再熱サイクル

再熱サイクル(さいねつサイクル、英語: reheat cycle、英語: reheating cycle)とは、ボイラ・蒸気タービンやガスタービン等の熱機関において、タービンで膨張途中の作動流体(蒸気、燃焼ガス)を再熱器で再加熱し、その後次のタービンへ導く熱力学サイクルの総称であり、それぞれ再熱ランキンサイクル、再熱ブレイトンサイクルとよばれる^[1]。

再熱ランキンサイクル (1段再熱)[編集]

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

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