ES2646727B2 - Solar thermal plant with indirect concentrated heat and operating procedure of said solar thermal plant - Google Patents
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Abstract
La planta termosolar con calor concentrado indirecto 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, disco-parabólicas o campos de heliostatos a energía mecánica y/o eléctrica mediante uno o más cilindros termo-actuadores de doble efecto que operan bajo un ciclo térmico no convencional de alta eficiencia térmica, donde cada cilindro termo-actuador de doble efecto está alimentado por calor indirecto procedente de un intercambiador de calor que a su vez torna el calor de un captador de energía solar concentrada, 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 indirect concentrated heat and operation procedure of said solar thermal plant consists of a thermal plant that efficiently converts concentrated solar thermal energy through parabolic trough collectors, parabolic discs or heliostat fields to mechanical energy and / or electric by one or more double-acting thermo-actuator cylinders that operate under an unconventional thermal cycle of high thermal efficiency, where each double-acting thermo-actuator cylinder is fed by indirect heat from a heat exchanger which in turn It turns the heat of a concentrated solar energy collector, which can be applied to generate electrical energy in both the terrestrial and extra-terrestrial or aerospace industries.
Description
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DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
PLANTA TERMQSOLAR CON CALOR CONCENTRADO INDIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLARTHERMQSOLAR PLANT WITH INDIRECT CONCENTRATED HEAT AND OPERATION PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR 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 máquinas térmicas capaces de aprovechar el calor solar concentrado procedente de concentradores disco-parabólicos, campo de helióstatos o concentradores cilindro-parabólicos.The present invention pertains to the technical field of the conversion of thermo-solar energy to electrical energy via mechanical energy by means of thermal machines capable of taking advantage of concentrated solar heat from disk-parabolic concentrators, heliostat field or parabolic trough concentrators.
OBJETIVO DE LA INVENCIÓNOBJECTIVE OF THE INVENTION
La presente invención denominada “PLANTA TERMOSOLAR CON CALOR CONCENTRADO INDIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR”, tiene por objeto la conversión eficiente de la energía termosolar a energía eléctrica vía energía mecánica mediante cilindros termo actuadores de doble efecto que operan bajo un ciclo térmico no convencional de alta eficiencia térmica, donde la máquina térmica consiste en cilindros termo actuadores de doble efecto que realizan trabajo mecánico tanto por absorción como por rechazo de calor.The present invention called "THERMOSOLAR PLANT WITH INDIRECT CONCENTRATED HEAT AND OPERATING PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR PLANT", aims at the efficient conversion of solar thermal energy to electrical energy via mechanical energy by means of double acting thermal actuator cylinders operating under a thermal cycle unconventional high thermal efficiency, where the thermal machine consists of double acting thermal actuator cylinders that perform mechanical work both by absorption and heat rejection.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Las plantas termosolares del tipo disco-parabólico conocidas capturan el calor concentrado en el foco de la parábola mediante una cavidad dentro de la cual existe un absorbedor tradicionalmente compuesto de un relleno a base de alambre de acero inoxidable o espuma cerámica, donde el calor concentrado en el absorbedor es aplicado a un motor Stirling para generar energía eléctrica.The known solar-disk-parabolic type plants capture the heat concentrated in the focus of the parabola by means of a cavity within which there is an absorber traditionally composed of a filling made of stainless steel wire or ceramic foam, where the heat concentrated in The absorber is applied to a Stirling engine to generate electrical energy.
Otra opción consiste en la utilización de un campo de helióstatos que concentran el calor solar en una cavidad dentro de la cual se halla el absorbedor de calor compuesto por un relleno a base de alambre de acero inoxidable o espuma cerámica, donde el calor capturado es aplicado a un ciclo Rankine o a un ciclo BraytonAnother option is the use of a field of heliostats that concentrate solar heat in a cavity within which the heat absorber is composed of a filling made of stainless steel wire or ceramic foam, where the captured heat is applied to a Rankine cycle or a Brayton cycle
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Una variante de estas opciones de implementación se halla patentada con el número de solicitud de Patente Nacional 201230077 caracterizada por una cavidad receptora dotada de una lente que aumenta la concentración de calor y que opera a una presión, que es la del fluido de trabajo del ciclo de Rankine o Brayton.A variant of these implementation options is patented with the national patent application number 201230077 characterized by a receiving cavity equipped with a lens that increases the heat concentration and operates at a pressure, which is that of the cycle working fluid from Rankine or Brayton.
