ES2263394B1 - Colector de seccion transversal variable y pared delgada para paneles de absorcion solar. - Google Patents

Colector de seccion transversal variable y pared delgada para paneles de absorcion solar. Download PDF

Info

Publication number
ES2263394B1
ES2263394B1 ES200600221A ES200600221A ES2263394B1 ES 2263394 B1 ES2263394 B1 ES 2263394B1 ES 200600221 A ES200600221 A ES 200600221A ES 200600221 A ES200600221 A ES 200600221A ES 2263394 B1 ES2263394 B1 ES 2263394B1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
section
collector
manifold
solar absorption
tubes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
ES200600221A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2263394A1 (es
Inventor
Jesus Maria Lata Perez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sener Ingenieria y Sistemas SA
Original Assignee
Sener Ingenieria y Sistemas SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sener Ingenieria y Sistemas SA filed Critical Sener Ingenieria y Sistemas SA
Priority to ES200600221A priority Critical patent/ES2263394B1/es
Publication of ES2263394A1 publication Critical patent/ES2263394A1/es
Priority to ZA200806552A priority patent/ZA200806552B/xx
Priority to PT07711411T priority patent/PT1979688E/pt
Priority to PCT/EP2007/000806 priority patent/WO2007088031A1/en
Priority to AU2007211610A priority patent/AU2007211610B2/en
Priority to ES07711411T priority patent/ES2378485T3/es
Priority to CN2007800042337A priority patent/CN101379350B/zh
Priority to EP07711411A priority patent/EP1979688B1/en
Priority to AT07711411T priority patent/ATE537413T1/de
Priority to US12/162,508 priority patent/US8186341B2/en
Application granted granted Critical
Publication of ES2263394B1 publication Critical patent/ES2263394B1/es
Priority to IL193008A priority patent/IL193008A/en
Priority to MA31194A priority patent/MA30230B1/fr
Priority to CY20121100265T priority patent/CY1112627T1/el
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0263—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by varying the geometry or cross-section of header box
    • F24J2/24—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/74—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits the tubular conduits are not fixed to heat absorbing plates and are not touching each other
    • F24S10/742—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits the tubular conduits are not fixed to heat absorbing plates and are not touching each other the conduits being parallel to each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/20—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/20—Working fluids specially adapted for solar heat collectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/30—Arrangements for connecting the fluid circuits of solar collectors with each other or with other components, e.g. pipe connections; Fluid distributing means, e.g. headers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/082—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
    • F28F21/083—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys from stainless steel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00—Heat exchange
    • Y10S165/454—Heat exchange having side-by-side conduits structure or conduit section
    • Y10S165/471—Plural parallel conduits joined by manifold
    • Y10S165/489—Two piece header structure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Finishing Walls (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Storage Of Web-Like Or Filamentary Materials (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

Colector de sección transversal variable y pared delgada para paneles de absorción solar fabricado en superaleación de base níquel, constituido por un cuerpo (18) principal de pared delgada, y por una pluralidad de toberas (16,21).
El colector (10) está conectado a una serie de toberas de unión (16) donde se conectan sendos tubos de absorción solar y a al menos una tobera de entrada o salida (21) donde se conecta al menos un tubo de alimentación. El cuerpo (18) puede disponer de forma de huso o estar compuesto de dos tramos troncocónicos unidos por la base mayor, y además puede disponer de un tramo central cilíndrico a la altura de las toberas de entrada o salida (21).
De aplicación en la recogida de fluidos a alta temperatura, en especial en paneles solares.

