tuberfas para el transporte de elevados caudales de fluidos a alta presión, por encima de 15 bar, ya alta temperatura, por encima de 1000 oC. La invención tiene en cuenta factores que afectan al sistema tales como alta temperatura, presión y desgaste entre otros. Los sistemas de tuberías como los de la invención normalmente tienen una sección circular. los sistemas de tuberías para el transporte de fluidos a alta temperatura y alta presión tienen aplicación, entre otros, en plantas de generación. Una aplicación particular se refiere al campo de la energía termosolar, específicamente en el área de las plantas de receptor central. En este sentido, el estado de la técnica de los sistemas de tuberías no satisfacen los requisitos de este uso en términos de resistencia a las cargas térmicas y mecánicas a las que están sometidos. Los parámetros de funcionamiento del HFT para los que se disefla la presente invención son:

Alta temperatura: 1000 oC Elevado caudal másico: 100-400 kg/s Ma presión: 15-30 bar Velocidad del fluido media: 35-50 mis

Los objetivos funcionales principales de la presente invención son: Transporte de grandes caudales másicos de fluido a alta temperatura y alta presión Guiado del fluido a través de grandes distancias de transporte (100-200 m) y velocidades de flujo medias (35-50 mis) Posición del sistema tanto en disposición horizontal como vertical

Ciclo de vida de 15-20 años Pérdidas de presión por debajo del 5% Pérdidas térmicas por debajo del 5% Resistencia termo-mecánica a esfuerzos y tensiones en estados constante y transitorio. Resistencia a cambios de presión dinámicos rápidos y elevados Suficiente protección contra la erosión producida por el flujo de fluido AHa tolerancia a daños del compuesto (seguridad frente a FOO) Aplicación de materiales para una solución del sistema efectiva en coste Integración de materiales especiales resistentes a alta temperatura de acuerdo con los materiales del compuesto Bajo esfuerzo de mantenimiento y posibilidad de reparaciones menores en el emplazamiento sin desmontaje del sistema.

La invención se refiere a un sistema para el transporte de un fluido a alta temperatura a través de grandes distancias, en el que el fluido a alta temperatura se puede transportar bajo pérdidas de presión mlnimas y mínimas pérdidas caloríficas. El sistema es escalable para plantas de cualquier tamaño. El sistema tiene una aha elasticidad térmica, y es robusto para parámetros de planta elevados, tales como altas temperaturas, altas presiones y altos caudales de fluido. Simultáneamente, este sistema garantiza la seguridad contra FOD desprendidos por la acción del flujo de fluido. Junto a una atta durabilidad y larga vida útil, el sistema se puede montar y desmontar, lo que garantiza la posibilidad de un mantenimiento simple. Adicionalmente, esta modularidad del sistema se diseña de tal manera que los módulos pueden tener tanto una posición vertical como horizontal. Todas las tareas se consiguen en un sistema económicamente eficiente.

BREVE DESCRIPCiÓN DE LAS FIGURAS

Para complementar la descripción realizada y para comprender mejor la misma, hay un conjunto de dibujos adjuntos en los que, con propósitos de ilustración y no de limitación, se representa, de acuerdo con una realización preferida de la misma, lo siguiente: Figura 1: Disposición del sistema de transporte aplicada a una planta solar de receptor central. Figuras 2A y 28: Sección transversal de la invención Figura 3: Sección axial de la invención Figuras 4A y 4B: Detalle de la disposición de la capa de pantalla de protección frente a daños por objetos extraños (FOD) Figuras 5A Y 58: Vista de los bloques refractarios

Figura 6: Conexión por pasadores de las pantallas de protección y bloques refractarios Referencias numéricas en los dibujos:

Capa interior (1)

Capa interior intermedia (2) Capa exterior intermedia (3) Capa exterior (4)

Placas (11) Primer extremo (llA) Segundo extremo (118) Primer resalte (llA1) Primer rebaje (11A2) Segundo resalte (1181) Segundo rebaje (1182) Perforación (11 P) Lado interior (111) Lado exterior (11 E) Hueco de expansión (llG) Medios de fijaCión (10) Placa aislante (2A)

Arcos de conexión (22)

Espacio radial (2GR) Espacio axial (2GA)

Bloques de aislamiento (3A)

Primera interfaz (12) Segunda interfaz (23)

Tercera interfaz (34)

Módulo (100) Brida (101)

