Bomba de fluido de transferencia de calor para energía solar concentrada

Transporte perfecto de líquidos de transferencia de calor

Las bombas de fluidos de transferencia de calor (Heat Transfer Fluid, HTF) hacen circular el aceite térmico a través de los cilindros parabólicos para calentarlo y lo bombean hacia el generador de vapor solar. Las principales características de las bombas HTF son su alta temperatura y el sistema de sellado doble. Según el tamaño de la planta, las bombas HTF pueden ser de tipo doble aspiración o de aspiración axial.

Las bombas de fluidos de transferencia de calor (HTF) hacen circular el aceite térmico del circuito primario a través de los cilindros parabólicos para calentarlo y lo bombean:

  • al generador de vapor solar en un ciclo combinado solar integrado (ISCC) híbrido;
  • al generador de vapor solar en cilindro parabólico sin almacenamiento de calor;
  • o bien al generador de vapor solar o a los intercambiadores de calor del circuito secundario (sales fundidas) en cilindro parabólico con almacenamiento de calor de sales fundidas.

Las principales características de las bombas HTF son su alta temperatura y el sistema de sellado doble.
Según el tamaño de la planta, las bombas HTF pueden ser de tipo doble aspiración o de aspiración axial.

Sulzer suministra las siguientes bombas monoetapa como bombas de fluidos de transferencia de calor para centrales eléctricas de cilindros parabólicos sin almacenamiento de calor:

HZB-HTF BBS/CD ZF OHH
Caudales
Hasta 4000 m3/h /
17 500 USgpm
Hasta 5.000 m3/h /
22.000 USgpm
Hasta 2600 m3/h
11 440 USgpm
Hasta 2.250 m3/h /
10.000 USgpm
Alturas Hasta 340 m /
1.115 pies
Hasta 450 m /
1.500 pies
Hasta 300 m /
1.000 pies
Hasta 360 m /
1.200 pies
Presiones
Hasta 48 bares /
700 psi (libras por pulgada cuadrada)
Hasta 50 bares /
740 psi (libras por pulgada cuadrada)
Hasta 100 bar /
1.450 psi (libras por pulgada cuadrada)
Hasta 75 bar /
1.100 psi (libras por pulgada cuadrada)
Temperaturas Hasta 425 °C/
800 °F
Hasta 425 °C/
800 °F
Hasta 425 °C/
800 °F
Hasta 425 °C/
800 °F

Productos

  • BBS y CD son bombas de una etapa montadas entre cojinetes
    Los modelos BBS y CD son bombas API 610 (ISO 13709) tipo BB2, de una etapa, partidas radialmente. Ofrecen la más amplia gama de desempeño hidráulico en la industria.

  • Bomba HZB-HTF de voluta y doble aspiración
    La HZB-HTF es una bomba horizontal de transferencia de fluido térmico, monoetapa, partida radialmente, montada sobre la línea de centros y de doble aspiración. La serie de bombas HZB-HTF es idónea para aplicaciones de transferencia de fluido térmico en el transporte de fluidos limpios, calientes y peligrosos.

  • Gama de bombas de aspiración axial ZE/ZF
    Las bombas ZE / ZF son ideales para aplicaciones industriales arduas: manipulación de líquidos limpios, fríos o calientes, incluidos los hidrocarburos y productos químicos ligeros.

  • OHH Bombas de una etapa, en voladizo
    La OHH es nuestra bomba de proceso API 610 (ISO 13709) tipo OH2 en voladizo, horizontal, montada sobre la línea de centros (centerline), de una etapa, partida radialmente.

Procesos y aplicaciones

Torre central y heliostatos con generación directa de vapor (DSG)

Torre central y heliostatos con generación directa de vapor (Direct steam generator, DSG)

La torre central con heliostatos es la opción más prometedora para el futuro, ya que ocupa menos espacio y puede ser más eficiente que un cilindro parabólico. Permite generar tanto vapor poco saturado como vapor sobrecalentado.

La torre central con heliostatos genera energía eléctrica a partir de la luz solar al enfocar la radiación solar concentrada hacia un intercambiador de calor (receptor) montado en una torre. Este sistema emplea miles de espejos que siguen el movimiento del sol, denominados heliostatos, que reflejan la luz solar en el receptor. En este caso, el fluido de transferencia de calor (Heat Transfer Fluid, HTF) es el agua, que se convertirá directamente en vapor.

Nuestros expertos ingenieros de mantenimiento le ayudarán a mantener su equipo rotativo al máximo nivel de disponibilidad y fiabilidad.

Torre central y heliostatos con almacenamiento de calor mediante sales fundidas

Torre central y heliostatos con almacenamiento de calor mediante sales fundidas

La torre central con heliostatos es la opción más prometedora para el futuro, ya que ocupa menos espacio y puede ser más eficiente que un cilindro parabólico. Permite generar vapor sobrecalentado.