Description

Colector de sección transversal variable y pared delgada para paneles de absorción solar.
Campo de la invención
La presente invención se refiere al diseño de colectores, y más concretamente al diseño de los colectores empleados para distribuir y recoger los tubos de absorción solar de un panel de absorción solar perteneciente a un receptor central solar, típicamente de sales fundidas, pero que puede utilizar otro fluido transmisor de alta temperatura.
Estado de la técnica
Con anterioridad han sido empleados en paneles de tubos de absorción solar de receptores de sales fundidas, colectores cilíndricos de pared delgada y de sección transversal constante a los que se conectan los tubos de absorción solar, por medio de casquillos o toberas mecanizadas y posteriormente soldadas a los colectores cilíndricos. En ocasiones las toberas han sido extruídas directamente desde el colector cilíndrico. Estas materializaciones pueden observarse en la patente US 6,736,134 B2 o en su versión PCT WO 03/021159 A2.
Algunas de las construcciones de este tipo someten a las zonas de unión del cuerpo del colector con los tubos de absorción solar a esfuerzos térmicos elevados, especialmente en las zonas laterales del colector, de bajo flujo de sales. Estos esfuerzos térmicos son causados por cambios rápidos de temperatura en las sales fundidas que fluyen a través del colector debidos al paso de nubes sobre el campo de helióstatos de la planta solar. Estos esfuerzos debidos a cambios bruscos de temperatura se pueden atenuar colocando camisas u otras protecciones térmicas en las toberas de unión de los tubos de absorción solar al colector. Sin embargo, estas protecciones son de geometrías complejas de fabricar y difíciles de montar, lo que aumenta la dificultad de fabricación e inspección y encarece estos procesos. Sin estas protecciones, la vida útil de la instalación resulta extremadamente corta.
Por otra parte este colector cilíndrico requiere una sección transversal de paso mínima con objeto de distribuir uniformemente el flujo de sales o fluido transmisor a través de todos los tubos de absorción solar que se conectan al colector, a una pérdida de presión mínima. Sin embargo es bien conocido que el flujo de sales o fluido transmisor no es uniforme a lo largo del colector y que esa distribución variable de flujo dependerá de la configuración de conexiones sobre el colector tanto del o de los tubos que lo alimentan como de la configuración de los tubos de absorción solar que distribuyen las sales o fluido transmisor.
En colectores cilíndricos de sección transversal constante y alimentados básicamente por su parte central las velocidades del fluido transmisor se reducen mucho en sus zonas laterales conforme el fluido se ha ido repartiendo por los tubos de absorción solar que conectan con la parte central del colector, causando severos esfuerzos térmicos ante transitorios en las toberas de unión con los tubos de absorción solar que conectan con las partes laterales del colector.
Esa configuración de colector cilíndrico de sección transversal constante no optimiza en esas partes alejadas de los tubos de alimentación al colector, la combinación de los esfuerzos térmicos generados por transitorios de nubes con los esfuerzos mecánicos que como recipiente a presión también debe absorber el mismo, llevando a necesitar en su cuerpo principal espesores de pared más grandes de los deseados, lo cual vuelve a ser perjudicial para los esfuerzos térmicos derivados en las toberas de unión colector a tubos de absorción solar.
Es por tanto un objeto principal de la presente invención proporcionar una configuración de colector susceptible de ser usada en paneles de receptor solar, bien de sales fundidas o de cualquier otro fluido transmisor, el cual se enfrente más efectivamente a los esfuerzos térmicos experimentados en las toberas de unión del colector a los tubos de absorción solar sin necesidad de utilizar complejos y caros dispositivos de protección térmica.
Es otro objeto de la presente invención el proporcionar una configuración de colector para uso en paneles de receptor solar, bien de sales fundidas o de cualquier otro fluido transmisor, que permita el uso de una pared delgada en el cuerpo principal del colector de modo que las toberas de unión a los tubos de absorción solar casen mejor térmicamente con los finos espesores de esos tubos.
Es otro objeto de la presente invención el proporcionar una configuración de colector para uso en paneles de receptor solar, bien de sales fundidas o de cualquier otro fluido transmisor, que permita el uso del mismo concepto de tobera de unión colector-tubo de absorción solar para todos los tubos que se conectan al mismo, tanto los localizados en zonas del colector de alto flujo de sales o fluido transmisor como en aquellas zonas de bajo flujo, con las consiguientes ventajas de fabricación y coste.
Descripción de la invención
Los anteriores y otros objetos son proporcionados por un colector de pared delgada, y que con frecuencia es de pequeño diámetro máximo, y de sección transversal variable.
De los posibles materiales que se pueden emplear en la fabricación del colector y de los tubos de absorción solar, se ha de seleccionar uno que tenga unas buenas propiedades a altas temperaturas, por encima de 600ºC, esto es, una alta resistencia mecánica, una buena resistencia a fatiga de origen térmico, una buena resistencia a fluencia, una buena resistencia a la corrosión bajo tensión a alta temperatura, ante sales de nitrato o ante el fluido transmisor utilizado, un bajo coeficiente de expansión térmica, de manera que se reduzcan las cargas debidas a deformaciones térmicas, que se pueda soldar, que se pueda conformar y que sea de uso común. En este sentido son buenos candidatos las superaleaciones de base níquel como puede ser por ejemplo el Inconel 625 o similares.
