ES2644741B2 - Thermosolar plant with double acting actuator cylinders and parabolic trough concentrators and operation procedure of said solar thermal plant - Google Patents
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Abstract
La planta termosolar con cilindros actuadores de doble efecto y concentradores cilindro-parabólicos y procedimiento de operación de dicha planta termosolar, consiste en una planta térmica que realiza la conversión eficiente de la energía térmica solar concentrada mediante captadores cilindro-parabólicos a energía mecánica y/o eléctrica mediante uno o más cilindros actuadores de doble efecto que operan bajo un ciclo térmico de procesos abiertos o un ciclo térmico de procesos cerrados, donde el vástago de cada cilindro actuador está articulado a un mecanismo de conversión del movimiento alternativo rectilíneo a movimiento rotativo capaz de accionar un generador eléctrico, el cual puede ser aplicado para generar energía eléctrica tanto en la industria terrestre como en la extra-terrestre o aeroespacial.The thermosolar plant with double acting actuator cylinders and parabolic trough concentrators and operation procedure of said thermosolar plant, consists of a thermal plant that efficiently converts concentrated solar thermal energy by means of parabolic trough collectors to mechanical energy and / or electric by one or more double acting actuator cylinders that operate under an open process thermal cycle or a closed process thermal cycle, where the rod of each actuator cylinder is articulated to a mechanism for converting the rectilinear reciprocating motion to rotary motion capable of Activate an electric generator, which can be applied to generate electricity in both the terrestrial industry and in the extra-terrestrial or aerospace industry.
Description
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DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Planta termosolar con cilindros actuadores de doble efecto y concentradores cilindro- parabólicos y procedimiento de operación de dicha planta termosolar.Solar thermal plant with double acting actuator cylinders and parabolic trough concentrators and operating procedure of said solar thermal plant.
Campo técnico de la invenciónTechnical Field of the Invention
La presente invención pertenece al campo técnico de la conversión de energía termo-solar a energía eléctrica vía energía mecánica por medio de una máquina térmica que utiliza uno o más cilindros actuadores termo mecánicos de doble efecto que operan con un ciclo térmico de alta eficiencia térmica.The present invention belongs to the technical field of the conversion of thermo-solar energy to electrical energy via mechanical energy by means of a thermal machine that uses one or more double-acting thermo-mechanical actuator cylinders that operate with a thermal cycle of high thermal efficiency.
Objetivo de la invenciónObject of the invention
El objetivo de la presente invención denominada "Planta termosolar con cilindros actuadores de doble efecto y concentradores cilindro-parabólicos y procedimiento de operación de dicha planta termosolar", es la conversión eficiente de la energía térmica solar a energía eléctrica vía energía mecánica mediante uno o más cilindros actuadores termo mecánicos de doble efecto que opera bajo un ciclo térmico de procesos cerrados, donde el vástago de cada cilindro actuador está articulado a un mecanismo de conversión del movimiento alternativo rectilíneo a movimiento rotativo capaz de accionar un generador eléctrico, el cual puede ser aplicado tanto en la industria terrestre como en la aeroespacial.The objective of the present invention called "Thermosolar plant with double acting actuator cylinders and parabolic trough concentrators and operation procedure of said solar thermal plant", is the efficient conversion of solar thermal energy to electrical energy via mechanical energy by means of one or more double-acting thermo-mechanical actuator cylinders that operate under a thermal cycle of closed processes, where the rod of each actuator cylinder is articulated to a mechanism for converting the rectilinear reciprocating motion to rotary motion capable of driving an electric generator, which can be applied both in the terrestrial and aerospace industry.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
Las plantas termo solares del tipo cilindro-parabólico conocidas capturan el calor concentrado en el foco de la parábola mediante un tubo ubicado en la línea focal de la parábola concentradora, el cual conduce un fluido térmico, generalmente un aceite térmico sintético, que transfiere el calor solar a una planta de ciclo Rankine o ciclo Brayton para generar electricidad.The known solar-parabolic-type thermo-solar plants capture the heat concentrated in the focus of the parabola by means of a tube located in the focal line of the concentrating parabola, which conducts a thermal fluid, usually a synthetic thermal oil, that transfers the heat solar to a Rankine cycle or Brayton cycle plant to generate electricity.
En la invención denominada PLANTA TERMOSOLAR CON CILINDROS ACTUADORES DE DOBLE EFECTO Y CONCENTRADORES CILINDRO-PARABÓLICOS Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR, el calor concentrado por cada concentrador cilindro-parabólico es capturado por un tubo captador de energía termosolar ubicado en la línea focal de cada parábola, el cual está hecho de cristal transparente resistente a las temperaturas y presiones de trabajo, donde el citado tubo captador de calor esta implementado bajo dos estructuras diferentes:In the invention called THERMOSOLAR PLANT WITH DOUBLE-EFFECT ACTUATOR CYLINDERS AND CYLINDER-PARABOLIC CONCENTRATORS AND OPERATION PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR PLANT, the heat concentrated by each cylinder-parabolic concentrator is captured by a thermosolar energy collector tube located in the focal line of Each parabola, which is made of transparent glass that is resistant to working temperatures and pressures, where said heat capture tube is implemented under two different structures:
- una estructura de tubo transparente captador de energía termosolar concentrada, dentro del cual existe un relleno de malla metálica de un material de alta capacidad de absorción de calor a través del cual circula un fluido de transferencia de calor que puede ser aire, helio o hidrogeno.- a transparent tube structure that captures concentrated thermal solar energy, within which there is a metal mesh filling of a material with high heat absorption capacity through which a heat transfer fluid that can be air, helium or hydrogen circulates .