REALIZACiÓN PREFERIDA DE LA INVENCiÓN De acuerdo con la invención, el sistema se monta como un tubo hueco multicapa realizado en varias partes modulares con las mismas dimensiones y caracterfsticas, que se unen con conexiones en brida (101). En esta invención el medio caliente a alta presión es guiado a través del interior del tubo hueco.

la tuberla multicapa comprende una pluralidad de capas dispuestas coaxialmente a lo largo de un eje longitudinal (desde el interior al exterior):

Capa interior (1) hecha de un malerial cerámico (preferiblemente cordierita)

Capa interior intermedia (2) compuesta preferiblemente de hormigón refractario o

bloques cerámicos formados en vacío

Capa exterior intermedia (3) de aislamiento térmico micro-poroso o lana de roca

Capa exterior (4) de aleación de acero la capa interior (1) que estará en contacto con el fluido, es un material cerámico resistente a la temperatura (preferiblemente cordierita o materiales con características similares). Esta capa interior (1) es una pantalla cerámica protectora para evitar la erosión producida por el flujo de fluido en la capa interior intermedia (2) lo que proporciona alta tolerancia a dat\os del compuesto, y seguridad frente a FOO (Figuras 2A, 28, 3). Esta capa interior protectora (1), que comprende una pluralidad de placas cóncavas (11), tiene una estructura con aberturas para permitir la transmisión de las cargas mecánicas derivadas de la alta presión a la capa exterior (4). Las aberturas se forman por el solape a ambos lados de dos placas 11) consecutivas, como en tejas de tejada. Esta capa interior

(1) o pantalla se instala concéntricamente alrededor del eje longitudinal del tubo y fijada a la capa refractaria, esto es, a la capa interior intermedia (2), con pasadores cerámicos como medios de fijación (10). Los medios de fijación (10) se sostienen a través de orificios en la capa interior (1) y orificios en la capa interior intermedia (2). La capa interior (1) es una pantalla cerámica protectora, y la capa interior intermedia (2) está hecha de material refractario. Los detalles de los medios de fijación (10) se muestran en las Figuras 4B y 6. Entre la capa interior (1) Y la capa interior intermedia (2) hay una primera interfaz (12) en forma de revestimiento concéntrico de fibras cerámicas resistentes y flexibles que actúan como un filtro para evitar que se incorporen al fluido y se transporten posibles partículas sueltas. La capa interior intermedia (2) es el aislamiento cerámico de alta temperatura. Las placas de aislamiento (2A) son materiales refractarios con baja densidad (preferiblemente entre

1,5 -3 g/cm) que mantienen la resistencia a altas temperaturas por encima de 1000 oC, preferiblemente placas aislantes (2A) cerámicas formadas en vacfo o monolfticas. Esta capa interior intermedia (2) se divide en dos zonas: aislamiento duro y aislamiento blando. El aislamiento duro es el área endurecida debido a las altas temperaturas producidas por el flujo de fluido, mientras que el aislamiento blando mantiene sus propiedades flexibles. Esta capa interior intermedia (2) permite una reducción de temperatura de aproximadamente 600 oC. Esta capa interior intermedia (2) se monta con cada placa aislante (2A) reposando contra la siguiente en dirección tangencial. Existe una conexión por presión entre las placas aislantes (2A) en la dirección circunferencial (véase la Figura SAl. Las placas formadas en vaclo (2A) que componen la capa interior intermedia (2) tienen orificios para fijar la pantalla de protección formada por las placas (11) de la capa interior (1) con pasadores cerámicos como medios de fijación (10). Para mantener la capa de placas (2A) unida, una capa elástica de fibras cerámicas fuertes y flexibles, como interfaz secundaria (23), envuelve y cubre la capa de placas formadas en vacio (2A). La capa exterior intermedia (3) está hecha de fibras prensadas, tales como lana de roca o de aislamiento micro-poroso. La capa exterior intermedia (3) se envuelve alrededor de la capa interior intermedia (2). La capa exterior intermedia (3) tiene un grosor tal que desde la capa externa hasta la capa exterior intermedia (3) no perciban las temperaturas extremas del flujo de fluido. La fibra prensada de aislamiento de la capa exterior intermedia (3) se ha de fijar una la superficie interna de la capa exterior (4) con fijaciones del tipo soldadura. La aplicación de este aislamiento en la capa exterior intermedia (3) tiene la ventaja de que se pueden usar materiales más económicos para la capa exterior (4). En una vista en sección transversal (Figura 28) se colocan a 1200 tres bloques (3A) de aislamiento duro (por ejemplo formados en vacio) actuando como compensadores de expansión radial. Los bloques (3A) se pueden distribuir discretamente a lo largo de meridianos del sistema. Meridianos significan lineas que van longitudinalmente a lo largo del tubo en una dirección paralela al eje del tubo. Los tres bloques (3A) mostrados en la Figura 28 son opcionales, y de acuerdo a diferentes realizaciones de la invención, el sistema puede comprender o no los bloques; por ejemplo la Figura 2A muestra una realización sin bloques (3A). El sistema se disefla para separar las cargas térmicas de las cargas mecánicas: las capas interiores, en otras palabras, la capa interior (1), la capa interior intermedia (2) y la capa exterior intenmedia (3), soportan las cargas ténmicas mientras que la capa exterior (4) soporta las cargas mecánicas de un fluido que circula a 1000 oC y 15-30 bar. La capa exterior (4) que rodea los materiales de aislamiento de la capa interior (1), la capa interior intermedia (2) y la capa exterior intermedia (3), soporta las cargas mecánicas con materiales de relativamente bajo precio dado que esta capa, la capa exterior (4), se encuentra a baja temperatura gracias a la capa interior (1), la capa interior intermedia (2) y la capa exterior intermedia (3). Los materiales preferidos para la capa exterior (4) son aceros al carbono y la mayor parte de los aceros inoxidables. Dado que todas las capas (1 , 2, 3, 4) son coaxiales y definen un tubo hueco multicapa, los esfuerzos y tensiones aplicados al sistema son constantes en la dirección axial y tangencial.

