ES2665330B2

ES2665330B2 - Procedimiento para ajustar la presion de un generador de vapor en una central de energia solar

Info

Publication number: ES2665330B2
Application number: ES201890005A
Authority: ES
Inventors: Andreas Ehrsam; Enrico Conte
Original assignee: General Electric Technology GmbH
Current assignee: GE Vernova GmbH
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2019-05-14
Anticipated expiration: 2035-08-10
Also published as: WO2017025124A1; ES2665330A2; CN107850053B; ES2665330R1; CN107850053A; CL2018000294A1

Description

DESCRIPCION

Procedimiento para ajustar la presion de un generador de vapor en una central de energia solar

Campo de esfuerzo

La presente divulgacion se refiere generalmente al campo de la energia solar concentrada, y mas particularmente, a un procedimiento para mejorar la eficiencia de una central de energia termica solar concentrada con un fluido de almacenamiento de energia termica que usa energia solar concentrada para almacenar energia calorifica, y usar la energia calorifica almacenada para generar electricidad.

Breve descripcion de la tecnica relacionada

Una central de energia termica solar basada en el receptor central de vapor directo (DSCR) incluye un gran campo de heliostatos y un receptor solar colocado en una torre de altura considerable. Los heliostatos centralizan la luz solar directa en el receptor solar para producir vapor para usarse para hacer funcionar una turbina de vapor para producir electricidad. Normalmente, la central de energia termica solar opera en un ciclo diario, durante las horas de luz solar despejadas, mientras que se cierra durante las noches o en temporadas nubladas. Sin embargo, si la central de energia termica solar tiene que cumplir con la creciente demanda de electricidad, necesita ser operable independientemente de la disponibilidad de luz solar, es decir, durante las noches o en temporadas nubladas. Una realization de una central de energia termica solar de este tipo genera un requisito de almacenar energia termica solar durante las horas del dia y usar la misma durante las noches o en temporadas nubladas. Para dicho requisito, generalmente se usa un receptor central que incluye un fluido de almacenamiento de energia solar, tal como sal fundida. El receptor central con sal fundida se conoce generalmente como receptor central de sal fundida (MSCR).

En un sistema de MSCR tipico, se disponen un MSCR, tanques de almacenamiento en caliente y en frio y un ciclo de generador de vapor de sal fundida (MSSG) para usar la energia solar para producir electricidad. En dicha disposition, el fluido de sal fundida calentado en el MSCR se almacena en el tanque de almacenamiento en caliente, a una temperatura de aproximadamente 565 °C, y despues de que la energia termica del mismo se esta usando por el ciclo del MSSG, se almacena en el tanque de almacenamiento en frio, a una temperatura de aproximadamente 290 °C, desde donde se env^a ademas al MSCR para recalentarse. El ciclo del MSSG incluye: una disposition de generador de vapor que generalmente tiene un economizador, un evaporador y un supercalentador configurados juntos; una turbina de recalentamiento y multietapa. La disposicion de generador de vapor usa el calor de la sal fundida caliente y convierte el agua de alimentation de un tanque de agua de alimentacion en vapor y lo envia a la turbina multietapa para la conversion de calor en electricidad a traves de un generador. Ademas, el vapor puede recalentarse en el recalentador usando la sal fundida caliente para suministrar vapor recalentado para una etapa adicional de la turbina multietapa. Se pueden aplicar varias tecnologias de generador de vapor como tales para dicho fin. El economizador, el evaporador y el supercalentador se pueden separar en componentes dedicados o las tres secciones se pueden combinar en un unico componente (conocido como generador de vapor de una sola pasada). En el caso de una disposicion con componentes separados, el evaporador puede incluir un cuerpo (a menudo denominado hervidor de caldera) o dividirse en un evaporador y un tambor de vapor para la separation de vapor. Ademas, cada section, como el economizador, evaporador y supercalentador se pueden dividir en multiples cuerpos, en serie o en paralelo.