- una estructura de tubo transparente captador de energía termosolar concentrada, por dentro del cual circula un fluido gaseoso de transferencia de calor tintado de color obscuro, que puede ser aire, hidrógeno y preferentemente helio o para favorecer la absorción del calor termosolar concentrado.- a transparent tube structure that captures concentrated solar thermal energy, inside which a dark tinted heat transfer gaseous fluid circulates, which may be air, hydrogen and preferably helium or to favor the absorption of concentrated solar thermal heat.
El calor concentrado dentro del tubo captador es transferido la máquina térmica encargada de transformar la energía termosolar a energía eléctrica vía energía mecánica. La transferencia de calor desde el tubo captador de calor a la máquina térmica es llevadaThe heat concentrated inside the pickup tube is transferred to the thermal machine responsible for transforming solar thermal energy into electrical energy via mechanical energy. The heat transfer from the heat pickup tube to the thermal machine is carried
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a cabo por medio de la circulación del fluido de transferencia de calor, el cual es bombeado por medio de un compresor dedicado a tal fin.carried out by means of the circulation of the heat transfer fluid, which is pumped by means of a compressor dedicated for this purpose.
La citada máquina térmica se implementa bajo dos posibles estructuras:The aforementioned thermal machine is implemented under two possible structures:
- la estructura dotada de un ciclo térmico que opera con procesos térmicos cerrados y un fluido térmico tal como aire, el hidrógeno, y preferentemente helio, trabajando en sistema abierto y- the structure equipped with a thermal cycle that operates with closed thermal processes and a thermal fluid such as air, hydrogen, and preferably helium, working in an open system and
- la estructura dotada de un ciclo térmico que opera con procesos térmicos cerrados y un fluido térmico de transferencia de calor tal como aire, el hidrógeno, y preferentemente helio, que transfiere el calor a un sistema cerrado.- the structure equipped with a thermal cycle that operates with closed thermal processes and a heat transfer thermal fluid such as air, hydrogen, and preferably helium, which transfers heat to a closed system.
En el estado actual de la tecnología no se conocen plantas termo-solares de este tipo. Breve descripción de la invenciónIn the current state of technology, thermo-solar plants of this type are not known. Brief Description of the Invention
El invento denominado PLANTA TERMOSOLAR CON CILINDROS ACTUADORES DE DOBLE EFECTO Y CONCENTRADORES CILINDRO-PARABÓLICOS Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR, consiste en uno o más cilindros actuadores alimentados térmicamente por medio de un campo de concentradores solares del tipo cilindro-parabólicos, donde el tubo transparente de captación de calor solar concentrado ubicado en la línea focal del concentrador cilindro parabólico contiene un absorbedor de calor constituido por una de dos posibles estructuras:The invention called THERMOSOLAR PLANT WITH DOUBLE-EFFECT ACTUATOR CYLINDERS AND CYLINDER-PARABOLIC CONCENTRATORS AND THERMOSOLAR PLANT SUCH OPERATING PROCEDURE, consists of one or more actuators cylinders thermally fed by means of a field of solar concentrators of the parabolic trough type, Transparent concentrated solar heat collection tube located in the focal line of the parabolic trough concentrator contains a heat absorber consisting of one of two possible structures:
- una estructura de tubo transparente captador de energía termosolar concentrada, dentro del cual existe un relleno de malla metálica de un material de alta capacidad de absorción de calor a través del cual circula un fluido de transferencia de calor que puede ser aire, helio o hidrogeno.- a transparent tube structure that captures concentrated thermal solar energy, within which there is a metal mesh filling of a material with high heat absorption capacity through which a heat transfer fluid that can be air, helium or hydrogen circulates .
- una estructura de tubo transparente captador de energía termosolar concentrada, por dentro del cual circula un fluido de transferencia de calor tintado de color obscuro, que puede ser aire, helio o hidrógeno, para favorecer la absorción del calor concentrado termosolar.- a transparent tube structure that captures concentrated solar thermal energy, inside which a dark-tinted heat transfer fluid circulates, which can be air, helium or hydrogen, to favor the absorption of concentrated solar thermal heat.