El conjunto del colector incorpora toberas de unión, extruídas o mecanizadas y luego soldadas, todo ello fabricado preferentemente en alguna superaleación base níquel, para la distribución y recogida de las sales fundidas, o del fluido transmisor del que se trate, a través de los tubos de absorción solar. El colector incorpora también al menos una tobera de entrada o salida que conecta el cuerpo del colector a al menos un tubo de alimentación. El cuerpo del colector no será cilíndrico de sección transversal constante, sino que será de sección transversal variable, máxima en la sección de unión al tubo o secciones de unión a los tubos de alimentación y reduciéndose según la sección del colector se aleja del o de los tubos de alimentación.
Una función importante del colector es proporcionar una distribución de flujo de sales o fluido transmisor uniforme a los tubos de absorción solar, a unas pérdidas de presión mínimas. Para ello, es ventajoso que la sección de paso del tubo que alimenta al colector sea al menos igual a la suma de secciones de paso de los tubos de absorción solar que se conectan al colector. Si en vez de un tubo de alimentación al colector se utiliza más de uno, es la suma de secciones de paso de los tubos de alimentación la que debería ser al menos igual a la suma de secciones de paso de los tubos de absorción solar que se conectan al colector.
También la sección transversal máxima del cuerpo del colector, que será localizada en la zona de unión al tubo que lo alimenta, debería ser al menos igual a 1,5 veces la suma de secciones de paso de los tubos de absorción solar que se conectan al colector. El resto de secciones transversales del cuerpo del colector se irán reduciendo progresivamente conforme estas se alejan del o de los tubos de alimentación al colector, con una cierta ley de variación, pero de preferencia con la pendiente de variación máxima que permita alojar en el colector, mediante una fabricación viable, a todas las toberas de unión de los tubos de absorción solar que conecta, y que permita unir mediante soldadura orbital automática todos esos tubos a sus respectivas toberas. Las zonas laterales o extremas del colector son las zonas donde esta condición es más difícil de cumplir, por ser las de menor sección de paso, y por lo tanto son las que definen la pendiente de variación.
Los beneficios que un colector de sección transversal variable aporta respecto a un colector cuya sección transversal es constante y del mismo tamaño que la máxima sección del colector variable se citan a continuación:
El colector variable permite mejorar aún más la uniformidad de distribución de flujo en los tubos de absorción solar que se unen al mismo, incrementa las velocidades del flujo de sales o fluido transmisor en las áreas laterales del colector merced a sus menores secciones transversales de paso, reduciendo con ello los esfuerzos térmicos generados ante transitorios en las toberas de unión colector-tubos, y reduce en esas áreas las tensiones mecánicas de presión como consecuencia de la citada reducción de sección transversal de paso que evidentemente causa menores tensiones ante la misma carga de presión.
De estos beneficios, que lógicamente son mayores conforme la reducción de sección transversal de paso a lo largo del colector es mayor, se derivan relevantes ventajas como son la posibilidad de definición de un espesor de pared más delgado y optimizado para el cuerpo del colector de la presente invención, capacitándole para mejor hacer frente a los severos esfuerzos térmicos experimentados en las zonas del colector de bajo flujo de sales o fluido transmisor durante transitorios de nubes sobre el campo de helióstatos de la planta solar en la cual el colector es utilizado.
Otra ventaja del colector de la presente invención es la capacidad, que permiten sus efectos beneficiosos, de definición del mismo concepto de tobera de unión del colector a los tubos de absorción solar para todos los tubos que conectan con el colector, con las ventajas evidentes de fabricación y coste derivadas y sin la necesidad de utilizar otros complicados diseños o complejos y caros dispositivos de protección térmica para las toberas localizadas en las zonas del colector de bajo flujo de sales o fluido transmisor.
Otra ventaja adicional sería la reducción de espesor que permitiría la presente invención, sobre las tapas de cierre del colector merced a su menor diámetro.
A modo de ejemplo y considerando en este ejemplo que sólo un tubo central alimenta al colector, en una materialización física de la invención la variación de sección transversal puede ser tal que el colector adquiera una forma de huso. En otra materialización física de la invención la pendiente de variación de la sección será constante de modo que el colector comprenda dos tramos troncocónicos unidos por la base mayor.
En otra materialización física de la invención la zona central del cuerpo del colector que conecta al tubo de alimentación se mantiene cilíndrica para facilitar su fabricación, para hacerse inmediatamente variable a la salida de esa conexión.
En todos los casos la reducción de sección transversal a lo largo del colector será la máxima posible, limitada por una fabricación viable que permita alojar en el colector todas las toberas de unión de los tubos de absorción solar que conecta y su unión por soldadura a los mismos.
A modo de referencia de dimensiones, la longitud del colector será aproximadamente igual al producto del número total de tubos de absorción solar que conecta por el diámetro medio de esos tubos, teniendo en cuenta el fino espesor de esos tubos y que el panel del receptor se forma por la disposición de esos tubos paralelos entre sí y sobre un plano en el que inciden los rayos solares.
El diámetro máximo del colector, según la definición previamente expuesta de sección transversal máxima, tendrá un valor mínimo del producto del diámetro medio de los tubos de absorción solar por la raíz cuadrada de 1,5 veces el número de tubos de absorción solar; y la relación del diámetro mínimo del colector con su diámetro máximo, que será la máxima posible, podrá incrementarse conforme la longitud del colector es mayor, o lo que es lo mismo, conforme el colector conecta con un mayor número de tubos de absorción solar y, según la relación de diámetros, aumenta la sección mayor.