Independientemente de dichas tecnologias de generador de vapor variables, la presion de vapor en el ciclo del MSSG generalmente esta limitada por la llamada limitation de estrechamiento en el ciclo del MSSG, normalmente a o menor que 115 bares. La limitacion de estrechamiento en el MSSG esta determinada por dos factores importantes. En primer lugar, la temperatura del agua de alimentacion necesitara mantenerse por encima de un nivel mmimo, normalmente 240 °C, para eliminar el riesgo de congelation de la sal fundida dentro de un intercambiador de calor (economizador, evaporador, supercalentador (y si incluye recalentamiento), puede denominarse simplemente ‘intercambio de calor’). En segundo lugar, la temperatura de la sal fundida que abandona el MSSG debera mantenerse tan baja como sea posible para una operation segura de la sal, normalmente a 290°C. Un aumento de esta temperatura de salida disminuye la capacidad de almacenamiento termico y, por tanto, requiere una cantidad adicional de sal para la misma cantidad de energia almacenada. Bajo estas dos condiciones, el agua se calienta en el economizador y comienza a evaporarse a una presion que esta determinada por el equilibrio termico del sistema, normalmente a 115 bares o menor. La limitacion de la presion de vapor resultante de los factores mencionados anteriormente tiene un impacto negativo en la eficiencia de la central de energia.

Sumario

La presente divulgacion divulga un procedimiento que se presentara en el siguiente sumario simplificado para proporcionar una comprension basica de uno o mas aspectos de la divulgacion que pretenden superar los inconvenientes discutidos, pero incluir todas las ventajas de los mismos, junto con proporcionar algunas ventajas adicionales. El sumario no es una vision general extensiva de la divulgacion. No pretende identificar elementos clave o criticos de la divulgacion, ni delinear el alcance de la presente divulgacion. Mas bien, el unico fin de este sumario es presentar algunos conceptos de la divulgacion, sus aspectos y ventajas de una forma simplificada como un preludio de la description mas detallada que se presenta en lo sucesivo.

Un objetivo de la presente divulgacion es describir un procedimiento que pueda poder aumentar o disminuir la presion de vapor en una disposition de generador de vapor mientras evita la congelation de la sal fundida mejorando la eficiencia del sistema de energia termica solar.

En un aspecto de la presente divulgacion, se describe un procedimiento para ajustar la presion de un generador de vapor de un sistema de energia termica solar para lograr uno o mas objetivos de la presente divulgacion. El procedimiento incluye las siguientes etapas: calentar el fluido de almacenamiento de energia termica en un receptor solar; almacenar el fluido de almacenamiento de energia termica calentado en una disposicion de almacenamiento de energia termica;

usar el calor del fluido de almacenamiento de energia termica para producir vapor a partir del agua de alimentacion suministrada desde un suministro de agua de alimentacion en una disposicion de generador de vapor para operar una turbina, en el que la disposicion de generador de vapor comprende una section de economizador para calentar el agua de alimentation hasta una temperatura saturada para definir la presion de la disposicion de generador de vapor, una seccion de evaporador para generar el vapor del agua de alimentacion, y una seccion de supercalentador para supercalentar el vapor del evaporador; ajustar la presion en la disposicion de generador de vapor recirculando el agua de alimentacion calentada por la seccion de economizador alrededor de la seccion de economizador o al menos derivando parcialmente la seccion de economizador mientras se mantiene la temperatura del fluido de almacenamiento de energia termica en una entrada de la seccion de evaporador y en una salida de la seccion de economizador.

En un modo de realization, la presion en la disposition de generador de vapor se ajusta para aumentar durante una operation de carga completa mediante la recirculation del agua de alimentation calentada por la section de economizador alrededor de la section de economizador. Dicha recirculacion del agua calentada se proporciona a una entrada de la seccion de economizador.

En un modo de realizacion de ejemplo, el agua calentada se puede recircular desde la salida de la seccion de economizador hasta la entrada de la seccion de economizador. En un modo de realizacion de ejemplo adicional, el agua calentada se puede recircular desde la seccion de evaporador hasta la entrada de la seccion de economizador. En otro modo de realizacion de ejemplo adicional, el agua calentada se puede recircular desde un tambor de vapor, configurado para la seccion de evaporador, para la entrada de la seccion de economizador.

En un modo de realizacion, la presion en la disposicion de generador de vapor se ajusta para reducirse durante la operacion de carga parcial derivando parcialmente la seccion de economizador para suministrar el agua desde el suministro de agua de alimentacion directamente a la seccion de evaporador.

