| Journal: | Tecnología y ciencias del agua |
| Database: | PERIÓDICA |
| System number: | 000408203 |
| ISSN: | 0187-8336 |
| Authors: | Valenzuela, Loreto1 Saynes, Jacobo2 Moya, Sara L3 |
| Institutions: | 1Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, Plataforma Solar de Almería, Almería. España 2Instituto de Investigaciones Eléctricas, Gerencia de Equipos Eléctricos, Temixco, Morelos. México 3Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico, Tecnológico Nacional de México, Temixco, Morelos. México |
| Year: | 2016 |
| Season: | May-Jun |
| Volumen: | 7 |
| Number: | 3 |
| Pages: | 75-92 |
| Country: | México |
| Language: | Español |
| Document type: | Artículo |
| Approach: | Experimental, aplicado |
| Spanish abstract | Este trabajo presenta un estudio termo-hidráulico numérico de una fila tipo de captadores solares cilindroparabólicos (CCP) para generación directa de vapor (GDV), que opera en la configuración "un solo paso" (once-through). El estudio se realizó mediante el simulador RELAP5/MOD3. La fila de CCP considerada consta de 10 unidades, con una longitud total de 1 000 m. El estudio de la fila incluye un análisis del comportamiento del sistema bajo condiciones nominales (70 bar y 723 K), y un análisis de sensibilidad a variables de funcionamiento y parámetros de diseño, como temperatura del agua de alimentación, distribución perimetral de radiación solar concentrada en la pared exterior del tubo absorbedor, y diámetro interior y material del tubo absorbedor. Se encontró una relación directa entre el incremento de la temperatura de alimentación y el desplazamiento de las regiones de evaporación y sobrecalentamiento; este desplazamiento es de 22 m para los saltos de temperatura considerados, permaneciendo constante la longitud de la región de evaporación, puesto que ni el caudal de agua de alimentación ni la radiación solar directa se modificaron para este tipo de análisis. El perfil perimetral de radiación solar concentrada en el tubo absorbedor afecta de manera importante tanto en los coeficientes de transferencia de calor convectivos como en la ubicación de las zonas de transición precalentamiento/ evaporación y evaporación/sobrecalentamiento, en especial para la segunda de ellas, con un desfasamiento de hasta 18 m. En cuanto al efecto del diámetro interno del tubo absorbedor, se determinó que el número de patrones de flujo es menor cuando el diámetro interior es mayor, con independencia del espesor de pared o material del tubo. El material del tubo absorberdor, acero inoxidable 316Ti y acero ferrítico A355 P22 afecta en particular el comportamiento transitorio del flujo y las diferencias m |
| English abstract | This paper presents a numerical thermo-hydraulic study of a standard row of parabolic-trough solar collector (PTC) for direct steam generation (GDV) working in the configuration oncethrough. The research was carried out with the simulator RELAP5/ MOD3. The considered PTC row has 10 units with a total length of 1000 m. The study of the row includes a performance analysis of the system under nominal conditions (70 bar and 723 K), and a sensitivity analysis to functioning variables and design parameters, such as: feed water temperature; perimeter distribution of the concentrated solar radiation in the wall of the absorber tube; and inner diameter and material of the absorber tube. It was found direct relation between the increase of the inlet temperature and the shift of the evaporation and superheating regions; this shift is 22m for the different temperature considered, remaining constant the length of the evaporation region, because neither the feed water flow nor the direct solar radiation were modified for this type of analysis. The perimeter profile of the concentrated solar radiation on the absorber tube seriously affects the convective heat transfer coefficients as well as the transition position in the preheating/evaporation and evaporation/superheating, especially for the second one with a difference of 18 m. With regard to the absorber tube inner diameter it was determined that the number of flux patterns is smaller when the inner diameter is bigger, regardless to the wall thickness or tube material. The material of the absorber tube, stainless steel 316Ti and ferritic steel A355 P22, affects mainly the flow transient behavior and the maximum differences in temperature in the transversal section of the absorber tube wall, being these differences higher when the absorber is made of stainless steel |
| Disciplines: | Ingeniería |
| Keyword: | Ingeniería de energéticos, Radiación solar, Concentradores solares, Generación directa de vapor, Modelo termo-hidráulico |
| Keyword: | Engineering, Energy engineering, Solar radiation, Solar collectors, Direct steam generation, Thermo-hydraulic model |
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