CICLOS EN CIRCUITO CERRADO

Las instalaciones de turbina de gas en circuito cerrado funcionan según un ciclo cerrado, Fig IV.1 y en ellas el fluido motor puede ser el aire u otros gases como el hidrógeno, el helio o el gas carbónico. La presión mínima es superior a la atmosférica, y la máxima puede llegar a 30 atm. En vez de una cámara de combustión disponen de un recalentador S del fluido motor, que no es más que una caldera a presión, en la que la superficie de calentamiento del fluido está constituida por una serie de tubos dispuestos concéntricamente alrededor de la cámara de combustión, Fig IV.2; el haz de tubos interior está previsto para el recalentamiento secundario y el haz periférico para el recalentamiento primario; en la parte superior van colocados los quemadores.
En este tipo de circuito se utiliza siempre la misma masa de fluido; el escape de la turbina se une con la aspiración del compresor, intercalando entre ambos, primero un cogenerador E y después un prerrefrigerador R1, por cuanto es necesario que el fluido motor entre en la primera etapa de compresión lo más frío posible; se comprime en los compresores C, provistos de refrigeración intermedia R2, y a la salida se le precalienta en el cogenerador E para a continuación dirigirle hacia el precalentador de superficie S, (cámara de combustión), en el que incrementa su entalpía, para expansionarse posteriormente en la turbina T; a la salida de la turbina el fluido posee una temperatura lo suficientemente elevada como para poder ceder una fracción de su calor en el cogenerador E al fluido que sale de la compresión. El prerrefrigerador R1 es un elemento nuevo que no existe en la turbina de circuito abierto pues es la atmósfera quien ocupa el lugar, Fig IV.3.
Como la instalación puede funcionar a presiones superiores a las de la turbina de ciclo abierto, (por ejemplo con aire admitido en el compresor a la presión de 7,5 atm y en la turbina a 30 atm), el volumen específico del fluido motor en estas condiciones es notablemente menor que en las instalaciones de circuito abierto, por lo que con las mismas dimensiones de la turbina, en el ciclo cerrado se pueden conseguir potencias superiores. Sin embargo, la necesidad de utilizar un precalentador de aire representa un gasto importante al tiempo que aumenta notablemente la complicación del conjunto de la instalación, que permite la utilización de combustibles sólidos y de combustibles nucleares; los gases de la combustión nunca entran en contacto con el fluido motor, por lo que se evita el deterioro de los álabes de la turbina por las partículas sólidas.