El procedimiento ademas puede incluir ademas una etapa de recalentar el vapor mediante un conjunto de recalentamiento configurado para la disposicion de generador de vapor.

Estos junto con los otros aspectos de la presente divulgation, junto con las varias caracteristicas de novedad que caracterizan la presente divulgacion, se senalan con particularidad en la presente divulgacion. Para una mejor comprension de la presente divulgacion, sus ventajas operativas, y sus usos, se debe hacer referencia a los dibujos adjuntos y materia descriptiva en los que se ilustran ejemplos de modos de realizacion de la presente divulgacion.

Breve description de los dibujos

Las ventajas y las caracteristicas de la presente divulgacion se entenderan mejor con referencia a la siguiente descripcion detallada y reivindicaciones tomadas en combinacion con los dibujos adjuntos, en el que los elementos similares se identifican con simbolos similares, y en los que:

la FIG. 1 ilustra una vista general de un sistema de energia termica solar para operarse usando el procedimiento reivindicado, de acuerdo con un modo de realizacion a modo de ejemplo de la presente divulgacion;

la FIG. 2 es una ilustracion esquematica de un sistema de energia termica solar para operarse usando el procedimiento reivindicado, de acuerdo con un modo de realizacion a modo de ejemplo de la presente divulgacion;

la FIG. 3 es una ilustracion esquematica de un sistema de energia termica solar para operarse usando el procedimiento reivindicado, de acuerdo con otro modo de realizacion a modo de ejemplo de la presente divulgacion;

la FIG. 4 es una ilustracion esquematica de un sistema de energia termica solar donde se incluye un tambor de vapor para operarse usando el procedimiento reivindicado, de acuerdo con otro modo de realizacion a modo de ejemplo de la presente divulgacion; y

las FIGS. 5A y 5B respectivamente ilustran representaciones graficas de mejora del presente sistema con respecto a un sistema convencional.

Numeros de referencia similares se refieren a partes similares a lo largo de la descripcion de diversas vistas de los dibujos.

Descripcion detallada de modos de realizacion a modo de ejemplo

Para una comprension completa de la presente divulgacion, se debe hacer referencia a la siguiente descripcion detallada, incluyendo las reivindicaciones adjuntas, en conexion con los dibujos descritos anteriormente. En la siguiente descripcion, con fines de explicacion, se exponen numerosos detalles espedficos a fin de proporcionar una comprension exhaustiva de la presente divulgacion. Sin embargo, sera evidente para un experto en la tecnica que puede practicarse la presente divulgacion sin estos detalles espedficos. En otros casos, las estructuras y dispositivos se muestran solo en forma de diagramas de bloques, a fin de evitar oscurecer la divulgacion. La referencia en esta memoria descriptiva a "un modo de realizacion", "otro modo de realizacion", "varios modos de realizacion" significa que un rasgo, estructura o caracteristica particular descrita en conexion con el modo de realizacion se incluye en al menos un modo de realizacion de la presente divulgacion. El aspecto de la frase "en un modo de realizacion" en varios lugares en la memoria descriptiva no necesariamente se refiere al mismo modo de realizacion, ni los modos de realizacion separados o alternativos excluyen mutuamente otros modos de realizacion. Es mas, se describen varias caracteristicas que pueden exhibirse por algunos modos de realizacion y no por otros. Del mismo modo, se describen varios requisitos que pueden ser requisitos para algunos modos de realization pero pueden no ser requisitos de otro modo de realization.

Aunque la siguiente description contiene muchas especificidades con fines de ilustracion, cualquier experto en la tecnica apreciara que muchas variaciones y/o alteraciones de estos detalles estan dentro del alcance de la presente divulgation. Del mismo modo, aunque muchas de las caracteristicas de la presente divulgacion se describen en terminos de la otra, o en combination entre si, un experto en la tecnica apreciara que muchas de estas caracteristicas se pueden proporcionar independientemente de otras caracteristicas. En consecuencia, esta descripcion de la presente divulgacion se expone sin perdida de generalidad a, y sin imponer limitaciones sobre, la presente divulgacion. Ademas, los terminos relativos, tales como "primero", "segundo" y similares, en el presente documento no denotan ningun orden, elevation o importancia, sino que mas bien se usan para distinguir un elemento de otro. Ademas, los terminos "un", "una" y "pluralidad" en el presente documento no denotan una limitation de cantidad, sino que mas bien denotan la presencia de al menos uno del arriculo de referencia.