De esta manera el colector de la presente invención es más beneficioso conforme el colector tiene que ser más grande por necesidad de tener que conectar a más tubos de absorción solar, y proporciona un cuerpo de colector con un espesor más delgado y optimizado que colectores previamente desarrollados, el cual casa mejor térmicamente con los finos espesores de los tubos de absorción solar que conecta, produciendo menores gradientes de temperatura, y con ello menores esfuerzos térmicos derivados en las toberas de unión colector-tubo, durante el paso de nubes que induce fuertes transitorios de temperatura en las sales o fluido transmisor. Esto prolonga significativamente la vida del conjunto colector-tubos de la presente invención sobre conjuntos colector-tubos previamente desarrollados.
Esta invención además elimina la necesidad, tanto de la utilización de costosas y complejas protecciones térmicas en las toberas localizadas en zonas del colector de bajo flujo de sales o fluido transmisor, como de la necesidad de definición de diferentes diseños de toberas para esas zonas de bajo flujo respecto a las toberas localizadas en zonas del colector de más alto flujo, que trabajan en condiciones más favorables.
Descripción de los dibujos
Todas las características expuestas, así como otras propias de la invención, tal y como quedan recogidas en las reivindicaciones, podrán comprenderse mejor con la siguiente descripción, hecha con referencia a los dibujos adjuntos en los que se muestra una posible forma de realización, dada a título de ejemplo no limitativo.
En los dibujos:
La Figura 1 es una vista lateral esquemática, parcialmente seccionada, de un panel de absorción solar perteneciente a un receptor central, con colectores constituidos de acuerdo con la invención.
La Figura 2 es una vista en alzado de un colector de sección transversal variable en forma de huso.
La Figura 3 es una vista en planta del colector de la figura 2.
La Figura 4 es una vista de perfil del colector de la figura 2.
La Figura 5 es una vista en alzado de un colector de sección transversal variable formado por troncos de cono.
La Figura 6 es una vista en alzado de un colector de sección transversal variable con dos toberas de entrada en la que su zona central de sección transversal máxima que conecta con los tubos de alimentación es un tramo cilíndrico. Dicha zona central cilíndrica puede aplicarse también a un colector con forma de huso.
Descripción de un modo de realización
En la Figura 1 se muestra una vista lateral del conjunto del colector 10 de acuerdo a una preferida materialización física de la presente invención, dispuesto dentro de un panel de absorción solar 12. El panel de absorción solar 12 está compuesto por una serie de tubos de absorción solar 14 paralelos entre sí y unidos mediante toberas de unión 16 al cuerpo 18 del colector 10.
El conjunto del colector 10 está compuesto por un cuerpo 18 principal de sección transversal variable y unas tapas laterales de cierre 19 las cuales son mostradas en las Figuras 2 a 6. Preferiblemente los tubos 14 son soldados a tope a las toberas de unión 16.
Las sales fundidas o el fluido transmisor del que se trate entran o salen al panel de absorción solar a través de toberas de entrada o salida 21 unidas al colector 10. Las sales fundidas o fluido transmisor absorben la energía calorífica de la radiación solar 22 reflejada sobre los tubos 14 por un campo de helióstatos (no mostrado).
Los conjuntos de colectores son usados para distribuir o recoger las sales o fluido calentados a o desde los tubos de absorción solar 14. El conjunto del panel está aislado con protecciones térmicas 23, para mejorar la eficiencia térmica del conjunto, a excepción de la cara del panel donde incide la radiación solar 22 proveniente del campo de helióstatos.
En las Figuras 2, 3 y 4 se muestra un colector 10 de sección transversal variable en forma de huso de acuerdo a una preferida materialización física de la presente invención, en sus vistas de alzado, planta y perfil, respectivamente. Las toberas, tanto la o las de entrada y salida 21 como las toberas de unión 16 a los tubos de absorción solar, serán preferentemente extruídas directamente en el cuerpo 18 del colector 10 de sección transversal variable. En caso de usar toberas soldadas, éstas una vez conformadas o mecanizadas, serán insertadas en los agujeros previos que se realizarán en el cuerpo 18 del colector y posteriormente soldadas.
Los tubos de absorción solar 14 irán preferiblemente soldados a tope a sus respectivas toberas de unión 16. La fiabilidad del conjunto colector estará determinada en buena medida por las soldaduras de estos elementos, por ello, cuanto más se automatice el proceso, mayor será la fiabilidad del colector 10.
La reducción de sección transversal a lo largo del colector 10 será la máxima posible, estando limitada por una fabricación viable que permita alojar, en las zonas laterales o extremas del cuerpo 18 del colector 10, todas las toberas de unión 16 de los tubos de absorción solar 14 que conecta mediante una distribución optimizada y también limitada por el proceso de unión por soldadura del conjunto del colector 10 a los tubos de absorción solar 14.
En la Figura 5 se muestra una vista de un colector 10 de sección transversal variable de acuerdo a otra materialización física de la presente invención. En esta materialización la pendiente de variación de la sección será constante de modo que el colector 10 se comprende de dos tramos troncocónicos que comparten base mayor.
En la Figura 6 se muestra una vista de un colector 10 de sección transversal variable de acuerdo a otra materialización física de la invención. En ella la zona central del cuerpo 18 del colector 10 que conecta a los tubos de alimentación se mantiene cilíndrica para facilitar su fabricación, para hacerse inmediatamente variable a la salida de esas conexiones.
A pesar de que la presente invención ha sido expuesta y explicada con respecto a las materializaciones mostradas en las figuras, debería entenderse por parte de aquellos especialistas en la materia que podrían realizarse diversos cambios en la forma y el detalle de dicha materialización sin que el espíritu y el ámbito de la invención que se reclama quede alterada.

