Uma planta de potência nuclear baseada no ciclo de Rankine opera com um reator de aquecimento de água para desenvolver uma potência líquida de ciclo de 3 MW. Vapor d’água é ejetado do núcleo do reator a 100 bar e 520°C e expande através de uma turbina até a pressão do condensador, de 1 bar. Líquido saturado sai do condensador e é bombeado até a pressão do reator, de 100 bar. As eficiências isentrópicas da turbina e da bomba são 81% e 78%, respectivamente. A água de resfriamento é admitida no condensador a 15°C com uma vazão mássica de 114,79 kg/s. Determine:

(a) a eficiência térmica.

(b) a temperatura da água de resfriamento ao sair do condensador, em °C.

a) Desenhando o diagrama para a planta de potência Nuclear no ciclo de Rankine

Estado 1

Pegando as propriedades da água a pressão de , temperatura de da Tabela A-4 “Propriedades de Vapor de Água Superaquecido”

Já que o processo 1-2s é isentrópico

Estado 2s

Pegando as propriedades da água a pressão de e entropia de da Tabela A-3 “Propriedades de Água Saturada (Líquido – Vapor): Tabela de Pressão”

Calculando a entalpia no estado 2s

Calculando a entalpia atual no estado 2 usando a eficiência isentrópica da turbina

Obtendo as propriedades no estado 3 da tabela “Propriedades de Água Saturada (Líquido-Vapor): Tabela de Pressão” a

Calculando o trabalho na bomba

Calculando a entalpia no estado 4

Calculando o trabalho na saída da turbina

Calculando a taxa de vazão mássica de vapor

Calculando a eficiência térmica do ciclo

b) Equacionando a taxa de rejeição de calor no condensador para a taxa de calor absorvido pelo refrigerador de água