Con referencia a la FIG. 1, se plasma una ilustracion esquematica de ejemplo de un sistema de energia termica solar 100 de acuerdo con un modo de realizacion a modo de ejemplo de la presente divulgacion para operarse usando el procedimiento reivindicado. El sistema de energia termica solar 100 (en lo sucesivo denominado ‘sistema 100’) incluye un receptor solar 110 que puede colocarse en una torre 112 de altura sustancial y rodearse por un gran campo de heliostatos 114. El receptor solar 110 recibe energia solar de los heliostatos 114 para calentarse, que esta designado para dirigir la energia solar del sol 'S'. El sistema 100 incluye ademas una disposition de almacenamiento de energia termica 120 (en lo sucesivo denominada ‘disposicion de almacenamiento termico 120’) (lmeas de puntos) que tiene un fluido de almacenamiento de energia termica (en lo sucesivo ‘fluido de almacenamiento termico’) para circularse a traves del receptor solar 110 para almacenar energia termica en el mismo. El fluido de almacenamiento termico puede ser generalmente una sal fundida, una mezcla de nitratos de sodio y potasio (NaNO ³ y KNO ³ ). Sin embargo, sin apartarse del alcance de la presente divulgacion, se puede usar cualquier otro fluido de almacenamiento termico, tal como otras composiciones de sal o metal liquido, segun se encuentre adecuado para dicho fin. La disposicion de almacenamiento termico 120 puede incluir un primer y segundo tanques de almacenamiento 122, 124. Durante las horas del dia, cuando la energia solar incide en el receptor solar 110 mediante los heliostatos 114, el fluido de almacenamiento termico que fluye a su traves se calienta. El fluido de almacenamiento termico calentado puede, desde el receptor solar 110, suministrarse y almacenarse en el primer tanque de almacenamiento 122. Mientras que en las noches, el fluido de almacenamiento termico calentado almacenado en el primer tanque de almacenamiento 122 se usa para generar energia electrica, y el fluido de almacenamiento termico frio resultante puede suministrarse para almacenarse en el segundo tanque de almacenamiento 124. Ademas durante tiempos, el fluido de almacenamiento termico frio del segundo tanque de almacenamiento 124 se suministra al receptor solar 110 para recalentarse.

El sistema 100 incluye ademas una turbina de vapor 130 que puede ser una turbina multietapa, y una disposition de generador de vapor 140 para usar calor del fluido de almacenamiento termico de la disposicion de almacenamiento termico 120 para accionar un generador electrico 150 para producir energia electrica. La turbina de vapor 130 puede incluir una turbina de vapor de presion alta 132, una turbina de presion intermedia 134 y una turbina de presion baja 136, que pueden adaptarse para ser operables en un vapor o vapor de presion variable generado por la disposicion de generador de vapor 140, usando el fluido de almacenamiento termico de la disposicion de almacenamiento termico 120. La disposicion de generador de vapor 140 puede recibir agua de un suministro de agua de alimentation 116 a traves de una bomba a presion alta para generar y suministrar el vapor a la turbina de vapor 130. Espedficamente, el agua de alimentacion a presion alta se convierte principalmente en vapor a presion alta de presion deseada, preferentemente de 170 bares, y temperatura de 545 °C, mediante el fluido de almacenamiento termico de la disposicion de almacenamiento termico 120. En la medida en que la construction y disposicion del sistema 100, varios elementos asociados pueden ser bien conocidos por los expertos en la tecnica, no se considera necesario con fines de adquirir una comprension de la presente divulgation que se reciten en el presente documento todos los detalles constructivos y la explication de los mismos. Mas bien, se considera suficiente simplemente observar que como se muestra en las FIGS. 1 a 5B, en el sistema 100, solo se muestran aquellos componentes que son relevantes para la description de varios modos de realization de la presente divulgacion.

