Estudio de integración de plantas de potencia en reactor de fusión nuclear

Abstract

En este Trabajo de Fin de Grado se va a estudiar los sistemas de refrigeración y la integración en el ciclo de potencia de una planta de fusión nuclear. Para comenzar el estudio, es necesario conocer el escenario energético en el que nos encontramos actualmente y por qué surge la necesidad de buscar nuevas técnicas de generación de potencia a gran escala. Tras esta presentación, y para comprender el origen térmico de la energía que se pretende extraer del núcleo del reactor, es necesario conocer la base física de la fusión nuclear. Por otro lado, centrándonos en el motivo del presente proyecto, son muchos los trabajos de investigación que se están realizando en torno a ITER y DEMO, para desarrollar la estructura mecánica de los distintos sistemas de refrigeración del núcleo del reactor, por lo que serán presentados en el Capítulo 3. Unido a esto, surge la necesidad de aprovechar esa energía térmica extraída, por lo tanto, es necesario llevar a cabo un estudio para, teniendo en cuenta las limitaciones de los sistemas de refrigeración, hacerlo de la manera más eficaz posible que se estudiará en los Capítulos 4 y 5. Por último, todo proyecto lleva asociado un estudio económico que sirve para valorar la rentabilidad y viabilidad del mismo. Es por ello, que en el Capítulo 6 de este proyecto, se va a realizar un análisis económico de la tecnología.

In this Final Degree Project the refrigeration systems and the integration in the power cycle of a nuclear fusion plant will be studied. To begin the study, it is necessary to know the energy scenario in which we are currently and why the need arises to search for new techniques for generating power on a large scale. After this presentation, and to understand the thermal origin of the energy to be extracted from the reactor core, it is necessary to know the physical basis of nuclear fusion. On the other hand, focusing on the reason for this project, there are many research works being carried out around ITER and DEMO, to develop the mechanical structure of the different reactor core cooling systems, for which reason they will be presented In Chapter 3. Coupled with this, there is a need to take advantage of this extracted thermal energy, therefore, it is necessary to carry out a study to do it, taking into account the limitations of refrigeration systems, in the most efficient way will be studied in Chapters 4 and 5. Finally, in Chapter 6 of this project, an economic analysis of the technology will be carried out.