En la invención denominada PLANTA TERMOSOLAR CON CALOR CONCENTRADO INDIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR, el calor concentrado por cada tipo de concentrador, que pueden ser del tipo cilindro-parabólicos, disco-parabólicos o un campo de heliostatos para temperaturas altas, es capturado por el módulo captador de energía termosolar concentrada ubicado en el punto focal de cada concentrador, donde el citado captador de calor concentrado es transferido mediante un fluido de transferencia de calor impulsado por una bomba de circulación que opera en circuito cerrado destinada a transferir el calor capturado a uno o más cilindros termo actuadores de doble efecto, donde cada cilindro actuador de doble efecto admite el calor procedente de intercambiadores de calor entre el fluido térmico de trabajo (que suele ser aire, helio o hidrógeno) y el fluido de transferencia de calor (que suele ser un aceite térmico sintético).In the invention called THERMOSOLAR PLANT WITH INDIRECT CONCENTRATED HEAT AND OPERATION PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR PLANT, the heat concentrated by each type of concentrator, which can be of the parabolic trough, parabolic trough type or a heliostat field for high temperatures, is captured by the concentrated solar thermal energy collector module located at the focal point of each concentrator, where said concentrated heat collector is transferred by a heat transfer fluid driven by a circulation pump that operates in a closed circuit intended to transfer heat captured to one or more double acting thermal actuator cylinders, where each double acting actuator cylinder admits heat from heat exchangers between the working thermal fluid (which is usually air, helium or hydrogen) and the heat transfer fluid (which is usually a synthetic thermal oil).
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 CALOR CONCENTRADO INDIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR, está conformado por uno o más cilindros termo actuadores de doble efecto, que operan con calor solar concentrado indirecto, donde el citado calor es capturado por un receptor de calor concentrado y transferido por medio de un fluido de transferencia de calor impulsado por una bomba de circulación en circuito cerrado, donde el captador de calor solar concentrado está ubicado en el punto foca! de un campo de heliostatos, o en el punto focal de captadores disco parabólicos o en el punto focal de captadores cilindro-parabólicos, y donde el calor transferido por medio del fluido de transferencia de calor impulsado por medio de la bomba de circulación es transferido a cada cilindro actuador de doble efecto mediante intercambiadores de calor que facilitan el paso del calor desde el fluido de transferencia de calor al fluido térmico de trabajo, y donde el fluido de transferencia de calor suele ser un aceite térmico sintético y el fluido de trabajo puede ser aire, helio o hidrógeno entre otros.The invention called THERMOSOLAR PLANT WITH INDIRECT CONCENTRATED HEAT AND OPERATION PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR PLANT, is formed by one or more double acting thermal actuator cylinders, which operate with indirect concentrated solar heat, where said heat is captured by a heat receiver concentrated and transferred by means of a heat transfer fluid driven by a closed circuit circulation pump, where the concentrated solar heat collector is located at the seal point! of a heliostat field, or at the focal point of parabolic disc collectors or at the focal point of parabolic trough collectors, and where the heat transferred by means of the heat transfer fluid driven by means of the circulation pump is transferred to each double acting actuator cylinder by means of heat exchangers that facilitate the passage of heat from the heat transfer fluid to the working thermal fluid, and where the heat transfer fluid is usually a synthetic thermal oil and the working fluid can be air, helium or hydrogen among others.