Con referencia a las FIGS. 2, 3 y 4, descritas en combination con la FIG. 1, las ilustraciones de lmeas detalladas de la disposicion de generador de vapor 140 se plasman de acuerdo con varios modos de realizacion de la presente divulgacion. Como se muestra en las FIGS.

2 y 3, la disposicion de generador de vapor 140 (frontera mediante lmeas de puntos) puede incluir una section de economizador 142, una section de evaporador 144 y una section de supercalentador 148 configuradas de forma comunicable para usar el calor del fluido de almacenamiento termico caliente, en una entrada de la seccion de evaporador 144, recibido del primer tanque de almacenamiento 122 para generar dicho vapor a presion alta del agua recibida del suministro de agua de alimentacion 116. La seccion de economizador 142 esta configurada para calentar el agua de alimentacion hasta una temperatura saturada para definir la presion de la disposition de generador de vapor 140. Ademas, la seccion de evaporador 144 genera un vapor del agua de alimentacion, y la seccion de supercalentador 148 esta configurada para supercalentar el vapor recibido de la seccion de evaporador (144). En las FIGS. 2 y 3, la lmea de suministro de agua y vapor se plasma como lmeas continuas, mientras que la lmea de suministro de fluido de almacenamiento termico caliente se plasma como lmeas de puntos, en direction de flecha opuesta a las lmeas continuas, en aras de un reconocimiento facil. El fluido de almacenamiento termico caliente da como resultado fluido de almacenamiento termico frio cuando el generador de vapor 140 usa su calor, y el fluido de almacenamiento termico frio resultante se suministra directamente al segundo tanque de almacenamiento 124, desde la disposicion de generador de vapor 140 para almacenarse en el mismo. Dicho vapor de presion alta se suministra a la seccion de supercalentador 148 y ademas a la turbina de presion alta 132 de la turbina de vapor 130 para accionarla. Despues de suministrar su energia, el vapor puede liberarse desde una etapa de turbina corriente abajo de la turbina de presion alta 132.

La disposicion de generador de vapor 140 tambien puede incluir un conjunto de recalentamiento 160. El fluido de almacenamiento termico caliente del primer tanque de almacenamiento 122 tambien se puede suministrar a la disposicion de generador de vapor 140, a traves del conjunto de recalentamiento 160, para generar vapor de presion, por ejemplo vapor de presion intermedia, para suministrar a la turbina de presion intermedia 134. El conjunto de recalentamiento 160 tambien se puede usar para recalentar el vapor de presion recibido desde la etapa de turbina corriente abajo de la turbina de presion alta 132 mediante el fluido de almacenamiento termico caliente. El vapor de la turbina de presion intermedia 134 se suministra a la turbina de presion baja 136 para accionar la turbina de vapor 130.

En la totalidad de la description anterior sobre generation del vapor para un trabajo suave y economico del sistema 100, sin congelation del fluido de almacenamiento termico y sin aumento de la temperatura de salida de la sal, la presion de vapor esta limitada por el equilibrio termico del sistema 100. Esto se debe a que despues de que el agua se calienta hasta la temperatura de saturation en la seccion de economizador 142 de la disposicion de generador de vapor 140, se inicia la evaporation, estableciendo de este modo naturalmente la presion de evaporacion. La presion de vapor tiene un impacto directo en la eficiencia del ciclo de vapor.

