Título Sistema combinado para suportación de sistemas de aislamiento industrial y placas fotovoltaicas sobre tuberías y bienes de equipo

Campo de la invención La presente invención pertenece al campo técnico de instalaciones, tuberías, tanques y equipos industriales operando a muy altas o muy bajas temperaturas, como por ejemplo instalaciones para plantas térmicas y termosolares, plantas químicas y petroquímicas, plantas de GNL y similares, en los cuales las tuberías, tanques y equipos sufren dilataciones y contracciones térmicas significativas debidas a los cambios de temperatura durante su operación.

La invención se refiere en particular a sistemas de soporte para el aislamiento y recubrimiento necesarios para tuberías y equipos industriales operando a muy altas o muy bajas temperaturas, para poder absorber dilataciones y contracciones mientras se mantienen las propiedades aislantes y estancas necesarias, y que además pueden servir como soporte para placas fotovoltaicas sobre las tuberías y equipos.

Antecedentes de la invención Una parte muy importante de las plantas industriales, principalmente las relacionadas con plantas térmicas y termosolares, o plantas químicas y petroquímicas, en general llevan a cabo procesos productivos que requieren de unos sistemas de aislamiento industrial muy técnicos y complejos para tuberías, tanques y equipos en general. Especialmente en las plantas de generación de los distintos tipos de energía prácticamente casi todas las tuberías y equipos industriales van aislados térmica y/o acústicamente.

Estos sistemas de aislamiento están formados principalmente por tres elementos: materiales de aislamiento, materiales de recubrimiento (metálicos o plásticos) sobre los materiales de aislamiento, y finalmente los sistemas de suportación, que soportan estos materiales de aislamiento y recubrimiento, evitando movimientos y desplazamientos de éstos, y con ello evitando la creación de cámaras de aire y la entrada de agentes atmosféricos como la lluvia o el viento al material de aislamiento, reduciendo la eficiencia del sistema y de los procesos productivos de la planta.

Los sistemas de suportación tienen que estar dimensionados para soportar el peso del aislamiento, del recubrimiento y absorber las dilataciones y contrataciones que se producen en las tuberías o equipos por estar sometidos a muy altas o muy bajas temperaturas. Además estos sistemas de suportación tienen que facilitar que los materiales de aislamiento y recubrimiento puedan absorber solidariamente esas dilataciones o contracciones sin deterioro ni desplazamientos de los mismos.

La mayoría de las plantas industriales presentan miles de metros lineales de tuberías y de miles de metros cuadros de bienes de equipos que requieren de estos sistemas de aislamiento industrial técnico.

Por otro lado, las plantas comerciales de energía fotovoltaica producen una de las energías renovables más baratas a nivel mundial, compitiendo en coste de inversión principalmente con la energía eólica y la termosolar. La búsqueda de reducción de costes de inversión es una constante en el diseño de las plantas renovables del futuro.

Aunque la energía fotovoltaica es una de las que tiene menores coste de inversión, actualmente es también la que menos recorrido de mejora tiene ya que se ha convertido en una tecnología muy madura, en oposición con otras energías renovables menos maduras y más complejas técnicamente que tienen más vías de investigación para la reducción de costes de inversión y mejora de su competitividad.

En las actuales plantas comerciales de generación energía fotovoltaica la inversión consiste principalmente en las partidas de:

1. Inversión en Suelo Industrial.

2. Obra civil y zapatas para estructura metálica.

3. Estructura metálica para soportar las placas.

4. Placas Fotovoltaicas

5. Sistemas de cableado, convertidores e instrumentación.

6. Subestaciones eléctricas De las partidas anteriores la suma de las tres primeras partidas supone entre un 50% y 70% del coste de inversión total de la planta. Por tanto, una reducción significativa de los costes de estas partidas proporcionaría una reducción importante de los costes de inversión de la energía fotovoltaica, elevando su rentabilidad. Para ello se podría actuar sobre el suelo, es decir, utilizar espacio ya existente para otras instalaciones. Igualmente se podría actuar sobre la estructura metálica que sirve de soporte a las placas, utilizando en la medida de lo posible estructuras ya existentes, con mínimas o nulas adaptaciones para la sustentación de las placas fotovoltaicas.

Es por tanto deseable un sistema de suportación del aislamiento y recubrimiento de tuberías industriales, que cumpla con los requisitos indicados anteriormente en cuanto al soporte del aislamiento y recubrimiento, y absorción de dilataciones y contracciones debido a las grandes variaciones de temperatura, y que además proporcione un soporte adecuado a placas solares para proporcionar energía fotovoltaica con un mínimo coste de inversión y por tanto con alta rentabilidad.