Este tubo de captación de calor está construido de un material transparente (cristal), resistente a las presiones y temperaturas de trabajo, donde el fluido de transferencia de calor circula por dentro del tubo en circuito cerrado, transfiriendo el calor capturado desde el tubo captador de cada concentrador cilindro-parabólico a la máquina térmica destinada a convertir la energía térmica en energía eléctrica vía energía mecánica. La máquina térmica destinada a convertir la energía térmica a energía eléctrica vía energía mecánica consiste en uno o más cilindros actuadores que en virtud del incremento de temperatura y la correspondiente presión, acciona su embolo y vástago, desarrollando trabajo mecánico susceptible de ser aprovechado para generar energía eléctrica vía energía mecánica de compresión donde la citada máquina térmica es susceptible de ser implementada bajo dos posibles estructuras:This heat collection tube is constructed of a transparent material (glass), resistant to working pressures and temperatures, where the heat transfer fluid circulates inside the tube in a closed circuit, transferring the captured heat from the collection tube of Each cylinder-parabolic concentrator to the thermal machine intended to convert thermal energy into electrical energy via mechanical energy. The thermal machine designed to convert thermal energy to electrical energy via mechanical energy consists of one or more actuator cylinders that, by virtue of the increase in temperature and the corresponding pressure, actuates its plunger and rod, developing mechanical work that can be used to generate energy electrical via mechanical compression energy where said thermal machine is capable of being implemented under two possible structures:
- la estructura dotada de un ciclo térmico que opera con procesos térmicos abiertos y un fluido térmico tal como aire, el hidrógeno, y preferentemente helio, y- the structure equipped with a thermal cycle that operates with open thermal processes and a thermal fluid such as air, hydrogen, and preferably helium, and
- la estructura dotada de un ciclo térmico que opera con procesos térmicos cerrados y un fluido térmico de transferencia de calor tal como aire, el hidrógeno, y preferentemente helio, que transfiere el calor a un sistema cerrado.- the structure equipped with a thermal cycle that operates with closed thermal processes and a heat transfer thermal fluid such as air, hydrogen, and preferably helium, which transfers heat to a closed system.
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Descripción de las figurasDescription of the figures
En esta sección se describen a modo ilustrativo y no limitativo, los componentes que constituyen la PLANTA TERMOSOLAR CON CILINDROS ACTUADORES DE DOBLE EFECTO Y CONCENTRADORES CILINDRO-PARABÓLICOS Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR para facilitar la comprensión de la invención en donde se hace referencia a las siguientes figuras:This section describes, by way of illustration and not limitation, the components that constitute the THERMOSOLAR PLANT WITH DOUBLE-EFFECT ACTUATING CYLINDERS AND CYLINDER-PARABOLIC CONCENTRATORS AND THE THERMOSOLAR PLANT SAY OPERATION PROCEDURE to facilitate the understanding of the invention where reference is made to the following figures:
La figura 1, muestra esquema de configuración del concentrador termo-solar cilindro- parabólico constituido por los siguientes componentes:Figure 1 shows the configuration scheme of the parabolic trough solar-solar concentrator consisting of the following components:
- concentrador termo solar cilindro-parabólico (10)- parabolic trough solar thermal concentrator (10)
- haz incidente de radiación solar (11) sobre el concentrador termosolar cilindro- parabólico- incident beam of solar radiation (11) on the parabolic trough-solar thermal concentrator
- tubo captador de calor concentrado (21) que contiene un relleno de malla metálica absorbedora de calor y el fluido térmico gaseoso de transferencia de calor, o simplemente fluido térmico gaseoso tintado de color obscuro absorbedor de calor.- concentrated heat collecting tube (21) containing a heat-absorbing metal mesh filler and the heat transfer gaseous thermal fluid, or simply dark-tinted gaseous thermal fluid of heat absorber.
La figura 2, muestra el esquema de configuración del tubo captador de calor concentrado constituido por:Figure 2 shows the configuration scheme of the concentrated heat collecting tube consisting of:
- tubo captador de calor concentrado (21), que está construido de cristal transparente resistente a la presión y temperatura de trabajo, el cual puede contener un relleno absorbedor de calor de malla metálica fina de un material de alta capacidad de absorción de calor (22) y el fluido térmico de transferencia de calor, o en lugar del relleno absorbedor de calor, simplemente contiene fluido térmico de transferencia de calor tintado de color obscuro para favorecer al absorción del calor concentrado dentro del tubo captador de calor.- concentrated heat pick-up tube (21), which is constructed of transparent glass resistant to the working pressure and temperature, which may contain a heat absorbing filler of fine metal mesh of a material of high heat absorption capacity (22 ) and the heat transfer heat fluid, or instead of the heat absorbing filler, simply contains dark colored tinted heat transfer fluid to favor the absorption of concentrated heat within the heat pickup tube.
- absorbedor de calor (22) construido con malla metálica fina de un material de alta capacidad de absorción de calor.- heat absorber (22) constructed with fine metal mesh of a high heat absorbing material.