La capa exterior (4) de cada módulo (100) tiene bridas (101) para conectar cada módulo

(100) con los módulos adyacentes (100). Las conexiones en brida (101) de la capa exterior (4) aseguran un sellado hermético del fluido y que no tengan lugar fugas al ambiente. Cualquier expansión térmica que surja entre módulos (100) queda equilibrada con la introducción de compensadores. Este montaje modular de tubos con dimensiones y caracterlslicas similares hace posible un montaje y desmontaje simple y por ello una inspección y mantenimiento favorables con, si es necesario, intercambio y reparación de componentes individuales. Esta es una ventaja del sistema, dado que asegura una larga vida útil, fácil montaje y desmontaje y un mantenimiento efectivo en coste. El sistema modular se diseña para ser auto-compensado, es decir no se espera ninguna expansión térmica significativa en la dirección axial entre módulos de tubos, y por ello no se esperan tensiones térmicas en las bridas de los módulos. Si se provocan pequeñas tensiones en las conexiones en brida, se han de resolver con compensadores periódicos a lo largo del sistema de tuberfas. Dentro de cada módulo (100), las tensiones térmicas internas debidas a las diferentes expansiones de las capas (1, 2, 3, 4), son afrontadas con el diseño del módulo (100) en si. El movimiento relativo entre capas de material (1, 2, 3, 4) está permitido, dado que las capas principales, interior (1) y exterior (4), no están fijadas unidas y se permite el movimiento independienle dentro de cada módulo (100). La capa exterior (4) metálica que soporta las cargas mecánicas no ha de percibir las cargas térmicas altas del fluido a alta temperatura. Dado que el coeficiente de expansión térmica de estos materiales es a"o, en el entorno de 12*10-6 K"t, ha de existir alguna expansión, lo que se resuelve con compensadores en esta conexión en brida (101). Las capas aislantes de material cerámico entre la capa interior (1) Y la capa exterior (4), esto es, la capa interior intermedia (2) y la capa exterior intermedia (3), se configuran para adaptar su forma al espacio disponible dependiendo del estado de las cargas térmicas. La capa de material refractario que comprende placas de aislamiento formadas en vaclo (2A), esto es, la capa interior intermedia (2), se diseña de tal manera que no se transfieren tensiones térmicas entre placas aislantes (2A). Las placas aislantes (2A) tienen una forma que deja un hueco entre placas aislantes (2A) en el área sometida a cargas térmicas (véase las figuras 5A, 58). Cuando se expanden las placas aislantes (2A), las placas aislantes (2A) rellenan este hueco y por ello se absorben las expansiones. Cuando las placas aislantes (2A) no están sometidas a cargas térmicas, el hueco permanece y no tienen lugar ninguna expansión. La capa de pantallas de protección, esto es, la capa interior (1), se diseria de tal manera que no se Iransfiere ninguna lensión lénnica enlre placas (11). De acuerdo con una realización de la invención, las placas(11) tienen una forma tal que deja un hueco de expansión (11 G) entre placas (11) en las áreas sometidas a cargas térmicas. Cuando las placas (11)se expanden, las placas (11) rellenan este hueco de expansión (11G) absorbiendo por tanto las dilataciones. Cuando las placas (11) no están sometidas a cargas térmicas, el hueco de expansión (11G) permanece y no tienen lugar ninguna dilatación. Alternativamente, las placas (11) pueden solaparse tangencialmente de modo que permitan un sOlape variable y eviten una expansión/contracción radial de la capa interior (1). Las placas (11) también pueden estar solapadas axial mente de modo que permitan un solape variable y eviten una expansión/contracción axial de la capa interior (1). En un caso particular de tuberlas para fluidos a 15 bar y 1000 'C, las placas solapadas (11) de la pantalla protectora, esto es, de la capa interior (1), puede ser preferiblemente de 300 x 200 x 10 mm. Para las placas aislantes formadas en vacio (2A) de la capa intermedia interior (2), cada placa aislante individual (2A) puede tener un ancho radial de 300 mm. El ancho de la capa intermedia exterior puede ser de 200 mm y el ancho de la capa exterior (4) de aleación de acero puede ser de 20 mm. Algunas caracterlsticas de la invención son las siguientes:

Material cerámico dispuesto de forma ajustada que es permeable a gases en el lado interior del aislamiento interno del sistema de transporte de fluido, eslo es, la zona interna de la capa interior intermedia (2) Compuesto multicapa y multí-materíal permeable a gases ~ue incluye la capa interior (1), la capa interior intermedia (2) y la capa exterior intermedia (3) hasta la carcasa/tuberia de retención de presión exterior -la capa exterior (4)-. Compuesto multicapa y mulli-material que satisface los requisitos y funciones del Sistema de Transporte de Fluidos a Alta Temperatura (HTFTS, del inglés "High Temperalure Fluid Transport System") Disef'\o robusto también para caldas de presión inmediatas en paradas de emergencia.

Las ventajas más importantes de la invención se pueden resumir como sigue: Se evita el uso de materiales especiales de alto coste, fabricación y montaje efectivo en coste Alta flexibilidad en la aplicaCión debido al diseño modular del sistema Segmentación ajustada del material cerámico en el lado del fluido reduce la cantidad de posibles particulas de material desprendidas (bajo riesgo de FOD) Robustez del sistema también ante paradas de emergencia Carga significativamente reducida del flujo fluido con partlculas procedentes de la abrasión Sin riesgo de colapso

Teniendo en cuenta lo anterior, una primera realización de la invención, se refiere a un sistema de transporte de fluido a alta temperatura que comprende una pluralidad de capas concéntricas en las que:

1a): Una capa interior (1) comprende una pluralidad de placas (11) cerámicas para

resistir la alta temperatura generada en el sistema;

1 b): Una capa exterior (4) se configura para soportar la tensión mecánica generada en el

sistema.

De acuerdo con otras características de la invención: Las placas cerámicas (11) pueden solaparse tangencialmente de modo que permitan un solape variable y para evitar una expansión/contracción radial de la capa interior (1). Las placas cerámicas (11) pueden solaparse axialmente de modo que permitan un solape variable y para evitar una expansión/contracción axial de la capa interior (1). Las placas cerámicas (11) pueden comprender a lo largo de una dirección axial: 4a) un primer extremo (11A); 4b) un segundo extremo (11 B) opuesto al primer extremo (11A); en el que: 4c) el primer extremo (11A) se configura para solaparse sobre el segundo extremo

(11 B) de una placa(11) parcialmente adyacente. El primer extremo (11A) de las placas (11) cerámicas puede estar curvado. 6a) El primer extremo (11A) de las placas (11) cerámicas s puede comprender un primer

resalte (11A1) Y un primer rebaje (11A2); 6b) El segundo extremo (11 B) puede comprender un segundo resalte (11 B1) Y un

segundo rebaje (11 B2); en el que: 6c) el primer resalte (11A1) se puede configurar para ajustar en el segundo rebaje

(11 B2) de una placa (11) axialmente adyacente; 6d) el segundo resalte (11B1) se puede configurar para ajustar en el primer rebaje

(11A2) de una placa (11 ) axialmente adyacente; La capa interior (1) puede comprender un hueco de expansión (11 G) entre placas (11) cerámicas configurado para pennitir la expansión/contracción de las placas (11) cerámicas y para evitar una expansión/contracción de la capa interior (1). Las placas cerámicas (11) pueden comprender:

8a): un lado interior (111) en contacto con el fluido;

8b): un lado exterior (11 E) opuesto aliado interior (111);

8e): una perforación (11 P):

8e1) que conecta el lado interior (111) y el lado exterior (11 E);

8c2) configurada: para permitir el intercambio de fluido y presión entre el lado

interior (111) y el lado exterior (11 E).