Descripción de la invención La presente invención alcanza el objetivo indicado anteriormente mediante un sistema de suportación de aislamiento y recubrimiento de tuberías industriales, formado por una pluralidad de conjuntos de suportación dispuestos a lo largo de la longitud de la tubería a aislar. Cada conjunto de suportación tiene un anillo interno de fijación a la tubería, y un anillo intermedio, concéntrico exterior al anillo interno y unido a éste mediante una pluralidad de patas distanciadoras. De esta forma, el aislamiento de la tubería quedará dispuesto entre el anillo interno y el anillo intermedio de los conjuntos de suportación, y el recubrimiento de la tubería quedará dispuesto sobre el anillo intermedio. Las patas distanciadoras tienen medios absorbedores de dilataciones y contracciones para absorber las dilataciones y contracciones originadas por los saltos de temperatura de la tubería. Este sistema de anillos permite mejorar la fijación de cada conjunto de suportación a la tubería, y alojar entre ambos el aislamiento de la tubería. Además los conjuntos de suportación tienen un perfil externo que se une al anillo intermedio mediante al menos una pata soporte. Esta pata, o patas, son desplazares en el perfil externo a lo largo de un perfil guía que está dispuesto en dicho perfil externo, con el objeto de adaptarse a los distintos diámetros y cambios de dimensiones de las tuberías y equipos, y absorber dilataciones.

El sistema de suportación de aislamiento y recubrimiento de tuberías industriales objeto de la presente invención tiene una estructura soporte externa dispuesta sobre los perfiles externos de los conjuntos de suportación a lo largo de la tubería, la cual actúa como soporte de las placas fotovoltaicas, y podrán también soportar el mecanismo de movimiento y seguidor solar en caso de que las placas fotovoltaicas sean móviles.

Este sistema de suportación se instala sobre tuberías y equipos industriales que conducen o almacenan fluidos (líquidos o gases) industriales a muy altas o muy bajas temperaturas. Estas tuberías requieren de la instalación de sistemas de aislamiento y recubrimiento, así como en ciertas ocasiones la instalación de un sistema de cableado eléctrico envolviendo las tuberías o equipos, para proporcionar calor al fluido que circula por su interior. Este sistema de suportación de aislamiento y recubrimiento de tuberías servirá a su vez para soportar un conjunto de placas fotovoltaicas por el exterior del recubrimiento del aislamiento, con el objetivo de lograr una planta comercial fotovoltaica reduciendo drásticamente el coste de inversión inicial en suelo industrial, en obra civil, y estructura metálica de soporte de las placas fotovoltaicas, en comparación con una planta comercial fotovoltaica tradicional y permitirá la instalación de soportes sobre la tubería sin dañar los sistemas de cableado eléctrico que se requieren.

En este caso el nuevo sistema aprovechará el suelo industrial, la obra civil y la estructura metálica que las tuberías y equipos industriales ya requieren para, sobre el sistema de aislamiento y recubrimiento de estas tuberías y equipos fijar placas fotovoltaicas fijas o móviles en la parte superior del sistema de aislamiento.

De esta forma, aprovechando los sistemas de suportación del aislamiento, que se requieren en las plantas industriales, y considerando que para soportar las tuberías y equipos ya se ha realizado la compra del suelo industrial, la obra civil, las zapatas y la estructura metálica, y diseñando este nuevo soporte que sirva a la vez para soportar los sistemas de aislamiento y recubrimiento, y además placas fotovoltaicas por el exterior de este sistema, se consigue instalar una planta comercial fotovoltaica con un coste de inversión reducido entre, un 50% y un 70% sobre una planta fotovoltaica comercial convencional, pudiendo ser la energía fotovoltaica generada aprovechada para cubrir parte o todo el consumo energético de la planta industrial, o para enviar a la red de energía central o para alimentar sistemas de almacenamiento de energía para diversos usos.

Así, esta nueva solución consiste en el desarrollo de un nuevo sistema de suportación diseñado y dimensionado para sustituir a los tradicionales sistemas de suportación de los sistemas de aislamiento y recubrimiento industrial, por uno que además de cumplir con esa misión también sirva para la fijación de placas fotovoltaicas, fijas o móviles, en la parte exterior superior de tuberías y equipos industriales. Este sistema permite la absorción de las dilataciones o contracciones que se puedan producir en las tuberías o equipos industriales aislados, con el objetivo de que las placas fotovoltaicas dispuestas sobre el sistema no sufran movimientos producidos por la dilatación o contracción de las tuberías o equipos.

De acuerdo con una realización particular de la invención, el anillo interno podrá estar realizado en una única pieza, aunque típicamente está compuesto de dos partes acoplables entre sí mediante medios de acople, lo que facilita su instalación y extracción de la tubería. Preferentemente estos medios de acople pueden ser tornillos pasadores, lo cual asegura una rápida y fiable fijación a la tubería.

Según una realización preferente de la invención, el anillo interno tiene medios de absorción de dilataciones y contracciones, pudiendo presentar varios en diferentes puntos de longitud de éste. El objeto de éstos es absorber las dilataciones o contracciones que se produzcan en el anillo interno debido a las dilataciones o contracciones producidas en la tubería, evitando que las placas fotovoltaicas exteriores no sufran dichas dilataciones o contracciones. De forma preferente, estos medios de absorción de dilataciones y contracciones presentan al menos un pliegue y un corte, o un curvado intermedio, en el anillo interior para poder absorber los cambios de dimensiones debido a las dilataciones y contracciones. Preferentemente, el anillo interno presenta en su cara interior una pluralidad de secciones tubulares, o cuadradillos metálicos, para facilitar el paso de cableado eléctrico sin que este sea dañado por los sistemas de suportación y aislamiento cuando la planta está en operación y estos tienen que soportar contracciones y/o dilataciones. Así, todos los sistemas de cableado eléctrico pasarán a través de ellos y no resultarán dañados por los posibles movimientos del anillo interior. La longitud de estas secciones tubulares es la misma que la anchura del anillo interior, y a través de éstas queda fijado dicho anillo interior a la tubería.

