MÉTODO Y APARATO PARA PRODUCIR ENERGÍA ININTERRÜMPIBLE
CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención es concerniente con un método de y aparato para producir energía y más en particular con un método de y aparato para producir energía ininterrumpible para sistemas de comunicación que están localizados en áreas urbanas o en la vecindad de poblados y también sistemas de energía autónomos para sistemas de comunicación en áreas remotas . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas de energía ininterrumpible principalmente en sistemas de comunicación utilizan frecuentemente sistemas fotovoltaicos , generadores termoeléctricos (TEG, por sus siglas en inglés) o convertidores de energía de ciclo de anking orgánico. Un motor a diesel a base de fuentes de energía ininterrumpible (UPS, por sus siglas en inglés) utiliza baterías o un volante para alimentar una carga eléctrica cuando la energía de línea cae y hasta que el motor a diesel puede arrancar y traer al generador en línea. En los sistemas de telecomunicaciones, los convertidores de energía de ciclo de Ranking orgánicos redundantes que operan cada uno a una carga parcial han sido utilizados, de tal manera que la falla de un convertidor
Ref.: 149440 provoca que el otro convertidor suministre la carga completa. Un periodo transitorio, hasta el cual el segundo convertidor de energía alimenta la plena carga, puede durar desde unos pocos minutos hasta aproximadamente 20 - 50 minutos, puede ser reducido por una batería estándar que alimenta unos pocos amperes-horas . Desde 1976, como parte del proyecto Trans-Alaska Pipeline Project, un gran número de estaciones han estado en operación cada una utilizando una sola unidad de turbina de ciclo de Ranking orgánico como una unidad en espera en directo para asegurar, la conflabilidad requerida. En tal unidad en espera, un calentador eléctrico operado en línea bajo control termostático proporciona calor externo a un generador de vapor de la unidad para mantener el fluido de trabajo a una temperatura mayor de aproximadamente 49°C (120°F) . Cuando la energía falla, el quemador principal es activado rápidamente trayendo a la unidad de turbina de ciclo de Ranking de vapor orgánico en línea alimentando plena potencia a la estación como se describe en Trans-Alaska, Pipeline, Remote Bate Valve Equipment Buildings, Operation and Maintenance Manual, Volumen II, Ormat Energy Converter Model 155, April 1976) . En un sistema relacionado revelado en la patente norteamericana No. 4,982,569, la revelación de la cual es incorporada en la presente por referencia, se describe un sistema de energía híbrido que incluye un generador de energía que no consume combustible operable intermitentemente, tal como un arreglo de celdas fotovoltaicas o un generador de viento, conectado a través de un circuito de control a una batería para cambiar la misma y para alimentar corriente a una carga eléctrica sustancialmente constante en el paso del tiempo. Además, esta planta de energía híbrida incluye un generador eléctrico conectado a un motor primario operable intermitentemente, tal como un turbogenerador de vapor orgánico de ciclo de Ranking, para cargar la batería y alimentar corriente a la carga eléctrica cuando el motor principal se pone en operación y un detector para detectar por lo menos un parámetro eléctrico de la planta de energía. Con tal arreglo, el motor primario es operable solamente cuando el generador de energía no está en operación. En otro sistema relacionado revelado en la patente norteamericana No. 7,760,705, la revelación de la cual es incorporada en la presente por referencia, la invención revelada en la misma es concerniente con una planta de energía de ciclo de Ranking que opera con un fluido de trabajo mejorado, el fluido de trabajo es un compuesto seleccionado del grupo que consiste de hidrocarburos aromáticos bicíclicos, hidrocarburos aromáticos bíciclicos sustituidos, hidrocarburos aromáticos heterocíclicos , hidrocarburos aromáticos heterocíclicos sustituidos, compuestos bicíclicos o heterobicíclicos en donde un anillo es aromático y el otro anillo condensado no es aromático y sus mezclas . En un aspecto adicional de la invención revelada en esta patente norteamericana, se proporciona una planta de energía de ciclo de Ranking binario en el cual, el condensador de la turbina de alta temperatura de operación es enfriado mediante un fluido de trabajo diferente, el cual es vaporizado mediante esto y alimentado a una turbina de baja temperatura y presión. La patente de Israel 43547 revela un sistema relacionado adicional y revela un rotor para una máquina eléctrica homopolar. Se utilizan baterías en todos los proyectos de telecomunicaciones para proporcionar energía de DC al equipo de telecomunicación y la confiabilidad