Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
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Ciclo Rankine con calentadores de agua de alimentación cerrados
El ciclo Rankine con calentadores de agua de alimentación cerrados está teniendo sus beneficios y se usa con mayor frecuencia en todas las centrales eléctricas modernas . El calentador de agua de alimentación cerrado emplea un modo indirecto de transferencia de calor, es decir, el vapor extraído o sangrado de la turbina transfiere su calor indirectamente al agua de alimentación en el intercambiador de calor de carcasa y tubos . Dado que el vapor y el agua no se mezclan directamente, los circuitos de vapor y agua están a presiones diferentes. El calentador de agua de alimentación cerrado en un ciclo se representa en el diagrama Ts como se muestra a continuación en la Fig: 1.
Teórica o idealmente, la transferencia de calor en un calentador de agua de alimentación cerrado debería ser de tal manera que la temperatura del agua de alimentación debería aumentarse a la temperatura de saturación del vapor de extracción (calentando el agua de alimentación).
Pero en el funcionamiento real de la planta, la temperatura máxima a la que puede llegar el agua de alimentación es normalmente ligeramente inferior a la temperatura de saturación del vapor. La razón puede ser que se requiera un gradiente de temperatura de pocos grados para una transferencia de calor eficaz y eficiente. 
Este condensado o vapor condensado de la carcasa del calentador se transferirá al siguiente calentador (baja presión) en el ciclo o, a veces, al condensador .
Diferenciar entre calentador de agua de alimentación abierto y cerrado
Los calentadores de agua de alimentación abiertos y cerrados se pueden diferenciar de la siguiente manera:
| Calentador de agua de alimentación abierta | Calentador de agua de alimentación cerrado |
| Abierto y simple | Más complejo en diseño |
| Buenas características de transferencia de calor | Transferencia de calor menos eficaz |
| Mezcla directa de vapor de extracción y temperatura del agua de alimentación en un recipiente a presión | Mezcla directa de agua de alimentación y vapor en un intercambiador de calor de carcasa y tubos. |
| Se requiere una bomba para transferir el agua a la siguiente etapa del ciclo. | Las bombas de agua de alimentación cerradas no requieren bomba y pueden funcionar con la diferencia de presión entre los distintos calentadores del ciclo. |
| Requiere más área | Requiere menos área |
| Menos expansivo | Más caro |
Todas las centrales eléctricas modernas emplean la combinación de calentadores de agua de alimentación abiertos y cerrados para maximizar la eficiencia térmica del ciclo.
Fenómeno de cogeneración
La termodinámica de ingeniería busca convertir la forma valiosa de energía (calor) en trabajo. En las plantas de energía, esto se hace transfiriéndolo al fluido de trabajo llamado agua. Entonces, el propósito es evitar el desperdicio de calor de vapor en los condensadores de la turbina de vapor . Esto es posible si encuentra los medios para utilizar el vapor de baja presión que ingresa al condensador.
La cogeneración es el concepto de utilizar el calor del vapor para un propósito útil, en lugar de desperdiciarlo (actualmente desperdiciado en los condensadores).
Cogeneración significa calor y energía combinados (CHP) que es la generación de calor y energía simultáneamente para la industria que requiere vapor de calentamiento de procesos. En la planta de cogeneración , tanto el calor como la energía se utilizan con prudencia, por lo que la eficiencia puede llegar al 90% o más. La cogeneración ofrece ahorros de energía . 
La cogeneración ofrece la reducción del desperdicio de una gran cantidad de vapor y el mismo se puede utilizar en muchos dispositivos en forma de calor. La mayoría de las industrias como la de papel y celulosa, química, textil y de fibra y cemento dependen de plantas de cogeneración para el proceso de calentamiento de vapor. Los requisitos de vapor de calor de proceso en las industrias anteriores son del orden de 4 a 5 kg / cm 2 a una temperatura de alrededor de 150 a 180 o.C.
Las industrias papelera, química y textil requieren tanto energía eléctrica como vapor de proceso para lograr su objetivo. Por lo tanto, este requisito se puede cumplir fácilmente mediante la instalación de una central eléctrica de cogeneración.
La temperatura en el interior de la caldera es del orden de 800 o C a 900 o C y la energía se transfiere al agua para producir vapor de 105 bar de presión y temperatura alrededor de 535 o C para plantas de cogeneración. El vapor con estos parámetros se considera una fuente de energía de muy buena calidad y, por lo tanto, se utiliza primero en la turbina de vapor para producir energía y el escape de la turbina (energía de baja calidad) se utiliza para cumplir con los requisitos de vapor de proceso.
La planta de cogeneración es conocida por cumplir con los requisitos de energía al mismo tiempo que cumple con los requisitos de vapor de proceso de los procesos industriales. 
La cogeneración ideal de turbina de vapor se muestra en la figura 2 anterior. Digamos que el requerimiento de calor del proceso Qp es de 5.0 Kg / cm 2 a alrededor de 100 KW. Para cumplir con el requisito de vapor de proceso a 5,0 kg / cm 2, el vapor se expande en la turbina hasta que la presión del vapor cae a 5,0 kg / cm 2 y, por lo tanto, produce una potencia de alrededor de 20 KW.
El condensado del calentador de proceso se recicla de regreso a la caldera para operación cíclica. El trabajo de bombeo necesario para elevar la presión del agua de alimentación en el ciclo se considera pequeño, por lo que no se considera.
Toda la energía transferida al fluido de trabajo en la caldera se utiliza en la turbina de vapor o en la planta de proceso, por lo que el factor de utilización de la planta de cogeneración es: 
Donde,
Q out Calor rechazado en el.
Por tanto, en ausencia del condensador, el factor de utilización de calor de la planta de cogeneración es del 100%.