Claims (6)

1. Colector de sección transversal variable y pared delgada para paneles de absorción solar, fabricado en superaleación de base níquel para la distribución y recogida de sales de nitrato fundidas o de cualquier otro fluido de alta temperatura, constituido por un cuerpo (18) principal, una pluralidad de toberas de unión (16) que se distribuyen a lo largo del cuerpo (18), conectándolo a unos tubos de absorción solar (14) , y al menos una tobera de entrada o salida (21) que conecta el cuerpo (18) a al menos un tubo de alimentación, caracterizado porque el cuerpo (18) principal es de sección transversal variable, decreciente de forma continua a partir de una zona central de sección transversal máxima, hasta alcanzar las secciones extremas del cuerpo (18), situándose el eje de la al menos una tobera de entrada o salida (21) en dicha zona central.
2. Colector según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo (18) del colector (10) adopta una forma de huso.
3. Colector según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo (18) del colector (10) adopta forma de dos elementos troncocónicos enfrentados por su base mayor.
4. Colector según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la zona central de sección transversal máxima del cuerpo (18) del colector (10) consiste en un tramo cilíndrico.
5. Colector según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la zona central de sección transversal máxima del cuerpo (18) del colector (10) está definida por un plano perpendicular al eje de dicho cuerpo.
6. Colector según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque:
-
la suma de secciones de paso de los tubos de alimentación al colector (10) es al menos igual a la sección de paso de todos los tubos de absorción solar (14) que conectan con el colector (10);
-
la sección máxima de paso del cuerpo (18) del colector (10) es al menos igual a 1,5 veces la sección de paso de todos los tubos de absorción solar (14) que lo conectan.
ES200600221A 2006-02-01 2006-02-01 Colector de seccion transversal variable y pared delgada para paneles de absorcion solar. Expired - Fee Related ES2263394B1 (es)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200600221A ES2263394B1 (es) 2006-02-01 2006-02-01 Colector de seccion transversal variable y pared delgada para paneles de absorcion solar.
CN2007800042337A CN101379350B (zh) 2006-02-01 2007-01-31 用于太阳能吸收板的横截面可变的薄壁集流器
AT07711411T ATE537413T1 (de) 2006-02-01 2007-01-31 Dünnwandiger sammler mit variablem querschnitt für solarabsorptionspaneele
PCT/EP2007/000806 WO2007088031A1 (en) 2006-02-01 2007-01-31 Thin wall header with a variable cross-section for solar absorption panels
AU2007211610A AU2007211610B2 (en) 2006-02-01 2007-01-31 Thin wall header with a variable cross-section for solar absorption panels
ES07711411T ES2378485T3 (es) 2006-02-01 2007-01-31 Colector de sección transversal variable y pared delgada para paneles de absorción solar
ZA200806552A ZA200806552B (en) 2006-02-01 2007-01-31 Thin wall header with a variable cross-section for solar absorption panels
EP07711411A EP1979688B1 (en) 2006-02-01 2007-01-31 Thin wall header with a variable cross-section for solar absorption panels
PT07711411T PT1979688E (pt) 2006-02-01 2007-01-31 Coletor de parede fina com secção transversal variável para painéis de absorção solar
US12/162,508 US8186341B2 (en) 2006-02-01 2007-01-31 Thin wall header with a variable cross-section for solar absorption panels
IL193008A IL193008A (en) 2006-02-01 2008-07-23 Thin wall header with a variable cross-section for solar absorption panels
MA31194A MA30230B1 (fr) 2006-02-01 2008-08-26 Collecteur a paroi mince ayant une section transversale variable destine a des panneaux d'absorption solaire
CY20121100265T CY1112627T1 (el) 2006-02-01 2012-03-14 Συνδετικος αγωγος λεπτου τοιχωματος με μια μεταβλητη εγκαρσια τομη για πινακες απορροφησης ηλιακης ενεργειας

