ICM PLANTAS DE FUERZA Profesor Ramón Aldunate Bareyre 2012 PLANTAS RANKINE

Tecnologías disponibles para la Generación de Electricidad

Procesos de conversión de energías en una Central Termoeléctrica

Criterios de selección del tipo y tamaño de central termoeléctrica LOCALIZACIONInterconectada v/s aislada Distancia a centro de consumo Distribución población COSTOS DEL COMBUSTIBLECarbón, petróleo pesado, GN,otros. Tipo de carga: base, intermedia, peak TIPO DE INSTALACIONPotencia unitaria, tipo de proceso SEGURIDAD DE SERVICIOPotencia Block DISPONIBILIDAD DE AGUAEnfriamiento condensador, make up PLANTAS INDUSTRIALESCosto energía y vapor Relación P Eléctrica /P Térmica

Aspectos relevantes en la operación de una Central Termoeléctrica Flexibilidad para operar con carga variable Tiempo de puesta en marcha (fria y caliente) Velocidad toma de carga Potencia técnica mínima de operación Disponibilidad Mantenimiento programado Salidas por black – out Disponibilidad 75 a 80 % Enfermedades juveniles (expertise) Costos inversión y operación  Costo típico 900 a US/kW (según tipo y tamaño)  Costos fijos anuales 6 a 10 US/kW-año

Ciclo Rankine simple Q sum Turbina Condensador Agua Refrig. Caldera iwi2 i1 η th = i 1 – i 2 i 1 - i w C e = 860 [kcal/kWh] η th Q rech Estanque de condensado

Central Rankine subcritica con sobrecalentamiento y recalentamiento Generador Condensador Caldera Turbina AP Turbina BP i2 s T iwi4 i1i3 η th = i 1 – i 2 + i 3 – i 4 i 1 – i w + i1 3 – i1 2

Ciclo Rankine Regenerativo

ESQUEMA DEL CICLO TERMODINAMICO DE UNA CENTRAL RANKINE MODERNA

BALANCE DE ENERGÍA EN INTERCAMBIADOR DE CALOR Nº1 (IC 1 )

Elementos componentes de una PLANTA RANKINE

Disposiciones del precalentamiento de agua de alimentación a la caldera

Tendencias constructivas de las Centrales Rankine Unidad Hoy Temp. de Entrada TV ºC Presión entrada TV bar Tipo de proceso -simpleSimple Prec. Reg. Rec. Inter. Prec. Reg. Rec. Inter. η planta % Consumo especifico de calor Kcal/KWh η TV % Potencia Unitaria MW

Pre-diseño Centrales a Vapor

Sistemas de Circulación de agua en Calderas

Esquema de Circulación natural y asistida en Calderas

GENERADOR DE VAPOR B&W (660 MW el )

GENERADOR DE VAPOR DE CENTRAL TERMOELECTRICA A CARBON

Generador de Vapor Sub-critico

Generador de Vapor de Lecho Fluidizado Circulante

Tipos de Enfriamientos en Centrales a vapor a. Sistema abierto (por ej.: río) b. Torre de enfriamiento húmeda c. Torre de enfriamiento seca, condensación directa d. Torre de enfriamiento seca con pulverización y tiro natural (a) (b) (c) (d)

Turbina a vapor

Circuito Aire – Gases en Central Rankine

Circuito Aire – Gases en planta Rankine

CIRCUITO AIRE – GASES EN PLANTA RANKINE