MXPA96001083A - Silenciador de vapor para turbinas geotermicas - Google Patents

Abstract

Se presenta un silenciador el cual tiene la función de atenuar el ruido producido por vapor saturado de baja presión, proveniente de una turbina de vapor, recuperándose un volumen considerable de condensados y desechándose una parte pequeña de vapor de agua. El equipo opera a presión atmosférica y es capaz de manejar hasta una carga de 120 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 amortigua el ruido, de una entrada helicoidal, formada por tramos bridados para su fácil reparación, con lo cual el vapor entraráen forma de torbellino;de una torre vertical cilíndrica, con anillos de refuerzo y con orejas de contraventeo;de un fondo de la torre en forma de plano inclinado;de un ducto de salida del condensado localizado frente al plano inclinado;de una chimenea o salida de vapor e incondensables, colocada hacia la parte posterior de la torre, quedando una parte de esta dentro de la torre, firmemente soportada por medio de cartabones;de una charola en forma de tapa colocada en la parte superior de la chimenea, con unas placas periféricas en forma de dique y una salida de condensado en la parte inferior.

Description

"SILENCIADOR DE VAPOR PARA TURBINAS GEOTÉRMICAS " CAMPO DE ACCIÓN DE LA INVENCIÓN.

Es un objeto de la presente invención, el contar con un silenciador de ruido producido por la descarga de vapor de agua. Es otro propósito de la presente invención, la separación de agua condensada de baja presión de una mezcla del fluido gaseoso. Otro fin de la presente invención, es aumentar la eficiencia de la turbina, ya que existe menor resistencia en el escape. 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. 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.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN.

En las plantas generadoras de corriente eléctrica por medio de turbinas de vapor, ya sean termoeléctricas o geotérmicas, las descargas de vapor a la atmósfera ocasionan ruido, con lo cual el ambiente se degrada, máxime cuando la cantidad a desfogar es considerable. Tanto para los trabajadores como alguna persona que pase por o viva cerca del lugar donde se desfogue, resulta sumamente molesto el escuchar la salida de que aquel fluido. Consientes de dicha problemática, se han desarrollado varias invenciones, 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 manejar 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.

DESCRIPCIÓN DEL INVENTO.

Los detalles característicos de este silenciador para la supresión de ruido de vapor, proveniente de las turbinas geotérmicas a contrapresión 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 en elevación de la invención mostrando el corte de sus partes internas; La figura 2, es una proyección en planta de la cámara de alimentación a la torre de distribución y condensación de vapor; La figura 3, es una proyección en elevación, mostando el corte de la charola que va colocada sobre la chimenea o salida de vapor e incondensables.

Con referencia a dichas figuras, esta 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 efecto, como se sabe, el hecho de aumentar el área por donde pasa un fluido, tiene como consecuencia la disminución de su velocidad. Una entrada helicoidal (11) también de forma rectangular y con tramos bridados y en donde aprovechando la diferencia de densidades además de formar un vórtice o torbellino tipo ciclón entre ambos fluidos, con lo cual se condensa gran cantidad de vapor y a la vez, se suprime gran cantidad de ruido. En efecto, es de hacerse notar el hecho de que el ruido del vapor, se disminuye tanto por el cambio de dirección, y toda esa energía es absorbida por el cambio de fase del vapor al condensado. Por otro lado el hecho de formar la entrada helicoidal por medio de tramos bridados, es por la facilidad de su construcción y su mantenimiento. Una torre (12), cilindrica, quedando unida a la entrada helicoidal (11) a una cuarta parte de su altura, operando a presión atmosférica, en donde gran parte del fluido gaseoso se condensa, y cae al fondo por gravedad. De esta forma, el ruido del fluido queda suprimido. Esta torre (12) tiene hacia su parte inferior, un plano inclinado (15) con lo cual se aprovecha para la salida expedita de los condensados. Este plano inclinado (15) se diseña con una inclinación que va de 5 grados con respecto a la horizontal. Un ducto de salida (16), de diámetro apropiado para la salida de los condensados que se localizan dentro de la torre (12) localizada frente al plano inclinado (15), con lo cual se regula la salida de los condensados. Hacia la parte superior de la torre (12), se une a un tubo de menor diámetro y que conforma una chimenea (17) o salida de vapor e incondensables, con suficiente altura, estando reforzada por cartabones (18). Un tramo de esta chimenea (17) queda dentro de la torre (12). De esta manera parte de vapor chocará contra la tapa de la torre (12) condensándose y cayendo al fondo, mientras que otras partículas, cruzarán por el ducto de salida o chimenea (17).

Como una trampa para condensar aun más el vapor, la chimenea (17) cuenta con una charola (18), de forma circular, llevando hacia su interior un cintillo anular (19) de mayor altura en forma de dique. De esta forma, parte de la fase gaseosa chocará contra el cintillo anular (19), condensándose. Finalmente, a los lados de esta charola (18) cuenta con unos ductos de salida (20) de condensados.

Como una ilustración de las bondades de la invención, se presenta una gráfica mostrando el perfil del ruido emitido por el conjunto turbogenerador de 5 MW silenciador propuesto, considerando un gasto de

Claims (8)

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 para turbina geotérmica, construida en acero al carbón y estando caracterizado por una 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; de una entrada helicoidal también de forma rectangular y con tramos bridados; una torre, cilindrica, quedando unida a la entrada helicoidal a una cuarta parte de su altura; de un plano inclinado localizado hacia la parte inferior de la torre para el manejo adecuado de los condensados; de un ducto de salida, de diámetro apropiado para la salida de los condensados el cual se localiza frente al plano inclinado; hacia la parte superior de la torre, se une a un tubo de menor diámetro y que conforma una chimenea o salida de vapor e incondensables, con suficiente altura, estando reforzada por cartabones; una charola o trampa de vapor de forma circular, llevando hacia su interior un cintillo anular de mayor altura en forma de dique; de unos ductos de salida de condensados, localizados a los lados de la charola.

