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Santiago Navarro Termodinámica 2 Consulta #2

CICLO BRAYTON Y CICLO RANKINE CICLO BRAYTON O JOULE Un motor de tipo Brayton consta de tres componentes: un compresor de gas, una cámara de mezcla, un expansor. Aire se introduce dentro del compresor donde su temperatura y presión se eleva. El aire a alta presión va a la cámara de combustión donde el combustible se quema a presión constante. Luego los gases resultantes a alta temperatura entran a la turbina, donde se expanden hasta la presión atmosférica, de tal forma que producen potencia. APLICACIONES La turbina de gas puede producir grandes cantidades de energía con poco peso y tamaño, funcionando con casi todo tipo de combustibles siendo de las aplicaciones mas importantes en las industrias eléctricas y en las aeronaves. CICLO RANKINE El ciclo Rankine opera con vapor, y es el utilizado en las centrales termoeléctricas. Consiste en evaporar agua en la caldera elevando la presión del vapor, este incide sobre los álabes de una turbina, donde pierde presión produciendo energía cinética. APLICACIONES El ciclo rankine es el ciclo ideal que sirve de base al funcionamiento de las centrales térmicas con turbinas de vapor siendo estas las más utilizadas en la generación de electricidad en el mundo. Otra aplicación importante en la energía renovable es el utilizar el calor residual como fuente de energía como es la energía geotérmica y solar de baja concentración. APLICACIONES EN LAINDUSTRIA DE CICLO BRAYTON Y CICLO RANKINE CENTRAL TERMICA SURGUTSKAYA En la siguiente imagen se muestra a la Central térmica de Surgutskaya, Rusia, la mayor termoeléctrica del mundo, funcionando con gas natural.

Es una planta de ciclo combinado con una capacidad instalada de 5.597 MW ubicada en Surgut, Rusia. La central Surgut-2 consta de seis unidades de 800 MW, así como dos unidades de ciclo combinado avanzado de gas con una capacidad conjunta de 797,1 MW. Las últimas unidades añadidas a la planta de energía corresponden a modelos de turbinas de gas GE 9FA con una tasa de eficiencia del 55,9%. La planta genera alrededor de 40 TW de electricidad al año. TURBINAS DE GAS GE 9FA Este modelo de turbina producido por General Electric que trabaja con ciclo Brayton y dependiendo de su forma de uso varía sus parámetros como es que si trabaja sola tiene una

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eficiencia del 36% produciendo 251 MW, pero en ciclo combinado la eficiencia llega al 60% generando 791 MW.

CENTRAL NUCLEAR DE KASHIWAZAKI KARIWA -1 Es la planta nuclear más grande del mundo, con una salida de 8.212 MW. Posee siete unidades, unidas a lo largo de una línea costera. Utiliza un reactor del modelo BWR mostrado a continuación.

Este reactor utiliza un ciclo combinado de la siguiente forma: 1-2 Vasija del reactor 2-3 Elemento de fisión 3-4 Barras de control 4-5 Bombas de circulación 5-6 Motores de las barras de control 6-7 Vapor 7-8 Entrada de agua 8-9 Turbina de alta presión 9-10 Turbina de baja presión

10-11 Generador eléctrico 11-12 Excitador del generador eléctrico 12-13 Condensador de vapor 13-14 Agua fría para el condensador 14-15 Precalentado 15-16 Bomba de circulación de agua 16-17 Bomba de agua fría del condensador 17-18 Cámara de hormigón 18-19 Conexión a la red eléctrica

BIBLIOGRAFIA   

9F.03/9F.04 Gas Turbine (50 Hz) recuperado de: https://powergen.gepower.com/produ ct s/heavy-duty-gas-turbines/9f-03-gas-turbine.html Nuclear power in Rusia recuperado de: http://www.worldnuclear.org/informationlibrary /country-profiles/countries-o-s/russia-nuclear-power.aspx Funcionamiento de reactor de agua en ebullición (BWR) recuperado de: https://mund o.sputniknews.com/infografia/20110321148557201/