ES2846148T3 - Generador de vapor de un solo paso de sal fundida - Google Patents

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Bertrand Burcker
Nils Ahlbrink
Adele Forgeot
Mathieu Ramond
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General Electric Technology GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00—Control systems for steam boilers
    • F22B35/06—Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type
    • F22B35/10—Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type of once-through type

Abstract

Un sistema (100) de generador de vapor de un solo paso de sal fundida que funciona con sal fundida caliente suministrada a través de una línea (110) de suministro, comprendiendo el sistema (100) de generador de vapor de un solo paso de sal fundida avanzado: una disposición (120) de generador de vapor que tiene una cubierta (130) para alojar secciones no segmentadas de al menos un economizador (132), un evaporador (134), y un supercalentador (136) configurados de manera fluídica entre sí, utilizando la disposición (120) de generador de vapor el calor de la sal fundida que fluye del supercalentador (136) al economizador (132) para generar vapor; una línea (140) de suministro de agua de alimentación configurada para suministrar el agua de alimentación de una fuente (142) de agua de alimentación a la disposición (120) de generador de vapor, fluyendo del economizador (132) al supercalentador (136) para utilizar el calor de la sal fundida para su transformación en el vapor; un separador (160) configurado de manera fluídica entre la disposición (130) de generador de vapor y la línea (140) de suministro de agua de alimentación; caracterizado por que el sistema (100) de generador de vapor de un solo paso de sal fundida comprende además al menos un calentador (150, 152) de alta presión configurado en la línea (140) de suministro de agua de alimentación entre la fuente (142) de agua de alimentación y la disposición (130) de generador de vapor; una línea (154) de baipás para evitar al menos un calentador (150, 152) de alta presión para controlar la temperatura de entrada del agua de alimentación que fluye al sistema (120) de generador de vapor a efectos de controlar la temperatura de salida de la sal fundida de generador (120) de vapor al mismo tiempo; al menos una línea (180, 182) de extracción de turbina controlada para controlar la carga térmica de al menos un calentador (150, 152) de alta presión, respectivamente, para controlar la temperatura de entrada del agua de alimentación que fluye al sistema (120) de generador de vapor, a efectos de controlar la temperatura de salida de la sal fundida de generador (120) de vapor al mismo tiempo; y un economizador adicional (138) para enfriar la sal fundida, en comunicación de fluidos con el economizador (132) y la línea (140) de suministro de agua de alimentación.

Description

DESCRIPCIÓN
Generador de vapor de un solo paso de sal fundida
Antecedentes
Campo de aplicación
La presente descripción se refiere generalmente al campo de generadores de vapor y, más particularmente, a un generador de vapor de un solo paso (once-through) de sal fundida avanzado para centrales de energía térmica solar.
Breve descripción de la técnica relacionada
Las centrales de energía térmica solar con sal fundida se han introducido en el mercado centrándose en operaciones de carga base. Dichas centrales de energía están equipadas con un generador de vapor de tipo tambor estándar.
Por ejemplo, en una disposición convencional, como la representada en la Fig. 1, un generador 10 de vapor incluye un supercalentador 11, un evaporador 12, un economizador 13, un recalentador 14 y un tambor 16 de vapor, que están conectados de manera fluídica para recibir agua de alimentación de una fuente 18 de agua de alimentación, que puede ser calentada a través de un calentador 15 de alta presión, fluyendo del economizador 13 al supercalentador 11 para producir vapor usando el calor de la sal fundida ‘MS’ que fluye del supercalentador 11 al economizador 13. Además, en dicha disposición convencional del generador 10 de vapor con el tambor 16 de vapor, una línea 19 de recirculación 19 del agua de alimentación de la salida 13 del economizador a la entrada 13 del economizador y un baipás 20 de economizador están incluidos para funcionar a alta presión, cerca de 170 bares, en carga nominal, y para mantener la temperatura de entrada de agua de alimentación a al menos 245 0C al mismo tiempo y en condiciones de funcionamiento de carga completa y carga parcial para obtener un ciclo termodinámico eficiente y evitar la congelación de la sal fundida en la entrada del economizador 13.
