再熱サイクル

再熱サイクル(さいねつサイクル)は、非可逆熱サイクルの一種で、ランキンサイクルの断熱膨張の途中で再熱器で蒸気を再び過熱しタービンで膨張させる、蒸気タービンの理論サイクルである。

サイクル (1段再熱)

1 温度T₁－給水ポンプでP₁からP₂まで加圧→2 温度T₂

2 温度T₂－蒸気ボイラでQ₁の熱を吸熱→3 温度T₃

3 温度T₃－タービンで断熱膨張→a 温度T_a

a 温度T_a－蒸気ボイラでQ_aの熱を吸熱→b 温度T_b

b 温度T_b－タービンで断熱膨張→4 温度T₄

4 温度T₄－Q₂の熱を復水器で放熱→1 温度T₁

理論熱効率

W_P = h₂ - h₁

W_T = h₃ - h_a + h_b - h₄

W = W_T - W_P = (h₃ - h_a + h_b - h₄) - (h₂ - h₁)

Q₁ + Q_a = h₃ - h₂ + h_b - h_a

Q₂ = h₄ - h₁

η_th = W/(Q₁ + Q_a) = {(h₃ - h_a + h_b - h₄) - (h₂ - h₁)}/ (h₃ - h₂ + h_b - h_a) = ( W_T - W_P ) / {(h₃ - h₁ + h_b - h_a) - W_P }

給水ポンプの消費する仕事を無視すると

η_th = (h₃ - h_a + h_b - h₄) / (h₃ - h₁ + h_b - h_a)

η_th : 理論熱効率 W : 有効仕事 W_T : タービンのする仕事 W_P : 給水ポンプの消費する仕事 h : 気体のエンタルピー T : 絶対温度 P : 気体の圧力