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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 CALOR CONCENTRADO INDIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR para facilitar la comprensión de la invención en donde de modo no limitativo se hace referencia a las siguientes figuras:In this section, the components that constitute the INDIRECT THERMOSOLAR PLANT WITH INDIRECT CONCENTRATED HEAT AND THE OPERATION PROCEDURE OF THE SUCH THERMOSOLAR PLANT are described in an illustrative and non-limiting way to facilitate the understanding of the invention where reference is made to the following non-limiting figures:
La figura 1 muestra esquemáticamente la planta termo solar con calor concentrado indirecto conteniendo entre otros elementos, el sistema de intercambio de calor, el cilindro termo actuador de doble efecto accionado indirectamente por calor solar concentrado, procedente tanto de un campo de heliostatos como de un disco parabólico o de un cilindro parabólico.Figure 1 schematically shows the solar thermal plant with indirect concentrated heat containing among other elements, the heat exchange system, the double acting thermo-actuating cylinder indirectly driven by concentrated solar heat, coming from both a heliostat field and a disk parabolic or parabolic cylinder.
- cilindro termo-actuador de doble efecto (10)- double acting thermo-actuator cylinder (10)
- émbolo del cilindro termo-actuador de doble efecto (11)- double acting thermo-actuator cylinder piston (11)
- vastago del cilindro termo-actuador de doble efecto (12)- double acting thermo-actuator cylinder rod (12)
- enfriador del fluido térmico de trabajo (13)- working thermal fluid cooler (13)
- válvula de comunicación de la cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto con el enfriador del fluido térmico de trabajo (14)- chamber B communication valve of the double acting thermo-actuator cylinder with the working thermal fluid cooler (14)
- válvula de comunicación de la cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto con el enfriador del fluido térmico de trabajo (15)- communication valve of chamber A of the double acting thermo-actuator cylinder with the working thermal fluid cooler (15)
- compresor del fluido térmico de trabajo (16) del enfriador (13) hacia los calentadores (32) y (34) por medio de la válvula 3/2 (40) y a los calentadores (36) y (38) por medio de la válvula 3/2 (43)- compressor of the working thermal fluid (16) from the cooler (13) to the heaters (32) and (34) by means of the 3/2 valve (40) and to the heaters (36) and (38) by means of the 3/2 valve (43)
- válvula de entrada (31) del fluido de transferencia de calor al intercambiador de calor (32) entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo- inlet valve (31) of the heat transfer fluid to the heat exchanger (32) between the heat transfer fluid and the working thermal fluid
- intercambiador de calor (32) entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo- heat exchanger (32) between the heat transfer fluid and the working thermal fluid
- válvula de entrada (33) del fluido de transferencia de calor al intercambiador de calor (34) entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo- inlet valve (33) of the heat transfer fluid to the heat exchanger (34) between the heat transfer fluid and the working thermal fluid
- intercambiador de calor (34) entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo- heat exchanger (34) between the heat transfer fluid and the working thermal fluid
- válvula de entrada (35) del fluido de transferencia de calor al intercambiador de calor (36) entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo- inlet valve (35) of the heat transfer fluid to the heat exchanger (36) between the heat transfer fluid and the working thermal fluid
- intercambiador de calor (36) entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo- heat exchanger (36) between the heat transfer fluid and the working thermal fluid
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- válvula de entrada (37) del fluido de transferencia de calor al intercambiador de calor (38) entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo- inlet valve (37) of the heat transfer fluid to the heat exchanger (38) between the heat transfer fluid and the working thermal fluid
- intercambiador de calor (38) entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo- heat exchanger (38) between the heat transfer fluid and the working thermal fluid
- bomba de circulación del fluido de transferencia de calor (39)- heat transfer fluid circulation pump (39)