Sin embargo, en los próximos años, se requerirán centrales de energía más flexibles, que deberán ser adecuadas para cambios rápidos de carga. En tal escenario, el generador 10 de vapor convencional con tambor 16 de vapor puede no ser adecuado para adaptarse eficazmente a las necesidades de la central de energía. Esto se debe a la presencia del tambor 16 de vapor en el generador 10 de vapor, que reduce la flexibilidad de la producción de vapor que depende de los cambios rápidos según la carga de la central de energía. Además de esto, la línea 19 de recirculación y el baipás 20 de economizador necesarios para hacer funcionar el generador 10 de vapor con tambor 16 de vapor también aumentan la complejidad.
Además, existen otros tipos de generadores de vapor que no incluyen un tambor de vapor, tales como un once-through steam generator (generador de vapor de un solo paso - OTSG). La ausencia de un tambor de vapor puede ser adecuada para cambios rápidos en la producción de vapor y para controlar menos variables. Sin embargo, tales OTSG son solo ideales para la operación de ciclo y carga base y pueden no ser igualmente adecuados para usar con centrales de energía solar de sal fundida debido a los requerimientos de temperatura y presión del agua de alimentación, es decir, 170 bares y 245 °C. Además, el uso de la línea de recirculación y el baipás de economizador como en el tambor 10 de vapor convencional, para mantener el parámetro del agua de alimentación, puede no resultar adecuado en OTSG con sal fundida debido a la eliminación del tambor de vapor. DE-102009036064A1 describe un método para operar un generador de vapor de un solo paso que funciona con presión deslizante y a una temperatura de vapor superior a 650 °C, y para bajar su carga mínima de un solo paso, incorporándose el generador de vapor de un solo paso en el circuito agua/vapor de una estación generadora, y teniendo el economizador del generador de vapor de un solo paso corriente arriba, observándose en la dirección de circulación de agua/vapor. WO2009034577A2 describe una central de energía térmica solar que comprende un sistema de captación solar y una central de energía vaporeléctrica. El sistema de captación solar comprende uno o más absorbedores de radiación de tubo que contienen un fluido térmico en su interior, estando configurado el sistema para calentar el fluido térmico haciendo pasar el fluido térmico a través del absorbedor o absorbedores de radiación de tubo mientras los absorbedores se irradian con radiación solar.
DE-10 2010 041 903 A1 describe un generador (19) de vapor continuo que tiene un recipiente (20) que tiene una entrada (21) de medio de transferencia de calor y una salida (22) de medio de transferencia de calor, en donde un canal (23) de medio de transferencia de calor está presente entre la entrada (21) de medio de transferencia de calor y la salida (22) de medio de transferencia de calor, un medio de transferencia de calor fluye, en el interior del canal (23) de medio de transferencia de calor están dispuestos tubos (24) de generador de vapor.
En consecuencia, existe una necesidad de superar el problema existente en los OTSG para hacerlos adecuados para su incorporación en una central de energía térmica solar para permitir cambios de carga rápidos correspondientes, una adecuación a una activación y desactivación frecuentes, una adecuación para producir vapor a alta temperatura y presión y una disminución del consumo de agua junto con una reducción de peso y una integración compacta.
Sumario
La invención proporciona un generador de un solo paso de sal fundida según una de las reivindicaciones 1 a 5.
La presente descripción describe un sistema de once-through steam generator (generador de vapor de un solo paso -OTSG) de sal fundida que se presentará en el siguiente sumario simplificado para obtener una comprensión básica de uno o más aspectos de la descripción, que pretenden superar los inconvenientes descritos, aunque incluyendo todas sus ventajas, además de permitir obtener ventajas adicionales. Este sumario no es una visión general extensa de la descripción. El mismo no pretende identificar elementos fundamentales o críticos de la descripción, ni delinear el alcance de la presente descripción. Más bien, el único propósito de este sumario es presentar algunos conceptos de la descripción, sus aspectos y ventajas, de manera simplificada, como una introducción previa a la descripción más detallada que se presenta más adelante.
