A techno-economic analysis of implementing temperature-maintaining modifications on the steam turbine of a solar thermal power plant

• Main Author: Lundqvist, Mårten
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Energiteknik 2016
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-201652

This master thesis examines the techno-economic implications of introducing temperature maintaining modifications on the steam turbine in a direct steam generation solar tower power plant. More specifically, the impact on the maintenance requirements and other performance indicators when installing electrical heat blankets as well as increasing the gland steam temperature, was examined. A model of the Ivanpah plant in southern California was inherited and further developed within the KTH in-house tool DYESOPT to then be used for sensitivity studies focusing on examining the effect of the start improvements.The results show that with the assumptions made, the examined start improvements can be used to significantly increase the power output of the Ivanpah plant while at the same time reducing the maintenance requirements. The investment costs of said improvements were also found to be low in relation to their techno-economic benefits, resulting in a significant reduction of the levelized cost of electricity. The conducted sensitivity studies also suggested that the assumption made were not very sensitive, although more accurate assumptions regarding the costs of the turbine start improvements should be looked at during further development. === Detta examensarbete undersöker de tekniska och ekonomiska konsekvenserna av att implementera turbinmodifikationer i syfte att undvika värmeförluster på ett termiskt solkraftverk. Mer specifikt så studerades det hur elektiska värmefiltar samt en ökning av temperaturen på förseglingsångan påverkar ett kraftverkets underhållsbehov samt andra prestationsindikatorer. För att åstadkomma detta ärvdes samt utvecklades en existerande modell av Ivanpah, ett solkraftverk beläget i Kalifornien, USA i KTHs egenutvecklade modelleringsverktyg DYESOPT. Detta verktyg användes sedan i syfte att undersöka effekten av turbinmodifikationerna genom en känslighetsanalys.Resultaten visar att med de antaganden som gjorts så kan de undersökta turbinmodifikationerna öka den årliga kraftproduktionen och samtidigt sänka underhållsbehoven betydligt. Sett till de ekonomiska aspekterna leder detta till en minskning av den sammanlagda kostnaden för att generera elektricitet med de antaganden som gjorts, eftersom investeringskostnaderna relaterade till modifikationerna är låga i relation till deras fördelar. Känslighetsanalysen pekar dessutom på att de gjorda antagandena inte var särskilt känsliga, men att fokus bör ligga på bättre underbyggda antaganden kring turbinmodifikationernas kostnader för att kunna bedöma dess tekno-ekonomiska effekter än bättre.