Ciclo de Rankine

Ciclo de Rankine

1. Ciclo de Rankine con Recalentamiento

   • Procesos
     • Expansión isoentrópica (1-2)
     • Enfriamiento isobárico (4-5)
     • Compresión isoentrópica (5-6)
     • Calentamiento (6-1)
     • Recalentamiento isobárico (2-3)
     • Expansión isoentrópica (2-3)
   • Instalación
     • 2 turbinas de vapor
     • Condensador (4-5) Enfriamiento p=cte., T=cte.
     • Bomba de condensado (5-6)
     • Caldera de sobrecalentador y recalentador, p=cte.
   • Balance energético
     • 1er Principio de termodinámica
   • Ventajas y desventajas
     • Ventajas
       • Título de vapor en la turbina aumenta
       • Evita erosión en las últimas etapas
       • Se aumenta presión en caldera y el rendimiento
       • Aumenta potencia en turbinas
     • Desventajas
       • Instalación más complicada

2. Ciclo de Rankine con Regeneración

   • Procesos
     • Mismos procesos que el ciclo de recalentamiento
     • Se calienta agua que sale de la bomba de condensado
     • Pasa a un calentador
       • Mezcla con vapor (2)
     • El agua calentada pasa a la bomba de alimentación de la caldera
       • Se eleva la presión
   • Instalación
     • 2 turbinas de vapor
       • Expansión adiabática
     • Condensador
       • Enfriamiento P=cte
     • Bomba
       • Compresión adiabática
     • Caldera con sobrecalentador y recalentador
       • Calentamiento P=cte
     • Calentador de agua
   • Balance Energético
     • 1er Principio de Termodinámica
   • Ventajas y desventajas
     • Ventajas
       • Aumenta la temperatura de entrada de agua a la caldera
       • Disminuye el consumo de combustible
       • El rendimiento mejora
       • Se pueden instalar varios calentadores de agua en serie
     • Desventajas
       • Disminuye potencia de turbinas y de la instalación
   • Recalentamiento con un foco de calor interno al sistema

3. Ciclo de Rankine de vapor de agua

   • Procesos
     • Expansión isoentrópica (1-2)
       • Condición de sobrecalentado (1) hasta condiciones de vapor húmedo (2)
     • Enfriamiento isobárico (2-3) T=cte.
     • Compresión isoentrópica (3-4)
     • Calentamiento isobárico (4-1)
       • Cambio de fase de vaporización
   • Instalación
     • Turbina de vapor
       • Expansión adiabática
     • Condensador
       • Enfriamiento P=cte, T=cte
     • Bomba de condensado
       • Compresión adiabática
     • Caldera con sobrecalentador
       • 2 elementos
         • Calentador del líquido
         • Sobrecalentador
   • Balance energético
   • Ventajas y desventajas
     • Ventajas
       • Trabajo de compresión reducido
       • Temperatura a la entrada de la turbino puede elevarse
       • Elevada potencia de la turbina
       • Rendimiento de la instalación aceptable
     • Desventaja
       • Elevada potencia de la caldera

4. Tendencias en el ciclo de Rankine básico

   • Introducción
     • Potencia neta de instalación
     • Rendimiento
     • Título a la salida
   • Efecto de la temperatura de la caldera
     • Aumento de temperatura
       • Aumenta el trabajo
       • Aumenta el rendimiento
       • Aumenta el título de la turbina
   • Efecto de la presión de la caldera
     • Aumento de presión de la caldera
       • Aumenta trabajo y rendimiento
       • Disminuye el título de la turbina
       • Punto crítico 200 bar
   • Efecto de la presión del condensador
     • Aumento de la presión de condensador
       • Disminuye potencia y rendimiento
       • Aumentan título de la turbina
     • Aumento de temperatura de saturación
       • Mismos valores pero las variaciones son lineales

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