اصلاح ساختار يك نيروگاه بخار با استفاده از كلكتورهاي خورشيدي و سيكل آب شيرين كن چند مرحله اي (آناليز اگزرژي و اقتصادي)

Retrofit Of Steam Power Plant Using Solar Dish Collectors and Multi-Effect Desalination Cycle (Exergy and Economic Analysis

با توجه به بحران آب و انرژي، بهبود راندمان سيستم هاي حرارتي و بازيافت حرارت به همراه استفاده از فرآيند شيرين سازي آب، در سال هاي اخير توجه بسياري از محققان را به خود جلب كرده است. بدين منظور فرآيند آب شيرين كن حرارتي و كلكتورهاي خورشيدي در نيروگاه هاي بخار مورد استفاده قرار گرفتند. در اين مطالعه يك ساختار يكپارچه توليد هم زمان آب شيرين و توان با استفاده از تركيب سيستم كلكتورهاي خورشيدي، نيروگاه بخار توليد توان، سيكل ORC و سيكل آب شيرين كن چند اثره حرارتي توسعه داده شده است. اين ساختار يكپارچه قابليت توليد آب شيرين به ميزان kg/s762/6، توان 104/1مگاوات درسيكل رانكين و 306/7مگاوات در نيروگاه بخار را دارد. در اين ساختار يكپارچه به ترتيب بازده نيروگاه بخار 37/24% و بازده اگزرژي كل 78/54% است. آناليز اگزرژي ساختار يكپارچه نشان مي دهد كه بيشترين تخريب اگزرژي به ترتيب در كلكتورهاي خورشيدي به ميزان 45/2% و مبدل هاي حرارتي به ميزان 37/27% رخ مي دهد. با توجه به آناليز اقتصادي، ساختار يكپارچه توسعه داده شده به ترتيب داراي زمان بازگشت سرمايه 3/838سال و قيمت تمام شده محصول$/kWh 0/0325 است. به علاوه با استفاده از آناليز حساسيت تاثير پارامترهاي مختلف روي عملكرد ساختار يكپارچه مورد بررسي قرار گرفت.

Regarding the water and energy crisis, improving the efficiency of thermal systems and heat recovery, along with the use of desalination process, has attracted the attention of many researchers in recent years. For this purpose, thermal desalination process and solar collectors were used in steam power plants. In this study, an integrated structure for simultaneous generation of fresh water and power has been developed using a combination of solar collectors, steam power plant for power generation, ORC cycle, and thermal multi-effect desalination cycle. The integrated structure has the capacity of producing 762.6 kg / s of fresh water, 104.1 MW of power in the rankine cycle and 306.7 MW of power in a steam power plant. In this integrated structure, the efficiency of the steam power plant is 37.24% and the total exergy efficiency is 78.54%. Exergy analysis of the integrated structure shows that the highest destruction of exergy in solar collectors and heat exchangers are equal to 45.2% and 37.27%, respectively. The economic analysis of the developed integrated structure shows that the period of return is 3.838 years, and the prime cost of the product is 0.0325 $/kWh. Moreover, the impact of various parameters on the performance of the integrated structure was investigated using sensitivity analysis.