El sistema de transporte de fluido a alta temperatura puede comprender una capa interior intermedia (2) entre la capa interior (1) y la capa exterior (4), configurada para aislar térmicamente la capa exterior (4) de la capa interior (1). El sistema de transporte de fluido a alta temperatura puede comprender medios de fijación (10) para fijar las placas (11) cerámicas a la capa interior intermedia (2). La capa interior intermedia (2) puede comprender una pluralidad de placas aislantes (2A). Las placas aislantes (2A) pueden comprender: 12a) una geometría configurada para permitir una expansión/contracción tangencial de la

placa aislante (2A) y para evitar una expansión/contracción radial de la capa interior intermedia (2);

13a) una geometría configurada para permitir una expansión/contracción axial de la placa aislante (2A) y para evitar una expansión/contracción axial de la capa interior intermedia (2).

La capa interior intermedia (2) puede comprender arcos de conexión (22) entre placas aislantes (2A) de modo que formen un anillo aislante a partir de placas aislantes (2A). La capa interior intermedia (2) puede comprender un hueco radial (2GR) entre placas aislantes (2A) configurado para permitir la expansión/contracción de las placas aislantes (2A) y para evitar una expansión/contracción radial de la capa interior intermedia (2). La capa interior intermedia (2) puede comprender un hueco axial (2GA) entre placas aislantes (2A) configurado para permitir la expansión/contracción de las placas aislantes (2A) y para evitar una expansión/contracción axial de la capa interior intermedia (2). La capa interior intermedia (2) puede comprender un material seleccionado de entre hormigón refractario y bloques cerámicos formados en vacío. El sistema de transporte de fluido a alta temperatura puede comprender una capa exterior intermedia (3) entre la capa interior intermedia (2) y la capa exterior (4), configurada para aislar térmicamente la capa exterior (4) de la capa interior intermedia (2). La capa exterior intermedia (3) puede comprender un material seleccionado de entre un material de aislamiento térmico micro-poroso y lana de roca. La capa exterior intermedia (3) puede comprender una pluralidad de bloques aislantes

(3A) configurados para mantener la estructura concéntrica entre la capa interior intermedia (2), la capa exterior intermedia (3) y la capa exterior (4). los bloques aislantes (3A) pueden distribuirse uniformemente en un anillo. Los bloques aislantes (3A) pueden estar espaciados 1200 entre si.

5 Los bloques aislantes (3A) pueden estar distribuidos discretamente a lo largo de meridianos del sistema. El sistema de transporte de fluido a alta temperatura puede comprender una primera intertaz (12) entre la capa interior (1) y la capa interior intermedia (2). La primera interfaz (12) puede comprender un revestimiento de fibras cerámicas flexibles.

10 El sistema de transporte de fluido a alta temperatura puede comprender una segunda intertaz (23) entre la capa interior intermedia (2) y la capa exterior inlenmedia (3). La segunda interfaz (23) puede comprender un revestimiento concéntrico de fibras cerámicas resistentes y flexibles actuando como filtro. El sistema de transporte de fluido a alta temperatura puede comprender una tercera interfaz (34) entre la capa exterior

15 intermedia (3) y la capa exterior (4). La tercera interfaz (34) puede comprender una unión adhesiva con cola. El sistema de transporte de fluido a alta temperatura puede comprender una pluralidad de módulos (100) en los que la capa exterior (4) de cada módulo (100) comprende una brida

(101) configurada para conectar módulos (100) adyacentes.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura que comprende una pluralidad de capas concéntricas caracterizado por que el sistema comprende: 1a) una capa interior (1) que comprende una pluralidad de placas (11) cerámicas 1b) una capa exterior (4)
2.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por que las placas (11) cerámicas están: 2a) tangencialmente solapadas de modo que permitan un solape variable y para evitar

una expansión/contracción radial de la capa interior (1).
3.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por que las placas (11) cerámicas están: 3a) axialmente solapadas de modo que permitan un solape variable y para evitar una

expansión/contracción axial de la capa interior (1).
4.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por que las placas (11) cerámicas comprenden a 10 largo de una dirección axial: 4a) un primer extremo (11A); 4b) un segundo extremo (11 B) opuesto al primer extremo (11A); en el que: 4c) el primer extremo (11A) se configura para solaparse sobre el segundo extremo

