ES2554682T3 - Depósito alimentado por gravedad - Google Patents

Abstract

Dispositivo para descargar agua de uso industrial a un evacuador (6), que comprende un depósito alimentado por gravedad (1) con un cilindro bajante (11), que presenta una abertura de entrada (13) y una abertura de salida (15), en donde la abertura de entrada (13) forma un umbral de rebose (14), caracterizado porque en el interior del cilindro bajante (11) está dispuesto un elemento de estrangulamiento (21) unido a un flotador (19) a través de una barra de guiado (22), porque están dispuestas unas chapas de turbulencia (40) verticales entre el depósito alimentado por gravedad (1) y el cilindro bajante (11), y porque el depósito alimentado por gravedad (1) presenta una salida de desbordamiento (8) dispuesta por encima del umbral de rebose (14).

Description

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DESCRIPCION

Deposito alimentado por gravedad

La presente invencion hace referencia a un dispositivo para descargar agua de uso industrial, en particular agua de refrigeracion de una instalacion de central energetica, a un evacuador.

En las centrales energeticas refrigeradas con agua dulce, el agua de uso industrial se descarga por motivos operativos, a traves de un deposito alimentado por gravedad, a un evacuador. Por evacuador se entiende un curso de agua estancada o fluyente, en la que se realiza la descarga del agua de uso industrial.

El documento GB 699 491 A revela un dispositivo de regulacion, que debe utilizarse como derivacion en una central hidroelectrica. Mediante el dispositivo de regulacion propuesto debe poder ajustarse un nivel constante de agua de uso industrial, con caudales variables de agua de uso industrial, en un deposito alimentado por gravedad. Para ello esta unido un elemento de estrangulamiento axialmente a un cuerpo flotante sobre el nivel del agua de uso industrial, de tal manera que se abra el elemento de estrangulamiento cuando ascienda el nivel de agua de uso industrial y se descargue agua de uso industrial por gravedad a un evacuador. Para una regulacion rapida del nivel de agua de uso industrial, sin embargo, el elemento de estrangulamiento por si solo es demasiado lento. Segun el tipo de central energetica, el caudal de agua de uso industrial a traves de un deposito alimentado por gravedad, en funcion del margen de calentamiento del agua de uso industrial, es aprox. de entre 5 y 10 m3 por segundo. El dispositivo de regulacion no es ademas capaz de detectar oscilaciones en el caudal de agua de uso industrial, de tal manera que se evitan oscilaciones en el nivel de agua del evacuador. Las oscilaciones en el nivel de agua del evacuador pueden ser problematicas para un funcionamiento por gravedad del deposito alimentado por gravedad. Las oscilaciones se producen en particular cuando bombas reguladas, o varias bombas, alimentan a un deposito alimentado por gravedad.

Es posible enfrentarse a unas oscilaciones fuertes del nivel de agua de uso industrial previendo unos umbrales de rebose. Para esto el deposito alimentado por gravedad comprende fundamentalmente un deposito de agua con un umbral, sobre el cual se introduce el agua de uso industrial en el evacuador. Tan solo si el nivel de agua supera la altura del umbral se produce una evacuacion de agua de uso industrial al evacuador. En funcion de las oscilaciones del nivel de agua del evacuador desciende hacia el fondo algunos metros el agua de uso industrial que fluye por encima del umbral, para mezclase con el agua del evacuador. El umbral puede estar formado como umbral lineal o por ejemplo como arista superior de un cilindro bajante que se levante desde el fondo del deposito de agua, como se describe por ejemplo en el documento DE 31 03 306.

El cilindro bajante descrito en el documento DE 31 03 306 se usa para descargar aguas residuales, p.ej. desde una instalacion de central energetica, a traves de un deposito accionado por gravedad hasta un agua de superficie. En el cilindro bajante estan previstas a este respecto varias chapas gula orientadas verticalmente, a traves de las cuales debe aumentarse la carga de aire en el agua de uso industrial, de tal manera que el agua de uso industrial a descargar se enriquezca con oxlgeno.

Incluso si no esta prevista ninguna medida para alimentar con agua a la propia agua de uso industrial, al caer agua hacia el fondo se produce una elevada carga de aire que, segun la calidad del agua, conduce a una formation de espuma mas o menos intensa. Esta carga de aire, respectivamente la formacion de espuma, es normalmente indeseada tanto por las autoridades como por los habitantes locales.