y disponibilidad del sistema depende fuertemente de las características de la batería. Las baterías tienen un tiempo de vida limitado y si no son cargadas y mantenidas apropiadamente tienen que ser reemplazadas unas pocas veces durante la vida de un proyecto estimado como de 20 - 25 años. Además, debido a que la condición de la batería no puede ser determinada correctamente, la falla de la batería ocurre sin ninguna clase de notificación de antemano, una paralización de la estación ocurre frecuentemente de manera inesperada. Además, la batería falla cuando realmente se necesita, cuando hay una interrupción de energía eléctrica de la red eléctrica, el generador a diesel falla cuando se intenta ponerlo en operación, provocando consecuentemente que la batería, UPS y generador a diesel no proporcionen energía. Por consiguiente, es un objeto de la presente invención proporcionar un método nuevo y mejorado de y aparato para proporcionar energía ininterrumpible en donde las desventajas como se resumen anteriormente son reducidas o superadas sustancialmente . BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, una fuente de alimentación ininterrumpible asociada con una línea de energía para alimentar una carga incluye un circuito de carga que conecta la línea de energía a la carga para energizar la misma en tanto que tal línea de energía es operativa y un elemento giratorio que incluye una turbina de ciclo de Ranking acoplada a un dispositivo que opera como un motor cuando la energía de línea es inoperativa y este elemento es girado mediante la aplicación de fluido de trabajo vaporizado a la turbina. Un circuito accionador conecta la línea de energía al dispositivo, haciendo girar mediante esto el elemento giratorio a una velocidad rotacional en espera en tanto que la línea de energía es operativa para almacenar una cantidad predeterminada de energía cinética en el elemento giratorio. La fuente de alimentación también incluye un hervidor que contiene fluido de trabajo, un quemador asociado con el hervidor operable para producir fluido de trabajo vaporizado y para mantener el mismo a un nivel de temperatura operacional cuando la linea de energía es inoperativa y un calentador de resistencia asociado con el hervidor y conectado a la línea de energía para mantener el fluido de trabajo a un nivel de temperatura en espera en tanto que la línea de energía es operativa, el nivel de espera del hervidor es preferiblemente mayor que el nivel operacional del hervidor, mediante lo cual, el fluido de trabajo contiene una cantidad predeterminada de energía térmica en tanto que la línea de energía es operativa. Una válvula es operable para conectar el hervidor a la turbina para aplicar fluido de trabajo vaporizado a la turbina, haciendo girar mediante esto el elemento giratorio y un control es sensible a la pérdida de energía de línea (1) para poner en operación el quemador, lo- que provoca que el hervidor produzca fluido de trabajo vaporizado y para poner en operación la válvula, que suministra fluido de trabajo vaporizado a la turbina de ciclo de Ranking, la cual, mediante esto, hace girar el elemento a una velocidad operacional nominal, preferiblemente que es menor que la velocidad rotacional en espera (2) para conectar el dispositivo a la carga, mediante lo cual, se suministra energía a la carga en tanto que la línea de energía es inoperativa, la energía térmica en el fluido de trabajo en el hervidor y la cantidad predeterminada de energía cinética es convertida mediante el dispositivo a energía para la carga después de la pérdida de energía de línea. Además, la presente invención incluye un método para suministrar energía ininterruptible a una carga conectada a una línea de energía que comprende conectar la línea de energía a un elemento giratorio que comprende una turbina de ciclo de Ranking acoplada a un dispositivo que opera preferiblemente como un motor cuando la energía de línea es " aplicada al dispositivo, mediante lo cual se hace girar el elemento a una velocidad rotacional en espera para almacenar una cantidad predeterminada de energía cinética en el elemento giratorio y que opera como un generador cuando la energía de línea es inoperativa, el elemento se hace girar mediante la aplicación de fluido de trabajo vaporizado a la turbina. Adicionalmente, el método incluye vaporizar el fluido de trabajo y mantener el mismo a un nivel de temperatura operacional solamente cuando la energía de línea es inoperable. Además, el método incluye mantener el fluido de trabajo a un nivel de temperatura en espera en tanto que la energía de línea es operativa, el nivel de temperatura en espera es preferiblemente mayor que el nivel de temperatura operacional, mediante lo cual, el fluido de trabajo contiene una cantidad predeterminada de energía