- válvula de salida (41) de fluido térmico de trabajo del intercambiador de calor (32) hacia le cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto- outlet valve (41) of working heat fluid from the heat exchanger (32) to chamber A of the double acting thermo-actuator cylinder
- válvula de salida (42) de fluido térmico de trabajo del intercambiador de calor (34) hacia le cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto- outlet valve (42) of heat exchanger working fluid from the heat exchanger (34) to chamber A of the double acting thermo-actuator cylinder
- válvula 3/2 (43) a las cavidades (36) y (38)- valve 3/2 (43) to the cavities (36) and (38)
- válvula de salida (44) de fluido térmico de trabajo del intercambiador de calor (38) hacia le cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto- outlet valve (44) of heat exchanger working fluid (38) to chamber B of the double acting thermo-actuator cylinder
- válvula de salida (45) de fluido térmico de trabajo del intercambiador de calor (36) hacia le cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto- outlet valve (45) of heat exchanger working fluid from heat exchanger (36) to chamber B of the double acting thermo-actuator cylinder
- captador solar de calor concentrado (60) que puede proceder indistintamente de campos de heliostatos, concentradores disco-parabólicos o concentradores cilindro- parabólicos- concentrated heat solar collector (60) that can proceed either from heliostat fields, disk-parabolic concentrators or cylinder-parabolic concentrators
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓNDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
La PLANTA TERMOSOLAR CON CALOR CONCENTRADO INDIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR, está constituida por uno o más cilindros termo actuadores de doble efecto (10) que operan bajo un ciclo térmico no convencional que comprende una combinación de procesos termodinámicos cerrados y abiertos, donde el sistema de aporte de calor solar a cada cilindro actuador de doble efecto (10) es implementado según un sistema de aporte indirecto de calor mediante los intercambiadores de calor (32), (34), (36) y (38), donde el calor procede de captador de calor solar concentrado (60) ubicado en el punto focal de concentración, y donde el calor concentrado es transferido por medio de un fluido de transferencia de calor (aceite térmico sintético), a cada cilindro actuador (10), el cual es bombeado en circuito cerrado por una bomba de circulación (39) entre el captador de calor concentrado (60) y los intercambiadores de calor (32), (34), (36) y (38), y donde el calor concentrado procede tanto de un campo de heliostatos, como de concertadores disco-parabólicos como de concertadores cilindro-parabólicos.THE THERMOSOLAR PLANT WITH INDIRECT CONCENTRATED HEAT AND OPERATION PROCEDURE OF THE THERMOSOLAR PLANT, is constituted by one or more double acting thermo-acting cylinders (10) that operate under an unconventional thermal cycle comprising a combination of closed and open thermodynamic processes, where the solar heat input system to each double acting actuator cylinder (10) is implemented according to an indirect heat input system by means of heat exchangers (32), (34), (36) and (38), where the heat comes from concentrated solar heat collector (60) located at the focal point of concentration, and where the concentrated heat is transferred by means of a heat transfer fluid (synthetic thermal oil), to each actuator cylinder (10), which is pumped in a closed circuit by a circulation pump (39) between the concentrated heat sensor (60) and the heat exchangers (32), (34), (36) and (38), and where the heat conc entered comes from a field of heliostats, as well as from parabolic discs and from parabolic troughs.
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La PLANTA TERMOSOLAR CON CALOR CONCENTRADO INDIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR, configurada de acuerdo con el sistema de aporte directo de calor descrito está formada por al menos los siguientes componentes según se muestra en la figura 1:The THERMOSOLAR PLANT WITH INDIRECT CONCENTRATED HEAT AND OPERATION PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR PLANT, configured in accordance with the direct heat input system described is formed by at least the following components as shown in Figure 1:
- cilindro termo-actuador de doble efecto, (10)- double acting thermo-actuator cylinder, (10)
- émbolo del cilindro termo-actuador de doble efecto, (11)- double acting thermo-actuator cylinder piston, (11)
- vástago del cilindro termo-actuador de doble efecto, (12)- double acting thermo-actuator cylinder rod, (12)