La figura 3, muestra la configuración de la máquina térmica basada en el cilindro actuador de doble efecto y procesos abiertos alimentado mediante un campo de concentradores termo-solares del tipo cilindro-parabólico constituida por los siguientes componentes:Figure 3 shows the configuration of the thermal machine based on the double acting and open process actuator cylinder powered by a field of thermo-solar concentrators of the parabolic trough type consisting of the following components:
- campo de concentradores termo-solares del tipo cilindro-parabólico (20)- field of thermo-solar concentrators of the parabolic-cylinder type (20)
- tubo colector de transferencia de calor (23)- heat transfer manifold tube (23)
- cilindro actuador de doble efecto dotado de dos cámaras A y B separadas entre sí por el émbolo (31) rígidamente unido al vástago (32)- double acting actuator cylinder equipped with two chambers A and B separated from each other by the piston (31) rigidly attached to the rod (32)
- émbolo (31) del cilindro actuador (30)- piston (31) of the actuator cylinder (30)
- vástago (32) del cilindro actuador (30)- rod (32) of the actuator cylinder (30)
- válvula 3/2 (tres posiciones y dos vías) de alimentación del fluido térmico de trabajo (33)- 3/2 valve (three positions and two ways) for feeding the working thermal fluid (33)
- válvula 3/2 de evacuación del fluido térmico de trabajo (34)- 3/2 valve for evacuating the working thermal fluid (34)
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- regenerador de calor (35) del fluido térmico de trabajo que transfiere parte del calor de evacuación del fluido de trabajo al mismo fluido de trabajo en la zona de descarga del compresor (37)- heat regenerator (35) of the thermal working fluid that transfers part of the heat of evacuation of the working fluid to the same working fluid in the compressor discharge zone (37)
- enfriador del fluido térmico de trabajo (36)- working thermal fluid cooler (36)
- compresor del fluido térmico de trabajo (37).- compressor of thermal working fluid (37).
La figura 4, muestra la configuración de la máquina térmica basada en el cilindro actuador de doble efecto y procesos cerrados alimentada mediante un campo de concentradores termo-solares del tipo cilindro-parabólico constituida por los siguientes componentes:Figure 4 shows the configuration of the thermal machine based on the double acting actuator cylinder and closed processes fed by a field of thermo-solar concentrators of the parabolic trough type consisting of the following components:
- tubo colector (23) de transferencia de calor- heat transfer manifold (23)
- cilindro actuador (40) de doble efecto y de procesos cerrados dotado de dos cámaras A y B separadas entre sí por el émbolo (41) rígidamente unido al vástago (42)- double acting and closed process actuator cylinder (40) equipped with two chambers A and B separated from each other by the piston (41) rigidly attached to the rod (42)
- émbolo (41) del cilindro actuador de procesos cerrados (40)- piston (41) of the closed process actuator cylinder (40)
- vástago (42) del cilindro actuador de procesos cerrados (40)- rod (42) of the closed process actuator cylinder (40)
- válvula 3/2 de alimentación del fluido térmico de trabajo (43)- 3/2 thermal work fluid feed valve (43)
- válvula 3/2 de refrigerante (44) de los enfriadores (61) o (62) de las cámaras A o B respectivamente- 3/2 refrigerant valve (44) of coolers (61) or (62) of chambers A or B respectively
- compresor de circulación del fluido térmico de trabajo (45)- working thermal fluid circulation compressor (45)
- calentador de la cámara A (51) del cilindro actuador- chamber heater A (51) of the actuator cylinder
- calentador de la cámara B (52) del cilindro actuador- chamber B heater (52) of the actuator cylinder
- enfriador de la cámara A (61) del cilindro actuador- chamber A cooler (61) of the actuator cylinder
- enfriador de la cámara B (62) del cilindro actuador.- chamber B cooler (62) of the actuator cylinder.
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention
La PLANTA TERMOSOLAR CON CILINDROS ACTUADORES DE DOBLE EFECTO Y CONCENTRADORES CILINDRO-PARABÓLICOS Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR, está constituida por un campo de concentradores termo-solares del tipo cilindro-parabólico (20) que proporcionan energía térmica solar concentrada la cual es transferida mediante un fluido de transferencia de calor a uno o más cilindros de doble efecto, los cuales pueden adoptar la estructura mostrada en la figura 3 en la que el ciclo térmico opera con procesos térmicos abiertos, o adoptar la estructura mostrada en la figura 4, en la que el ciclo térmico opera con procesos térmicos cerrados.The THERMOSOLAR PLANT WITH DOUBLE-EFFECT ACTUATOR CYLINDERS AND CYLINDER-PARABOLIC CONCENTRATORS AND SUCH THERMOSOLAR PLANT OPERATION PROCEDURE, is constituted by a field of thermo-solar concentrators of the parabolic trough type (20) that provide concentrated solar thermal energy which is transferred by means of a heat transfer fluid to one or more double-acting cylinders, which may adopt the structure shown in Figure 3 in which the thermal cycle operates with open thermal processes, or adopt the structure shown in Figure 4, in which the thermal cycle operates with closed thermal processes.
