Análise termodinâmica e econômica da aplicação de ciclo combinado à repotenciação de centrais nucleares PWR

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rodrigues, Claudio Lima
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=106828
Resumo: Orientador: Prof. Dr.Antônio Garrido Gallego
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spelling Análise termodinâmica e econômica da aplicação de ciclo combinado à repotenciação de centrais nucleares PWRREPOTENCIAÇÃOUSINAS DE CICLO COMBINADOTURBINAS A GÁSREPOWERINGCOMBINED CYCLEGAS TURBINESPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENERGIA - UFABCOrientador: Prof. Dr.Antônio Garrido GallegoDissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2017.Atentando-se à diversificação da matriz energética, expansão da oferta de energia e a aproximação do fim da vida útil de usinas nucleares, como Angra I, planejado para 2025, este trabalho apresenta um estudo de repotenciação de usinas nucleares PWR (Pressurized Water Reactor). A estratégia de repotenciação utilizada baseou-se na combinação da usina nuclear com turbinas a gás, compondo um arranjo similar aos ciclos combinados tradicionais, mas que utiliza energia nuclear e do gás natural paralelamente. A conexão entre as duas fontes ocorre por meio de caldeiras de recuperação, que utilizam os gases de exaustão das turbinas a gás para geração de vapor, que é utilizado na usina nuclear, o que possibilita a redução da potência térmica do reator. Efetuaram-se análises de energia nos ciclos propostos e constatou-se que os ciclos podem atingir eficiências energéticas entre 44% e 46%, no caso de ciclos que ultrapassam a potência nominal da antiga usina nuclear, e eficiências energéticas por volta de 39% no caso de ciclos com potência limitada à da antiga usina nuclear. Também foi possível avaliar qualitativamente as configurações que exigiriam menores modificações na usina nuclear. Foi realizada análise econômica onde estimou-se o custo de geração de energia elétrica dos ciclos propostos, obtendo 69,5 US$/MWh, que foi menor que o custo de uma nova usina a gás natural (80,8 US$/MWh) e uma nova usina nuclear (110,9 US$/MWh). Entretanto, os ciclos de repotenciação apresentaram custo de energia maior do que a possibilidade de extensão da vida útil de usinas nucleares por meio de investimentos em trocas de equipamentos e programas de manutenção (36,2 US$/MWh - Extensão das operações LTO ¿ do inglês: Long Term Operation).Considering the diversification of the energy matrix, expansion of the energy supply and the approximation of the end of life of nuclear power plants, such as Angra I, planned for 2025, this work presents a repowering study of PWR (Pressurized Water Reactor). The repowering strategy was based on combination of the nuclear power plant with gas turbines, composing an arrangement like traditional combined cycles, but utilizing nuclear and natural gas in parallel. The connection between the two sources occurs through recovery boilers, which use the exhaust gases from gas turbines for steam generation, which is used in the nuclear power plant, which allows the reduction of the reactor thermal power. Energy analyzes were carried out in the proposed cycles and it was found that the cycles can achieve energy efficiencies between 44% and 46% in the case of cycles exceeding the nominal power of the former nuclear power plant, and energy efficiencies around 39% in the case of cycles with power limited to that of the old nuclear power plant. It was also possible to qualitatively evaluate the configurations that would require minor modifications at the nuclear power plant. An economic analysis was carried out to estimate the cost of generating electricity from the proposed cycles, obtaining 69.5 US$/MWh, which was lower than the cost of a new natural gas plant (80.8 US$/MWh) and a new nuclear power plant (110.9 US$/MWh). However, the repowering cycles had a higher energy cost than the possibility of extending the life of nuclear power plants through investments in equipment exchanges and maintenance programs (36.2 US$/MWh, LTO - Long Term Operation).Garrido Gallego, AntonioRocha, André DamianiMoreira, João Manoel LosadaRodrigues, Claudio Lima2017info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf141 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=106828http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=106828&midiaext=74786http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=106828&midiaext=74787Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=106828porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-03-22T15:48:44Zoai:BDTD:106828Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2022-03-22T15:48:44Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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