- enfriador del fluido térmico de trabajo, (13)- working thermal fluid cooler, (13)
- válvula de comunicación de la cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto con el enfriador del fluido térmico de trabajo, (14)- chamber B communication valve of the double acting thermo-actuator cylinder with the working thermal fluid cooler, (14)
- válvula de comunicación de la cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto con el enfriador del fluido térmico de trabajo, (15)- chamber A communication valve of the double acting thermo-actuator cylinder with the working thermal fluid cooler, (15)
- compresor (16) de circulación del fluido térmico de trabajo del enfriador (13) hacia los intercambiadores de calor (32) y (34) por medio de la válvula 3/2 (40) y a los calentadores (36) y (38) por medio de la válvula 3/2 (43)- compressor (16) for the circulation of the working thermal fluid from the cooler (13) to the heat exchangers (32) and (34) by means of the 3/2 valve (40) and to the heaters (36) and (38) via valve 3/2 (43)
- válvula de entrada del fluido de transferencia de calor al intercambiador de calor (32) entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (31)- heat transfer fluid inlet valve to the heat exchanger (32) between the heat transfer fluid and the working thermal fluid (31)
- intercambiador de calor entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (32)- heat exchanger between heat transfer fluid and thermal working fluid (32)
- válvula de entrada del fluido de transferencia de calor al intercambiador de calor (34) entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (33)- heat transfer fluid inlet valve to the heat exchanger (34) between the heat transfer fluid and the working thermal fluid (33)
- intercambiador de calor entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (34)- heat exchanger between heat transfer fluid and thermal working fluid (34)
- válvula de entrada del fluido de transferencia de calor al intercambiador de calor (36) entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (35)- heat transfer fluid inlet valve to the heat exchanger (36) between the heat transfer fluid and the working thermal fluid (35)
- intercambiador de calor entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (36)- heat exchanger between heat transfer fluid and working thermal fluid (36)
- válvula de entrada del fluido de transferencia de calor al intercambiador de calor (38) entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (37)- heat transfer fluid inlet valve to the heat exchanger (38) between the heat transfer fluid and the thermal working fluid (37)
- intercambiador de calor entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (38)- heat exchanger between heat transfer fluid and working thermal fluid (38)
- bomba de circulación del fluido de transferencia de calor (39)- heat transfer fluid circulation pump (39)
- válvula 3/2 (40) a los intercambiadores de calor (32) y (34)- 3/2 valve (40) to heat exchangers (32) and (34)
- válvula de salida de fluido térmico de trabajo (41) del intercambiador de calor (32) hacia le cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto (10)- working thermal fluid outlet valve (41) from the heat exchanger (32) to chamber A of the double acting thermo-actuator cylinder (10)
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- válvula de salida de fluido térmico de trabajo (42) del intercambiador de calor (33) hacia le cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto (10)- working thermal fluid outlet valve (42) from the heat exchanger (33) to chamber A of the double acting thermo-actuator cylinder (10)
- válvula 3/2 (43) a los intercambiadores de calor (36) y (38)- 3/2 valve (43) to heat exchangers (36) and (38)
- válvula de salida de fluido térmico de trabajo (44) del intercambiador de calor (38) hacia le cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto (10)- working thermal fluid outlet valve (44) from the heat exchanger (38) to chamber B of the double acting thermo-actuator cylinder (10)
- válvula de salida de fluido térmico de trabajo (45) del intercambiador de calor (36) hacia le cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto (10)- working thermal fluid outlet valve (45) from the heat exchanger (36) to chamber B of the double acting thermo-actuator cylinder (10)
- captador solar de calor concentrado que puede proceder indistintamente de campos de heliostatos, concentradores disco-parabólicos o concentradores cilindro-parabólicos (60).- concentrated heat solar collector that can proceed either from heliostat fields, disk-parabolic concentrators or parabolic trough concentrators (60).