térmica almacenada en tanto que la energía de línea es operativa. Además, el método incluye aplicar el fluido de trabajo vaporizado a la turbina, mediante lo cual, se hace girar el elemento giratorio en respuesta a la pérdida de energía, mediante lo cual, la turbina se hace girar el elemento a una velocidad operacional nominal que es preferiblemente menor que la velocidad rotacional en espera. Además, el método incluye conectar el dispositivo a la carga, mediante lo cual se suministra energía a la carga en tanto que la línea de energía es inoperativa, de tal manera que la energía térmica almacenada en el fluido de trabajo y la cantidad predeterminada de energía cinética son convertidas a energía para la carga después de la pérdida de energía de línea. Preferiblemente, el fluido de trabajo es un fluido de trabajo orgánico. Además, el fluido de trabajo puede también ser agua. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Modalidades de la presente invención son descritas a manera de ejemplo y con referencia a los dibujos adjuntos en donde : Las figuras 1A-1B son diagramas esquemáticos de una modalidad de la presente invención que muestran diferentes modos o fases de operación; La figura 2 es un diagrama esquemático de una modalidad de la presente invención; La figura 3 es un diagrama esquemático de una modificación de la modalidad de la presente invención mostrada en la figura 2 ; La figura 4 es un diagrama esquemático de una modificación adicional de la modalidad de la presente invención mostrada en la figura 2; La figura 5 es un diagrama esquemático de una modificación de la modalidad adicional de la presente invención; La figura 6 es un diagrama esquemático de todavía otra modalidad de la presente invención y La figura 7 es un diagrama esquemático de una modalidad adicional de la presente invención. Números y designaciones de referencia semejantes en los varios dibujos se refieren a elementos semejantes. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Volviendo a las figuras, las figuras 1A y IB muestran esquemáticamente las fases principales de operación de la modalidad preferida de la presente invención, las fases están diseñadas como fases 0, la, Ib y 1c y representan la configuración del aparato como función de eventos que ocurren en la operación del aparato. La fase 0 ocurre cuando una empresa generadora de energía suministra energía de línea a una carga, esta fase dura en tanto que la energía de línea es operativa. En la fase 0, el aparato está en una velocidad rotacional en espera en directo y el fluido de trabajo en el hervidor 53 es mantenido a un nivel de temperatura operacional mediante un calentador de resistencia conectado a la línea.
La fase la ocurre en respuesta a la pérdida de energía de línea y dura comúnmente unos pocos segundos a medida que la rotación de la turbina 57 provoca que el generador 73 alimente energía a la carga. Después de la pérdida de energía, el fluido de trabajo es aplicado a la turbina 57 y el combustible es alimentado al quemador 51. La fase Ib dura comúnmente unos pocos minutos después de que la pérdida de energía de línea ocurre a medida que la energía térmica almacenada en el hervidor 53 es convertida a electricidad y alimentada a la carga. Al final de la fase Ib, . el quemador está entregando calor suficiente al hervidor para mantener el mismo a un nivel de temperatura operacional a la cual la operación de la turbina sostiene la carga. En este tiempo, la fase 1c ocurre en tanto que la línea permanece inoperativa y el combustible no está agotado. En la fase 0 (véase figura 1A) se alimenta energía mediante la empresa de energía eléctrica a la carga mediante el rectificador 76 también como la entrada de AC que es suministrada al motor 52 que mantiene o acciona la turbina 57 de tal manera que se hace girar. En esta fase, el calentador eléctrico 54, alimentado mediante energía de línea de AC alimentada por la empresa generadora de energía, mantiene preferiblemente la temperatura del generador de vapor o hervidor 53 a una temperatura mayor que su temperatura de operación normal (operación normal ó condiciones de operación normales son condiciones durante la fase 1c descritas a continuación) . Sin embargo, por otra parte, la temperatura del hervidor o generador de vapor 53 puede ser mantenida a la misma temperatura como aquella cuando se lleva a cabo la operación normal (véase fase 3 descrita posteriormente en la presente) . Además, en la fase 0, si es preferido, el motor 52 mantiene la velocidad de la turbina 57 por encima de su velocidad de operación normal (operación normal ó condiciones de operación normales son condiciones durante la fase le descrita posteriormente en la presente) . Sin embargo, por otra parte, la velocidad de la turbina 57 puede ser mantenida a