Un objeto de la presente descripción es describir un generador de vapor de un solo paso de sal fundida avanzado para su incorporación en una central de energía térmica solar para permitir cambios de carga rápidos correspondientes, una adecuación a una activación y desactivación frecuentes, una adecuación para producir vapor a alta temperatura y presión y una disminución del consumo de agua junto con una reducción de peso y una integración compacta.
En un aspecto de la presente descripción, se proporciona un sistema de generador de vapor de un solo paso de sal fundida que funciona con sal fundida caliente suministrada a través de una línea de suministro. El sistema de generador de vapor de un solo paso de sal fundida avanzado incluye una disposición de generador de vapor, una línea de suministro de agua de alimentación, al menos un calentador de alta presión, un separador y una línea de baipás. La disposición de generador de vapor incluye una cubierta para alojar secciones no segmentadas de al menos un economizador, un evaporador y un supercalentador configurados de manera fluídica y continua entre sí para utilizar directamente el calor de la sal fundida caliente que fluye del supercalentador al economizador para generar vapor. En una realización, la disposición de generador de vapor puede incluir, además, un recalentador en comunicación de fluidos. Además, la línea de suministro de agua de alimentación está configurada para suministrar el agua de alimentación de una fuente de agua de alimentación a la disposición de generador de vapor, fluyendo del economizador al supercalentador para utilizar el calor de la sal fundida caliente para su transformación en el vapor. Los calentadores de alta presión, es decir, el primer y el segundo calentadores de alta presión, están dispuestos en serie y configurados en la línea de suministro de agua de alimentación entre la fuente de agua de alimentación y la disposición de generador de vapor para calentar el agua de alimentación hasta la temperatura requerida. El separador está configurado de manera fluídica entre la disposición de generador de vapor y la línea de suministro de agua de alimentación para permitir la separación del agua y el vapor del evaporador para suministrar vapor al supercalentador y agua a la línea de suministro de agua de alimentación. Además, la línea de baipás está configurada para evitar al menos un calentador de alta presión para controlar la temperatura de entrada del agua de alimentación que fluye al sistema de generador de vapor, a efectos de controlar la temperatura de salida de la sal fundida de generador de vapor al mismo tiempo. El sistema incluye además un economizador adicional para enfriar la sal fundida, en comunicación de fluidos con el economizador y la línea de suministro de agua de alimentación
En una realización, la línea de baipás está adaptada para evitar el calentador de alta presión directamente corriente arriba con respecto al sistema de generador de vapor, en este caso, el segundo calentador de alta presión.
En una realización alternativa de la presente descripción, el sistema puede incluir al menos una línea de extracción de turbina controlada para controlar la carga térmica de al menos un calentador de alta presión, respectivamente, para controlar la temperatura de entrada del agua de alimentación que fluye al sistema de generador de vapor, a efectos de controlar la temperatura de salida de la sal fundida de generador de vapor al mismo tiempo.
En una realización, el sistema puede incluir además una línea de suministro de agua de alimentación adicional entre el economizador adicional y la línea de suministro de agua de alimentación.
En una realización, el sistema puede incluir además una línea de recirculación adaptada para estar configurada entre el economizador adicional y el primer y segundo calentadores de alta presión, para recircular el agua de alimentación del economizador adicional a la línea de suministro de agua de alimentación.
Estos aspectos, conjuntamente con los otros aspectos de la presente descripción, además de las diversas características de novedad que caracterizan la presente descripción, se indican de forma específica en la presente descripción. Para una mejor comprensión de la presente descripción, sus ventajas funcionales y sus usos, se hará referencia a los dibujos que se acompañan y los elementos descriptivos, en los que se muestran realizaciones ilustrativas de la presente descripción.
