CICLO COMBINADO EXP

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CICLO RANKINE
El ciclo de Rankine es un ciclo termodinámico que tiene como objetivo la conversión de calor en trabajo. En este ciclo el vapor es sobrecalentado en la caldera y condensado por completo en el condensador, el ciclo Rankine, es el ciclo ideal para las centrales eléctricas de vapor.
PROCESOS DEL CICLO RANKINE 
El ciclo Rankine está compuesto de los siguientes cuatro procesos:
· 1-2 Compresión isentrópica (igual entropía) en una bomba; .
· 2-3 Adición de calor a presión constante en una caldera; .
· 3-4 Expansión isentrópica (igual entropía) en una turbina;.
· 4-1 Rechazo de calor a presión constante en un condensador;.
FUNCIONAMIENTO CICLO RANKINE
1. El agua entra a la bomba como líquido saturado y se condensa isentrópicamente hasta la presión de la caldera donde entra como liquido comprimido y sale como vapor sobrecalentado.
2. El vapor sobrecalentado entra a la turbina donde se expande isentrópicamente y produce trabajo al hacer girar el eje conectado a un generador eléctrico.
3. La presión y la temperatura del vapor disminuyen en este proceso, donde el vapor entra al condensador.
4. El vapor se condensa a presión constante en el condensador, el cual es un intercambiador de calor, rechazando el calor hacia un medio externo. El vapor sale del condensador como líquido saturado y entra a la bomba, completando el ciclo. 
DISPOSITIVOS TERMODINÁMICOS DEL CICLO DE RANKINE
BOMBA
· Las bombas de agua de alimentación al tren de generación de vapor son bombas de alta presión.
· Capaces de elevar ésta por encima de 120 bar. 
· El caudal que deben suministrar es variable.
· Para una central termo solar de 50 MW de potencia eléctrica, los caudales habituales rondan los 55 kg/s de agua suministrada por estas bombas.
· Caudal que transportará los aproximadamente 130 MW térmicos necesarios para producir en el turbogenerador 50 MW eléctricos.
· La variación del caudal se realiza con variadores electrónicos de frecuencia, que actúan sobre la velocidad de giro de la bomba.
Eficiencia de una bomba 
· Conseguir un ahorro energético y una eficacia de funcionamiento considerables al subir la temperatura del agua de alimentación de la caldera.
· Evitar choque térmico en la caldera (unidad de alimentación de la caldera) o en el desaireador (depósito de compensación) al subir la temperatura del agua de alimentación.
· Evitar que se sequen las calderas modernas más pequeñas.
CALDERA
Es el elemento que une los dos ciclos termodinámicos previamente mencionados, Brayton y Rankine y que consiste en un intercambiador de calor entre gases y agua–vapor para aprovechar la energía de los gases de escape de la turbina de gas y emplear dicha energía en la generación de vapor. Los gases que salen de la turbina de gas a una presión cercana a la atmosférica y a una temperatura entre los 500oC y los 650oC atraviesan un conjunto de intercambiadores de calor para calentar, evaporar y sobrecalentar el fluido agua-vapor cuyo destino es alimentar la turbina de vapor.
CARACTERISTICAS:
· Es un dispositivo de flujo estacionario.
· EP y EC son pequeños, por tanto, consideramos insignificante.
· Esta presión se mantiene constante en la caldera.
· Trabajo W=0.
· Temperatura entre 500 oC y los 650 oC.
· Calor latente de vaporización de agua 
· Fusión= 334 KJ/Kg (79,7cal/g) a 0 oC
· Vaporización= 2257 KJ/Kg (539,4 cal/g) a 97 oC
Turbina de vapor 
Es una turbomáquina que transforma energía de un flujo de vapor en energía mecánica. 
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 ; ; Q̇=0 ; Ẇ(+)
CONDENSADOR
Es un intercambiador térmico en el que se pretende que un fluido cambie de su fase gaseosa a fase liquida.
CARACTERÍSTICAS DEL CONDENSADOR: Transforma el VR, Mezcla o VSS en LS.
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Ẇ=0 
PARAMETROS CARACTERISTICOS DE UN CICLO COMBINADO
Hay una serie de parámetros característicos que definen completamente una central de ciclo combinado. La identificación de estos parámetros permite hacerse una idea completa de las características de la instalación. 
· Potencia bruta y neta
En una central de ciclo combinado la potencia depende de las condiciones ambientales. Por tanto, informar sobre la potencia que puede alcanzar la instalación requiere indicar exactamente en qué condiciones se expresa. 
· Marca y modelo de la turbina de gas
Es importante ya que todo el diseño de una central de ciclo combinado se realiza en función de la turbina de gas elegida. 
· Niveles de presión del ciclo agua-vapor
Los ciclos combinados pueden tener configurado el ciclo agua-vapor con uno, dos o tres niveles de presión. 
· Tipo de refrigeración
Se puede disponer de tres tipos de sistemas de refrigeración para evacuar el calor latente de condensación del vapor a la salida de la turbina.
· Tipo de generador
Los generadores empleados en un ciclo combinado pueden ser de 2 o de 4 polos, dependiendo de la velocidad a la que giren las turbinas. 
· Posibilidad de arranque desde cero tensión
Muchas centrales, especialmente las que se instalan en países en desarrollo o en zonas de especial inestabilidad de la red eléctrica, disponen de la posibilidad de arrancar desde cero, sin tensión de referencia y sin alimentación externa de los sistemas auxiliares. 
· Tensión de generación
La tensión del generador es proporcional a la velocidad de giro y a la intensidad del campo magnético del rotor.
· Tensión de salida
Esta tensión define además el transformador principal, que debe transformar la tensión de generación en tensión de salida. 
· Tipo de subestación 
La subestación elevadora puede ser de intemperie, que es lo más habitual por ser lo más barato, o subestación blindada.