MXPA96000989A - Silenciador y separador de mezcla de vapor y agua - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a silenciador y separador de mezclas de vapor y agua que se comprende por la ocmbinación de un recipiende colocado verticalmente en forma de torre y donde se aminoraráel ruido de mezclas de vapor de agua proveniente de diferentes fuentes, el cual almacena agua condensada que procede de una cámara de amortiguamiento, que además cuenta con una cámara de mezclado de vapor y agua condesada, y tuberías de salidas y que se caracteriza porque la cámara de mezclado estáconstituida por un ducto por dondecircula una mezcla de vapor y agua, de sección circular, y la cual al unirse al cuerpo de la torre se transforma en un ducto en forma de prisma con una sección transversal rectangular, una cámara de mezclado, seguida de la cámara de amortiguamiento y la cual consiste en una cámara rectangular, unida por tramos birdados para facilitar de su intalación y reparación, siendo su función la de provocar una difusión tanto del vapor como el agua condesada de tal manera de quedaríntimamente mezclados;quedando unida esta cámara de amortiguamiento unida a la torre mediante una entrada cuasitangencialcon respecto al cuerpo de la torre,también de forma rectangular y con tramos birdados y en donde aprovechando la diferencia de densidades entre ambos fluidos de agua condesada y vapor de agua, y se empieza a separar una mayor parte líquida de la fase gaseosa;de una torre, cilíndrica, con fondo plano, abierto hacia la parte superior, y sobre la cual se colocaráuna tapa, cuya función serála de servir de silenciador, quedando recipiente reforzado por medio de unos anillos de refuerzo colocados estos por la parte exterior del cuerpo del recipiente, distribuidos convenientemente y con unas orejas de contraventeo disouestas estas sobre la periferia de los anillos de refuerzo y cuya función serála de cntar con facilidades para quedar atirantado por medio de cables contra las corrientes de aire de tormentas, y donde esta torre, opera a la presión atmosférica, en donde parte del fluido líquido se gasifica y otra parte, cae por gravedad al fondo y de esta forma, el ruido del fluido queda suprimido y además esta torre dispone en su extremo inferior cerrado, con una salida lateral de condensados de vapor de agua, quedando su salida regulada mediante tuberías y válvulas convencionales, mientras la parte superior de la torre se encuentra abierta y queda cubierta por una tapa, de forma circular, llevando en su interior un cintillo anular de mayor altura y con un reborde formando un dique para recibir la película del lúquido adherida a las paredes y recolectándola y de esa manera evitar ser arrastrada por el vapor, mientras las partículas que se encuentre en fase gaseosa chocarán contra el cintillo anular, condensándose y cayendo al fondo de la torre y donde la tapa superior dispone de unos ductos de salida de vapor;de un tubo soportado exteriormente a todo lo largo de la torre por medio de tirantes y unido por su extremo inferior al fondo de la torre, el cual viene siendo un conducto de salida a través del cual se extrae el vapor existente y los incondesables, arrojados estor a la atmósfera.

Description

"SILENCIADOR CON CÁMARA DE EXPANSIÓN Y ENTRADA HELICOIDAL PARA MEZCLAS DE VAPOR Y AGUA " INVENTORES: DR GERARDO HIRIART LE BERT, ING. EDUARDO SÁNCHEZ VELASCO, ING. SALVADOR MANZUR LÓPEZ, ING ISMAEL CANCHÓLA FÉLIX, mexicanos, al corriente en el pago del impuesto sobre la renta con domicilio en Alejandro Volta 655, Colonia Electricistas, Morelia, Estado de Michoacán 58290 TITULAR: COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICIDAD, organismo descentralizado del Gobierno mexicano, al corriente en el pago del impuesto sobre la renta, con domicilio en Alejandro Volta 655, Colonia Electricistas, Morelia, Estado de Michoacán EXTRACTO DE LA INVENCIÓN.