Breve descripción de los dibujos
Las ventajas y características de la presente descripción resultarán más comprensibles haciendo referencia a la siguiente descripción detallada y a las reivindicaciones, en combinación con los dibujos que se acompañan, en donde los elementos similares se identifican con símbolos similares, y en donde:
La Fig. 1 ilustra un diseño convencional de una disposición de generación de vapor;
la Fig. 2 es una ilustración esquemática de un sistema de generador de vapor de un solo paso de sal fundida avanzado, según una realización ilustrativa de la presente descripción. Esta realización ayuda a entender la invención, pero no forma parte de la invención, ya que no comprende un economizador adicional; y
la Fig. 3 es una ilustración esquemática de un sistema de generador de vapor de un solo paso de sal fundida avanzado según otra realización ilustrativa de la presente descripción.
Los números de referencia similares indican partes similares en toda la descripción de varias vistas de los dibujos.
Descripción detallada de realizaciones ilustrativas
Para una completa comprensión de la presente descripción, se hará referencia a la siguiente descripción detallada, que incluye las reivindicaciones adjuntas, en relación con los dibujos descritos anteriormente. En la siguiente descripción, para facilitar la explicación, se exponen numerosos detalles específicos a efectos de permitir obtener una comprensión completa de la presente descripción. Sin embargo, para un experto en la técnica resultará evidente que la presente descripción puede ponerse en práctica sin estos detalles específicos. En otros ejemplos, las estructuras y dispositivos se muestran solamente en forma de diagramas de bloque, a efectos de evitar confusiones en la descripción. La referencia en esta memoria descriptiva a “ una realización” , “otra realización” , “varias realizaciones” , significa que un elemento, estructura o característica particular descrito en relación con la realización se incluye en al menos una realización de la presente descripción. La aparición de la frase “en una realización” en diversos pasajes de la memoria descriptiva no se refiere necesariamente en su totalidad a la misma realización, ni se refiere a realizaciones separadas o alternativas mutuamente exclusivas de otras realizaciones. Además, se describen varias características que pueden estar presentes en algunas realizaciones y no en otras. De forma similar, se describen diversos requisitos que pueden ser requisitos para algunas realizaciones, aunque no requisitos de otras realizaciones.
Esta descripción de la presente descripción se expone sin pérdida alguna de carácter general de la presente descripción y sin imponer limitaciones en la misma. Además, los términos relativos tales como “ primer” , “ segundo” y similares no indican en la presente descripción ningún orden, elevación o importancia, sino que se usan para distinguir un elemento de otro. Además, los términos “ un” , “ una” y “ pluralidad” en la presente descripción no indican una limitación de cantidad, sino que indican la presencia de al menos uno de los artículos de referencia.
Haciendo referencia a la Fig. 2, se muestra una ilustración esquemática ilustrativa de un sistema 100 generador de vapor de un solo paso de sal fundida avanzado según una realización que no forma parte de la invención. El sistema 100 generador de vapor de un solo paso de sal fundida avanzado (al que se hace referencia más adelante como ‘sistema 100’ ) puede estar configurado en una central de energía solar que incluye y utiliza una sal fundida, p. ej., una mezcla de nitratos de sodio y potasio (NaNO3 y KNO3), que se calienta en un receptor solar dispuesto en una torre de una altura sustancial y rodeada por un área grande de helióstatos para enfocar la luz del sol en el receptor solar. En la disposición del sistema 100, la sal fundida puede ser un medio preferido para transferir calor, no obstante, sin abandonar el alcance de la presente descripción, es posible usar cualquier otro fluido de almacenamiento térmico, tal como aceite térmico/fluido térmico, de forma adecuada para dicho propósito.
Teniendo en cuenta la estructura y disposición del sistema 100, varios elementos asociados pueden ser bien conocidos por los expertos en la técnica, y no se considera necesario a efectos de comprensión de la presente descripción la mención en la presente descripción de todos sus detalles estructurales ni su explicación. Más bien, se considera suficiente simplemente indicar que, tal como se muestra en las Figs. 2 y 3, en el sistema 100, solamente se muestran los componentes relevantes para la descripción de diversas realizaciones de la presente descripción.