Cada concentrador solar del tipo cilindro-parabólico (10) según la figura 1, refleja el haz incidente del sol concentrado sobre un tubo receptor (21) ubicado en la línea focal de la parábola, el cual es responsable de alojar un absorbedor de calor (22) compuesto por malla metálica fina de un material de alta capacidad de absorción de calor según se muestra en la figura 2. El tubo colector (23) conecta entre si los concentradores termo- solares de la totalidad del campo de concentradores termo-solares, transfiriendo el calorEach solar concentrator of the parabolic-cylinder type (10) according to figure 1, reflects the incident beam of the sun concentrated on a receiving tube (21) located in the focal line of the parabola, which is responsible for housing a heat absorber ( 22) composed of a thin metal mesh of a material with high heat absorption capacity as shown in figure 2. The collector tube (23) connects the solar-thermal concentrators of the entire field of thermal-solar concentrators, transferring heat
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capturado del absorbedor por medio del fluido de transferencia de calor hacia los cilindros actuadores de doble efecto (30) para cilindros de procesos térmicos abiertos, o (40) para cilindros actuadores de procesos térmicos cerrados, donde el fluido térmico de transferencia de calor circula por el tubo colector (23) en circuito cerrado.captured from the absorber by means of the heat transfer fluid to the double acting actuator cylinders (30) for open thermal process cylinders, or (40) for closed thermal process actuator cylinders, where the heat transfer thermal fluid circulates through the collector tube (23) in closed circuit.
La PLANTA TERMOSOLAR CON CILINDROS ACTUADORES DE DOBLE EFECTO Y CONCENTRADORES CILINDRO-PARABÓLICOS Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR está constituida al menos por los siguientes componentes:THE THERMOSOLAR PLANT WITH DOUBLE-EFFECT ACTUATOR CYLINDERS AND CYLINDER-PARABOLIC CONCENTRATORS AND THE OPERATION PROCEDURE OF THE THERMOSOLAR PLANT is constituted at least by the following components:
- concentrador termosolar cilindro-parabólico (10), que captura el haz de radiación solar y lo concentra sobre el tubo captador de calor concentrado (21)- parabolic trough solar thermal concentrator (10), which captures the solar radiation beam and concentrates it on the concentrated heat collecting tube (21)
- campo de concentradores termo-solares del tipo cilindro-parabólico (20)- field of thermo-solar concentrators of the parabolic-cylinder type (20)
- tubo captador de calor concentrado (21), que está construido de cristal transparente resistente a la presión y temperatura de trabajo, el cual puede contener un relleno absorbedor de calor (22) de malla metálica fina de un material de alta capacidad de absorción de calor inundado por el fluido térmico de transferencia de calor, que puede ser aire, hidrógeno y preferentemente helio- concentrated heat capture tube (21), which is constructed of transparent glass resistant to the working pressure and temperature, which may contain a heat absorbing filler (22) of fine metal mesh of a high absorption capacity material of heat flooded by heat transfer heat fluid, which can be air, hydrogen and preferably helium
- absorbedor de calor (22) construido con malla metálica fina de un material de alta capacidad de absorción de calor- heat absorber (22) constructed with fine metal mesh of a high heat absorbing material
- cilindro actuador de doble efecto (30) dotado de dos cámaras A y B separadas entre sí por el émbolo (31) rígidamente unido al vástago (32)- double acting actuator cylinder (30) equipped with two chambers A and B separated from each other by the piston (31) rigidly attached to the rod (32)
- émbolo (31) del cilindro actuador (30)- piston (31) of the actuator cylinder (30)
- vástago (32) del cilindro actuador (30)- rod (32) of the actuator cylinder (30)
- válvula 3/2 (3 vías y 2 posiciones) (33) de alimentación del fluido térmica de trabajo a las cámaras A o B del cilindro actuador de doble efecto y procesos térmicos abiertos (30)- 3/2 valve (3 ways and 2 positions) (33) for supplying the working thermal fluid to the A or B chambers of the double acting actuator cylinder and open thermal processes (30)
- válvula 3/2 (34) de evacuación del fluido térmico de trabajo de las cámaras A o B del cilindro actuador de doble efecto y procesos térmicos abiertos (30)- 3/2 valve (34) for evacuating the working thermal fluid of the A or B chambers of the double acting actuator cylinder and open thermal processes (30)
- regenerador de calor (35) del fluido térmico de trabajo, el cual se comporta como un intercambiador de calor que transfiere parte del calor contenido en el fluido de trabajo caliente en la zona de evacuación del cilindro (30), al fluido de trabajo frío en la zona de descarga del compresor (37)- heat regenerator (35) of the working thermal fluid, which acts as a heat exchanger that transfers part of the heat contained in the hot working fluid in the evacuation zone of the cylinder (30), to the cold working fluid in the compressor discharge zone (37)
- enfriador del fluido térmico de trabajo (36) que envía el calor de enfriamiento al ambiente o foco frío- working thermal fluid cooler (36) that sends the cooling heat to the environment or cold focus
- compresor del fluido térmico de trabajo (37), que asegura la circulación del fluido de trabajo en circuito cerrado- compressor of the working thermal fluid (37), which ensures the circulation of the working fluid in a closed circuit
- cilindro actuador de doble efecto (40) de procesos cerrados dotado de dos cámaras A y B separadas entre si por el émbolo (41) rígidamente unido al vástago (42)- double acting actuator cylinder (40) of closed processes equipped with two chambers A and B separated from each other by the piston (41) rigidly attached to the rod (42)
- émbolo (41) del cilindro actuador de procesos cerrados (40)- piston (41) of the closed process actuator cylinder (40)
- vástago (42) del cilindro actuador de procesos cerrador (40)- rod (42) of the closing process actuator cylinder (40)
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- válvula (43) 3/2 de alimentación del fluido térmico de trabajo a los calentadores (51) o (52) de las cámaras A o B respectivamente- valve (43) 3/2 for feeding the working thermal fluid to the heaters (51) or (52) of chambers A or B respectively
- válvula (44) 3/2 de refrigerante de los enfriadores (61) o (62) de las cámaras A o B respectivamente- refrigerant valve (44) 3/2 of the coolers (61) or (62) of chambers A or B respectively
- compresor de circulación del fluido térmico de trabajo (45)- working thermal fluid circulation compressor (45)
- calentador de la cámara A del cilindro actuador (51)- chamber A heater of the actuator cylinder (51)
- calentador de la cámara B del cilindro actuador (52)- chamber B heater of the actuator cylinder (52)
- enfriador de la cámara A del cilindro actuador (61)- chamber A cooler of the actuator cylinder (61)
- enfriador de la cámara B del cilindro actuador (62).- chamber B cooler of the actuator cylinder (62).