En circunstancias especiales existe tambien el riesgo de la formacion de una espuma estable, que puede conducir ademas a unas considerables limitaciones de funcionamiento.

Durante la puesta en marcha de un deposito alimentado por gravedad se prueban y ensayan por ello normalmente unas medidas, que sirven para reducir la carga de aire o la formacion de espuma. Las medidas de este tipo pueden comprender por ejemplo unas cubiertas temporales, la alimentation con productos qulmicos o mediante sistemas de ventilation o tuberlas. En particular esto ultimo puede provocar unos enormes costes adicionales. A este respecto tambien puede recurrirse a estructuras internas, que se basan en diferentes principios.

Para reducir la formacion de espuma el documento EP 1 693 094, que revela las caracterlsticas del preambulo de la revindication 1, propone un cilindro bajante cillndrico particularmente conformado. Segun esto se pretende evitar la formacion de espuma, de tal modo que la abertura de salida del cilindro bajante este dispuesta por debajo del nivel de llquido del evacuador, y que asimismo unas pantallas dispuestas horizontalmente en el cilindro bajante esten dispuestas como resistencia al flujo. Las estructuras internas de este tipo, sin embargo, solo pueden optimizarse a este respecto en cuanto a determinadas zonas del nivel de agua. En el caso de caudales de agua de uso industrial oscilantes existen riesgos de malos funcionamientos a causa de las estructuras internas fijas. Ademas de esto, en particular los depositos alimentados por gravedad con diversas estructuras internas necesitan en parte una superficie constructiva relativamente grande.

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A la hora de utilizar un cilindro bajante existe ademas el riesgo de una formacion de remolinos, que son provocados por una turbulencia del agua que fluye al cilindro bajante. Una turbulencia conduce normalmente a remolinos en el agua fluente, que conducen a su vez a una mayor carga de aire.

El objeto de la presente invencion consiste por ello en poner a disposition un deposito alimentado por gravedad ventajoso respecto al estado de la tecnica, que garantice un funcionamiento por gravedad, incluso con caudales de agua de uso industrial oscilante, al mismo tiempo que la formacion de espuma sea minima.

Este objeto es resuelto mediante un dispositivo para descargar agua de uso industrial a un evacuador, segun la revindication 1. Las reivindicaciones dependientes contienen conformaciones ventajosas del dispositivo conforme a la invencion.

Un dispositivo conforme a la invencion para descargar agua de uso industrial a un evacuador comprende un deposito alimentado por gravedad con un cilindro bajante, que presenta una abertura de entrada y una abertura de salida. A este respecto la abertura de entrada forma un umbral de rebose. En el dispositivo conforme a la invencion se encuentra, en el interior del cilindro bajante, un elemento de estrangulamiento unido a un flotador a traves de una barra de guiado. El dispositivo puede estar conformado en particular para descargar agua de refrigeration de una instalacion de central energetica. Ademas de esto estan dispuestas unas chapas de turbulencia entre el deposito alimentado por gravedad y el cilindro bajante.

La invencion se basa a este respecto en la idea de aprovechar las ventajas de un dispositivo de un deposito alimentado por gravedad con una forma constructiva compacta, y ademas fortalecer el dispositivo para caudales de agua de uso industrial constantes y muy oscilantes. Para esto esta previsto en el deposito alimentado por gravedad un cilindro bajante, que presenta un dispositivo de estrangulamiento de desague ajustable.

En funcionamiento el elemento de estrangulamiento del dispositivo de estrangulamiento de desague se acciona a traves de la barra de guiado mediante el flotador. Mediante el dispositivo de estrangulamiento de desague se compensan por un lado las corrientes masicas de agua oscilantes en la entrada, as! como un nivel de agua oscilante en el evacuador. Conforme aumenta la corriente masica de agua en la entrada el flotador sufre como una boya una sustentacion y acciona, a traves de la barra de guiado, el elemento de estrangulamiento que descarga el agua por gravedad al evacuador. Conforme desciende la corriente masica de agua en la entrada desciende tambien el nivel de agua en el deposito alimentado por gravedad y el elemento de estrangulamiento es estrangulado por el flotador, respectivamente cerrado. Conforme asciende o desciende el nivel de agua en el evacuador el dispositivo de estrangulamiento de desague se comporta analogamente. El dispositivo conforme a la invencion para descargar agua de uso industrial a un evacuador garantiza de este modo un funcionamiento por gravedad para una anchura de banda muy grande de corrientes masicas de agua de uso industrial variables. Por medio de lo mencionado se evita tambien una formacion de espuma, en el caso de unos caudales de agua de uso industrial muy oscilantes, a causa de la carga de aire.