Para mejorar la eficiencia, el sistema 100 puede estar configurado de tal forma que la presion de vapor en la disposition de generador de vapor 140 se pueda ajustar, es decir aumentar o disminuir, dependiendo de las operaciones de carga completa o parcial de la misma, mientras se mantiene la temperatura del agua que entra en el la section de economizador 142 por encima de la temperatura de congelation de la sal, y la temperatura de la sal que abandona el MSSG en el nivel mas bajo posible para una operation segura por encima de la congelacion. A tal efecto, durante la operacion a carga completa del sistema 100, el sistema 100 incluye una lmea de recirculation 170. La lmea de recirculation 170 esta configurada alrededor de la seccion de economizador 142 para recircular el agua calentada hasta una entrada 142a de la seccion de economizador 142. La recirculacion del agua calentada en la lmea de recirculacion 170 puede hacerse mediante una bomba de capacidad adecuada. De esta manera, la temperatura del agua de alimentation se puede disminuir, pero la temperatura de entrada a la seccion de economizador 142 se puede mantener al nivel deseado para evitar el riesgo de congelacion de la sal, estableciendo apropiadamente la cantidad de agua recirculada. El resultado es un aumento neto de la carga termica en la seccion de economizador 142. En un modo de realization, como se muestran en la FIG. 2, la lmea de recirculacion 170 esta configurada desde una salida 142b de la seccion de economizador 142 hasta la entrada 142a de la seccion de economizador 142. En otro modo de realizacion, como se muestra en la FIG. 3, la lmea de recirculacion 170 esta configurada desde la seccion de evaporador 144 hasta la entrada 142a de la seccion de economizador 142. En otro modo de realizacion mas, como se muestra en la FIG. 4, la seccion de evaporador 144 tambien puede incluir un tambor de vapor 146 y en ese modo de realizacion la lmea de recirculacion 170 puede estar configurada desde el tambor de vapor 146 hasta la entrada 142a de la seccion de economizador 142.

Estas dichas disposiciones de las lmeas de recirculacion 170 de las FIGS. 2, 3 y 4 permiten aumentar el nivel de presion de vapor en la disposicion de generador de vapor 140, aumentando a su vez la eficiencia del ciclo de vapor mientras se mantiene la temperatura del fluido de almacenamiento de energia termica en una entrada 144a de la seccion de evaporador 144 y en la salida 142b de la seccion de economizador 142, y la temperatura del agua de alimentacion a la seccion de economizador 142 en valores deseados. Las FIGS. 5A y 5B, respectivamente, plasman representaciones graficas de un diagrama T-Q que ilustra la mejora de la presente invention (FIG. 5A) con respecto a la convencional (FIG. 5B). Aumentar el agua calentada recirculada mientras se disminuye la temperatura del agua de alimentacion a la seccion de economizador 142 reduce la pendiente de la lmea de calentamiento de agua, esto estrecha la lmea de fluido de almacenamiento termico (sal fundida) en un punto correspondiente a una presion de evaporation mayor.

Un efecto adicional de dicha lmea de recirculation 170 alrededor de la seccion de economizador 142 es que el agua que entra en la seccion de economizador 142 se puede mantener al nivel deseado, es decir, 240 °C, en una operation a carga completa del sistema 100, mezclando el agua con una cantidad apropiada de agua caliente recirculada.

En un modo de realization adicional de la presente divulgation, aparte de la lmea de recirculacion 170, el sistema 100 puede incluir ademas una lmea de derivation 180. La lmea de derivacion 180 esta configurada para derivar la seccion de economizador 142 para suministrar el agua desde el suministro de agua de alimentacion 116 directamente a la seccion de evaporador 144, como se muestra en las FIGS. 2, 3 y 4. Las condiciones de trabajo para las lmeas de recirculacion y derivacion 170 y 180 pueden explicarse en combination con otras FIGS. 1 y 5A-B ademas de las FIGS. 2, 3 y 4. Dependiendo de las condiciones de carga operativas (cargas completas y parciales), las lmeas de recirculacion y derivacion 170 y 180 se pueden seleccionar para operacion.