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES200600221A ES2263394B1 (es) 2006-02-01 2006-02-01 Colector de seccion transversal variable y pared delgada para paneles de absorcion solar.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2263394A1 ES2263394A1 (es) 2006-12-01
ES2263394B1 true ES2263394B1 (es) 2007-11-16

Family

ID=37810152

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES200600221A Expired - Fee Related ES2263394B1 (es) 2006-02-01 2006-02-01 Colector de seccion transversal variable y pared delgada para paneles de absorcion solar.
ES07711411T Active ES2378485T3 (es) 2006-02-01 2007-01-31 Colector de sección transversal variable y pared delgada para paneles de absorción solar

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES07711411T Active ES2378485T3 (es) 2006-02-01 2007-01-31 Colector de sección transversal variable y pared delgada para paneles de absorción solar

Country Status (12)

Country Link
US (1) US8186341B2 (es)
EP (1) EP1979688B1 (es)
CN (1) CN101379350B (es)
AT (1) ATE537413T1 (es)
AU (1) AU2007211610B2 (es)
CY (1) CY1112627T1 (es)
ES (2) ES2263394B1 (es)
IL (1) IL193008A (es)
MA (1) MA30230B1 (es)
PT (1) PT1979688E (es)
WO (1) WO2007088031A1 (es)
ZA (1) ZA200806552B (es)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2570749A1 (en) 2011-09-16 2013-03-20 Sener, Ingenieria y Sistemas, S.A. A header for solar absorption panels and an absorption panel comprising the header
US9194610B2 (en) 2013-02-05 2015-11-24 Sener, Ingenieria Y Sistemas, S.A. Solar receiver panel

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8893714B2 (en) 2009-02-12 2014-11-25 Babcock Power Services, Inc. Expansion joints for panels in solar boilers
US8316843B2 (en) 2009-02-12 2012-11-27 Babcock Power Services Inc. Arrangement of tubing in solar boiler panels
US8517008B2 (en) 2009-02-12 2013-08-27 Babcock Power Services, Inc. Modular solar receiver panels and solar boilers with modular receiver panels
AU2010213745B2 (en) 2009-02-12 2016-03-17 Babcock Power Services Inc. Panel support system for solar boilers
US8356591B2 (en) 2009-02-12 2013-01-22 Babcock Power Services, Inc. Corner structure for walls of panels in solar boilers
US8397710B2 (en) 2009-02-12 2013-03-19 Babcock Power Services Inc. Solar receiver panels
US9134043B2 (en) 2009-02-12 2015-09-15 Babcock Power Services Inc. Heat transfer passes for solar boilers
US9163857B2 (en) 2009-02-12 2015-10-20 Babcock Power Services, Inc. Spray stations for temperature control in solar boilers
ES2350991B1 (es) 2009-06-03 2011-10-14 Abengoa Solar New Technologies S.A. Planta de concentracion solar de tecnologia de torre con tiro natural.
ZA201100688B (en) * 2010-01-29 2013-03-27 Aqua Filter (Pty) Ltd Solar heat collecting device
IT1400570B1 (it) * 2010-05-07 2013-06-14 Uni Del Salento Dipartimento Di Ingegneria Dell Innovazione Pannello solare piano a collettori rastremati per applicazioni con fluidi termovettori tradizionali ed inseminati con particelle e con nanofluidi
US8573196B2 (en) 2010-08-05 2013-11-05 Babcock Power Services, Inc. Startup/shutdown systems and methods for a solar thermal power generating facility
US8573252B2 (en) 2010-11-30 2013-11-05 Alstom Technology Ltd Shape optimized headers and methods of manufacture thereof
JP2012202556A (ja) * 2011-03-23 2012-10-22 Toshiba Corp 太陽熱集熱装置及び太陽熱発電システム
US9038624B2 (en) 2011-06-08 2015-05-26 Babcock Power Services, Inc. Solar boiler tube panel supports
JP6209531B2 (ja) * 2011-12-21 2017-10-04 ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ 形状が最適化されたヘッダおよびその製造方法
DE102012011328A1 (de) * 2012-06-06 2013-12-12 Linde Aktiengesellschaft Wärmeübertrager
AU2013200629B8 (en) * 2013-02-06 2015-03-12 Sener, Ingenieria Y Sistemas, S.A. Solar receiver panel

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES459532A1 (es) * 1976-06-15 1978-07-16 Olin Corp Un panel metalico perfeccionado.
US4216764A (en) * 1978-09-14 1980-08-12 Sunworks, Inc. Solar energy collector system including apparatus for balancing heat-exchange fluid flow
US5850831A (en) * 1996-09-27 1998-12-22 Boeing North American, Inc. Loose-tight-loose twist, twisted-tape insert solar central receiver
WO2005052488A1 (ja) * 2003-11-28 2005-06-09 Valeo Thermal Systems Japan Corporation 熱交換器