Se presenta un silenciador el cual tiene la función de atenuar el ruido producido por vapor saturado o mezclas de vapor con una calidad que va del 20 al 80 %, de baja presión, proveniente de una fuente geotérmica o también de una turbina de vapor, recuperándose un volumen considerable de condensados y desechándose una parte de vapor de agua. El equipo opera a presión atmosférica y es capaz de manejar hasta una carga de 300 toneladas por hora de vapor. En cuanto a sus partes constitutivas de este silenciador, podemos decir en forma sucinta estar formado por una cámara de expansión, a través de la cual se disminuye la velocidad del fluido y el amortiguamiento del ruido: de una entrada helicoidal seguida de la cámara de amortiguamiento, formada por tramos bridados para su fácil reparación; de una torre vertical cilindrica, con anillos de refuerzo y con orejas de contraventeo, cerrado por el fondo y abierto por la parte superior; de un ducto de salida regulado de condensados de agua localizados en la parte inferior de la torre; de una charola en forma de tapa colocada en la parte superior de la torre, con unas placas periféricas en forma de dique y unas salidas de condensado en la parte inferior; de un ducto soportado exteriormente a todo lo largo de la torre a través del cual se extrae el vapor existente e incondensables en la sección superior del ducto de salida de agua.

"SD ENCIADOR CON CÁMARA DE EXPANSIÓN Y ENTRADA HELICODDAL PARA MEZCLAS DE VAPOR Y AGUA " CAMPO DE ACCIÓN DE LA INVENCIÓN.

Es un objeto de la presente invención, el contar con un atenuador de ruido producido por la descarga de vapor y de mezclas de vapor y agua. Es otro propósito de la presente invención, la separación de agua, condensados e incondensables de baja presión de una mezcla del fluido gaseoso. Otro fin de la presente invención, es contar con un equipo para que al momento de parar las turbinas de vapor, ya sea fallas o reparaciones programadas, se logre desfogar la corriente de vapor a la atmósfera, sin causar el deterioro del ambiente por ruido y rocío de condensados. No obstante la descripción y dibujos que se acompañan, resulta obvio el poder realizar posteriormente alguna modificación o cambio discreto, los cuales no afecten el espíritu y alcance de la presente invención. En síntesis, esta invención tiene su campo de acción dentro del universo de los equipos y aparatos supresores de ruido, hasta alcanzar valores y rangos permisibles.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN.

En las plantas generadoras de corriente eléctrica por medio de turbinas de vapor, ya sean termoeléctricas o geotérmicas, resulta muy frecuente que los equipos se tengan que parar, ya sea por fallas o bien por paros programados. En este caso, el vapor de alimentación a las turbinas, debe de ser desviado hacia otro punto, pues muchas veces no es posible regresarlo a su lugar de origen o fuente de emisión, como los son por ejemplo los pozos geotérmicos, los cuales por razones obvias, no es posible cerrarlos. Así en ese caso, el vapor requiere de ser descargado a la atmósfera, ocasionando un ruido ensordecedor, con lo cual se degrada el ambiente, máxime cuando la cantidad a desfogar es considerable. Tanto para los trabajadores que laboran en la unidad como también para alguna persona que pase por el lugar ya sea porque viva cerca o pase por el lugar donde se desfoga, resulta sumamente molesto el ruido, amén de resultar perjudicial al oído. Consientes de dicha problemática, la institución ha desarrollado varios tipos de silenciadores, todos ellos importantes cuyo propósito es el de suprimir el ruido. Así, el primer intento fue el condensar el vapor y enviarlo a una alberca, lo cual no tuvo los resultados esperados. De igual manera se fabricó un mofle el cual no dio los resultados esperados debido a la capacidad tan elevada de vapor. También se consultaron otros tipos de invenciones del extranjero registradas como patentes, todas ellas importantes con sus correspondientes ventajas las cuales tienen el propósito fundamental de suprimir el ruido. Así tenemos por ejemplo la patente americana 4,596,307 intitulada " Fluid descharge silencer " Un silenciador para la descarga de un fluido como vapor de agua u otros vapores o gases ( con o sin sólidos en suspensión, colados o líquidos) tienen una cámara de expansión dentro de la cual el fluido pasa a través de un ducto de entrada el cual descarga el fluido sobre una región extendida en la cámara, un deflector de fluido se encuentra en la cámara dirigiendo el fluido gaseoso de la entrada del ducto para cambiar la dirección del flujo y permitir que los componentes gaseosos del fluido se expandan; la cámara de expansión tiene un orificio por el cual se conecta al silenciador consistente de unos tubos silenciadores, a cada lado, para atenuar el ruido en la descarga del fluido. La salida del ducto puede ser un tubo alargado el cual tiene una abertura para la descarga longitudinal, arreglada para descargar el fluido dentro y a través de una estructura que quita y filtra componentes y redirige el flujo. " La patente americana 4, 762,540 intitulada " Noise suppression and particle separation " Aparato supresor, separador de partículas de fluidos de alta presión, alta velocidad, sólidos en suspensión, fluidos gaseosos, tales como vapor geotérmico comprendiendo un fluido gaseoso comprimido, consiste en un ducto instalado alrededor de las terminales de descarga hacia un tubo con un diámetros mayor; una cámara de expansión contiene un cilindro interior con un número de derivaciones del flujo, hacia la descarga, abriéndose hacia donde se difunde el fluido, conectándose para recibir y difundir el flujo del fluido gaseoso." También se han publicado las patentes americanas 5,014,816 bajo el título de " Silencer for gas induction and exhaust systems ",; 4, 164,266 " Exhaust gas muffler "; 4,415,059 " Muffler ", 4,424,882 " Rasonator type mufflers ", y otras más las cuales reivindican supresores de ruido a través de mofles. Tales invenciones resultan ser únicamente antecedentes de diversos tipos de silenciadores, sin que las mismas estén formadas por las mismas partes constitutivas de la presente invención.