Ademas de esto, entre el deposito alimentado por gravedad y el cilindro bajante estan dispuestas varias chapas de turbulencia verticales. Las chapas de turbulencia o tambien placas de turbulencia reducen la turbulencia del agua de refrigeracion que afluye, y evitan de este modo en gran medida una formacion de remolinos en el cilindro bajante. Alrededor del perlmetro del cilindro bajante pueden estar previstas para ello varias chapas de turbulencia. La chapa de turbulencia tiene como objeto de actuar en contra de una turbulencia al afluir el agua al cilindro bajante.

Para actuar en contra de la carga de aire y con ello de una formacion de espuma, alternativamente a las chapas de turbulencia puede estar dispuesto tambien, en la forma de realization no reivindicada, en la zona de la abertura de entrada del cilindro bajante un elemento rompedor de turbulencias, en particular una cruz de turbulencia.

En comparacion con el deposito alimentado por gravedad con umbral lineal, el deposito alimentado por gravedad conforme a la invencion necesita una superficie claramente menos amplia. El espacio reformado puede reducirse en comparacion con el deposito alimentado por gravedad con umbral lineal en aprox. un 40%. Frente a los depositos alimentados por gravedad con estructuras internas, mediante el dispositivo conforme a la invencion pueden evitarse unas medidas constructivas costosas.

Un deposito alimentado por gravedad puede estar conformado tambien de tal manera, que pueda realizarse un reequipamiento con el dispositivo conforme a la invencion para descarga agua de uso industrial a un evacuador durante el funcionamiento funcionar de la instalacion de central energetica, en el caso de que en la fase de planeamiento o al comienzo de la construction exista incertidumbre sobre el volumen del agua de uso industrial a transportar.

En una conformation ventajosa del dispositivo para descargar agua de uso industrial a un evacuador, el elemento de estrangulamiento presenta un elemento fijado a la abertura de salida y un elemento movil respecto al elemento fijo, unido a la barra de guiado. La barra de guiado esta unida al flotador. En funcionamiento del deposito alimentado por

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gravedad el flotador se mueve en funcion del caudal de agua de uso industrial y produce una graduacion del elemento movil del elemento de estrangulamiento. Por medio de lo mencionado se minimiza en gran medida una formacion de espuma, incluso con caudales de agua de uso industrial oscilantes.

Pueden conseguirse unos resultados especialmente buenos si el elemento fijo del elemento de estrangulamiento presenta aberturas de descarga anulares o en forma de orificio rasgado. Mediante esta clase de aberturas se garantiza una estabilidad suficiente de la pieza constructiva, al mismo tiempo que una transmision eficiente del agua de refrigeracion. Sin embargo, tambien son concebibles otras formas, como aberturas de tipo ranura o una conformacion del elemento fijo como rejilla.

A causa de la gran dimension del dispositivo, ha resultado ser ventajoso prever entre el elemento fijo y el elemento movil del elemento de estrangulamiento una holgura suficiente, de tal manera que se evite un agarrotamiento a causa de un posible guiado, ligeramente inclinado, del elemento movil con relacion al elemento fijo. Puede prescindirse de juntas. Es incluso ventajoso prever especlficamente taladros o aberturas, de tal manera que se obtenga un caudal mlnimo de corriente masica de agua de uso industrial incluso con el elemento de estrangulamiento cerrado.

Asimismo el deposito alimentado por gravedad presenta una salida de desbordamiento dispuesta por encima del umbral de rebose. Por medio de lo mencionado se evita que se produzca un rebose incontrolado o un retroceso, en el caso de caudales excesivos o oscilaciones intensas del caudal.

En un perfeccionamiento especial el deposito alimentado por gravedad presenta un elemento de seguridad, mediante el cual la barra de guiado esta centrada verticalmente en su movimiento. El elemento de seguridad es sobre todo ventajoso si se prescinde de elementos de guiado de la barra de guiado dentro del cilindro bajante. El elemento de seguridad evita que se caiga la pieza constructiva y en particular que se agarrote el elemento movil con el elemento fijo del elemento de estrangulamiento.

