Tuplavälitulistus : uusimmat höyryvoimalaitosten kiertoprosessit
Ketonen, Sami (2018)
Kandidaatintyö
2018
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018100137011
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018100137011
Tiivistelmä
Tuplavälitulistuksellisessa voimalaitoksessa suoritetaan toinen välitulistus ennen matalapaine- tai välipaineturbiinia. Ylimääräinen kierros on investoinniltaan hyvin kallis, mutta sillä voidaan nostaa merkittävästi laitoksen hyötysuhdetta. Korkean investoinnin vuoksi tuplavälitulistus on kannattava vain suuren kokoluokan voimalaitoksissa. Maailmalla on käynnissä tutkimustyötä liittyen superkriittisiin voimalaitoksiin, jotka käyttävät tuplavälitulistusta. Näissä laitoksissa on tarkoitus nostaa höyryn lämpötila 700 oC:een ja paine 35 MPa:in. Tällöin ongelmana on voimalaitoskomponenttien materiaalit ja niiden kestävyys näin suurissa lämpötiloissa. Tutkimustyön pääkohteena on kehittää materiaalia, joka kestäisi kyseiset parametrit, olisi helposti muokattavissa sekä pitäisi investoinnit kurissa.
Työssä vertaillaan neljän erityyppisen voimalaitoksen investointeja ja kannattavuutta. Yhdessä laitoksista on tavallinen välitulistus ja kolmessa tuplavälitulistus. 1000 MW kokoluokassa kallein voimalaitos tuottaisi sähköä alle 31 €/MWh kun halvimmassa yhden välitulistuksen laitoksessa sähkön tuotantohinta olisi melkein 31,5 €/MWh. Lisäksi laskelmat osoittavat, ettei tuplavälitulistuksellista laitosta kannata rakentaa, jos sen kapasiteetti ei ole yli 700 MW.
Maailmalla nykypäiväistä tuplavälitulistusteknologiaa löytyy lähinnä Kiinasta ja Tanskasta. Kiinassa tuplavälitulistus on kasvava trendi Kiinan suurten hiilivarantojen ja suurikapasiteettisten laitosten vuoksi. Muualla maailmassa tämän tyyppiset laitokset on rakennettu kymmeniä vuosia sitten, eikä niissä enää ole nykyaikaista teknologiaa.
Työssä vertaillaan neljän erityyppisen voimalaitoksen investointeja ja kannattavuutta. Yhdessä laitoksista on tavallinen välitulistus ja kolmessa tuplavälitulistus. 1000 MW kokoluokassa kallein voimalaitos tuottaisi sähköä alle 31 €/MWh kun halvimmassa yhden välitulistuksen laitoksessa sähkön tuotantohinta olisi melkein 31,5 €/MWh. Lisäksi laskelmat osoittavat, ettei tuplavälitulistuksellista laitosta kannata rakentaa, jos sen kapasiteetti ei ole yli 700 MW.
Maailmalla nykypäiväistä tuplavälitulistusteknologiaa löytyy lähinnä Kiinasta ja Tanskasta. Kiinassa tuplavälitulistus on kasvava trendi Kiinan suurten hiilivarantojen ja suurikapasiteettisten laitosten vuoksi. Muualla maailmassa tämän tyyppiset laitokset on rakennettu kymmeniä vuosia sitten, eikä niissä enää ole nykyaikaista teknologiaa.