En efecto, aquellas no son capaces suprimir el ruido cuando se manejan grandes volúmenes de vapor a baja presión y, sobre todo, cuando va acompañado de cantidades considerables de agua condensada pues muchas veces sobreviene el denominado golpe de ariete el cual destruye en algunas ocasiones tanto tuberías como equipo.. Los inconvenientes descritos de aquellas invenciones quedan plenamente resueltos y mejorados con la invención que se presenta.

DESCRD?CION DEL INVENTO.

Los detalles característicos este silenciador para la supresión de ruido de vapor, proveniente de fuentes geotérmicas, se muestran claramente en la siguiente descripción y con los dibujos que se acompañan, como una ilustración de aquella y sirviendo los mismos signos de referencia para indicar las mismas partes de las figuras mostradas. La figura 1, es; una proyección vertical de la invención mostrando todas sus partes; La figura 2, es; es una proyección en planta de la cámara de alimentación helicoidal a la torre de distribución y separación de vapor; la figura 3, es una vista en elevación de la charola de la torre.

Con referencia a dichas figuras, este torre consta de una cámara de amortiguamiento (10), en forma de prisma, con una sección transversal rectangular, a través de la cual se disminuye la velocidad del fluido y se amortigua parte del ruido en virtud de condensarse para del vapor. En efecto, como se sabe, el hecho de aumentar el área por donde pasa un fluido, tiene como consecuencia una disminución proporcional de su velocidad. Una cámara de mezclado (11), seguida de la cámara de amortiguamiento(l?), consistente en una cámara rectangular, unida por tramos bridados, en donde se difunde el vapor y el líquido condensado.

El hecho de formar la cámara por medio de tramos bridados, se hace por la facilidad de su construcción y su mantenimiento. Una entrada helicoidal (12) también de forma rectangular y con tramos bridados y en donde aprovechando la diferencia de densidades entre ambos fluidos, se empieza a separar una mayor parte líquida de la fase gaseosa. Una torre (13), cilindrica, con fondo plano y abierto hacia la parte superior, con anillos de refuerzo (14) y con orejas de contraventeo (15), quedando unida a la alimentación o entrada helicoidal (12) localizada entre una tercera y la mitad de su altura total de la torre (13). Esta torre (13), opera a presión atmosférica, en donde parte del fluido líquido se gasifica y otra parte, cae por gravedad al fondo. De esta forma, el ruido del fluido queda suprimido. Hacia el fondo de la torre (13) se cuenta con un ducto de salida (16), de condensados de vapor, regulándose la salida hacia una alberca para ulteriores procesos mediante elementos convencionales de flujo, tales como válvulas. La parte superior de la torre (13), está cubierta por una charola (17), de forma circular, llevando hacia su interior un cintillo anular (18) de mayor altura en forma de dique. De esta forma, parte de la película de líquido adherida a las paredes de la torre (13) se recolecta en la charola (17), evitando ser arrastrada por el vapor. de la fase gaseosa chocará contra el cintillo anular (18), condensándose y cayendo al fondo de la torre (13). Finalmente, a los lados de esta charola (17) cuenta con unos ductos de salida (19) de vapor. Un tubo (20) soportado exteriormente a todo lo largo de la torre, a través del cual se extrae el vapor existente y los incondensables en la sección superior del ducto de salida de agua.