Por ejemplo, la lmea de derivacion 180 puede ser importante durante la condition de carga parcial. En un modo de realizacion, durante la carga parcial del sistema 100, la lmea de recirculacion 170 se puede desactivar y la lmea de derivacion 180 se activa. Generalmente, en una condicion de carga completa, la temperatura del fluido de almacenamiento termico (sal fundida) que sale de la seccion de economizador 142 corresponde a la temperatura del segundo tanque de almacenamiento 124 (tanque frio) de aproximadamente 290°C. Por lo tanto, en una condicion de carga parcial, la temperatura del fluido de almacenamiento termico (sal fundida) generalmente puede tender a disminuir por debajo de 290°C. La lmea de recirculacion 170 se puede ajustar para aumentar la temperatura de entrada de agua a la seccion de economizador 142 a por encima de 240°C, controlando por tanto la temperatura de salida del fluido de almacenamiento termico (sal fundida) a 290°C. Sin embargo, el flujo de recirculacion requerido puede aumentar y puede estar limitado pronto por la capacidad maxima de la lmea de recirculacion 170, normalmente limitada por la capacidad de la bomba en la lmea de recirculacion 170. Cuando se alcanza este punto, puede que se requiera que la temperatura de salida del fluido de almacenamiento termico (sal fundida) se deslice por debajo de 290°C. En una condicion de carga parcial menor, si la temperatura del fluido de almacenamiento termico (sal fundida) alcanza un nivel, por debajo del cual existe un riesgo de congelacion, puede ser necesario realizar previsiones para superarlo. Instalando la lmea de derivation 180, parte del agua del suministro de agua de alimentation 116 se puede enviar directamente a la section de evaporador 144, en lugar de enviarse a la section de economizador 142, reduciendo la carga termica en la seccion de economizador 142 y evitando que el almacenamiento termico fluido (sal fundida) se enfrie demasiado frio mientras se envia al segundo tanque de almacenamiento 124 para almacenarse. Esto permite una eficiencia mayor del sistema 100 en la condition de carga parcial.

Ademas de lo anterior, las lmeas de recirculation y derivacion 170, 180 tambien pueden permitir extender el "nivel de presion deslizante" de la disposition de generador de vapor 140. 'Presion deslizante' significa que cuando el flujo de agua disminuye, la presion de vapor se disminuye proporcionalmente. Bajar la presion tambien tiene el efecto de bajar la temperatura de salida del fluido de almacenamiento termico (sal fundida), ya que baja la temperatura de evaporation en la seccion de evaporador 144 y por ende conduce a una temperatura de entrada de agua menor en la entrada 142a de la seccion de economizador 142. La lmea de derivacion 180 se puede usar para mantener alta la temperatura de salida del fluido de almacenamiento termico (sal fundida) y permite la operation en la "presion deslizante" a cargas mucho menores que sin lmea de derivacion 180, mientras se evita un descenso de la temperatura de salida del fluido de almacenamiento termico (sal fundida) desde su valor de diseno (generalmente, alrededor de 290°C). Cuando se opera la disposicion de generador de vapor 140 en presion deslizante para la condicion de carga parcial, la turbina de vapor 130 se puede operar con una valvula abierta de par en par (la turbina es una maquina volumetrica que sigue caracteristicas de presion deslizante). Esto aumenta significativamente la eficiencia del ciclo de la turbina, en comparacion con una operacion donde la turbina necesita mantener una presion mayor en la disposicion de generador de vapor y por lo tanto necesita estrangular la presion con la valvula de entrada de turbina.

El procedimiento tal como se reivindica y describe en el presente documento en combination con el sistema 100 es ventajoso en varios ambitos tales como los descritos anteriormente. Aparte de las caracteristicas ventajosas anteriores descritas en la divulgation en varios modos de realizacion con respecto a la capacidad de la presente invencion de aumentar la presion de vapor en una disposicion de generador de vapor mientras se evita la congelacion de la sal fundida mejora la eficiencia del sistema de energia termica solar. La presente invention tambien se puede aplicar a tecnologias y modos de realization de generadores de vapor, incluyendo donde las secciones de economizador, evaporador y supercalentador esten separadas en componentes dedicados, montadas en serie o paralelo, o todas las tres secciones combinadas en un unico componente.

Las descripciones anteriores de modos de realization espetificos de la presente divulgation se han presentado con fines de ilustracion y description. No pretenden ser exhaustivas o limitar la presente divulgacion a las formas precisas divulgadas, y obviamente son posibles muchas modificaciones y variaciones a la luz de la ensenanza anterior. Los modos de realizacion se escogieron y describieron a fin de explicar de la mejor manera los principios de la presente divulgacion y su aplicacion practica, para permitir de este modo a otros expertos en la tecnica usar de la mejor manera la presente divulgacion y varios modos de realizacion con varias modificaciones, segun se adapten al uso espedfico contemplado. Se entiende que se contemplan varias omisiones y sustituciones de equivalentes segun las circunstancias pueden sugerir o hacer conveniente, pero tales pretenden cubrir la aplicacion o implementation sin apartarse del espmtu o alcance de las reivindicaciones de la presente divulgacion.