En esta variante, el fluido de transferencia de calor (Heat Transfer Fluid, HTF) principal es sal fundida fría a unos 295 ºC que circula a través del intercambiador de calor (receptor) montado en una torre. Las sales fundidas se recalientan hasta unos 565 °C, lo que permite generar un vapor sobrecalentado o hasta supercrítico. Una parte de la sal fundida caliente se almacena en el tanque para sal fundida caliente, para poder liberarla cuando anochezca; este sistema amplía el tiempo de funcionamiento de la planta CSP en unas 6-7 horas.

Nuestros expertos ingenieros de mantenimiento le ayudarán a mantener su equipo rotativo al máximo nivel de disponibilidad y fiabilidad.

Ciclo combinado solar integrado híbrido (ISCC)

Ciclo combinado híbrido solar integrado (ISCC)

Un híbrido entre una central eléctrica de combustibles fósiles (como ciclo combinado de combustión de gas) y una planta de electricidad solar de concentración (Concentrated Solar Power, CSP). El campo solar (ya sea un cilindro parabólico, un reflector lineal de Fresnel o una torre central con heliostatos) proporciona vapor adicional durante las horas de radiación solar alta para alimentar la turbina de vapor principal. Esta configuración se utiliza habitualmente para aumentar la potencia de cualquier tipo de central eléctrica de combustibles fósiles.

En una planta de ciclo combinado, el gas de salida a alta temperatura que proviene de la turbina pasa por el generador de vapor de recuperación de calor (heat recovery steam generator, HRSG) desde el que el vapor a alta presión se dirige a una turbina de vapor. En instalaciones de ciclo combinado solar integrado (Integrated Solar Combined Cycle, ISCC), se inyecta energía térmica adicional proveniente del generador de vapor solar al HRSG de una planta convencional de ciclo combinado. De esta forma se refuerza la producción de vapor y, en consecuencia, la potencia de salida eléctrica con un coste extra relativamente bajo.

Nuestros expertos ingenieros de mantenimiento le ayudarán a mantener su equipo rotativo al máximo nivel de disponibilidad y fiabilidad.

Reflector lineal de Fresnel

Reflector lineal de Fresnel

El reflector lineal de Fresnel es la tecnología de receptor que requiere menor inversión. El ahorro en costes se debe a los espejos planos de bajo coste y al sencillo sistema de seguimiento.

La anchura del reflector lineal de Fresnel puede ser fácilmente tres veces la anchura de los cilindros parabólicos, con lo que se puede recoger la misma cantidad de energía con una fracción de la longitud del tubo de absorción. La generación directa de vapor (Direct Steam Generation, DSG) generalmente permite generar vapor poco saturado.

Nuestros expertos ingenieros de mantenimiento le ayudarán a mantener su equipo rotativo al máximo nivel de disponibilidad y fiabilidad.

Cilindro parabólico con almacenamiento de calor mediante sales fundidas

Cilindro parabólico con almacenamiento de calor mediante sales fundidas

A principios de 2000, se realizaron multitud de pruebas con los cilindros parabólicos en varias ubicaciones de España. Un cilindro parabólico es un tipo de colector de energía termosolar; su construcción presenta un espejo parabólico largo con un tubo que va por toda su longitud en el punto de enfoque.

En esta variante, una parte del aceite térmico empleado como el fluido de transferencia de calor (Heat Transfer Fluid, HTF) principal circula por el intercambiador de calor donde el calor se transfiere a las sales fundidas que circulan por el circuito secundario. El calor se almacena en el tanque para sal fundida caliente para poder liberarlo cuando anochece, lo que amplía el tiempo de funcionamiento de la planta CSP en unas 6-7 horas. La temperatura de funcionamiento viene condicionada por el óptimo térmico del aceite a alrededor de 350 ºC, lo que permite generar vapor poco saturado.

Nuestros expertos ingenieros de mantenimiento le ayudarán a mantener su equipo rotativo al máximo nivel de disponibilidad y fiabilidad.

Cilindro parabólico sin almacenamiento de calor

Cilindro parabólico sin almacenamiento de calor

El cilindro parabólico sin almacenamiento térmico es la tecnología para receptores más probada, ya que se realizaron multitud de pruebas con ésta a finales de los años 80 en el desierto del Mojave (EE. UU.). Un cilindro parabólico es un tipo de colector de energía termosolar. Su construcción presenta un espejo parabólico largo con un tubo que va por toda su longitud en el punto de enfoque.

En una planta de cilindros parabólicos, la luz solar se refleja en el espejo y se concentra en el tubo en el que circula el aceite térmico como el fluido de transferencia de calor (Heat Transfer Fluid, HTF) principal. La temperatura de funcionamiento óptima del aceite térmico es alrededor de los 350 ºC, lo que permite generar vapor poco saturado. Estas plantas de electricidad solar de concentración (Concentrated Solar Power, CSP) sin almacenamiento térmico pueden funcionar solo durante las horas de radiación solar alta.

Nuestros expertos ingenieros de mantenimiento le ayudarán a mantener su equipo rotativo al máximo nivel de disponibilidad y fiabilidad.

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