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US585831A (en) * 1897-07-06 Tohan w
US1813117A (en) * 1929-06-24 1931-07-07 Martin B Schuster Apparatus for treating, distilling and decomposing hydrocarbon oils
US1943855A (en) * 1930-06-06 1934-01-16 Gen Chemical Corp Heat exchange apparatus
US1884481A (en) * 1931-03-14 1932-10-25 Superheater Co Ltd Superheater header
US2439208A (en) * 1945-09-25 1948-04-06 American Locomotive Co Heat exchanger
US2592950A (en) * 1948-09-24 1952-04-15 Fedders Quigan Corp Heat exchange core
US2934322A (en) * 1955-09-01 1960-04-26 Frederick E Hazard Heat exchanger
AT243369B (de) * 1964-05-20 1965-11-10 Elin Union Ag Radiatoren für Transformatoren oder Drosselspulen
US3640843A (en) * 1969-04-17 1972-02-08 Time Inc Tapered header flow system for paper machine
DE2160372C3 (de) * 1971-12-02 1975-07-17 1000 Berlin Vorrichtung zur gleichmäßigen Durchströmung eines Rohrbündelwärmetauschers
US4094734A (en) * 1973-10-15 1978-06-13 Henderson Industrial Corporation Evaporator and treatment of viscous brines
US4122828A (en) * 1975-11-10 1978-10-31 Diperi Leonard J Solar energy collector for direct air heating
US4178910A (en) * 1976-06-25 1979-12-18 Gramer Eben J Solar collector and system for mounting a plurality of solar collectors on a surface
US4098329A (en) * 1976-07-29 1978-07-04 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Modular heat exchanger
CA1103539A (en) * 1977-08-19 1981-06-23 Queen's University At Kingston Solar heater
US4161809A (en) * 1977-09-26 1979-07-24 Honeywell Inc. Method of fabricating a solar absorber panel
US4290413A (en) * 1978-05-25 1981-09-22 Libbey-Owens-Ford Company Solar energy collector
US4209885A (en) * 1978-08-28 1980-07-01 Olin Corporation Process and apparatus for making composite sheet and heat exchanger panels therefrom
US4391046A (en) * 1979-05-21 1983-07-05 Roy Pietraschke Solar heated grain drying system
US4355602A (en) * 1981-08-10 1982-10-26 Cedar Dunes Investments Ltd. Boiler
US4557319A (en) * 1982-07-02 1985-12-10 Arnold Alanson J Marine keel cooler
US4485803A (en) * 1982-10-14 1984-12-04 The Babcock & Wilcox Company Solar receiver with interspersed panels
EP0164025B1 (en) * 1984-05-24 1989-02-01 TERUMO KABUSHIKI KAISHA trading as TERUMO CORPORATION Hollow fiber membrane type oxygenator and method for manufacturing same
US4676305A (en) * 1985-02-11 1987-06-30 Doty F David Microtube-strip heat exchanger
DE3609186A1 (de) * 1985-03-01 1987-09-24 Manfred Dipl Ing Weber Waermetauscher
DE3732081A1 (de) * 1987-09-24 1989-04-06 Rehau Ag & Co Plattenfoermiger waermetauscher
US4928755A (en) * 1988-05-31 1990-05-29 Doty Scientific, Inc. Microtube strip surface exchanger
US5116308A (en) * 1989-01-13 1992-05-26 Terumo Kabushiki Kaisha Apparatus for processing fluid and method of driving the same
US4993485A (en) * 1989-09-18 1991-02-19 Gorman Jeremy W Easily disassembled heat exchanger of high efficiency
JPH07114250B2 (ja) * 1990-04-27 1995-12-06 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション 熱伝達システム
US5267605A (en) * 1990-09-06 1993-12-07 Doty Scientific, Inc. Microtube array space radiator
EP0500390B1 (en) * 1991-02-22 1997-01-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Gas-insulated electric apparatus
US5188911A (en) * 1991-02-25 1993-02-23 Magnavox Electronic Systems Company Tapered manifold for batteries requiring forced electrolyte flow
US5268727A (en) * 1992-11-13 1993-12-07 Xerox Corporation Uniform velocity air manifold
CN2238403Y (zh) * 1995-06-29 1996-10-23 云南省太阳能技术开发中心 一种太阳能自然循环系统热水箱
US5862800A (en) * 1996-09-27 1999-01-26 Boeing North American, Inc. Molten nitrate salt solar central receiver of low cycle fatigue 625 alloy
DE19719259B4 (de) * 1997-05-07 2005-08-18 Valeo Klimatechnik Gmbh & Co. Kg Flachrohrwärmetauscher für Kraftfahrzeuge mit an Krägen eines Rohrbodens gehaltenen Flachrohren
TW399146B (en) * 1998-05-29 2000-07-21 Oval Corp Coliolis mass flowmeter
US6038768A (en) * 1998-06-09 2000-03-21 Fafco, Incorporated Method and apparatus for coupling panel boards and tubing to a header pipe
US6057000A (en) * 1998-10-29 2000-05-02 Xerox Corporation Extrusion coating process
EP1148231A4 (en) * 1999-01-20 2008-02-13 Hino Motors Ltd EGR COOLER
JP2002267390A (ja) * 2001-03-09 2002-09-18 Sanden Corp 熱交換器
US6736134B2 (en) * 2001-09-05 2004-05-18 The Boeing Company Thin wall header for use in molten salt solar absorption panels
US7011086B2 (en) * 2002-12-05 2006-03-14 The Boeing Company Bottom supported solar receiver panel apparatus and method
US6957536B2 (en) * 2003-06-03 2005-10-25 The Boeing Company Systems and methods for generating electrical power from solar energy
US8066955B2 (en) * 2003-10-17 2011-11-29 James M. Pinchot Processing apparatus fabrication

