Dimensionamiento de torres solares para ciclos ultra y supercríticos

Abstract

En el presente trabajo se ha llevado a cabo el dimensionamiento de receptores cilíndricos externos con sistema de almacenamiento de sales fundidas para su uso en centrales termosolares del tipo torre de potencia operando en régimen subcrítico, supercrítico y ultra-supercrítico. Para ello, se han obtenido diversas configuraciones de estudio variando los parámetros de diseño sobre una geometría base fija, común a todos los receptores considerados. Una vez obtenidas las geometrías de cada uno de los receptores, se ha hecho uso de un modelo térmico e hidrodinámico para simular su funcionamiento bajo unas determinadas condiciones comunes de operación. Tras esto, se ha realizado un análisis de los resultados obtenidos en las simulaciones, donde se ha podido estudiar el comportamiento térmico e hidrodinámico de los receptores, evaluando la influencia de los parámetros de diseño seleccionados en el funcionamiento de los mismos. Una vez estudiado su comportamiento, se ha realizado una comparativa con el objetivo de escoger aquellas configuraciones óptimas para cada régimen de funcionamiento en base a una serie de criterios de eficiencia, máxima pérdida de carga y temperatura máxima de película. Por último, se ha realizado un breve análisis económico de las configuraciones finales, con el fin de determinar su impacto económico en los costes de la instalación y comparar las inversiones por potencia instalada requeridas por cada una de ellas.In the present work the sizing of external central receivers with molten salt storage system has been carried out, for its use in solar thermal power plants operating in subcritical, supercritical and ultra-supercritical mode. To do this, some configurations of study have been obtained by changing the design parameter over a common fixed base geometry for all the receivers considered. Once the geometries of each receiver has been obtained, a thermal and hydrodynamic model has been used to simulate the functioning behavior under certain common operating conditions. After this the obtained results in the simulations have been analyzed, making possible the study of the thermal and hydrodynamic behavior of the receivers, moreover evaluating the selected design parameter’s influence over their operation. Once the receivers’ behavior has been determined, we have performed a comparison to choose those optimal configurations for each operation mode on the grounds of some selection criteria based on efficiency, maximum pressure decay and maximum film temperature. Finally, a short economic analysis takes place for the final selected configurations, in order to determine their economic impact due to installation costs as well as comparing the investments per power of each one.Ingeniería en Tecnologías Industriale