09-07-2024 - Energy systems - Steam cycles with regeneration [EN]-[IT]

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~~~ La versione in italiano inizia subito dopo la versione in inglese ~~~

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ENGLISH
09-07-2024 - Energy systems - Steam cycles with regeneration [EN]-[IT]

Steam cycles with regeneration

T-s diagram
Below is the T-s (Temperature-entropy) diagram of a single-tap regenerative steam cycle with a mixture exchanger.

Below is the system diagram of a single-tap regenerative steam cycle with a mixture exchanger.

The Hirn cycle is penalizing compared to the ideal cycle, especially for the liquid heating phase.
For this reason the mixture exchanger was introduced. In the system diagram shown above, the mixed exchanger is the circle with the letter R inside. The mixed exchanger receives liquid from the condenser and steam from the spill.
At this point the exchanger will be able to heat the liquid and degrease the water from all the gases that were formed in the expansion phase.

The yield
In the bleed regenerative cycle we have two flow rates, mc which is the flow rate processed at the condenser and ms which is the bleed flow rate.
If we make some considerations we can come to the conclusion that in addition to the work and heat inserted in an equivalent Hirn cycle, there is also the useful work in the turbine of the bleed flow rate.
It can be deduced that in each cycle with tapping we have an increase in efficiency because the heat inserted is always greater than the useful work.
The real return will be as follows:

Thermodynamic efficiency
Below is the thermodynamic efficiency of a regenerative steam cycle with a real tap with a mixture exchanger.

Conclusions
The true bleed regenerative cycle is a concept used primarily in thermal engineering to generate thermal efficiency improvement and reduce fuel consumption.

Request
In my opinion this particular tapping regenerative cycle is quite complicated, what do you think?

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ITALIAN
09-07-2024 - Sistemi energetici - Cicli a vapore con rigenerazione [EN]-[IT]

Cicli a vapore con rigenerazione

Diagramma T-s
Qui di seguito il diagramma T-s (Temperatura-entropia) di un ciclo vapore rigenerativo ad uno spillamento con scambiatore a miscela.

Qui di seguito lo schema dell’impianto di un ciclo vapore rigenerativo ad uno spillamento con scambiatore a miscela.

Il ciclo di Hirn risulta penalizzante rispetto al ciclo ideale soprattutto per la fase di riscaldamento del liquido.
Per questo motivo viene introdotto lo scambiatore a miscela. Nello schema dell’impianto riportata sopra lo scambiatore a miscela è il cerchio che riporta all’interno la lettera R. Lo scambiatore a miscela riceve liquido dal condensatore e vapore dallo spillamento.
Lo scambiatore a questo punto potrà riscaldare il liquido e degrassa l’acqua da tutti i gas che si sono formati nella fase di espansione.

Il rendimento
Nel ciclo rigenerativo a spillamento abbiamo due portate, mc che è la portata elaborata al condensatore e ms che è la portata di spillamento.
Se facciamo alcune considerazione possiamo arrivare alla conclusione che al lavoro ed al calore inserito in un ciclo Hirn equivalente è presente anche il lavoro utile in turbina della portata di spillamento.
Si deduce che in ogni ciclo con spillamento abbiamo un aumento del rendimento perché il calore inserito è sempre maggiore del lavoro utile.
Il rendimento reale sarà il seguente:

Rendimento termodinamico
Qui di seguito il rendimento termodinamico di un ciclo a vapore rigenerativo ad uno spillamento reale con scambiatore a miscela.

Conclusioni
Il ciclo rigenerativo a spillamento reale è un concetto utilizzato principalmente in ingegneria termica per generare un miglioramento dell'efficienza termica e ridurre il consumo di combustibile.

Domanda
Secondo me questo particolare ciclo rigenerativo a spillamento è piuttosto complicato, cosa ne pensate?

THE END