El ciclo Rankine se puede definir como un ciclo termodinámico a través del cual el calor se convierte en trabajo y es propio de las centrales termoeléctricas. Este proceso es el que genera el llamado ciclo de potencia. En este sentido, hay que tener en cuenta que la eficiencia de los ciclos de potencia está sujeta a la eficiencia de los ciclos de Carnot.

Siguiendo esta línea, destaca el hecho de que el ciclo de Carnot es un ciclo termodinámico, que, a su vez, es el que se produce cuando un equipo absorbe una cantidad de calor de una fuente que tiene una mayor temperatura o cede un calor a una fuente de menor temperatura. Cuando tiene lugar este proceso se genera un trabajo.

¿Cómo funciona el ciclo rankine?

Para que este ciclo se produzca hay que operar con un vapor que se obtiene al calentar agua en una caldera hasta que termina evaporándose. A continuación, ese vapor se lleva a una turbina donde se crea la energía cinética, aunque para ello ese vapor termina perdiendo presión.

Posteriormente, este vapor llega a un condensador que lo hace pasar a estado líquido. Seguidamente, ese líquido llega a una bomba en la que se le sube la presión para que se pueda introducir de nuevo en la caldera.

Etapas del ciclo rankine

El procedimiento de generación del ciclo Rankine se puede resumir de una forma técnica en cuatro pasos. El primero de ellos es el de compresión isoentrópica en una bomba, para hacer este tipo de compresión hay que establecer una relación entre las energías reales y las energías adecuadas o ideales que se tendrían que dar en esa bomba.

El siguiente paso es añadir calor a una caldera a presión y de una forma constante. A continuación, ese calor se expande en una turbina de una forma isentrópica y finalmente, tiene lugar un rechazo de ese calor que se ha aplicado de forma constante y a presión dentro del condensador.

Ventajas y desventajas del ciclo rankine

Al igual que sucede con otros ciclos, como el ciclo combinado, el de Rankine presenta una serie de aspectos positivos que se reflejan en el funcionamiento de los equipos en los que se produce.

  • Reduce la presión y la temperatura del condensador.
  • Genera un incremento en los valores de presión de la caldera para aportar una temperatura fija.
  • Logra que componentes como la turbina tenga un mayor trabajo debido al sobrecalentamiento de la temperatura de entrada de la propia turbina. Como consecuencia, también se produce una reducción de la humedad.
  • Permite la expansión escalonada del vapor.
  • Da la opción de extraer el vapor de la turbina al calentar el agua de alimentación de la caldera.

Por otro lado, la aplicación del ciclo Rankine también presenta una serie de inconvenientes. Estos son algunos de los más destacados.

  • Cuando se aplica se libera una humedad que provoca daños en los componentes de una turbina
  • Los aumentos de temperatura que mejoran el trabajo de la turbina están limitados a los niveles de resistencia al calor que tienen los materiales que forman la propia turbina.
  • Las extracciones de vapor que se producen en el Ciclo Rankine son limitadas.