CICLO RANKINE CON RECALENTAMIENTO

INTERMEDIOD. Y.

H.O.B.G.L.

Introducción

En este ciclo, el vapor de agua, después de expandirse en la turbina de alta presión, se recalienta en la misma caldera (generalmente), hasta aproximadamente la misma temperatura de entrada, para expandirse de nuevo en la turbina de baja presión.

Mejoras del ciclo Rankine con recalentamiento:-Incremento de P en caldera-Descenso de P en condensador

Mejoras del ciclo Rankine con recalentamiento:-Incremento de P en caldera-Descenso de P en condensador

Reducción del Título de vapor a la salida de la

Turbina

Reducción del Título de vapor a la salida de la

Turbina

X<88%X<88%

Impacto de gotas en álabes

de condensación

Impacto de gotas en álabes

de condensación

-EROSIÓN-CORROSIÓN

-EROSIÓN-CORROSIÓN

Disminución del rendimiento de la turbina

Disminución del rendimiento de la turbina

CICLO RANKINE CON RECALENTAMIENTO INTERMEDIO

CICLO RANKINE CON RECALENTAMIENTO INTERMEDIO

•AB: Proceso de vaporización en la caldera a la presión de saturación.•BC: Sobrecalentamiento a Presión constante, en la caldera•CD: Expansión adiabática en la turbina (A.P.)•DE: Recalentamiento•EF: Expansión adiabática en la turbina (B.P.)•FG: Condensación.•GA: Bombeo.

Etapas del ciclo

Explicación del ciclo• En la caldera se realizan los procesos de calentamiento de líquido a

vapor saturado seco (AB).• Este vapor entra en el sobrecalentador, donde recibe una cantidad

de calor a la presión de la caldera (BC).• Posteriormente pasa a una turbina de alta presión en la que realiza

una expansión adiabática, produciendo un trabajo (CD). • En el recalentador(DE), a presión constante, se lleva el vapor al

punto E.• Mediante una nueva expansión adiabática , en una turbina de

media o baja presión (EF), se produce un nuevo trabajo.• La condensación se realiza en el condensador (FG)• A partir de G, mediante un sistema de bombeo, se envía el líquido a

la caldera, cerrándose el ciclo.

Sobrecalentamiento• Transferir al vapor saturado seco energía

adicional antes de introducirlo en la turbina por primera vez.

• CALDERA+SOBRECALENTADOR=GENERADOR• Rendimiento térmico• Título del vapor

Recalentamiento• Tras el sobrecalentamiento, el vapor se expande

isoentrópicamente (hasta 1/3 del salto entálpico) en la turbina de Alta presión.

• Después se el vapor se recalienta en el generador de vapor hasta una temperatura aproximadamente igual a la de la entrada de la turbina A.P. y una presión constante inferior a la del sobrecalentador.

• La incorporación de un recalentamiento simple aumenta la eficacia del ciclo en 4-5%

• Por factores económicos, no se recomienda hacer más de dos recalentamientos.

• Tras el recalentamiento, expansiona en la turbina dé B.P. hasta la presión del condensador.

Otros datos de interés• Temperatura del vapor en entrada de turbina

limitada por materiales constructivos• Altas presiones en generador, necesitan

tuberías que soporten grandes esfuerzos a elevadas temperaturas.

• Mejoras en materiales y métodos de fabricación, permiten conseguir:– presiones y temperaturas Potencias

Calor, trabajo y rendimiento

•En este ciclo, el aporte de calor q1 se produce en dos etapas 2-3 (economizador, caldera y sobrecalentador) y 4-5 (recalentador), por lo que:q1=(h3-h2)+(h5-h4)•El calor cedido en el condensador:q2=h6-h1•El rendimiento es por lo tanto (despreciando el trabajo de la bomba):η=(q1-q2)/q1=1-(q2/q1)=1-[(h6-h1)/(h3-h2+h5-h4)]•El trabajo del ciclo:W=q1-q2=[(h3-h2)+(h5-h4)]-(h6-h1)|Wc|=WTAP+WTBP-WB=(h3-h4)+(h5-h6)-(h2-h1)