Tal como se representa en la Fig. 2, el sistema 100 está adaptado para funcionar con una sal fundida caliente suministrada a través de un suministro 110 de sal fundida. El sistema 100 incluye una disposición 120 de generador de vapor, una línea 140 de suministro de agua de alimentación, al menos un calentador de alta presión, es decir, un primer calentador 150 de alta presión y un segundo calentador 152 de alta presión, y un separador 160. En la disposición del sistema 100, se muestran solo dos calentadores 150, 152 de alta presión, sin embargo, sin abandonar el alcance de la presente descripción, el sistema 100 es capaz de alojar más de dos calentadores de alta presión de este tipo según los requisitos del mismo. De cualquier manera, el sistema 100 no se considerará limitado a incluir solamente dos calentadores de alta presión de este tipo.
El suministro 110 de sal fundida está adaptado para suministrar sal fundida caliente a la disposición 120 de generador de vapor (en adelante mencionada ‘generador 120 de vapor’). El generador 120 de vapor incluye una cubierta 130 para alojar secciones no segmentadas de al menos un economizador 132, un evaporador 134 y un supercalentador 136 configurados de manera fluídica y continua entre sí. La sal fundida caliente del suministro 110 de sal fundida se adapta para su suministro directo al generador 110 de vapor, fluyendo del supercalentador 136 al economizador 132. En una realización, el generador 120 de vapor incluye un recalentador 137 en comunicación de fluidos con el suministro 110 de sal fundida. La sal fundida puede suministrarse también al generador 120 de vapor, a través del recalentador 137, para generar vapor a presión, por ejemplo, vapor a presión intermedia, para su suministro a una turbina de presión intermedia en una disposición de turbina de múltiples etapas. La unidad 137 de recalentamiento, en la disposición de la turbina de múltiples etapas, también se puede utilizar para recalentar vapor a presión recibido de la etapa de la turbina corriente abajo con respecto a la turbina de alta presión mediante la sal fundida caliente.
Además, la línea 140 de suministro de agua de alimentación está configurada de manera fluídica con respecto a la disposición 120 de generador de vapor. La línea 140 de suministro de agua de alimentación está configurada para suministrar el agua de alimentación desde una fuente 142 de agua de alimentación a través de una bomba 143 a la disposición 120 de generador de vapor. El agua de alimentación de la línea 140 de suministro de agua de alimentación está adaptada para fluir en el generador 120 de vapor del economizador 132 al supercalentador 136.
El calor de la sal fundida que fluye del supercalentador 136 al economizador 132 se utiliza por el agua de alimentación que fluye del economizador 132 al supercalentador 136 para obtener vapor que se utiliza por las turbinas o turbinas de múltiples etapas para producir electricidad.
Además, al menos un calentadores de alta presión, en esta realización, dos calentadores de alta presión de este tipo, es decir, el primer y el segundo calentadores 150, 152 de alta presión, están dispuestos en serie y configurados en la línea 140 de suministro de agua de alimentación entre la fuente 142 de agua de alimentación y la disposición 130 de generador de vapor para calentar el agua de alimentación hasta la temperatura requerida, por ejemplo, a aproximadamente 245 °C o por encima de esta temperatura, en todas las condiciones de carga de la central de energía.
Además, el sistema 100 puede incluir una línea 154 de baipás adaptada para evitar al menos uno de los calentadores 150, 152 de alta presión, para controlar la temperatura de entrada del agua de alimentación que fluye al sistema 120 de generador de vapor a efectos de controlar la temperatura de salida de la sal fundida de generador 120 de vapor al mismo tiempo. Por ejemplo, la línea 154 de baipás está adaptada para evitar el calentador 152 de alta presión directamente corriente arriba con respecto al sistema 120 de generador de vapor, en caso de que la temperatura requerida se alcance por los primeros calentadores 150 de alta presión.
