Depósitos

El dispositivo experimental cuenta con dos depósitos auxiliares: el depósito de preparación de solución (D1) y el depósito de control de concentración (D2), los cuales

se describen a continuación.

5.2.5.1. Depósito de preparación de solución (D1)

realización de ensayos y también para vaciar el equipo en caso de parada. Este depósito tiene 500 mm de alto, 286 mm de diámetro exterior y un volumen total de 30 l (figura 5.13).

El depósito D1 se ha diseñado para preparar y almacenar unos 25 litros de solución, el

volumen restante se requiere para realizar la presurización del depósito con nitrógeno cuando el procedimiento lo requiera (sección 5.7.2.3. Llenado del generador). También, el volumen de solución puede aumentar durante el desarrollo de las pruebas experimentales, debido a la introducción de agua en el ajuste de la concentración (sección 5.7.2.4. Fijar concentración de la solución), por lo cual el depósito D1 debe

tener la capacidad de almacenar cantidades de solución mayores a la carga inicial durante el arranque.

Figura 5.13. Fotografía del depósito de preparación de solución D1.

Cabe destacar, que la solución contenida en el depósito D1 se preparó a una

concentración másica total en sales del 70%. A esta concentración la solución de nitratos alcalinos tiene una temperatura de cristalización de 50ºC (Vargas et al., 2008), para evitar la cristalización de las sales se ha dispuesto en el fondo del depósito (en contacto con el líquido) una resistencia eléctrica de inmersión (RD1) de potencia 2 kW

para mantener la temperatura de la solución por encima de la temperatura de solubilidad de la mezcla. La temperatura del depósito D1 se mide por una termorresistencia de

platino PT-100 (PT1) y se controla por un interruptor encendido-apagado de la resistencia (RD1) ubicado en el cuadro de mando. También, para facilitar la disolución

de las sales en la etapa de preparación de la solución y para garantizar la homogeneidad de la solución antes de traspasarla al generador de vapor, el depósito D1 tiene instalado

en su parte superior un agitador mecánico de varilla, con un junta rotatoria y rótula, igual al utilizado en el generador de vapor (sección 5.2.2).

Además, en la tapa superior el depósito D1 dispone de una toma para la introducción de

los reactivos y otra toma a la cual esta conectado un manómetro (P1) para visualizar la

presión del depósito durante del proceso de carga del generador (sección 5.7.2.3. Llenado del generador). En los laterales tiene un visor de nivel de líquido (L1), una

termorresistencia (PT-1) y dos tomas con sus respectivas válvulas para la salida o entrada de la solución. Una de las tomas laterales posee una válvula de aguja (V1) en la línea que conecta al depósito D1 con el generador y la otra toma con la válvula (V4) en

la línea que sirve de bypass de la bomba de solución. En el fondo del equipo, se encuentra la válvula de drenaje (VDA) normalmente cerrada que permite la evacuación

en caso de parada.

5.2.5.2 Depósito de control de concentración de solución (D2)

El depósito D2 es otro depósito cilíndrico de 300 mm de alto y 200 mm de diámetro

interior, con 10 litros de capacidad. El depósito D2 permite controlar la concentración de

Alkitratos en el circuito de solución, su función es almacenar el agua que habrá de añadirse al circuito de solución para reducir su concentración durante los ensayos, y también almacena el agua que debe retirarse del circuito cuando sea necesaria una concentración mayor (Sección 5.7.2.4.). En la figura 5.14 se muestra una fotografía del depósito D2.

Figura 5.14. Fotografía del depósito de control de la concentración de solución, D2.

La solución de nitratos alcalinos se prepara en el depósito D1 a una concentración

másica total de 70%. Para realizar ensayos a otras concentraciones se varía la concentración añadiéndole o retirándole agua del circuito de solución. El depósito D2 es

capaz de almacenar la cantidad de agua máxima que se deba añadir o retirar del circuito de solución. Por lo tanto, el depósito D2 se ha diseñado teniendo en cuenta que la

solución se prepara inicialmente a una concentración másica del 70% (sección 5.7.2.2). A esta concentración y a 70ºC, la solución tiene una densidad de 1550 kg.m-3 (Abdelmassih, 2009) y el volumen total de solución en el generador es de 20 litros de solución. La masa inicial es de 31 kg, de los cuales 21.7 kg son de (LiNO3+

KNO3+NaNO3), 9.30 kg restante son de agua (tabla 5.3). Teniendo en cuenta que la

cantidad de sales en el circuito de solución se mantiene constante a continuación se calcula la cantidad de agua total necesaria en la solución para las concentraciones máxima y mínima. De la tabla 5.3 se deduce que el depósito D2 debe ser capaz de

almacenar más de 8.15 kg de agua (diferencia entre las cantidades de agua requerida para las dos concentraciones límites).

Además, el depósito D2 cuenta en su parte superior, con una toma para añadir agua y

otra a la cual está conectada un manómetro y un juego de válvulas para la conexión con la bomba de vacío (BV ) cuando se requiera extraer el agua del sistema. Esta última

necesario para la presurización durante el procedimiento de añadir agua al circuito de solución (sección 5.7.2.4.). Además cuenta con un indicador de nivel (L3), que permite

observar la cantidad de agua dentro del depósito.

Tabla 5.3. Cantidad de agua necesaria en la solución a diferentes concentraciones.

Cantidad de sales en el circuito de solución

(LiNO3+ KNO3+NaNO3) ms,1.x1= ms,2.x2= 31.0 kg

Cantidad de agua a la concentración mínima (70%): 9.30 kg

Cantidad de agua a la concentración máxima (95%): 1.15 kg