Centrale Convenționale cu Abur

3. CENTRALE CONVENTIONALE CU ABUR

3.1. Cicluri termodinamice cu turbine cu abur

Ciclul termodinamic care sta la baza functionarii centralelor

conventionale cu abur (CCA) este cel cu abur supraîncalzit, cunoscut si sub

denumirea de ciclul Hirn (figura 3.1a). Principala caracteristica este faptul

ca, pentru a produce lucrul mecanic, este utilizat abur supraîncalzit.

a) b)

Fig. 3.1. Cicluri termodinamice cu turbine cu abur

a – ciclul Hirn; b – ciclul Rankine

Se disting urmatoarele transformari:

- 0 - 1: destindere cu producere de lucru mecanic - transformare

izentropa;

- 1 - 2: cedare de caldura la sursa rece a ciclului - transformare

izobara;

- 2 - 3: compresie cu consum de lucru mecanic - transformare

izentropa;

- 3 - 4 - 5 - 1: încalzire la sursa calda a ciclului - transformare izobara.

Într-o serie de centrale electrice nucleare, solare, geotermale poate fi

întâlnit de asemeni si ciclul Rankine. În acest caz, spre deosebire de ciclul Hirn,

pentru producerea de lucru mecanic se utilizeaza abur saturat (figura 3.1b).

s

1

4

5

0

x = 0 x = 1

s

T

x x

2 1

3 4 0

x = 0

2 x = 1

3

T

50 Capitolul 3

În figura 3.2 este prezentata o instalatie care functioneaza având la baza un

ciclu de tip Rankine sau Hirn.

Fig. 3.2 Instalatie care functioneaza dupa un ciclu Rankine - Hirn

GA - generator de abur; TA - turbina cu abur; GE - generator electric;

K - condensator; PA - pompa de alimentare.

Schematic, figura 3.3 prezinta lantul transformarilor energetice care apar în

circuitul termic.

Fig. 3.3 Lantul transformarilor energetice

Generatorul de abur are rolul de a vaporiza apa si de a o transforma în

abur saturat sau supraîncalzit. Acest proces se realizeaza cu aport de caldura din

exterior (arderea unui combustibil fosil, fisiune nucleara, energie geotermala,

captare energie solara).

Turbina cu abur asigura destinderea aburului, producând lucrul mecanic.

Generatorul electric transforma energia mecanica produsa de turbina în

TA

GE

GA

PA

K

GA TA K PA

Energie

primara

(combustibili

fosili, fisiune

nucleara, energie

solara, energie

geotermala)

Lucru

mecanic

spre

exterior

Cedare

caldura

spre

exterior

Aport de

lucru mecanic

din exterior

Capitolul 3 51

energie electrica.

Condensatorul asigura condensarea vaporilor de apa esapati din turbina.

Reprezinta sursa rece a ciclului termodinamic. Pentru evacuarea caldurii spre

exterior se poate utiliza drept agent de racire apa sau (mai rar) aerul atmosferic.

3.2 Bilantul energetic al CCA

În Figura 3.4 este prezentat sub forma unei diagrame de tip Sankey bilantul

energetic al CCA, iar în Tabelul 3.1 sunt explicitate principalele categorii de

pierderi si randamentele aferente