El modo de operación de la PLANTA TERMOSOLAR CON CALOR CONCENTRADO INDIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR es tal que el fluido de trabajo (aire helio o hidrógeno entre otros) es impulsado por medio del compresor (16), desde el enfriador del fluido térmico de trabajo (13), hasta los intercambiadores de calor (32) (34) (36) y (38) siguiendo un orden tal que mientras las válvulas 3/2 (40) y (43) permiten el paso del fluido a los intercambiadores (32) y (38), las válvulas (42) y (14) permanecen abiertas para accionar el embolo (11) debido a la elevada presión de la cámara A en comunicación con el intercambiador (34) y permitir la evacuación de la cámara B a través de la válvula (14) hacia el enfriador del fluido térmico de trabajo (13). Cuando el émbolo finaliza su carrera en sentido de izquierda a derecha, se cierran las válvulas (42) y (14) y se cambia el rol de las válvulas 3/2 (40) y (43) permitiendo el paso del fluido a los intercambiadores de calor (34) y (36), mientras que las válvulas (45) y (15) permanecen abiertas para accionar el embolo (11) debido a la elevada presión desde la cámara B en comunicación con el intercambiador de calor (36) y permitir la evacuación de la cámara A a través de la válvula (15) hacia el enfriador del fluido térmico de trabajo (13). Este ciclo se repite de modo que en lugar de utilizar el calor acumulado en los intercambiadores de calor (34) y (36) por medio de las válvulas (42) y (45), se utiliza el calor acumulado en los intercambiadores de calor (32) y (38) por medio de las válvulas (41) y (44).The mode of operation of the THERMOSOLAR PLANT WITH INDIRECT CONCENTRATED HEAT AND OPERATION PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR PLANT is such that the working fluid (helium air or hydrogen among others) is driven by means of the compressor (16), from the fluid cooler working heat (13), to the heat exchangers (32) (34) (36) and (38) in an order such that while the 3/2 valves (40) and (43) allow the passage of the fluid to the exchangers (32) and (38), the valves (42) and (14) remain open to drive the plunger (11) due to the high pressure of the chamber A in communication with the exchanger (34) and allow the evacuation of the chamber B through the valve (14) to the working thermal fluid cooler (13). When the piston ends its stroke from left to right, the valves (42) and (14) are closed and the role of the valves 3/2 (40) and (43) is changed, allowing the fluid to enter the exchangers of heat (34) and (36), while the valves (45) and (15) remain open to drive the plunger (11) due to the high pressure from chamber B in communication with the heat exchanger (36) and allow the evacuation of the chamber A through the valve (15) towards the cooler of the working thermal fluid (13). This cycle is repeated so that instead of using the heat accumulated in the heat exchangers (34) and (36) by means of the valves (42) and (45), the heat accumulated in the heat exchangers ( 32) and (38) by means of valves (41) and (44).
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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 CALOR CONCENTRADO INDIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR, adopta la estructura mostrada en la figura 1 y está constituida por uno o más cilindros termo actuadores de doble efecto (10) donde el sistema de aporte de calor solar a cada cilindro actuador de doble efecto es implementado según un sistema de aporte indirecto de calor mediante los intercambiadores de calor (32), (34), (36) y (38), donde el calor procede del captador de calor solar concentrado (60) ubicado en el punto focal de concentración, y donde el calor concentrado es transferido a los los intercambiadores de calor (32), (34), (36) y (38) por medio de un fluido de transferencia de calor (aceite térmico sintético), a cada cilindro actuador (10), impulsado por una bomba de circulación (39), y donde el calor concentrado procede tanto de un campo de helióstatos, como de concertadores disco- parabólicos como de concertadores cilindro-parabólicos y donde la citada planta está constituida al menos por los siguientes componentes según la figura 1The preferred configuration of the THERMOSOLAR PLANT WITH INDIRECT CONCENTRATED HEAT AND OPERATION PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR PLANT, adopts the structure shown in Figure 1 and is constituted by one or more double acting thermo-acting cylinders (10) where the supply system of solar heat to each double acting actuator cylinder is implemented according to an indirect heat input system by means of heat exchangers (32), (34), (36) and (38), where the heat comes from the concentrated solar heat collector (60) located at the focal point of concentration, and where the concentrated heat is transferred to the heat exchangers (32), (34), (36) and (38) by means of a heat transfer fluid (oil synthetic heat), to each actuator cylinder (10), driven by a circulation pump (39), and where the concentrated heat comes from both a field of heliostats, such as disk-parabolic concertators and cylinder-p concertators Arabolics and where said plant is constituted at least by the following components according to figure 1