(11 B) de una placa (11) axialmente adyacente.
5.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 4 caracterizado por que el primer extremo (11A) está curvado.
6.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 4 caracterizado por que:

6a)

el primer extremo (11A) comprende un primer resalte (11A1) y un primer rebaje

(11A2);

6b)

el segundo extremo (11B) comprende un segundo resalte (11B1) y un segundo

rebaje (1182);

en el que:

Se)

el primer resalte (11A1) se configura para ajustar en el segundo rebaje (1182) de

una placa (11) axialmente adyacente;

6d)

el segundo resalte (1161) se configura para ajustar en el primer rebaje (11A2) de

una placa (11) axialmente adyacente.
7. Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por que la capa interior (1) comprende un hueco de expansión (11G) entre las placas (11) cerámicas.

B. Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por que las placas (11) cerámicas comprenden: 8a) un lado interior (111) en contacto con el fluido; Bb) un lado exterior (11E) opuesto aliado interior (111); Be) una pelforaci6n (11P):

Bcl) que conecta el lado interior (111) y el lado exterior (11 E); 8c2) configurada para permitir el intercambio de fluido y presión entre el lado interior (111) y el lado exterior (11 E).
9.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende una capa interior intermedia (2) entre la capa interior (1) y la capa exterior (4) .
10.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 9 que comprende medios de fijación (10) para fijar las placas (11) cerámicas a la capa interior intermedia (2).
11 . Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado por que la capa interior intermedia (2) comprende: 11a) una pluralidad de placas aislantes (2A).
12.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 11 caracterizado por que la capa interior intermedia (2) comprende unos arcos de conexión (22) entre placas aislantes (2A) de modo que formen un anillo aislante a partir de placas aislantes (2A).
13.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 11 caracterizado por que la capa interior intermedia (2) comprende un hueco radial (2GR) entre placas aislantes (2A).
14.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 11 caracterizado por que la capa interior intermedia (2) comprende un hueco axial (2GA) entre placas aislantes (2A).
15.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado por que la capa intenor intermedia (2) comprende un material seleccionado de entre hormigón refractario y bloques cerámicos formados en vacio.
16.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 9 que comprende una capa exterior intermedia (3) entre la capa interior intermedia (2) y la capa exterior (4).
17.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 16 caracterizado por que la capa exterior intermedia (3) comprende un material seleccionado de entre un material de aislamiento térmico micro-poroso y lana de roca.
18.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 16 caracterizado por que la capa exterior intermedia (3) comprende una pluralidad de bloques aislantes (3A) configurados para mantener la estructura concéntrica entre la capa interior intermedia (2), la capa exterior intermedia (3) y la capa exterior (4).
19.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 18 caracterizado por que los bloques aislantes (3A) se distribuyen uniformemente en un anillo.
20.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 19 caracterizado por que los bloques aislantes (3A) están separados 1200 entre si.
21.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 18 caracterizado por que los bloques aislantes (3A) se distribuyen discretamente a lo largo de meridianos del sistema.
22.

Sistema de transporte de fluidos a a~a temperatura de acuerdo con la reivindicaciOn 9 que comprende: 22a) una primera ¡nteriaz (12) entre la capa interior (1) y la capa inlerior intermedia (2).
23.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 22 caracterizado por que la primera interfaz (12) comprende un revestimiento de fibras cerámicas flexibles.
24.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 16 que comprende: 24a) una segunda interfaz (23) entre la capa interior intermedia (2) y la capa exterior intermedia (3) .
25.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 24 caracterizado por que la segunda interfaz (23) comprende revestimiento concéntrico de fibras cerámicas resistentes y flexibles actuando como filtro.
26.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 16 que comprende: 26a) una tercera intel1az (34) entre la capa exterior intermedia (3) y la capa exterior (4).
27.

Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación

26 caracterizado por que la tercera intel1az (34) comprende una unión adhesiva con cola.
28. Sistema de transporte de fluidos a alta temperatura de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende una pluralidad de módulos (100) en los que la capa exterior (4) de cada módulo (100) comprende una brida (101) configurada para conectar módulos (100)

adyacentes.

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