En una conformacion ventajosa, la abertura de salida del cilindro bajante se encuentra por debajo del nivel de llquido del evacuador. Por medio de lo mencionado se evita una entrada de aire por parte del evacuador en el cilindro bajante. Segun los requisitos o las condiciones marginales dadas, sin embargo, puede ser tambien necesario autorizar una disposition de la abertura de salida del cilindro bajante por encima del evacuador.

En las figuras 1 a 4 se explica la invention en base a unos ejemplos de realization. Aqul muestran:

la fig. 1 un dispositivo para descargar agua de uso industrial a un evacuador con flotador y elemento de estrangulamiento, en una vista lateral en corte,

la fig. 2 un dispositivo para descargar agua de uso industrial a un evacuador con flotador y elemento de estrangulamiento, en una vista en planta en corte,

la fig. 3 un elemento de estrangulamiento en una vista lateral en corte,

la fig. 4 un elemento de estrangulamiento en una vista en planta en corte,

la fig. 5 un grupo constructivo formado por elemento de estrangulamiento, barra de guiado, flotador y elemento de seguridad.

Las figuras 1 y 2 muestran un dispositivo para descargar agua de uso industrial a un evacuador 6. La figura 1 muestra el dispositivo en un corte vertical, mientras que la figura 2 muestra el dispositivo en un corte horizontal en una vista en planta.

El dispositivo para descargar agua de uso industrial a un evacuador 6 comprende fundamentalmente un deposito alimentado por gravedad 1.

El deposito alimentado por gravedad 1 esta conectado a un conducto de alimentation 3, mediante el cual afluye al deposito alimentado por gravedad 1 agua de uso industrial, por ejemplo agua de refrigeracion de una instalacion de central energetica. El deposito alimentado por gravedad 1 esta ademas en contacto con el evacuador 6 mediante tecnica de flujo, cuyo nivel de agua esta indicado mediante la llnea 7 y al que se conduce el agua de uso industrial.

El deposito alimentado por gravedad 1 comprende una camara de ensanchamiento 5, un deposito de agua 9, que esta cubierto por una placa de cubierta 12, y un cilindro bajante 11, cuya abertura de entrada 13 esta dispuesta a cierta distancia por encima del fondo 10 del deposito de agua 9. La abertura de salida 15 del cilindro bajante 11 se encuentra por debajo de la llnea de nivel de agua 7 del evacuador 6. A cierta distancia de la abertura de salida 15

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existe una placa base 17, desde la cual se levantan varias placas de turbulencia 18. La velocidad de salida del agua de uso industrial en el evacuador detras de las placas de turbulencia 18 es inferior a 0,3 m/s.

Para hacer posible un acceso para inspection, en la placa de cubierta 12 existe una abertura de acceso 16. La abertura de acceso 16 esta cerrada con una rejilla de cubierta 20. El deposito alimentado por gravedad 1 presenta ademas una salida de desbordamiento 8, que como rebose en casos especiales protege el deposito alimentado por gravedad contra un desbordamiento.

El borde superior del cilindro bajante 11, es decir la delimitation de la abertura de entrada 13, forma un umbral de rebose 14 para el agua de uso industrial situada en el deposito de agua 9. Por encima de este umbral de rebose 14 fluye el agua de uso industrial hasta el cilindro bajante 11.

En el interior del cilindro bajante 11 se encuentra un flotador 29, que esta unido a un elemento de estrangulamiento 21 a traves de una barra de guiado 22. La barra de guiado 22 es guiada mediante elementos de guiado 23 en la vertical.

Entre la carcasa del deposito alimentado por gravedad 1 y el cilindro bajante 11 estan dispuestas varias chapas de turbulencia 40 alrededor del perlmetro. En la abertura de entrada 13 puede estar dispuesta, en una forma de realization no reivindicada alternativa a las chapas de turbulencia 40, una cruz de turbulencia que debe impedir un remolino en el agua de uso industrial que fluye a traves del cilindro bajante 11.

El elemento de estrangulamiento 21 forma una resistencia al flujo, que conduce a un remanso de agua que reduce la velocidad de flujo del agua de uso industrial en el cilindro bajante 11, de tal manera que se alcanza o se desciende por debajo de la llamada velocidad de separation caracterlstica. En el caso de una velocidad de flujo que sea menor o igual que la velocidad de separacion caracterlstica, pueden disgregarse las burbujas de aire y el agua, de tal manera que las burbujas de aire asciendan en el cilindro bajante 11 y pueden alcanzar la superficie del agua. En la zona de la abertura de salida 15 se reduce por ello el contenido de aire del agua de uso industrial en comparacion con un cilindro bajante sin elemento de estrangulamiento 21 graduable.

