 |
|
Часть теплоты продуктов сгорания в количестве qр (заштрихованная площадь
на рис. 6.7, в) возвратить в цикл и уменьшить тем самым теплоту q1, полу-
Чаемую __________за счет сжигания топлива, а, значит, увеличить термодинамический
К. п. д. установки.
Цикл паротурбинной установки
Если рабочим телом является пар (например, воды или какой-либо
Легкокипящей жидкости), то подвод к системе и отвод тепла можно осу-
Ществить в изотермических условиях, как в цикле Карно.
Цикл Карно на насыщенном водяном паре и принципиальная схема
ПТУ изображены на рис. 6.8. Образованный в паровом котле (ПК) при
Подводе тепла q1 сухой насыщенный пар с давлением р1 (точка 1) адиабатно
Расширяется в турбине (ПТ) до состояния влажного насыщенного пара
Низкого давления р2 (точка 2). Затем этот пар поступает в теплообменник-
Конденсатор (К), где от него при постоянной температуре и одновременно
При постоянном давлении отводится теплота q2 (процесс конденсации 2 _
Пар конденсируется не полностью, а его степень сухости становится
меньше, т. е. х3 < х2. При полной конденсации до состояния кипящей воды
При р2 конец процесса соответствовал бы точке 5 на диаграмме. Но для
Цикла Карно
Точка 3 соответствует такому положению, чтобы последующее адиабатичес-
Рис. 6.8. Цикл Карно для насыщенного пара на диаграмме T – s (a)
И схема паросиловой установки (б)
кое сжатие 3 _ 4 в насосе или компрессоре (Н) при s = соnst привело бы
пар к состоянию кипящей воды при давлении р1 (точка 4 на линии х = 0).
Изобарно-изотермический процесс испарения кипящей воды до состояния
Сухого насыщенного пара при подводе теплоты q1 (4 _ 1) совершается в
Паровом котле (ПК). Теплота q1 поступает от продуктов сгорания топлива, а
Теплота q2 отводится охлаждающей водой. Этот цикл, также как и рассмот-
Ренный ранее в гл. 5 цикл Карно для идеального газа, состоит из двух изо-
Терм (4 _ 1) и (2 _ 3) и двух адиабат (1 _ 2) и (3 _ 4).
Термический к. п. д. рассмотренного цикла, как и любого другого
прямого цикла Карно, в общем виде записывается так:
1 4
2 3
η 1 1 1 h h
H h
T
T
q
q
q
lц
−
−
= = − = − = − (6.11)
Любой другой цикл для того же интервала температур будет иметь
Меньшую эффективность. Несмотря на очевидные преимущества, цикл Карно
В паросиловых установках не применяется. Основным препятствием является
Невозможность осуществить процесс сжатия 3 _ 4 в компрессоре, на входе в
Который поступал бы влажный пар (точка 3), а на выходе была бы жидкость
(точка 4). Компрессор служит для сжатия газов (паров), для жидкости
Используются насосы.
Избежать недостатков, связанных с использованием компрессора,
Позволяет цикл, предложенный Ренкиным. Этот цикл осуществляется в
Современных паротурбинных установках. Принципиальная схема установки
(ПТУ), работающей по циклу Ренкина, аналогична рис. 6.8 б, а цикл в
диаграммах р _ v и Т _ s приведен на рис 6.9. Цикл Ренкина может быть
Осуществлен как на сухом насыщенном паре (1' _ 2' _ 3 _ 4 _ 5 _ 1'), так и
На перегретом паре (1 _ 2 _ 3 _ 4 _ 5 _ 6 _ 1). Рассмотрим цикл на сухом
Насыщенном паре. Сухой насыщенный пар, полученный в котле (ПК),
Рис. 6.9. Цикл Ренкина на насыщенном (пунктир) и пересыщенном
Паре: p – v (а) и T – s (б) диаграммах