Давления в котле при сохранении Т перегрева приводит к повышению средней

температуры подвода тепла к рабочему телу. При этом количество тепла на подогрев жидкости увеличивается, а q  на испарение и перегрев уменьшается. Здесь падает степень сухости на последних ступенях турбины, поэтому одновременно повышают и Тпп (рис. 38). Повышение температуры перегрева пара также повышает среднюю температуру подвода тепла, что приводит к увеличению

Однако при этом Тппмакс ограничена жаропрочностью металла.

Понижение температуры и давления в конденсаторе приводит к повышению

, однако снижает степень сухости на последних ступенях турбины. Кроме этого, температура в конденсаторе определяется температурой окружающей среды.

 

Цикл с двойным перегревом пара

 

Из рис. 38 видно, что с увеличением давления в котле без повышения температуры перегретого пара (которая ограничена значением Тппмакс) уменьшается степень сухости пара на последних ступенях турбины, что отрицательно сказыется на

ПТУ. Для того, чтобы избежать повыше-

                 Рис. 39                 

ния влажности пара сверх допустимого предела, применяют вторичный или промежуточный перегрев пара. Сущность его заключается в том, что пар после расширения в первых ступенях турбины (или после турбины высокого давления ТВД) при постоянном давлении подвергается вторичному перегреву во втором пароперегревателе до первоначальной температуры Т1. Затем пар поступает на следующие ступени турбины (или в турбину низкого давления ТНД), где происходит его расширение до давления в конденсаторе (рис. 39). На рисунке показано:

1 - 2 – расширение пара в ТВД; 2 - 6 – вторичный перегрев пара;

6 - 7 – расширение пара в ТНД; 7 – 3 – конденсация;

3 – 4 – подогрев питательной воды; 4 – 5 – парообразование;

5 – 1 – перегрев пара.

.                              (113)

Из рисунка видно, что i1 - i2 – площадь c4512с, i6 – i7 – пл. с2673с, i1 – i3 – пл. а3451da, i6 – i2 – пл. d267bd.

 

Регенеративный цикл

В этом цикле тепло, теряемое на одном участке цикла, возвращается на другом его участке. Осуществление ступенчатого подогрева воды за счет ступенчатого отбора теплоты пара в процессе его расширения реализует идею регенеративного цикла Карно.

При отборе пара с одной стороны уменьшается расход q на получение пара, но одновременно уменьшается работа пара за счет уменьшения его количества. Несмотря на противоположный характер этих влияний, регенеративный подогрев повышает

. Это объясняется тем, что при подогреве питательной воды за счет конденсации отобранного пара частично устраняется подогрев питательной воды от внешнего источника.

Поэтому, так как повышается среднеинтегральная температура подвода тепла,

увеличивается.

Из рис. 40 видно, что цикл Ренкина 122′4 отличается от цикла Карно

Рис. 40                      цессом 2′4, где нужно довести рабочее тело

до температуры в т.4. Это можно было бы сделать либо по 2′-3′, либо по 5-4. Однако в т.2′ мы имеем воду. Одним сжатием по адиабате 2′-3' невозможно практически поднять температуру. Другой путь практически невыгоден, так как для сжатия влажного пара от т.5 до т.4, пришлось бы иметь громоздкий парокомпрессор, потери в котором не окупились бы возможными практическими выгодами.

Но если в процессе расширения пара часть его теплоты использовать в бесконечно большом числе подогревателей на подогрев воды, поступающей в котел, то это выразится равенством пл. 132′4=пл.1254. Следовательно, в идеальном случае, при работе насыщенным паром

. Но практически это осуществить очень трудно, так как нельзя создать условия непрерывного отвода теплоты расширяющегося пара на подогрев воды (процесс 1-3).

Упрощенная схема паровой установки, работающей по регенеративному циклу и процесс адиабатного расширения пара в i – s диаграмме изображены на рисунках 41- 42.

Будем считать, что в ПТ поступает 1 кг пара, а после частичного расши-

 

 

 

Рис. 41                                                        Рис. 42

 

рения отбирается на подогрев

кг пара. Уравнение теплового баланса подогревателя запишется в виде (

, где i′от- энтальпия питательной воды, подогретой до температуры пара отбора. Отсюда

и количество пара отбора составит 

.                                                (114)

 

Количество теплоты, превращенной в работу

 

            ι  = і1 - і от + (1 — а)(і1 - і2), тогда  

 

             і1 — ί от + (1 — а)(ί1 — ί2)

                  ηt = ________________________                                                                                                               (115)

                          і1 - іот

Термический кпд регенеративного цикла выше, чем термический кпд цикла Ренкина, причем

возрастает с ростом числа отборов пара.