- cilindro termo-actuador de doble efecto, (10)- double acting thermo-actuator cylinder, (10)
- émbolo del cilindro termo-actuador de doble efecto, (11)- double acting thermo-actuator cylinder piston, (11)
- vástago del cilindro termo-actuador de doble efecto, (12)- double acting thermo-actuator cylinder rod, (12)
- enfriador del fluido térmico de trabajo, (13)- working thermal fluid cooler, (13)
- válvula de comunicación de la cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto con el enfriador del fluido térmico de trabajo, (14)- chamber B communication valve of the double acting thermo-actuator cylinder with the working thermal fluid cooler, (14)
- válvula de comunicación de la cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto con el enfriador del fluido térmico de trabajo, (15)- chamber A communication valve of the double acting thermo-actuator cylinder with the working thermal fluid cooler, (15)
- compresor de circulación del fluido térmico de trabajo (16) del enfriador (13) hacia los intercambiadores de calor (32) y (34) por medio de la válvula 3/2 (40) y a los intercambiadores de calor (36) y (38) por medio de la válvula 3/2 (43)- Compressor for circulating the working thermal fluid (16) of the cooler (13) to the heat exchangers (32) and (34) by means of the 3/2 valve (40) and to the heat exchangers (36) and ( 38) by means of the 3/2 valve (43)
- válvula de entrada del fluido de transferencia de calor al intercambiador de calor (32) entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (31)- heat transfer fluid inlet valve to the heat exchanger (32) between the heat transfer fluid and the working thermal fluid (31)
- intercambiador de calor entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (32)- heat exchanger between heat transfer fluid and thermal working fluid (32)
- válvula de entrada del fluido de transferencia de calor al intercambiador de calor (34) entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (33)- heat transfer fluid inlet valve to the heat exchanger (34) between the heat transfer fluid and the working thermal fluid (33)
- intercambiador de calor entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (34)- heat exchanger between heat transfer fluid and thermal working fluid (34)
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- válvula de entrada del fluido de transferencia de calor al intercambiador de calor (36) entre e! fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (35)- heat transfer fluid inlet valve to the heat exchanger (36) between e! Heat transfer fluid and thermal working fluid (35)
- intercambiador de calor entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (36)- heat exchanger between heat transfer fluid and working thermal fluid (36)
- válvula de entrada del fluido de transferencia de calor a! intercambiador de calor (38) entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (37)- heat transfer fluid inlet valve a! heat exchanger (38) between the heat transfer fluid and the thermal working fluid (37)
- intercambiador de calor entre el fluido de transferencia de calor y el fluido térmico de trabajo (38)- heat exchanger between heat transfer fluid and working thermal fluid (38)
- bomba de circulación del fluido de transferencia de calor (39)- heat transfer fluid circulation pump (39)
- válvula 3/2 (40) a los intercambiadores de calor (32) y (34)- 3/2 valve (40) to heat exchangers (32) and (34)
- válvula de salida de fluido térmico de trabajo (41) del intercambiador de calor (32) hacia le cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto (10)- working thermal fluid outlet valve (41) from the heat exchanger (32) to chamber A of the double acting thermo-actuator cylinder (10)
- válvula de salida de fluido térmico de trabajo (42) del intercambiador de calor (33) hacia le cámara A del cilindro termo-actuador de doble efecto (10)- working thermal fluid outlet valve (42) from the heat exchanger (33) to chamber A of the double acting thermo-actuator cylinder (10)
- válvula 3/2 (43) a los intercambiadores de calor (36) y (38)- 3/2 valve (43) to heat exchangers (36) and (38)
- válvula de salida de fluido térmico de trabajo (44) del intercambiador de calor (38) hacia le cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto (10)- working thermal fluid outlet valve (44) from the heat exchanger (38) to chamber B of the double acting thermo-actuator cylinder (10)
- válvula de salida de fluido térmico de trabajo (45) del intercambiador de calor (36) hacia le cámara B del cilindro termo-actuador de doble efecto (10)- working thermal fluid outlet valve (45) from the heat exchanger (36) to chamber B of the double acting thermo-actuator cylinder (10)
- captador solar de calor concentrado que puede proceder indistintamente de campos de heliostatos, concentradores disco-parabólicos o concentradores cilindro-parabólicos (60).- concentrated heat solar collector that can proceed either from heliostat fields, disk-parabolic concentrators or parabolic trough concentrators (60).