Una posible forma de elemento de estrangulamiento esta representada en las figuras 3 y 4. La figura 3 muestra un elemento de estrangulamiento 21 en una vista en corte lateral, y la figura 4 un elemento de estrangulamiento 21 en una vista en planta,

El elemento de estrangulamiento 21 se compone de un elemento movil 24 y de un elemento fijo 25. El elemento movil 24 tiene una forma de tipo campana y esta unido a la barra de guiado 22. El elemento movil 24 puede moverse en la vertical respecto al elemento fijo 25. El elemento fijo 25 presenta unas aberturas 27 y esta unido a un elemento de fondo 26, que delimita el cilindro bajante 11 hacia abajo. En la zona del elemento fijo 25 el elemento de fondo 26 presenta una escotadura, que forma la abertura de salida 15.

Si el elemento movil 24 se ha trasladado por completo sobre el elemento fijo 25 el elemento de estrangulamiento 21 queda completamente cerrado. Si el flotador 19 tira del elemento movil 24 hacia arriba, se abren las aberturas 27 del elemento fijo 25 total o parcialmente, y el agua de uso industrial puede fluir hacia fuera.

Son concebibles otras formas del elemento de estrangulamiento 21. Mediante la election de unas dimensiones y formas adecuadas del elemento de estrangulamiento 21, puede minimizarse la entrada de aire en el agua de uso industrial que cae a traves del cilindro bajante. La optimizacion de la forma y de las dimensiones del elemento de estrangulamiento puede realizarse emplricamente.

La figura 5 muestra una vista lateral de un grupo constructivo formado por elemento de estrangulamiento 21, barra de guiado 22, flotador 19 y elemento de seguridad 35. El grupo constructivo esta dispuesto dentro del cilindro bajante. En esta representation la barra de guiado no esta asegurada mediante los elementos de guiado en el cilindro bajante 11. En funcionamiento, como en el cilindro bajante relleno de agua, la barra de guiado 22 se centra verticalmente mediante la sustentacion del flotador 19. Sin embargo, para evitar un agarrotamiento del elemento fijo 25 con el elemento movil 24 del elemento de estrangulamiento 21 en circunstancias especiales, p.ej. al poner en marcha la instalacion de central energetica o en el caso de oscilaciones intensas en la corriente de agua de refrigeration, esta previsto el elemento de seguridad 35, que centra verticalmente la barra de guiado 22. El elemento de seguridad 35 esta unido a la carcasa del deposito alimentado por gravedad y presenta una abertura o una gula, en la que es guiada verticalmente la barra de guiado.

Claims (5)

1. REIVINDICACIONES

   1. Dispositivo para descargar agua de uso industrial a un evacuador (6), que comprende un deposito alimentado por gravedad (1) con un cilindro bajante (11), que presenta una abertura de entrada (13) y una abertura de salida (15), en donde la abertura de entrada (13) forma un umbral de rebose (14), caracterizado porque en el interior del cilindro

   5 bajante (11) esta dispuesto un elemento de estrangulamiento (21) unido a un flotador (19) a traves de una barra de guiado (22), porque estan dispuestas unas chapas de turbulencia (40) verticales entre el deposito alimentado por gravedad (1) y el cilindro bajante (11), y porque el deposito alimentado por gravedad (1) presenta una salida de desbordamiento (8) dispuesta por encima del umbral de rebose (14).
2. 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el elemento de estrangulamiento (21) presenta un 10 elemento (25) fijado a la abertura de salida (15) y un elemento movil (24) respecto al elemento fijo (25), unido a la

   barra de guiado (22).
3. 3. Dispositivo segun la reivindicacion 2, caracterizado porque en el elemento fijo (25) del elemento de estrangulamiento (21) estan dispuestas unas aberturas de descarga (27) anulares.
4. 4. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el deposito alimentado por gravedad (1) 15 presenta un elemento de seguridad (22), mediante el cual la barra de guiado (22) esta centrada verticalmente.
5. 5. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la abertura de salida (15) del cilindro bajante (11) esta dispuesta por debajo del nivel de llquido (7) del evacuador (6).