Además, el separador 160 puede estar configurado de manera fluídica entre la disposición 130 de generador de vapor y la línea 140 de suministro de agua de alimentación para permitir la separación del agua y el vapor recibidos del evaporador 134 para suministrar vapor al supercalentador 136 y agua a la línea 140 de suministro de agua de alimentación mediante una bomba 162. El separador 160 adapta eficazmente la separación de agua del vapor en el generador 120 de vapor y se envía nuevamente a la línea 140 de suministro de agua de alimentación, lo que reemplaza eficazmente la necesidad del tambor de vapor según los requisitos en el diseño convencional, tal como se muestra en la Fig. 1. El vapor a alta presión sale del generador 120 de vapor en 122 a una turbina 190.
De forma alternativa, el sistema 100, en lugar de la línea 154 de baipás descrita anteriormente, puede incluir al menos una línea 180, 182 de extracción de turbina controlada de la turbina 190. Las líneas 180, 182 de extracción de turbina controlada, de forma similar a la línea 154 de baipás, pueden controlar la carga térmica de al menos un calentador 150, 152 de alta presión, respectivamente, para controlar la temperatura de entrada del agua de alimentación que fluye al sistema 120 de generador de vapor a efectos de controlar la temperatura de salida de la sal fundida de generador 120 de vapor al mismo tiempo.
La línea 154 de baipás y la al menos una líneas 180, 182 de extracción de turbina controlada se pueden utilizar selectivamente en un momento para conseguir controlar la temperatura de entrada del agua de alimentación y la temperatura de salida de la sal fundida de generador 120 de vapor al mismo tiempo.
En comparación con la turbina de vapor convencional mostrada en la Fig. 1, la presente invención reemplaza el tambor 16 de vapor y la línea 19 de recirculación. Con la eliminación del tambor 16 de vapor y la línea 19 de recirculación, es casi imposible mantener una temperatura de la sal fundida de aproximadamente 290 °C en el economizador 132 de la presente invención si la presión se mantiene a 170 bares.
Sin embargo, con la disposición de la presente invención, dicho objetivo puede casi lograrse, permitiendo una temperatura de la sal fundida a aproximadamente 295 °C en el economizador 132, según una realización de la presente descripción.
Según dicha realización, en una explicación funcional ilustrativa de la Fig. 2, el agua de alimentación a aproximadamente 180 0C, procedente de la fuente 142 de agua de alimentación, se suministra a través de la línea 140 de suministro de agua de alimentación. El primer y segundo calentadores 150, 152 de alta presión están adaptados en la línea 140 de suministro de agua de alimentación para mantener el caudal másico y el calor del agua de alimentación a aproximadamente 245 °C dependiendo de las condiciones de carga de la central de energía y mantener la temperatura de salida de la sal fundida de generador 120 de vapor al mismo tiempo.
De forma alternativa, las líneas 180, 182 de extracción también se pueden usar para controlar la temperatura de entrada del agua de alimentación y la temperatura de salida de la sal fundida de generador 120 de vapor al mismo tiempo.
En este caso, cuando se utilizan el primer y segundo calentadores 150, 152 de alta presión en lugar de las líneas 180, 182 de extracción, el requisito de temperatura de aproximadamente 245 °C del agua de alimentación se consigue únicamente mediante el primer calentador 150 de alta presión y, por tanto, el segundo calentadores 152 de alta presión se puede evitar a través de 154 para suministrar el agua de alimentación a esta temperatura al generador 120 de vapor. Por ejemplo, durante las condiciones de carga completa de la central de alimentación, el agua de alimentación evita el segundo calentador 152 de alta presión a través de la línea 154 de baipás. Además, el caudal másico se controla para mantener la temperatura de entrada del economizador 132 a aproximadamente 245 °C. El caudal másico en el baipás se reduce en una condición de carga parcial de la central de energía para mantener al menos la temperatura deseada del agua de alimentación. El generador 120 de vapor recibe calor de la sal fundida caliente para transformar el agua de alimentación en vapor. La sal fundida caliente a aproximadamente 565 °C se adapta para fluir del supercalentador 136 al economizador 132, que transforma el agua de alimentación que fluye del economizador 132 al supercalentador 136 en vapor a alta presión a una presión de aproximadamente 170 bares, y una temperatura de aproximadamente 550 °C. El vapor a alta presión sale del generador 120 de vapor en 122 a la turbina 190. El separador 160 y el recalentador 137 pueden funcionar como se describió anteriormente. La sal fundida que trasfiere su calor al agua de alimentación y sale en 110' del evaporador 132 del generador 120 de vapor a aproximadamente 295 °C.