su velocidad de operación normal, esto es, durante la operación normal (véase fase le descrita posteriormente en la presente) . En la fase la (véase figura IB) ocurre una falla de la empresa generadora de energía de tal manera que no está disponible energía de línea y la energía es suministrada a la carga por un corto periodo de tiempo (por ejemplo, durante algunos segundos) mediante la turbina de ciclo de Ranking 57 que utiliza su inercia o energía cinética vía el generador 73 y rectificador 76. Después de esto, en la fase Ib (véase también figura IB) la energía es alimentada a la carga mediante la turbina de ciclo de Ranking 57 vía el generador 73 y el rectificador 76 utilizando la energía térmica presente en el hervidor o generador de vapor 53. En la fase le (véase figura IB también) , la energía es suministrada mediante la turbina de ciclo de Ranking 57 bajo sus condiciones de operación normales, a la carga vía el generador 73 y el rectificador 76 en donde el hervidor o generador de vapor 53 alimenta ahora los vapores a la turbina de ciclo de Ranking 57 del calor suministrado de los gases de combustión producidos por el quemador 51. Así, la turbina de ciclo de Ranking es mantenida a condiciones de espera en directos en donde la turbina de ciclo de Ranking en espera en directo es la turbina de ciclo de Ranking giratoria 57 y hervidor o generador de vapor 53 en un estado de flujo nominal insipiente del fluido de trabajo vaporizado. De esta manera, el sistema de turbina de ciclo de Ranking, que tiene la turbina de ciclo de Ranking giratoria 57 y hervidor o generador de vapor caliente 53, en fase 0, se encuentra en espera en directo preparado para proporcionar la operación continua requerida para asegurar que la carga sea alimentada continuamente con la energía requerida. En lo que concierne a la figura 2 , el sistema de unidad de energía 10A es provisto de acuerdo con una modalidad de la presente invención para proporcionar energía ininterrumpible e incluye la turbina de ciclo de Ranking orgánico 57A diseñada para operar como un sistema de turbina de ciclo de Ranking orgánico en espera en directo 50A. En la presente modalidad, el sistema de turbina de ciclo de Ranking orgánico en espera en directo 50A incluye el motor eléctrico 52? para hacer girar la turbina cuando la energía eléctrica está disponible de la red eléctrica. Esta modalidad también incluye el hervidor 53A y el calentador 51A que comprende por ejemplo un quemador para someter a combustión el combustible. Además, la presente modalidad incluye el calentador eléctrico 54A para calentar el fluido de trabajo orgánico líquido en el hervidor cuando la energía de línea eléctrica está disponible de la red eléctrica o empresa generadora de energía. Además, en la presente modalidad, la válvula 55A está incluida que permite el suministro de vapor de fluido de trabajo orgánico a la turbina 57A por su operación nominal, cuando la energía eléctrica no está disponible de la red eléctrica. En operación, cuando la red eléctrica o empresa generadora de energía está suministrando energía de línea eléctrica, el motor eléctrico 52A hace girar la turbina 57A vía el accionador 75A que recibe energía de la red. La línea 66A recibe vapor de fluido de trabajo orgánico suficiente del hervidor 53A, calentado por el calentador eléctrico 54A, para suministrar fluido solamente a los rodamientos 56A. El calentador, esto es, el quemador 51A no está en operación y preferiblemente una aleta localizada sobre la pila del hervidor 53A es mantenida en un estado cerrado mediante un accionador. Así, el líquido suministrado vía la línea S6A es alimentado al depósito 64A. Este condensado es suministrado vía la línea 65A en donde es enfriado a los rodamientos 56A. El condensado que sale de los rodamientos es alimentado vía la bomba 67A, por ejemplo, una bomba pitot, al depósito 64A desde donde es devuelto a los rodamientos 56A. El calentador eléctrico 54A, continua suministrando calor al fluido de trabajo orgánico en el hervidor 53A para compensar el fluido que encuentra su camino de regreso vía la línea 68A al recipiente 69A en relación térmica con el hervidor 53A. Así, bajo tales condiciones, la red eléctrica alimenta energía a la carga y el sistema de turbina de ciclo de Ranking orgánico es mantenido en espera en directo. Cuando la red eléctrica no suministra energía eléctrica, la energía cinética presente en la turbina 57A permite que la unidad de energía 10A continúe suministrando energía eléctrica, aunque ninguna energía eléctrica sea alimentada al motor eléctrico 53A de la red eléctrica o empresa generadora de energía. La válvula 55A es abierta por la unidad de control 85A, que detecta el estado de la energía de línea, con el fin de que el vapor de fluido de trabajo orgánico sea suministrado