Claims (10)

Como una ilustración de las bondades de la invención, se presenta un cuadro del nivel del ruido a diferentes distancias, considerando un gasto de 130 toneladas de vapor por hora de una mezcla de vapor con una calidad de 32 %.. Distancia de la fuente en metros Nivel de ruido en decibeles Sin silenciador Con silenciador 3 105 83 10 97 80 15 93 77 20 91 76 25 88 75 30 87 73 NOVEDAD DE LA INVENCIÓN. Habiendo descrito el invento, se considera como una novedad y por lo tanto, se reclama como de nuestra propiedad lo contenido en las siguientes cláusulas reivindicatorías:

1. Silenciador con cámara de expansión y entrada helicoidal para mezclas de vapor y agua construida en acero el cual comprende la combinación de una serie de partes mecánicas, estando caracterizada por una cámara de amortiguamiento, en forma de prisma, con una sección transversal rectangular, una cámara de mezclado seguida de la cámara de amortiguamiento, consistente en una cámara rectangular, unida por tramos bridados, una entrada helicoidal también de forma rectangular y con tramos bridados y en donde aprovechando la diferencia de densidades entre ambos fluidos, se empieza a separar una mayor parte líquida de la fase gaseosa; una torre, de forma cilindrica, con fondo plano y abierto hacia la parte superior, llevando unos anillos de refuerzo y con orejas de contraventeo, quedando unida a la alimentación o entrada helicoidal; unos ductos de salida de condensados de vapor, localizados hacia el fondo de la torre; una charola o tapa, colocada en la parte superior de la torre, de forma circular, llevando hacia su interior un cintillo anular de mayor altura en forma de dique; unos ductos de salida de vapor, localizados a los lados de charola o tapa,; un tubo soportado a lo largo de su altura, se encuentra colocado exteriormente a la torre para la extracción de la fase vapor formada en la superficie del líquido en el ducto dé salida de agua.

2. Silenciador con cámara de expansión y entrada helicoidal para mezclas de vapor y agua, reivindicadas conforme a la cláusula uno, caracterizadas porque en la cámara de amortiguamiento, en forma de prisma, con una sección transversal rectangular, a través de la cual se disminuye la velocidad del fluido y se amortigua parte del ruido en virtud de condensarse parte del vapor.

3. Silenciador con cámara de expansión y entrada helicoidal para mezclas de vapor y agua, reivindicadas conforme a la cláusula uno y dos, caracterizadas porque en la cámara de amortiguamiento, en forma de prisma, se amortigua parte del ruido en virtud de condensarse parte del vapor.

4. Silenciador con cámara de expansión y entrada helicoidal para mezclas de vapor y agua, reivindicadas conforme a la cláusula uno, caracterizada porque en la cámara de mezclado, formada por una cámara rectangular, se difunde el vapor y el líquido condensado.

5. Silenciador con cámara de expansión y entrada helicoidal para mezclas de vapor y agua, reivindicadas conforme a la cláusula uno, caracterizada porque de la entrada helicoidal se aprovecha la diferencia de densidades entre ambos fluidos, se empieza a separar una mayor parte líquida de la fase gaseosa.

6. Silenciador con cámara de expansión y entrada helicoidal para mezclas de vapor y agua, reivindicadas conforme a la cláusula uno, caracterizada porque la entrada helicoidal a la torre se localiza entre una tercera y la mitad de su altura total de la torre.

7. Silenciador con cámara de expansión y entrada helicoidal para mezclas de vapor y agua, reivindicadas conforme a la cláusula uno, caracterizada porque la torre opera a presión atmosférica, en donde parte del fluido líquido se gasifica y otra parte, cae por gravedad al fondo y porque además, el ruido del fluido queda suprimido

8. Silenciador con cámara de expansión y entrada helicoidal para mezclas de vapor y agua, reivindicadas conforme a la cláusula uno, caracterizada porque la salida de condensados a través de los ductos de salida es regulada mediante elementos convencionales de flujo, tales como válvulas o compuertas.

9. Silenciador con cámara de expansión y entrada helicoidal para mezclas de vapor y agua, reivindicadas conforme a la cláusula uno, caracterizada porque a través del cintillo anular localizado en la charola, se recolecta la película de líquido adherida a las paredes de la torre, evitando ser arrastrada por el vapor.

10. Silenciador con cámara de expansión y entrada helicoidal para mezclas de vapor y agua, reivindicadas conforme a la cláusula uno, caracterizada porque a través de un ducto soportado exteriormente a todo lo largo de la torre del cual se extrae el vapor existente en la sección superior de salida de agua.