De forma particular, el anillo intermedio puede estar realizado en una única pieza, aunque típicamente estará formado por dos o más dos partes acoplables entre sí, lo que facilita su instalación y extracción.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, para facilitar la comprensión de la invención, a modo ilustrativo pero no limitativo se describirá una realización de la invención que hace referencia a una serie de figuras.

La figura 1 muestra una vista esquemática en perspectiva de un sistema de suportación de aislamiento y recubrimiento objeto de la presente invención dispuesto sobre una tubería, y con placas solares dispuesta sobre éste. La figura 1 presenta una parte en vista de rotura para mostrar los elementos internos.

La figura 2 es una vista en sección del sistema de suportación de la figura 1, mostrando sus elementos principales.

La figura 3 es una vista en detalle de A de la figura 2, que consiste en una realización particular de los medios de absorción de dilataciones y contracciones del anillo interno.

En estas figuras se hace referencia a un conjunto de elementos que son:

1. tubería

2. conjunto de suportación

3. anillo interno

4. medios de acople de las diferentes partes de los anillos internos 5. anillo intermedio

6. aislamiento de la tubería

7. recubrimiento de la tubería

8. patas distanciadoras 9. pliegue de absorción de dilataciones y contracciones

9’. Corte de absorción de dilataciones y contracciones 10. secciones tubulares 11. perfil externo 12. patas soporte del perfil externo 13. perfil guía del perfil externo

14. estructura soporte externa

15. placa fotovoltaica

16. remaches de unión de las patas soporte al anillo intermedio Descripción detallada de la invención

El objeto de la presente invención es un sistema de suportación de aislamiento y recubrimiento de tuberías industriales. Tal y como se puede observar en la figura 1, el sistema está formado por una pluralidad de conjuntos de suportación 2 dispuestos a lo largo de la longitud de la tubería 1 a aislar.

Como se aprecia en las figuras, cada conjunto de suportación 2 tiene un anillo interno 3 para la fijación a la tubería 1 , y un anillo intermedio 5, que es concéntrico exterior al anillo interno 3 y está unido a éste mediante una pluralidad de patas distanciadoras 8, o pernos, las cuales tienen medios absorbedores de dilataciones y contracciones para absorber dilataciones y contracciones originadas por los saltos de temperatura en la tubería 1. Mediante esta configuración, el aislamiento 6 de la tubería 1 quedará dispuesto entre el anillo interno 3 y el anillo intermedio 5 de los conjuntos de suportación, y el recubrimiento 7 de la tubería 1 quedará dispuesto sobre el anillo intermedio 5. La longitud de las patas distanciadoras 8 será como mínimo la del espesor del aislamiento 6 requerido, para que éste pueda ser albergado correctamente entre el anillo interno 3 y el anillo intermedio 5. Además, los conjuntos de suportación 2 tienen un perfil externo 11 que se une al anillo intermedio 5 mediante al menos una pata soporte 12. Las figuras muestran una realización con dos patas soporte 12. Esta pata, o patas, soporte 12 se fijan al anillo intermedio 5 mediante tornillos o remaches 16, tal y como se puede observar en la figura 2. Las patas soporte 12 son desplazables en el perfil externo 11 a lo largo de un perfil guía 13 que está dispuesto en dicho perfil externo 11.

El sistema de suportación objeto de la presente invención tiene una estructura soporte externa 14 que se sitúa sobre los perfiles externos 11 de los conjuntos de suportación 2 a lo largo de la tubería 1, la cual actúa como soporte de al menos una placa fotovoltaica 15, según se aprecia en las figuras.

El anillo interno 3 puede estar realizado en una única pieza, aunque tal y como se muestra en la figura 2, de forma particular puede estar formado por al menos dos partes acoplables entre sí mediante medios de acople 4. Preferentemente estos medios de acople 4 pueden ser tornillos pasadores, como se puede observar en la figura 2.

Según una realización preferente de la invención, el anillo interno 3 tiene medios de absorción de dilataciones y contracciones. La figura 3 muestra una realización particular de estos medios de absorción de dilataciones y contracciones, los cuales presentan al menos un pliegue 9 y un corte 9’ en el anillo interno 3 para poder absorber los cambios de dimensiones.

De forma preferente, el anillo interno 3 presenta en su cara interior una pluralidad de secciones tubulares 10 para el paso de cableado eléctrico.

El anillo intermedio 5 puede estar realizado en una única pieza, aunque según una realización particular mostrada en la figura 2, el anillo intermedio 5 puede estar formado por al menos dos partes cuyos extremos se pueden soldar, atornillar o remachar entre sí, lo que facilita su instalación y extracción.