Y donde el modo de operación de de la PLANTA TERMOSOLAR CON CALOR CONCENTRADO INDIRECTO Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE DICHA PLANTA TERMOSOLAR es tal que el fluido de trabajo (aire, helio o hidrógeno entre otros) es impulsado por medio del compresor (16), desde el enfriador del fluido térmico de trabajo (13), hasta los intercambiadores de calor (32) (34) (36) y (38) siguiendo un orden tal que mientras las válvulas 3/2 (40) y (43) permiten el paso del fluido a los intercambiadores (32) y (38), las válvulas (42) y (14) permanecen abiertas para accionar el embolo (11) debido a la elevada presión de la cámara A en comunicación con el intercambiador (34) y permitir la evacuación de la cámara B a través de la válvula (14) hacia el enfriador del fluido térmico de trabajo (13). Cuando el émbolo finaliza su carrera en sentido de izquierda a derecha, se cierran las válvulas (42) y (14) y se cambia el rol de las válvulas 3/2 (40) y (43) permitiendo el paso del fluido a los intercambiadores de calor (34) y (36), mientras que las válvulas (45) y (15)And where the mode of operation of the THERMOSOLAR PLANT WITH INDIRECT CONCENTRATED HEAT AND OPERATION PROCEDURE OF SUCH THERMOSOLAR PLANT is such that the working fluid (air, helium or hydrogen among others) is driven by means of the compressor (16), from the cooler of the thermal fluid of work (13), until the heat exchangers (32) (34) (36) and (38) in an order such that while the valves 3/2 (40) and (43) allow the passage of the fluid to the exchangers (32) and (38), the valves (42) and (14) remain open to drive the plunger (11) due to the high pressure of the chamber A in communication with the exchanger (34) and allow the evacuation of the chamber B through the valve (14) towards the cooler of the working thermal fluid (13). When the piston ends its stroke from left to right, the valves (42) and (14) are closed and the role of the valves 3/2 (40) and (43) is changed, allowing the fluid to enter the exchangers of heat (34) and (36), while the valves (45) and (15)
permanecen abiertas para accionar el embolo (11) debido a la elevada presión desde la cámara B en comunicación con el intercambiador de calor (36) y permitir la evacuación de la cámara A a través de la válvula (15) hacia el enfriador del fluido térmico de trabajo (13). Este ciclo se repite de modo que en lugar de utilizar el calor 5 acumulado en los intercambiadores de calor (34) y (36) por medio de las válvulas (42) y (45), se utiliza el calor acumulado en los intercambiadores de calor (32) y (38) por medio de las válvulas (41) y (44).they remain open to drive the plunger (11) due to the high pressure from the chamber B in communication with the heat exchanger (36) and allow the evacuation of the chamber A through the valve (15) towards the thermal fluid cooler working (13). This cycle is repeated so that instead of using the heat 5 accumulated in the heat exchangers (34) and (36) by means of the valves (42) and (45), the heat accumulated in the heat exchangers is used (32) and (38) by means of valves (41) and (44).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201600502A ES2646727B2 (en) | 2016-06-14 | 2016-06-14 | Solar thermal plant with indirect concentrated heat and operating procedure of said solar thermal plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201600502A ES2646727B2 (en) | 2016-06-14 | 2016-06-14 | Solar thermal plant with indirect concentrated heat and operating procedure of said solar thermal plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2646727A1 ES2646727A1 (en) | 2017-12-15 |
| ES2646727B2 true ES2646727B2 (en) | 2018-07-11 |
Family
ID=60938489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201600502A Active ES2646727B2 (en) | 2016-06-14 | 2016-06-14 | Solar thermal plant with indirect concentrated heat and operating procedure of said solar thermal plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2646727B2 (en) |
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| DE3542865A1 (en) * | 1985-12-04 | 1986-07-31 | Schröder Trading GmbH, 2000 Hamburg | Linear water pump operated with solar energy |
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-
2016
- 2016-06-14 ES ES201600502A patent/ES2646727B2/en active Active
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| ES2646727A1 (en) | 2017-12-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| FG2A | Definitive protection |
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