del hervidor 53A vía el conducto 71A al bloque de boquillas de turbina 70A. Consecuentemente, se produce ahora energía mediante rotación de la turbina de ciclo de Ranking orgánico 57A que se hace girar por el vapor de fluido de trabajo orgánico producido por el calor presente en el fluido de trabajo orgánico caliente presente en el hervidor 53A. Al mismo tiempo, el accionador abre la solapa y el calentador, esto es, el quemador 51A comienza la operación con la recepción de una señal de control de la unidad de control 85A que también envía una señal de control para abrir la válvula de combustible 72A. Además, la unidad de control 85A envía una señal de control al calentador eléctrico 54A para detener la operación. La rotación de la turbina de ciclo de Ranking orgánico 57A da como resultado que el generador 73A produzca energía eléctrica que puede ser suministrada a la carga. Así, ahora el calor producido por los gases de combustión del quemador 51A calientan el fluido de trabajo en el hervidor 53A que produce vapores para su suministro a la turbina 57A. Cuando la energía eléctrica se hace disponible de la red eléctrica una vez más, el control 85A detecta la energía eléctrica y envía señales de control al calentador, esto es, el quemador 51A, para apagar, la solapa para abrir el calentador eléctrico 54A, para encender y cerrar la válvula 55A, de tal manera que ningún vapor de fluido de trabajo orgánico es suministrado vía esta válvula a de la turbina de ciclo de Ranking orgánico 57A. El fluido de trabajo orgánico continúa siendo alimentado a 56A de la turbina 57A como se describe previamente vía la línea _66A, el depósito 64A y la línea 65A. Así, de acuerdo con la presente invención y con referencia a la figura 2 , en el modo en espera ó fase 0 (véase figura 1A) , cuando la línea o energía de la empresa está disponible para suministrar la carga, la turbina 57A es accionada por el motor 52A. También, en este modo, el hervidor 53A es calentado mediante resistencia o el calentador eléctrico 54A que recibe energía de línea de la empresa generadora de energía o red eléctrica. El fluido de trabajo líquido suministrado al depósito 64A es enfriado en la línea 65A y es suministrado a los rodamientos 56A para proporcionar lubricación de los rodamientos durante la rotación de la turbina 57A. En el modo transitorio, la fase la (véase figura
IB) , cuando ocurre falla de la empresa generadora de energía y la energía de línea es interrumpida, la energía cinética presente en la turbina 57A permite que la turbina continúe girando, de tal manera que el generador 73A produce energía que es suministrada a la carga vía el rectificador 76A. También, al mismo tiempo, la válvula 75A comienza a abrirse, de tal manera que el vapor de trabajo orgánico puede ser suministrado del hervidor 53A vía el producto 71A al bloque de boquilla de la turbina 70A con el fin de que los vapores sean suministrados a la turbina 57A para hacerla girar. Además, simultáneamente, el encendido del quemador 51A comienza en tanto que el quemador eléctrico 54A es apagado. Después de esto, en la fase IB (véase figura IB) , la válvula 55A habiendo completado la abertura y continúa suministrando vapores a la turbina 57A utilizando el calor presente en el hervidor o generador de vapor 73A, el generador 73A produce energía que es suministrada a la carga, la válvula de combustible 72A se abre y el quemador 51A arranca. Consecuentemente, el hervidor 53A produce rápidamente un flujo nominal del fluido de trabajo vaporizado. Subsecuentemente, cuando la energía de línea no está disponible, la fase 1c (véase figura IB) , en un modo activo, hervidor 53A, calentado por la operación continua del quemador S1A, suministra el flujo nominal del fluido de trabajo vaporizado a la turbina 57A que acciona el generador 73A para suministrar energía a la carga. Volviendo a la figura 3, el número 10B designa una modalidad adicional de un sistema de unidad de energía provisto para suministrar energía ininterrumpible de acuerdo con la presente invención. Comprende un sistema de unidad de energía muy similar a la modalidad descrita con referencia a la figura 2 y opera en un fluido de trabajo orgánico. Sin embargo, en la modalidad descrita con referencia a la figura 3, el motor/generador 52B está incluido, de tal manera que cuando la energía eléctrica está disponible en la red eléctrica, el motor/generador 52B opera como un motor para hacer girar la turbina 57B. Por otra parte, cuando ninguna energía eléctrica está disponible en la red eléctrica, el motor/generador 52B opera como un generador generador eléctrico con el fin de que la rotación de la turbina 57B de cómo resultado que el el motor/generador 52B produzca energía eléctrica que puede ser alimentada a la carga. En lo que concierne a la figura 