Intercambiador de calor regenerativo
En general, los intercambiadores de calor utilizados en la regeneración pueden clasificarse como regeneradores o recuperadores .
- Regenerador (Intercambiador de calor regenerativo) es un tipo de intercambiador de calor donde el calor del fluido caliente se almacena de forma intermitente en un medio de almacenamiento térmico antes de ser transferido al fluido frío. Tiene una única ruta de flujo en la que los fluidos calientes y fríos pasan alternativamente.
- El recuperador es un tipo de intercambiador de calor que tiene rutas de flujo separadas para cada fluido a lo largo de sus propios pasos y el calor se transfiere a través de las paredes de separación. Los recuperadores (p. Ej. Economizadores) a menudo se utilizan en ingeniería de energía, para aumentar la eficiencia general de los ciclos termodinámicos. Por ejemplo, en un motor de turbina de gas. El recuperador transfiere parte del calor residual en el escape al aire comprimido, precalentando así antes de ingresar a la cámara de combustión. Muchos recuperadores están diseñados como intercambiadores de calor de contraflujo .
Regeneración de calor
En la teoría de las turbinas de vapor, se pueden lograr aumentos significativos en la eficiencia térmica de la turbina de vapor mediante la reducción de la cantidad de combustible que se debe agregar a la caldera. Esto se puede hacer transfiriendo calor (por ejemplo, vapor parcialmente expandido) desde ciertas secciones de la turbina de vapor, que normalmente está muy por encima de la temperatura ambiente, al agua de alimentación. Este proceso se conoce como regeneración de calor y se puede usar una variedad de regeneradores de calor para este propósito. A veces, los ingenieros usan el término economizador que son intercambiadores de calor destinados a reducir el consumo de energía, especialmente en caso de precalentamiento de un fluido .
Como se puede ver en el artículo ” Generador de vapor “, el agua de alimentación (circuito secundario) en la entrada del generador de vapor puede tener aproximadamente ~ 230 ° C (446 ° F) y luego se calienta hasta el punto de ebullición de ese fluido (280 ° C; 536 ° F; 6,5MPa) y evaporado. Pero el condensado en la salida del condensador puede tener aproximadamente 40 ° C , por lo que la regeneración de calor en PWR típico es significativa y muy importante:
- La regeneración de calor aumenta la eficiencia térmica, ya que una mayor parte del flujo de calor en el ciclo ocurre a una temperatura más alta.
- La regeneración de calor provoca una disminución en el caudal másico a través de la etapa de baja presión de la turbina de vapor, lo que aumenta la eficiencia de la turbina isentrópica de LP. Tenga en cuenta que en la última etapa de expansión, el vapor tiene un volumen específico muy alto.
- La regeneración de calor provoca un aumento en la calidad del vapor de trabajo, ya que los desagües están situados en la periferia de la carcasa de la turbina, donde hay una mayor concentración de gotas de agua.
Análisis de intercambiadores de calor
Los intercambiadores de calor se usan comúnmente en la industria, y el diseño adecuado de un intercambiador de calor depende de muchas variables. En el análisis de los intercambiadores de calor, a menudo es conveniente trabajar con un coeficiente de transferencia de calor en general, conocido como un factor U. El factor U se define por una expresión análoga a la ley de enfriamiento de Newton. Además, los ingenieros también utilizan ladiferencia de temperatura media logarítmica (LMTD) para determinar la fuerza impulsora de la temperatura para la transferencia de calor en los intercambiadores de calor.
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