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Modélisation d’un prototype cylindroparabolique en mode once-throug
La boucle expérimentale DISS en mode once-through
Caractéristiques de la boucle
La boucle DISS est l’installation expérimentale située à Almeria en Espagne, et correspondant au projet du même nom (voir chapitres 2 et 3). Sa modularité fait que deux modes d’opération ont pu être expérimentés lors de différentes phases du projet DISS, et permet toujours son utilisation dans une version modifiée et « agrandie » dans le cadre du projet DUKE. La figure ci-dessous est proposée dans de nombreuses publications du CIEMAT, et montre la configuration de l’installation. La figure suivante montre également une vue de l’installation. Figure 6-1 : Schéma de la configuration de la boucle DISS en once-through [1].
La ligne est constituée de 11 collecteurs connectés en série, séparés par une tuyauterie externe intermédiaire et des joints tournants. Les collecteurs 1 à 8 et 11 mesurent 50m de long, tandis que les collecteurs 9 et 10 mesurent 25m. Le tableau ci-dessous résume les caractéristiques techniques de la boucle et des collecteurs : Paramètre Valeur Longueur de collecteur 500 m au total (9*50m, 2*25m) Orientation Nord-sud Ouverture de collecteur Distance focale 5.76 m 1.76 m Surface totale de miroirs 2760 m² Diamètre extérieur de tube absorbeur 70 mm Diamètre intérieur de tube 50 mm Pression vapeur maximale de sortie 100 bars Température vapeur maximale de sortie 400 °C
La vanne à l’entrée de la boucle DISS sert à réguler le débit dans la boucle, selon une méthode détaillée dans le chapitre 3. La pompe d’alimentation assure la circulation du fluide et la mise en pression de la ligne, en étant régulée pour le maintien d’un différentiel de pression de la vanne d’entrée. L’eau d’alimentation est préchauffée après la pompe par un sous-tirage de vapeur surchauffée avant la détente, et une partie de l’eau préchauffée sert à alimenter la ligne de désurchauffe pour l’injection entre les collecteurs 10 et 11. Le maintien en pression de la ligne de collecteurs est assuré par une vanne en sortie du ballon séparateur final.
Caractéristiques des collecteurs
Les 11 collecteurs cylindro-paraboliques sont du type LS3 (pour Luz System) dits « modifiés » car ils sont issus des collecteurs originaux de la compagnie Luz Industries, ancêtre de BrightSource Energy. Ces collecteurs mesurent à l’origine 100m de long, et sont utilisés sur les centrales XII à IX du complexe Californien SEGS [5]. Afin de visualiser l’allure d’un collecteur, la figure suivante montre une modélisation CAO 3D des deux parties principales : le concentrateur cylindro-parabolique et le tube absorbeur :
Les miroirs concentrateurs
Le rôle du concentrateur cylindro-parabolique est de réfléchir le rayonnement incident direct capté par la surface du miroir sur le tube absorbeur. Dans un plan transversal au miroir, celui-ci à la forme d’une parabole d’équation cartésienne : les coordonnées de l’origine, et ݂ la distance focale.
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