El modo de operación de la PLANTA TERMOSOLAR CON CILINDROS ACTUADORES DE DOBLE EFECTO Y CONCENTRADORES CILINDRO-PARABÓLICOS Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR para cilindros actuadores con ciclo térmico de procesos abiertos es tal que el fluido térmico de transferencia de calor es bombeado por medio del compresor (37), capturando el calor cedido por el absorbedor (22) de los tubos captadores (21) del campo de concentradores termo-solares del tipo cilindro-parabólicos (20), retornando caliente al cilindro actuador (30) por la válvula 3/2 de alimentación del fluido térmico de trabajo (33) a una de las dos cámaras A o B, (se asume que entra a la cámara A) accionando el émbolo del cilindro (30), mientras que la válvula 3/2 de evacuación del fluido térmico de trabajo (34) permite la evacuación del fluido térmico de trabajo caliente procedente de una de las dos cámaras B o A (se asumen que evacúa la cámara B) del cilindro actuador (30), el cual pasa por el regenerador de calor (35), donde cede parte del calor al fluido térmico de trabajo frío, y de ahí pasa al enfriador (36) de donde es aspirado por compresor (37) para ser impulsado de nuevo al campo de captadores cilindro-parabólicos. En tales condiciones se ha llevado a cabo un semi-ciclo y por tanto, el siguiente semi-ciclo se realiza con el rol de las válvulas 3/2, (33) y (34) cambiado para hacer retornar el cilindro actuador a la posición de origen del ciclo térmico.The mode of operation of the THERMOSOLAR PLANT WITH DOUBLE-EFFECT ACTUATING CYLINDERS AND CYLINDER-PARABOLIC CONCENTRATORS AND THE SUCH-THERMOSOLAR PLANT OPERATING PROCEDURE for actuator cylinders with open-process thermal cycle is such that the heat transfer heat fluid is pumped through of the compressor (37), capturing the heat given by the absorber (22) of the collector tubes (21) of the field of thermo-solar concentrators of the parabolic trough type (20), returning hot to the actuator cylinder (30) by the valve 3/2 supply of the working thermal fluid (33) to one of the two chambers A or B, (it is assumed that it enters the chamber A) by actuating the piston of the cylinder (30), while the 3/2 valve of evacuation of the working thermal fluid (34) allows the evacuation of the hot working thermal fluid from one of the two chambers B or A (assumed to evacuate the chamber B) from the actuator cylinder (30), which passes p or the heat regenerator (35), where part of the heat is transferred to the cold working thermal fluid, and from there it passes to the cooler (36) from which it is sucked by compressor (37) to be driven back to the field of cylinder collectors- parabolic Under such conditions a semi-cycle has been carried out and therefore the next semi-cycle is performed with the role of valves 3/2, (33) and (34) changed to return the actuator cylinder to the position of origin of the thermal cycle.
El modo de operación de la PLANTA TERMOSOLAR CON CILINDROS ACTUADORES DE DOBLE EFECTO Y CONCENTRADORES CILINDRO-PARABÓLICOS Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR para cilindros actuadores con ciclo térmico de procesos cerrados es tal que el fluido térmico de transferencia de calor es bombeado por medio del compresor (45), capturando el calor cedido por el absorbedor (22) de los tubos captadores (21) del campo de concentradores termo-solares del tipo cilindro-parabólicos (20), retornando caliente al cilindro actuador (40) por la válvula 3/2 de alimentación del fluido térmico de trabajo (43) a una de las dos cámaras A o B, (se asume que calienta la cámara A) accionando el émbolo del cilindro (40), de donde sale hacia el compresor (45) para retornar al campo de concentradores termo-solares del tipo cilindro-parabólicos (20) donde captura de nuevo calor, mientras que la válvula 3/2 (44) de refrigerante de los enfriadores (61) o (62) de las cámaras A o B del cilindro actuador (40) permite el enfriamiento del fluido térmico de trabajo caliente contenido en una de las dos cámaras B o A (se asume que enfría la cámara B) del cilindro actuador (40), donde el siguiente semi-ciclo se realiza con el rol de las válvulas 3/2 (43) y (44) cambiado para hacer retornar el cilindro actuador a la posición de origen del ciclo térmico.The mode of operation of the THERMOSOLAR PLANT WITH DOUBLE-EFFECT ACTUATOR CYLINDERS AND CYLINDER-PARABOLIC CONCENTRATORS AND SUCH-THERMOSOLAR PLANT OPERATING PROCEDURE for actuator cylinders with closed-process thermal cycle is such that the heat transfer heat fluid is pumped through of the compressor (45), capturing the heat given by the absorber (22) of the collector tubes (21) of the field of thermo-solar concentrators of the parabolic trough type (20), returning hot to the actuator cylinder (40) by the valve 3/2 supply of the working thermal fluid (43) to one of the two chambers A or B, (it is assumed that heats the chamber A) by actuating the piston of the cylinder (40), from where it leaves towards the compressor (45) to return to the field of thermo-solar concentrators of the parabolic trough type (20) where it captures heat again, while the refrigerant valve 3/2 (44) of the coolers (61) or (62) of the A or chambers B of actuator cylinder (40) allows the cooling of the hot working thermal fluid contained in one of the two chambers B or A (it is assumed that it cools the chamber B) of the actuator cylinder (40), where the next semi-cycle is performed with the The role of valves 3/2 (43) and (44) changed to return the actuator cylinder to the position of origin of the thermal cycle.
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Descripción de realizaciones preferentes de la invenciónDescription of preferred embodiments of the invention
La configuración preferente de la PLANTA TERMOSOLAR CON CILINDROS ACTUADORES DE DOBLE EFECTO Y CONCENTRADORES CILINDRO- PARABÓLICOS Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR, está constituida por un campo de concentradores termo-solares del tipo cilindro-parabólico (20) que proporcionan energía térmica solar concentrada la cual es transferida mediante un fluido de transferencia de calor a uno o más cilindros de doble efecto, la cual puede adoptar dos configuraciones:The preferred configuration of the THERMOSOLAR PLANT WITH DOUBLE-EFFECT ACTUATING CYLINDERS AND CYLINDER-PARABOLIC CONCENTRATORS AND THE OPERATION PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR PLANT, consists of a field of thermo-solar concentrators of the parabolic-cylinder type (20) that provide solar thermal energy concentrated which is transferred by means of a heat transfer fluid to one or more double acting cylinders, which can adopt two configurations:
- la estructura mostrada en la figura 3 en la que el ciclo térmico opera con procesos térmicos abiertos,- the structure shown in Figure 3 in which the thermal cycle operates with open thermal processes,
- la estructura mostrada en la figura 4, en la que el ciclo térmico opera con procesos térmicos cerrados.- the structure shown in Figure 4, in which the thermal cycle operates with closed thermal processes.
Y donde cada concentrador solar del tipo cilindro-parabólico (10), refleja el haz incidente del sol concentrado sobre un tubo receptor (21) ubicado en la línea focal de la parábola, el cual es responsable de alojar un absorbedor de calor (22) compuesto por malla metálica fina de un material de alta capacidad de absorción de calor y donde el tubo colector (23) conecta entre si los concentradores termo-solares de la totalidad del campo de concentradores termo-solares, transfiriendo el calor capturado del absorbedor por medio del fluido de transferencia de calor hacia los cilindros actuadores de doble efecto (30) para cilindros de procesos térmicos abiertos, o (40) para cilindros actuadores de procesos térmicos cerrados, donde el fluido térmico de transferencia de calor circula por el tubo captador (21) en circuito cerrado.And where each solar concentrator of the parabolic-cylinder type (10), reflects the incident beam of the concentrated sun on a receiving tube (21) located in the focal line of the parabola, which is responsible for housing a heat absorber (22) Composed of a thin metal mesh of a material with high heat absorption capacity and where the collector tube (23) connects the thermo-solar concentrators of the entire field of thermo-solar concentrators, transferring the captured heat from the absorber through of the heat transfer fluid to the double acting actuator cylinders (30) for open thermal process cylinders, or (40) for closed thermal process actuator cylinders, where the heat transfer thermal fluid circulates through the pickup tube (21 ) in closed circuit.
