Циклы паротурбинных установок
Основу современной стационарной теплоэнергетики и атомной энергетики составляют паротурбинные установки (ПТУ), использующие в качестве рабочего тела воду и водяной пар. В основе современных ПТУ лежит цикл Ренкина (рис. 10).
Рис. 10. Принципиальная схема простой ПТУ (а) и обратимый цикл Ренкина на насыщенном (б) и перегретом (в) паре Полезная (механическая) работа, совершаемая 1 кг пара в обратимом процессе в турбине, равна: ; − работа насоса ; − подведенная в цикле теплота ; − термический КПД цикла Ренкина . Принципиальная схема ПТУ с промежуточным перегревом пара изображена на рис. 11,а, а цикл, совершаемый рабочим телом этой установки, изображен на рис. 11,б.Особенностью цикла, изображенного на рис. 11,б является сверхкритическое начальное давление пара: р1 > рк = 22,1 МПа. В отличие от схемы рис. 10,а здесь добавлен промежуточный пароперегреватель (ПП), смонтированный внутри котла КА. Промежуточный перегрев позволяет увеличить термический и внутренний КПД цикла за счет возрастания средней температуры подвода теплоты и уменьшения конечной влажности.
Рис. 11. Принципиальная схема ПТУ с промперегревом на сверхкритическом давлении пара (а) и цикл (б) В циклах Ренкина на насыщенном и перегретом паре с целью повышения КПД применяется регенерация теплоты, которая позволяет поднять среднюю температуру подвода теплоты за счет увеличения температуры питательной воды, поступающей в котел, либо в парогенератор. Принципиальная схема ПТУ с регенеративными отборами пара представлена на рис. 12,а, а цикл, совершаемый водяным паром этой установки, изображен на рис. 12,б. В отличие от схемы простой ПТУ (рис. 10,а), здесьпар из отборов турбины подается в систему регенеративных подогревателей РП,в результате чего в котел подается питательная вода при температуре tПВ.
Рис. 12. Принципиальная схема (а) и цикл (б) ПТУ с регенеративными отборами пара
КПД цикла − цикл (б) ПТУ с регенеративными отборами пара определяется по формуле , где − доля пара в i-омотборе; i − энтальпия этого пара; n − число регенеративных подогревателей (число отборов пара). Число регенеративных подогревателей выбирается из технико-экономических соображений, так как при их увеличении капитальные затраты растут пропорционально n, а прирост КПД становится все меньше. Число регенеративных подогревателей в современных установках не превышает десяти. Цикл паротурбинной теплофикационной установки − цикл для комбинированной выработки электроэнергии и теплоты − представлен на рис. 13.
Рис. 13. Цикл паротурбинной теплофикационной установки ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|