Las líneas 180, 182 de extracción también se pueden usar para controlar la temperatura de entrada del agua de alimentación y la temperatura de salida de la sal fundida de generador 120 de vapor al mismo tiempo, de manera similar a la combinación de los calentadores 150, 152 de alta presión y el baipás 154.
Normalmente, es necesario almacenar sal fundida fría a una temperatura de aproximadamente 290 °C. Por lo tanto, si la temperatura de aproximadamente 295 °C puede no ser aceptable en ocasiones y es necesario que se reduzca.
Para ello, en una realización según la invención, tal como se muestra en la Fig. 3, el sistema 100 puede incluir además un economizador adicional 138, una línea 146 de suministro de agua de alimentación adicional y una línea 139 de recirculación. El economizador adicional 138 está conectado de manera fluídica al economizador 132 y la línea 140 de suministro de agua de alimentación. En una realización, el economizador adicional 138 puede formar parte de la misma cubierta 130 que el primer economizador 134.
En dicha realización, la línea 146 de suministro de agua de alimentación adicional está configurada entre el economizador adicional 138 y la línea 140 de suministro de agua de alimentación. Además, la línea 139 de recirculación está configurada entre el economizador adicional 138 y el primer y segundo calentadores 150, 152 de alta presión para recircular el agua de alimentación del economizador adicional 138 a los calentadores 150, 152 de alta presión a través de una bomba 147 para mantener la temperatura de la sal fundida a aproximadamente 290 °C, su temperatura si no es aceptable a aproximadamente 295 °C.
En funcionamiento, según la Fig. 3, el economizador adicional 138 está configurado para el sistema 100, tal como se explicó anteriormente. La sal fundida a una temperatura de aproximadamente 290 °C se adapta para fluir desde el economizador adicional 138. Además, la línea 146 de suministro de agua de alimentación adicional se configura al mismo tiempo para suministrar agua de alimentación a una temperatura de aproximadamente 245 °C para enfriar la sal fundida, y esa salida del economizador 138 en 110'' está a aproximadamente 290 °C. Al enfriar la sal fundida a la temperatura necesaria, el agua de alimentación a aproximadamente 290 °C es recirculada de nuevo a través de la línea 139 de recirculación a los calentadores 150, 152 de alta presión, en donde mantiene su temperatura normal de aproximadamente 245 °C. Tal como se ha descrito, las líneas 180, 182 de extracción también se pueden usar para controlar la temperatura de entrada del agua de alimentación y la temperatura de salida de la sal fundida de generador 120 de vapor al mismo tiempo.
El sistema 100 de la presente descripción es ventajoso en varios aspectos, tales como los descritos anteriormente. El presente sistema de generador de vapor elimina la necesidad del tambor de vapor, siguiendo siendo adecuado para su incorporación en una central de energía térmica solar para permitir cambios de carga rápidos correspondientes, una adecuación a una activación y desactivación frecuentes, una adecuación para producir vapor a alta temperatura y presión y una disminución del consumo de agua junto con una reducción de peso y una integración compacta.
Las descripciones anteriores de realizaciones específicas de la presente descripción se han presentado a título ilustrativo y descriptivo. No se pretende que sean exhaustivas o limiten la presente descripción a las formas precisas descritas y, obviamente, son posibles muchas modificaciones y variaciones dentro del alcance de la invención definido por las reivindicaciones adjuntas. Las realizaciones se seleccionaron y describieron para explicar mejor los principios de la presente descripción.
