Ciclo de rankine

Universidad de Chile Facultad de Ciencias F´ ısicas y Matem´ticas a Departamento de Ingenier´ Mec´nica ıa a

ME64A Centrales T´rmicas de Potencia e

Ciclo de Rankine
Informe 1

Integrantes: Eduardo Monsalve Paulina Cecchi Alejandro Vidal Antonio Z´niga u˜ 2 de septiembre de 2008

´ Indice

1. Introducci´n o 2. Rese˜a hist´rica y origen del ciclo. n o 2.1. Las turbinas a vapor y suorigen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. El ciclo de Carnot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. El ciclo ideal de Rankine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4. El ciclo real de Rankine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. Centrales T´rmicas de Vapor e4. Mejoras en el rendimiento de ciclo de Rankine real

1 2 2 3 6 7 9 12

4.1. Sobrecalentamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 4.2. Modificaciones de presi´n y temperatura al inicio y t´rmino de expansi´n . . . . . . . . 13 o e o 4.3. Recalentamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 4.4. Regeneraci´n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 o 4.4.1. Calentadores abiertos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4.4.2. Calentadores cerrados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 4.5. Ciclo Binario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5. Mejorastecnol´gicas en algunas m´quinas del ciclo Rankine o a 19

5.1. P´rdidas en los generadores de vapor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 e 5.2. Dispositivo de aislaci´n m´vil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 o o 5.3. Cuidados sobre la corrosi´n del sistema de calderas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 o 6. Centrales T´rmicas de Vapor enChile e 23

6.1. Sistemas el´ctricos en Chile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 e 6.1.1. Sistema Interconectado del Norte Grande (SING) . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6.1.2. Sistema Interconectado Central (SIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 6.1.3. Sistema El´ctrico de Aysen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 e1

6.1.4. Sistema El´ctrico de Magallanes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 e 6.2. Centrales T´rmicas a Vapor de Carb´n Mineral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 e o 6.3. Central T´rmica a Vapor de Fuel Oil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 e 6.4. Centrales T´rmicas a Vapor de Gas Natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 e 6.5. Perspectivas del Carb´n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 o 7. Bibliograf´ ıa A. Anexos 28 29

A.1. Centrales T´rmicas e hidroel´ctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 e e

Cap´ ıtulo 1

Introducci´n o
El informe que se presenta a continuaci´n expone los aspectos m´s relevantes de la tecnolog´ de o a ıa generaci´nenerg´tica a partir de vapor. o e Se expone aqu´ brevemente la historia de la generaci´n de energ´ mediante el uso del vapor, resaltanı o ıa do hitos importantes como la sistematizaci´n del ciclo termodinamico de Rankine, el desarrollo de las o turbinas de vapor y el advenimiento de las centrales t´rmicas de vapor. Se detallan tambi´n las carace e ter´ ısticas m´s importantes de una centralt´rmica de vapor, incluyendo todas las modificaciones que en a e ella ha introducido el hombre en orden de obtener rendimientos de generaci´n energ´tcia cada vez m´s o e a altos, y la forma en que los aumentos de rendimiento se han conseguido. Adicionalmente se presenta una descripci´n de las t´cnicas utilizadas para mejorar el rendimiento indio e vidual de los equipos m´s importantes que componen...