Lista de numeros de referencia

100 Sistema de energia termica solar; sistema

110 Receptor solar

112 Torre

114 Heliostatos

116 Suministro de agua de alimentacion

120 Disposition de almacenamiento de energia termica; disposicion de almacenamiento termico

122,124 Primer y segundo tanques de almacenamiento

130 Turbina de vapor multietapa, turbina de vapor

132 Turbina de vapor de presion alta

134 Turbina de presion intermedia

136 Turbina de presion baja

140 Disposicion de generador de vapor

142 Seccion de economizador

142a Entrada del economizador

142b Salida del economizador

144 Seccion de evaporador

144a Entrada de seccion de evaporador

146 Tambor de vapor

148 Seccion de supercalentador 150 Generador electrico

160 Conjunto de recalentamiento 170 Lmea de recirculacion

180 Lmea de derivation

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para ajustar la presion de un generador de vapor en una central de ene^a solar, comprendiendo el procedimiento:

calentar el fluido de almacenamiento de ene^a termica en un receptor solar (110); almacenar el fluido de almacenamiento de energia termica calentado en una disposicion de almacenamiento de energia termica (120);

usar el calor del fluido de almacenamiento de energia termica para producir el vapor a partir del agua de alimentacion suministrada desde un suministro de agua de alimentacion (116) en una disposicion de generador de vapor (140) para operar una turbina (130), en donde la disposicion de generador de vapor (140) comprende una seccion de economizador (142) para calentar el agua de alimentacion hasta una temperatura saturada para definir la presion de la disposicion de generador de vapor (140), una seccion de evaporador (144) para generar el vapor del agua de alimentacion y una seccion de supercalentador (148) para supercalentar el vapor de la seccion de evaporador (144);

ajustar la presion en la disposicion de generador de vapor (140) recirculando agua de alimentacion calentada por la seccion de economizador (142) alrededor de la seccion de economizador (142) o al menos derivando parcialmente la seccion de economizador (142) mientras

se mantiene la temperatura del fluido de almacenamiento de energia termica en una entrada (144a) de la seccion de evaporador (144) y en una salida (142b) de la seccion de economizador (142).

2. Un procedimiento segun se reivindica en la reivindicacion 1, en el que recircular agua calentada comprende:

recircular el agua calentada hasta una entrada (142a) de la seccion de economizador (142).

3. El procedimiento segun se reivindica en la reivindicacion 2, en el que recircular agua calentada comprende:

recircular el agua calentada desde la salida (142b) de la seccion de economizador (142) hasta la entrada (142a) de la seccion de economizador (142).

4. El procedimiento segun se reivindica en la reivindicacion 1, en el que recircular agua calentada comprende:

recircular agua calentada desde la seccion de evaporador (144) hasta la entrada (142a) de la seccion de economizador (142).

5. El procedimiento segun se reivindica en la reivindicacion 1, en el que recircular agua calentada comprende:

recircular agua calentada desde un tambor de vapor (146), configurado para la seccion de evaporador 144, hasta la entrada 142a de la seccion de economizador (142).

6. Un procedimiento segun se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la presion en la disposition de generador de vapor (140) se incrementa mediante la recirculation del agua de alimentation calentada por la seccion de economizador (142) alrededor de la seccion de economizador (142) durante una operation de carga completa.

7. Un procedimiento segun se reivindica en la reivindicacion 1, en el que derivar al menos parcialmente la seccion de economizador 142 comprende:

derivar al menos parcialmente la seccion de economizador 142 para suministrar directamente el agua desde el suministro de agua de alimentacion 116 a la seccion de evaporador (144) para reducir la presion en la disposicion de generador de vapor (140).

8. Un procedimiento segun se reivindica en las reivindicaciones 1 o 7, en el que la presion en la disposicion de generador de vapor (140) se reduce derivando parcialmente la seccion de economizador 142 durante una operacion de carga parcial.

9. El procedimiento segun se reivindica en la reivindicacion 1, que comprende ademas: recalentar el vapor mediante un conjunto de recalentamiento (160) configurado para la disposicion de generador de vapor (140).