Lista de números de referencia
100 un generador de vapor de un solo paso avanzado
110 Suministro de sal fundida
110' Salida de sal fundida
120 Disposición de generador de vapor
122 Salida de vapor
130 Cubierta
132 Economizador
134 Evaporador
136 Supercalentador
137 Recalentador
138 Economizador adicional
139 Línea de recirculación
140 Línea de suministro de agua de alimentación
142 Fuente de agua de alimentación
146 Línea de suministro de agua de alimentación adicional
150 Primer calentador de alta presión
152 Segundo calentador de alta presión
154 Línea de baipás
160 Separador
162, 143, 147 Bomba
180, 182 Líneas de extracción de turbina
190 Turbina

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES:
    Un sistema (100) de generador de vapor de un solo paso de sal fundida que funciona con sal fundida caliente suministrada a través de una línea (110) de suministro, comprendiendo el sistema (100) de generador de vapor de un solo paso de sal fundida avanzado:
    una disposición (120) de generador de vapor que tiene una cubierta (130) para alojar secciones no segmentadas de al menos un economizador (132), un evaporador (134), y un supercalentador (136) configurados de manera fluídica entre sí, utilizando la disposición (120) de generador de vapor el calor de la sal fundida que fluye del supercalentador (136) al economizador (132) para generar vapor;
    una línea (140) de suministro de agua de alimentación configurada para suministrar el agua de alimentación de una fuente (142) de agua de alimentación a la disposición (120) de generador de vapor, fluyendo del economizador (132) al supercalentador (136) para utilizar el calor de la sal fundida para su transformación en el vapor;
    un separador (160) configurado de manera fluídica entre la disposición (130) de generador de vapor y la línea (140) de suministro de agua de alimentación; caracterizado por que el sistema (100) de generador de vapor de un solo paso de sal fundida comprende además
    al menos un calentador (150, 152) de alta presión configurado en la línea (140) de suministro de agua de alimentación entre la fuente (142) de agua de alimentación y la disposición (130) de generador de vapor;
    una línea (154) de baipás para evitar al menos un calentador (150, 152) de alta presión para controlar la temperatura de entrada del agua de alimentación que fluye al sistema (120) de generador de vapor a efectos de controlar la temperatura de salida de la sal fundida de generador (120) de vapor al mismo tiempo;
    al menos una línea (180, 182) de extracción de turbina controlada para controlar la carga térmica de al menos un calentador (150, 152) de alta presión, respectivamente, para controlar la temperatura de entrada del agua de alimentación que fluye al sistema (120) de generador de vapor, a efectos de controlar la temperatura de salida de la sal fundida de generador (120) de vapor al mismo tiempo; y
    un economizador adicional (138) para enfriar la sal fundida, en comunicación de fluidos con el economizador (132) y la línea (140) de suministro de agua de alimentación.
    El generador (100) de vapor de un solo paso de sal fundida según la reivindicación 1, en donde la línea (154) de baipás está adaptada para evitar el calentador (152) de alta presión directamente corriente arriba con respecto al sistema (120) de generador de vapor.
    El sistema (100) de generador de vapor de un solo paso de sal fundida según la reivindicación 1, que comprende además un recalentador (137) configurado de manera fluídica con la disposición (120) de generador de vapor.
    El sistema (100) de generador de vapor de un solo paso de sal fundida según la reivindicación 1, que comprende además una línea (146) de suministro de agua de alimentación adicional entre el economizador adicional (138) y la línea (140) de suministro de agua de alimentación.
    El sistema (100) de generador de vapor de un solo paso de sal fundida según la reivindicación 1, que comprende además una línea (139) de recirculación, configurada entre el economizador adicional (138) y el al menos un calentadores (150, 152) de alta presión, para recircular el agua de alimentación del economizador adicional (138) a la línea (140) de suministro de agua de alimentación.
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