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES459532A1 (es) * 1976-06-15 1978-07-16 Olin Corp Un panel metalico perfeccionado.
US4216764A (en) * 1978-09-14 1980-08-12 Sunworks, Inc. Solar energy collector system including apparatus for balancing heat-exchange fluid flow
US5850831A (en) * 1996-09-27 1998-12-22 Boeing North American, Inc. Loose-tight-loose twist, twisted-tape insert solar central receiver
WO2005052488A1 (ja) * 2003-11-28 2005-06-09 Valeo Thermal Systems Japan Corporation 熱交換器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2570749A1 (en) 2011-09-16 2013-03-20 Sener, Ingenieria y Sistemas, S.A. A header for solar absorption panels and an absorption panel comprising the header
US9194610B2 (en) 2013-02-05 2015-11-24 Sener, Ingenieria Y Sistemas, S.A. Solar receiver panel

Also Published As

Publication number Publication date
US8186341B2 (en) 2012-05-29
IL193008A (en) 2012-04-30
AU2007211610B2 (en) 2011-08-11
AU2007211610A2 (en) 2009-04-23
ZA200806552B (en) 2009-11-25
CN101379350B (zh) 2011-11-16
PT1979688E (pt) 2012-03-08
WO2007088031A1 (en) 2007-08-09
MA30230B1 (fr) 2009-02-02
US20090250051A1 (en) 2009-10-08
CN101379350A (zh) 2009-03-04
AU2007211610A1 (en) 2007-08-09
ES2263394A1 (es) 2006-12-01
ES2378485T3 (es) 2012-04-13
IL193008A0 (en) 2009-02-11
EP1979688A1 (en) 2008-10-15
CY1112627T1 (el) 2016-02-10
EP1979688B1 (en) 2011-12-14
ATE537413T1 (de) 2011-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2378485T3 (es) Colector de sección transversal variable y pared delgada para paneles de absorción solar
ES2307349A1 (es) Colector de pared delgada para uso en paneles de absorcion solar de sal fundida.
US20130220310A1 (en) Solar thermal receiver with concentric tube modules
ES2525196A1 (es) Receptor solar de torre tubular aislado a las pérdidas energéticas por radiación
ES2636806T3 (es) Panel de absorción solar que comprende un colector
ES2370730A1 (es) Receptor solar de serpentín para disco stirling y el método de fabricación.
ES2701232T3 (es) Receptor solar central de concentración
ES2370731B1 (es) Receptor cóncavo para disco stirling y método de fabricación.
ES2381698B1 (es) Colector solar con receptor multitubular, plantas termosolares que contienen dicho colector y método de operación de dichas plantas.
US20100224183A1 (en) Flat Vacuum Solar Collector Having Chamber-Type Heads
ES2364115A1 (es) Colector solar cilindro paramétrico con reconcentrador secundario optimizado y su procedimiento de diseño.
US20160040909A1 (en) Absorber arrangement for a trough collector
US9194610B2 (en) Solar receiver panel
MX2008009959A (es) Cabecera de pared delgada con un corte transversal variable para paneles de absorcion solar
US10539339B2 (en) Solar receiver having improved heliostat field performance
ES2329100A1 (es) Tobera para la conexion de conducciones a un colector.
ES2735303B2 (es) Receptor solar de torre exterior
MX2013001634A (es) Panel receptor solar.
ES2648737A1 (es) Receptor para torre de energía solar
KR20190122410A (ko) 유체 흐름의 제어가 가능한 매니폴드
ES2417407A2 (es) Absorbedor para colector solar y su procedimiento de fabricación

Legal Events

Date Code Title Description
EC2A Search report published

Date of ref document: 20061201

Kind code of ref document: A1

FG2A Definitive protection

Ref document number: 2263394B1

Country of ref document: ES

FD2A Announcement of lapse in spain

Effective date: 20161207