Y donde el modo de operación de la PLANTA TERMOSOLAR CON CILINDROS ACTUADORES DE DOBLE EFECTO Y CONCENTRADORES CILINDRO- PARABÓLICOS Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR para cilindros actuadores con ciclo térmico de procesos abiertos es tal que el fluido térmico de transferencia de calor es bombeado por medio del compresor (37), capturando el calor cedido por el absorbedor (22) de los tubos captadores (21) del campo de concentradores termo-solares del tipo cilindro-parabólicos (20), retornando caliente al cilindro actuador (30) por la válvula 3/2 de alimentación del fluido térmico de trabajo (33) a una de las dos cámaras A o B, (se asume que entra a la cámara A) accionando el émbolo del cilindro (30), mientras que la válvula 3/2 de evacuación del fluido térmico de trabajo (34) permite la evacuación del fluido térmico de trabajo caliente procedente de una de las dos cámaras B o A (se asumen que evacúa la cámara B) del cilindro actuador (30), el cual pasa por el regenerador de calor (35), donde cede parte del calor al fluido térmico de trabajo frío, y de ahí pasa al enfriador (36) de donde es aspirado por compresor (37) para ser impulsado de nuevo al campo de captadores cilindro- parabólicos. En tales condiciones se ha llevado a cabo un semi-ciclo y por tanto, el siguiente semi-ciclo se realiza con el rol de las válvulas 3/2, (33) y (34) cambiado para hacer retornar el cilindro actuador a la posición de origen del ciclo térmico.And where the mode of operation of the THERMOSOLAR PLANT WITH DOUBLE-EFFECT ACTUATOR CYLINDERS AND CYLINDER- PARABOLIC CONCENTRATORS AND SUCH THERMOSOLAR PLANT OPERATION PROCEDURE for actuator cylinders with open-process thermal cycle is such that the heat transfer heat fluid is pumped by means of the compressor (37), capturing the heat given up by the absorber (22) of the collector tubes (21) of the field of thermo-solar concentrators of the parabolic trough type (20), returning hot to the actuator cylinder (30) by the 3/2 valve for feeding the working thermal fluid (33) to one of the two chambers A or B, (it is assumed that it enters the chamber A) by actuating the cylinder piston (30), while the valve 3 / 2 for the evacuation of the working thermal fluid (34) allows the evacuation of the hot working thermal fluid from one of the two chambers B or A (assumed to evacuate the chamber B) of the actuator cylinder (30), the cu it passes through the heat regenerator (35), where part of the heat is transferred to the cold working thermal fluid, and from there it passes to the cooler (36) from which it is aspirated by compressor (37) to be driven back to the collector field parabolic trough Under such conditions a semi-cycle has been carried out and therefore the next semi-cycle is performed with the role of valves 3/2, (33) and (34) changed to return the actuator cylinder to the position of origin of the thermal cycle.
Y donde el modo de operación de la PLANTA TERMOSOLAR CON CILINDROS ACTUADORES DE DOBLE EFECTO Y CONCENTRADORES CILINDRO- PARABÓLICOS Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR para cilindros actuadores con ciclo térmico de procesos cerrados es tal que el fluido térmico de transferencia de calor es bombeado por medio del compresor (45), capturando el calor cedido por el absorbedor (22) de los tubos captadores (21) del campo de concentradores termo-solares del tipo cilindro-parabólicos (20), retornando caliente al cilindro actuador (40) por la válvula 3/2 de alimentación del fluido térmico deAnd where the mode of operation of the THERMOSOLAR PLANT WITH DOUBLE-EFFECT ACTUATOR CYLINDERS AND CYLINDER- PARABOLIC CONCENTRATORS AND SUCH THERMOSOLAR PLANT OPERATION PROCEDURE for actuator cylinders with closed process thermal cycle is such that the heat transfer heat fluid is pumped by means of the compressor (45), capturing the heat given by the absorber (22) of the pick-up tubes (21) of the field of thermo-solar concentrators of the parabolic trough type (20), returning hot to the actuator cylinder (40) by the 3/2 thermal fluid feed valve
trabajo (43) a una de las dos cámaras A o B, (se asume que calienta la cámara A) accionando el émbolo del cilindro (40), de donde sale hacia el compresor (45) para retornar al campo de concentradores termo-solares del tipo cilindro-parabólicos (20) donde captura de nuevo calor, mientras que la válvula 3/2 (44) de refrigerante de los 5 enfriadores (61) o (62) de las cámaras AoBdel cilindro actuador (40) permite el enfriamiento del fluido térmico de trabajo caliente contenido en una de las dos cámaras B o A (se asume que enfría la cámara B) del cilindro actuador (40), donde el siguiente semiciclo se realiza con el rol de las válvulas 3/2 (43) y (44) cambiado para hacer retornar el cilindro actuador a la posición de origen del ciclo térmico.work (43) to one of the two chambers A or B, (it is assumed that heats the chamber A) by actuating the piston of the cylinder (40), from where it leaves towards the compressor (45) to return to the field of solar-thermal concentrators of the parabolic trough type (20) where it captures heat again, while the refrigerant valve 3/2 (44) of the 5 chillers (61) or (62) of the AoB chambers of the actuator cylinder (40) allows cooling of the hot working thermal fluid contained in one of the two chambers B or A (it is assumed to cool chamber B) of the actuator cylinder (40), where the next half cycle is performed with the role of valves 3/2 (43) and (44) changed to return the actuator cylinder to the position of origin of the thermal cycle.
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