4, el número 10C designa una modalidad adicional de la presente invención en donde se proporciona un sistema de unidad de energía para suministrar energía ininterrumpible de acuerdo con la presente invención. También en la presente, esta modalidad es similar a la modalidad descrita con referencia a la figura 1 y en particular a la modalidad descrita con referencia a la figura 2 y opera en base a un fluido de trabajo orgánico. En la presente modalidad, en lugar de utilizar una válvula de encendido-apagado 55A ó 55B como se muestra en las figuras 1 y 2 respectivamente, el conducto 59C alimenta una boquilla de turbina varias o decena presentes en el bloque de boquilla 70C, de tal manera que un poco porcentaje de los vapores del fluido de trabajo orgánicos son alimentados a la turbina 57C vía el conducto 59C para hacerla girar. Consecuentemente, cuando energía eléctrica está disponible en la red eléctrica, una pequeña cantidad de vapor de fluido de trabajo orgánico es suministrado vía el conducto 59C y una boquilla del bloque de boquilla 70C a la turbina 57C para hacer girar la turbina. Como resultado, no hay necesidad en esta modalidad de un motor eléctrico para hacer girar la turbina 57C cuando está disponible energía eléctrica de la red eléctrica. Además, cuando ninguna energía eléctrica está disponible en la red eléctrica, la válvula de control 86C que recibe señales de control de la unidad de control 85C suministra vapor de fluido de trabajo orgánico al resto de las boquillas en bloque de boquilla 70C para hacer girar a la turbina 57C a plena potencia. En estas modalidades, si es preferido, el generador eléctrico 73A en la figura 2 puede ser un generador de imán síncrono, homopolar, de inducción o permanente, mientas que el motor 52A puede ser un motor de imán de inducción, síncrono o permanente . Así, en estas modalidades, el uso de la turbina de ciclo de Ranking orgánico 57, 57A, 57B y 57C gira cuando energía de línea está disponible, elimina la necesidad de utilizar una batería o baterías. Además, en tanto que la descripción anterior se refiere al fluido de trabajo como un fluido de trabajo orgánico, la presente invención incluye agua y su uso en el sistema de turbina de ciclo de Ranking. Además, por supuesto, el agua puede ser usada como el fluido de trabajo en sistemas de plantas de energía de ciclo de Ranking que forman parte de las modalidades descritas previamente. En lo que concierne a la figura 5, el número 10D designa una modalidad adicional de la presente invención para suministrar energía ininterrumpible de acuerdo con la presente invención. Básicamente, esta modalidad es similar a las modalidades descritas previamente de la presente invención excepto que, en la presente modalidad, el fluido de trabajo de agua es alimentado del tanque de almacenamiento de agua 90D vía la bomba 56D al hervidor 53D. El tanque de almacenamiento de agua 90D en sí mismo es suministrado de preferencia con agua tratada del sistema de tratamiento de agua 91D provisto con agua de compensación. Además, en esta modalidad, el vapor de baja presión que sale de la turbina 57D, conectada a un generador/motor asincrono de alta frecuencia 53D, es alimentado del múltiple de escape de la turbina 60D vía el conducto 92D a la pila o chimenea 94D para su salida a la atmósfera. Así, la turbina 57D tiene un escape a la atmósfera y comprende consecuentemente una turbina de vapor de contrapresión. Además, en una alternativa de acuerdo con la presente invención, el conducto o línea 92D es preferiblemente ahusado en su salida a la pila 94D con el fin de auxiliar al tiro producido en la pila o chimenea. En tal caso, la aleta F3 puede ser conectada externamente al conducto o línea 92D en su salida 93D. En una alternativa adicional, de acuerdo con la presente invención, una porción del vapor de escape que sale de la turbina 57D presente en el conducto o línea 92D puede ser mezclado con agua tratada suministrada al hervidor 53D con el fin de precalentar directamente el agua tratada suministrada al hervidor. En todavía una alternativa adicional, de acuerdo con la presente invención, el vapor de escape que sale de la turbina 57D presente en el conducto o línea 92D puede ser usado para precalentar indirectamente el agua tratada suministrada al hervidor 53D. El condensado producido mediante tal precalentamiento puede ser suministrado al tanque de almacenamiento de agua 90D. El número 10E en la figura 6, designa todavía una modalidad adicional de la presente invención para suministrar energía ininterrumpible de acuerdo con la presente invención. Básicamente, esta modalidad es también similar a las modalidades descritas previas de la presente invención y en particular a la modalidad descrita con referencia a la figura 4. En esta modalidad, el generador/motor 