O que é a regeneração de calor – Ciclo Rankine – Definição

Esse processo é conhecido como regeneração de calor e uma variedade de regeneradores de calor pode ser usada para essa finalidade. Às vezes, os engenheiros usam o termo economizador. Engenharia Térmica

Melhoria da eficiência térmica – Ciclo Rankine

Existem vários métodos, como pode ser melhorada a eficiência térmica do ciclo Rankine. Assumindo que a temperatura máxima seja limitada pela pressão dentro do vaso de pressão do reator, esses métodos são:

 

Regeneração de calor

Ciclo de Rankine - diagrama de Ts
Ciclo de Rankine – diagrama de Ts

Aumentos significativos na eficiência térmica das usinas de turbinas a vapor podem ser alcançados através da redução da quantidade de combustível que deve ser adicionada à caldeira. Isso pode ser feito transferindo o calor (vapor parcialmente expandido) de determinadas seções da turbina a vapor, que normalmente está bem acima da temperatura ambiente, para a água de alimentação. Esse processo é conhecido como regeneração de calor e uma variedade de regeneradores de calor pode ser usada para essa finalidade. Às vezes, os engenheiros usam o termo economizador que são trocadores de calor com o objetivo de reduzir o consumo de energia, especialmente em caso de pré-aquecimento de um fluido .

Como pode ser visto no artigo ” Gerador de vapor “, a água de alimentação (circuito secundário) na entrada do gerador de vapor pode ter cerca de ~ 230 ° C (446 ° F) e depois é aquecida até o ponto de ebulição desse fluido (280 ° C; 536 ° F; 6,5MPa) e evaporado. Mas o condensado na saída do condensador pode ter cerca de 40 ° C , portanto a regeneração de calor na PWR típica é significativa e muito importante:

  • A regeneração de calor aumenta a eficiência térmica, uma vez que mais do fluxo de calor no ciclo ocorre em temperaturas mais altas.
  • A regeneração de calor causa uma diminuição na taxa de fluxo de massa através do estágio de baixa pressão da turbina a vapor, aumentando assim a eficiência da turbina isentrópica LP. Observe que, no último estágio de expansão, o vapor tem um volume específico muito alto.
  • A regeneração de calor causa um aumento na qualidade do vapor de trabalho, uma vez que os drenos estão situados na periferia da carcaça da turbina, onde há maior concentração de gotículas de água.

Regeneração vs. Recuperação de Calor

Em geral, os trocadores de calor usados ​​na regeneração podem ser classificados como regeneradores ou recuperadores .

  • O regenerador  é um tipo de trocador de calor em que o calor do fluido quente é armazenado intermitentemente em um meio de armazenamento térmico antes de ser transferido para o fluido frio. Possui um único caminho de fluxo no qual os fluidos quente e frio passam alternadamente.
  • O Recuperador é um tipo de trocador de calor que possui caminhos de fluxo separados para cada fluido ao longo de suas próprias passagens e o calor é transferido através das paredes de separação. Os recuperadores (por exemplo, economizadores) são frequentemente usados ​​em engenharia de energia, para aumentar a eficiência geral dos ciclos termodinâmicos. Por exemplo, em um motor de turbina a gás. O recuperador transfere parte do calor residual no escapamento para o ar comprimido, pré-aquecendo-o antes de entrar na câmara de combustão. Muitos recuperators são projetados como trocadores de calor de contrafluxo .

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