2. Silenciador para turbina geotérmica, reivindicadas conforme a la cláusula uno, caracterizadas porque de la entrada helicoidal se aprovecha la diferencia de densidades además de formar un vórtice o torbellino tipo ciclón entre ambos fluidos, con lo cual se condensa un fuerte caudal de vapor y porque a la vez, se suprime gran cantidad de ruido.

3. Silenciador para turbina geotérmica,, reivindicadas conforme a la cláusula uno y dos, caracterizadas porque en la entrada helicoidal, se difunde el vapor y el líquido condensado

4. Silenciador para turbina geotérmica, reivindicas conforme a la cláusula uno, caracterizada porque la torre, opera a presión atmosférica, en donde parte del fluido gaseoso de condensa y cae por gravedad al fondo

5. Silenciador para turbina geotérmica, reivindicas conforme a la cláusula uno, caracterizada porque el plano inclinado localizado en la parte inferior de la torre se diseña con una inclinación que va de 5 grados con respecto a la horizontal.

6. Silenciador para turbina geotérmica, reivindicas conforme a la cláusula uno, caracterizada porque el ducto de salida de los condensados, se localiza frente al plano inclinado con lo cual se regula la salida de los condensados.

7. Silenciador para turbina geotérmica, reivindicas conforme a la cláusula uno, caracterizada porque la chimenea o salida de vapor e incondensables, tiene un tramo dentro de la torre y porque además, de esta manera parte de vapor choca contra la tapa de la torre ) condensándose y cayendo al fondo, mientras que otras partículas, cruzan por el ducto de salida.

8. Silenciador para turbina geotérmica, reivindicas conforme a la cláusula uno, caracterizada porque el cintillo anular localizado en la charola, condensa parte de vapor el cual se desaloja por medio de un ducto de salida. EXPEDIENTE NO. C. DD3ECTOR GENERAL DEL INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL Solicitamos obtener una patente por lo que adelante describimos, para lo cual se acompañan los documentos prescritos por el Reglamento de la Ley de la Propiedad Industrial, enlistados al calce y debidamente firmados. Invención: " Silenciador para turbina geotérmica " Nombre y nacionalidad de los inventores: DR GERARDO HHUART LE BERT, ING. SERAFÍN LÓPEZ RÍOS, ING. SALVADOR MANZUR LÓPEZ, ING ERNESTO MENDOZA RANGEL, mexicanos, al corriente en el pago del impuesto sobre la renta y con domicilio en Alejandro Volta 655, Colonia Electricistas, Morelia, Estado de Michoacán 58290. Nombre y nacionalidad del causahabiente: COMISIÓN FEDERAL DE ELECTRICD3AD, organismo descentralizado perteneciente al Gobierno mexicano, al corriente en el pago del impuesto sobre la renta,. Domicilio del causahabiente: Alejandro Volta 655, Colonia Electricistas, Morelia, Michoacán 58290 Nombre de los apoderados:: Lie, Agustín Bracho Ramírez, Lie. Mauricio Jalife Dáher, Dr. Gerardo Hiriart Le Bert, indistintamente. Domicilio para oír notificaciones: Beta 92, colonia Romero de Terreros, Coyoacán, Distrito Federal 04310. México, D.F. a 28 de febrero de 1996 Descripc ón por t p icado. Dibujos originales. Duplicados de los dibujos. Carta poder. Contrato de cesión de derechos de la invención a favor del causahabiente Testimonio del poderdante Pago de servicios Pago de compulsa de documentos notariales NOTIFICACIONES: Beta 92, colonia Romero de Terreros, Coyoacán, Distrito Federal Código Postal 04310. "SO ENCIADOR DE VAPOR PARA TURBINA GEOTÉRMICA " INVENTORES: DR GERARDO HIRIART LE BERT, ING. SERAFÍN LÓPEZ RÍOS, ING. SALVADOR MANZUR LÓPEZ, ING ERNESTO MENDOZA RANGEL, mexicanos, al corriente en el pago del impuesto sobre la renta y con domicilio en Alejandro Volta 655, Colonia Electricistas, Morelia, 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, Michoacán 58290 EXTRACTO DE LA INVENCIÓN. Se presenta un silenciador el cual tiene la función de atenuar el ruido producido por vapor saturado de baja presión, proveniente de una turbina de vapor, recuperándose un volumen considerable de condensados y desechándose una parte pequeña de vapor de agua. El equipo opera a presión atmosférica y es capaz de manejar hasta una carga de 120 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 amortigua el ruido, de una entrada helicoidal, formada por tramos bridados para su fácil reparación, con lo cual el vapor entrará en forma de torbellino; de una torre vertical cilindrica, con anillos de refuerzo y con orejas de contraventeo; de un fondo de la torre en forma de plano inclinado; de un ducto de salida del condensado localizado frente al plano inclinado; de una chimenea o salida de vapor e incondensables, colocada hacia la parte posterior de la torre, quedando una parte de esta dentro de la torre, firmemente soportada por medio de cartabones; de una charola en forma de tapa colocada en la parte superior de la chimenea, con unas placas periféricas en forma de dique y una salida de condensado en la parte inferior