73E es un generador/motor síncrono u homopolar. Volviendo ahora a la figura 7, el número 10F designa todavía una modalidad adicional de la presente invención para suministrar energía ininterrumpible de acuerdo con la presente invención. Básicamente, esta modalidad es similar a las modalidades descritas previas de la presente invención excepto que, en la presente modalidad, el fluido de trabajo, específicamente agua, se hace circular en la unidad de energía 50F con la ayuda de la bomba 56F. En esta modalidad, el vapor de baja presión que sale de la turbina 57F, es suministrado al múltiple de escape de la turbina 60F y luego al condensador 62F, preferiblemente un condensador enfriado por aire que tiene un ventilador para suministrar aire a los tubos del condensador, para producir condensado de vapor que es suministrado utilizando la bomba 56F al hervidor 53F. En esta modalidad el generador/motor 52F conectado a la turbina 57F puede ser un generador/motor asincrono de alta frecuencia o alternativamente generador/motor síncrono u homopolar. En operación, cuando la red eléctrica o empresa generadora de energía está suministrando energía de línea eléctrica, el motor/generador eléctrico 52F que opera como un motor hace girar la turbina 57F vía el accionador 75F que recibe energía de la red. La línea 66F recibe suficiente vapor de fluido de trabajo orgánico del hervidor 53F, calentado por el calentador eléctrico 54F, para suministrar fluido solamente a los rodamientos 66F. El calentador, esto es, el quemador 51F no está en operación y preferiblemente una aleta localizada sobre la pila del hervidor 53F es mantenida en un estado cerrado mediante un accionador. Así, el líquido suministrado vía la línea 66A es alimentado al depósito 64F. Este condensado es suministrado vía la línea 65A en donde es enfriado a los rodamientos 56F. El condensado que sale de los rodamientos es suministrado vía la bomba 67F, por ejemplo, una bomba de pitot, al depósito 64F desde donde es devuelto a los rodamientos 56F. El calentador eléctrico 54F, continúa suministrando calor al fluido de trabajo orgánico en el hervidor 53AF para compensar para compensar el fluido que encuentra su camino de regreso vía la línea 68F al recipiente 69F en relación de calor con el hervidor 53F. Así, bajo tales condiciones, la red eléctrica suministra energía a la carga y el sistema de turbina de ciclo de Ranking orgánico es mantenido en espera en directo. Cuando la red eléctrica no suministra energía eléctrica, la energía cinética presente en la turbina 57F permite que la unidad de energía 10F continúe suministrando energía eléctrica, aunque ninguna energía eléctrica es administrada al motor eléctrico 53F desde la red eléctrica o empresa generadora de energía. La válvula 55F es abierta por la unidad de control 85F, que detecta el estado de la energía de línea, con el fin de que el vapor de fluido de trabajo orgánico sea suministrado del hervidor 53F vía el conducto 71F al bloque de boquillas de la turbina 70F. Consecuentemente, la energía es ahora producida por la rotación de la turbina de ciclo de Ranking orgánico 57F hecha girar por el vapor de fluido de trabajo orgánico producido por el calor presente en el fluido de trabajo orgánico caliente presente en el hervidor 53F. Al mismo tiempo, el accionador abre la solapa y el calentador, esto es, el quemador 51F comienza la operación con la recepción de una señal de control de la unidad de control 85F que también envía una señal de control para abrir la válvula de combustible 72F. Además, la unidad de control 85A envía una señal de control al calentador eléctrico 54F para detener la operación. La rotación de la turbina de ciclo de Ranking orgánico 57F da como resultado que el motor/generador 52F, ahora operando como un generador, produzca energía eléctrica que puede ser alimentada la carga. Así, ahora el calor producido por los gases de combustión del quemador 51F calientan el fluido de trabajo en el hervidor 53F que produce vapores para el suministro a la turbina 57F. Cuando se hace disponible la energía eléctrica de la red eléctrica una vez más, el control 85F detecta la energía eléctrica y envía señales de control al calentador, esto es, quemador 51F, para apagar, la aleta para abrir el calentador eléctrico 54F, para encender y para cerrar la válvula 55F, de tal manera que ningún vapor es suministrado vía esta válvula a la turbina de ciclo de Ranking orgánico 57F. El agua líquida continúa siendo suministrada a los rodamientos 56F de la turbina 57F como se describe previamente vía la línea 66F, el depósito 64F y la línea 65F. En tanto que las modalidades descritas con referencia a las figuras 5, 6 y 7 describen un generador/motor accionado por la turbina 57D, 57E y 57F, si es preferido, un generador y motor separado, por ejemplo, como el motor 52A y el generador 73A descritos con referencia a la figura 1, pueden ser usador en lugar del generador/motor .
