Ciclo regenerativo

CICLO REGENERATIVO Esta modificación al ciclo básico, consiste en extraer una parte del flujo de trabajo en varias etapas intermedias de la turbina y pasarla por calentadores, en los cuales el vapor cede su calor al agua que sale del condensador para elevar su temperatura. En el ciclo regenerativo normalmente se emplean calentadores de tipo abierto y calentadores de tipo cerrado. En el de tipo abierto, el vapor y el agua se mezclan equilibrando su temperatura, es menos costoso y tiene mejores características de transferencia de calor que el de tipo cerrado. La principal desventaja del calentador abierto es la necesidad de utilizar una bomba para elevar la presión del líquido saturado que entra en el calentador. Los calentadores abiertos se conocen como tanques desaireadores porque en ellos se expulsan los gases presentes. En los calentadores cerrados el vapor extraído no se mezcla con el líquido que viene del condensador y por lo tanto no requieren entrar al calentador con la misma presión. El líquido fluye por una tubería a través de la cual recibe el calor cedido por el vapor extraído de la turbina. El vapor que se condensa en las paredes externas de los tubos puede bombearse a la línea de agua líquida, llevarse a un calentador abierto de menor presión o directamente al condensador. En la actualidad, las turbinas de altas presiones de entrada se construyen con 5 a 7 extracciones parciales en etapas intermedias y con 8 a 9 en aquellas con parámetros supercríticos. Las turbinas que trabajan en un rango de presiones medianas suelen construirse con 2 a 4 extracciones parciales. El principio del ciclo regenerativo práctico puede explicarse mediante la siguiente figura:

El funcionamiento de un ciclo regenerativo para una planta de vapor con dos calentadores cerrados y uno abierto puede explicarse en la siguiente figura:

Para determinar la eficiencia térmica de este ciclo, es necesario calcular el trabajo neto desarrollado (Wnet ) y el calor adicionado (qA ) por unidad de masa de vapor. El trabajo neto desarrollado por unidad de masa será:

siendo (Wt) el trabajo de la turbina y (Wb) el trabajo de las bombas por unidad de masa. El trabajo producido por la turbina por unidad de masa puede calcularse así:

y el trabajo de las bombas como:

El trabajo neto también puede calcularse como la diferencia entre el calor suministrado al sistema (qA) y el calor removido del sistema (qL ) por unidad de

masa. El calor suministrado al sistema será:

El calor removido del sistema será:

Por lo tanto,

La eficiencia térmica del ciclo está dada por: