Bombas de agua de alimentación (FWP) para generación de energía solar

Diseños óptimos para alcanzar altas presiones diferenciales

Las bombas de agua de alimentación (Feed Water Pumps, FWP) bombean agua de alimentación desde el desgasificador a través de los calentadores de alta presión hasta el generador de vapor solar. La principal característica de las FWP es la alta presión diferencial. Las FWP suelen ser de tipo horizontal y sección anular, pero, según las necesidades del cliente, también pueden ser de barril o partidas axialmente.

Para un ciclo combinado solar integrado híbrido (integrated solar combined-cycle, ISCC), son aptas las siguientes bombas: MD, MC, GSG, MSD Para más aplicaciones de energía solar, Sulzer suministra las siguientes bombas de sección anular, así como bombas axiales de cámara partida y de barril como las bombas de agua de alimentación para centrales eléctricas de cilindros parabólicos sin almacenamiento de calor:
MBN MC MD
Caudales
Hasta 700 m3/h /
3.080 USgpm
Hasta 1.000 m3/h /
5.000 USgpm
Hasta 1.000 m3/h /
5.000 USgpm
Alturas Hasta 900 m /
2.950 pies
Hasta 1.750 m /
5.500 pies
Hasta 2.400 m /
8.200 pies
Presiones
Hasta 100 bares /
1450 psi (libras por pulgada cuadrada)
Hasta 180 bares /
2.610 psi (libras por pulgada cuadrada)
Hasta 350 bares /
5080 psi (libras por pulgada cuadrada)
Temperaturas Hasta 180 °C/
355 °F
Hasta 180 °C/
355 °F
Hasta 210 °C/
410 °F
GSG MSD
Caudales
Hasta 900 m3/h / 4600 USgpm Hasta 3200 m3/h / 14 000 USgpm
Alturas Hasta 2600 m/10.000 pies Hasta 2900 m/9500 pies
Presiones
Hasta 300 bares/4.500 psi (libras por pulgada cuadrada) Hasta 300 bares/4.400 psi (libras por pulgada cuadrada)
Temperaturas Hasta 425 °C/800 °F Hasta 200 °C/400 °F

Productos

  • Bomba MC de cuerpo segmentado y alta presión
    Las bombas de serie M presentan un diseño modular que permite a Sulzer encontrar la solución más eficaz para satisfacer las necesidades del cliente.

  • Bomba MD de cuerpo segmentado y alta presión
    Se tienen en cuenta los costes de inversión y del ciclo de vida al diseñar la bomba óptima, ya que un diseño hidráulico optimizado garantiza el máximo rendimiento.

  • Bomba MSD Multietapa Partida Axialmente
    La bomba MSD presenta la cobertura hidráulica más amplia de cualquier tipo de bomba multietapa BB3 del mercado. Hay más de 10.000 bombas MSD instaladas en oleoductos de productos petrolíferos, de alimentación a caldera, de inyección de agua e incluso en servicios relacionados con la seguridad nuclear de todo el mundo.

  • Bombas de sección anular multietapa MBN
    Las bombas MBN son ideales para su uso en aplicaciones de presión media. Disponen de una enorme variedad de posiciones de bridas y, de esa manera, proporcionan flexibilidad durante la instalación y simplifican el diseño de las tuberías.

  • GSG Bomba de barril estilo difusor
    La bomba GSG es el modelo más económico de las bombas de barril de alta presión ISO 13709 / API 610 tipo BB5. La bomba GSG con arreglo de rotor con impulsores espalda contra espalda (back to back), se suministra en servicios de baja densidad donde la estabilidad del rotor es crítica. El arreglo del rotor con impulsores opuestos, espalda contra espalda (back to back) permite montar hasta 16 etapas, en los fluidos de baja densidad

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.

Cilindros parabólicos 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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