Además, se debe indicar que la presente invención incluye también el método para poner en operación el aparato revelado con referencia a las figuras descritas anteriormente. Además, se debe indicar que, en el presente, la modalidad de la presente invención descrita con referencia a la figura 3 es considerada el mejor modo para llevar a cabo la presente invención. Además, cuando un fluido de trabajo orgánico es utilizado como el fluido de trabajo en el sistema o sistemas de turbina de ciclos de Ranking, el fluido de trabajo es preferiblemente escogido del grupo de clorobenceno-diclorobenceno, triclorobenceno; hidrocarburos aromáticos bicíclicos, hidrocarburos aromáticos bicíclicos sustituidos, hidrocarburos aromáticos heterociclicos , hidrocarburos aromáticos heterociclicos sustituidos, compuestos bicíclicos o heterobicíclicos en donde un anillo es aromático y el otro anillo condensado es no aromático y sus mezclas tales como naftaleno, 1-metil-lnaftaleno, 1-metil-naftaleno, tetralina, quinoleno, benzotiofeno; un fluido de transferencia de calor alquilado orgánico ó un fluido de transferencia de calor aromático alquilado sintético, por ejemplo, aceites térmicos tales como fluido Therminol LT (un fluido aromático sustituido por alquilo) , Dowtherm J (una mezcla de isómeros de un fluido aromático alquilado) , isómeros de dietil benceno y mezclas de los isómeros y butil benceno.
Además, en tanto que la descripción anterior se refiere a un modo de operación en espera en directo, la presente invención también es operacional en modo en espera tibio en donde se proporciona una batería además del sistema de turbina de ciclo de Ranking descrito anteriormente y detallado en las modalidades mencionadas anteriormente. En el modo en espera tibio, la batería proporciona energía a la carga después que la energía de línea ha cesado de suministrar energía a la carga o la empresa productora de energía eléctrica ha fallado y hasta que la turbina de ciclo de Ranking suministra la énergía requerida a la carga. En esta modalidad, el hervidor es mantenido caliente (por ejemplo, a una temperatura de aproximadamente 60°C) , por ejemplo mediante un calentador eléctrico, como 54A mostrado en la figura 2, descrito anteriormente, de tal manera que el periodo de tiempo necesario para que la turbina de ciclo de Ranking comience a suministrar el nivel de energía requerido a la carga es relativamente corto (por ejemplo, hasta media hora) . Así, la batería utilizada en esta configuración es relativamente pequeña. Además, las unidades descritas de acuerdo con la presente invención pueden ser usadas en una configuración en espera en frío, en donde se proporciona una batería grande para suministrar energía a la carga cuando la energía de línea falla hasta que se produce energía nominal por la unidad de energía. En tal sistema, la unidad de energía comenzará la operación cuando la energía de línea cae. Además, de acuerdo con la presente invención, la energía producida por el generador de la unidad de turbina de ciclo de Ranking por ejemplo, 73A de la figura 2, etc., es preferiblemente suministrada a la carga de tal manera que su voltaje de umbral es menor que aquel suministrado a la carga cuando la energía de línea está disponible. Esto permite que la energía producida por la unidad de turbina de ciclo de Ranking sea suministrada automáticamente a la carga una vez que la energía de la red o empresa productora de energía ha caído debajo de un cierto valor de umbral predeterminado. En el arreglo provisto de acuerdo con la presente invención, la necesidad de utilizar un rectificador adicional o externo puede ser ahorrado. Sin embargo, por otra parte, la energía de línea puede ser suministrada a la carga vía un rectificador adicional o externo. Además, de acuerdo con la presente invención, se debe indicar que la operación de la unidad de turbina de ciclo de Ranking utilizando Therminol ó Dowtherm J permite que la unidad opere a una temperatura relativamente alta. Cuando se opera con estos fluidos de trabajo, bajas pérdidas en particular durante la operación en espera cuando la red o energía de la . empresa productora de energía está girando la turbina son obtenidos. · Además, tal operación a alta temperatura puede reducir el tamaño del condensador. Se cree que las ventajas y resultados mejorados proporcionados por el método y aparto de la presente invención son evidentes a partir de la descripción anterior de la invención. Varios cambios y modificaciones se pueden hacer sin desviarse del espíritu y alcance de la invención como se describe en las reivindicaciones siguientes. Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.