Influencia de la presión del condensador en el ciclo de vapor de potencia de Rankine ideal utilizando el paquete de extensión Python Cantera para termodinámica

Este estudio investiga el ciclo termodinámico de potencia de vapor de Rankine utilizando vapor/agua como fluido de trabajo, que es común en las plantas de energía comerciales para la generación de energía como fuente de la potencia del eje rotativo necesaria para accionar generadores eléctricos. Se consideró la versión de ciclo de cuatro procesos, que comprende una sección de bomba de agua, una sección de caldera/sobrecalentador, una sección de turbina de vapor y una sección de condensador. El rendimiento de este ciclo de potencia termodinámico depende de varios parámetros de diseño. Este estudio varió una sola variable independiente, la presión absoluta del condensador, en un factor de 256, de 0.78125 a 200 kPa. La presión máxima y la temperatura máxima en el ciclo se fijaron en 50 bar (5,000 kPa) y 600°C, respectivamente, correspondientes a un caso base con un valor base para la presión absoluta del condensador de 12.5 kPa (0.125 bar). El análisis se realizó utilizando el paquete de software de termodinámica Cantera como una extensión del lenguaje de programación Python. Los resultados sugieren que, en el rango de presiones del condensador examinadas, se puede utilizar una función logarítmica para describir la dependencia del calor de entrada, el trabajo neto de salida y la eficiencia del ciclo en la presión absoluta del condensador. Cada una de estas tres métricas de rendimiento disminuye a medida que aumenta la presión absoluta del condensador. Sin embargo, una función de potencia es una mejor opción para describir cómo la sequedad del vapor (calidad del vapor) al final de la sección de la turbina aumenta a medida que aumenta la presión absoluta del condensador.