обозначения на схеме: 1 – паровой котел; 2 – первичный пароперегреватель;
3 - вторичный (промежуточный) пароперегреватель; 4 – турбина высокого давления ТВД; 5 – турбина низкого давления ТНД; 6 – редуктор: 7 – гребной винт; 8 – конденсатор; 9 – питательный насос;
обозначения на диаграмме: 1-7 – адиабатный процесс расширения пара в ТВД, 7-8 – изобарный процесс вторичного (промежуточного) перегрева пара, 8-9 – адиабатный процесс расширения в ТНД, 9-3 – изобарно изотермический процесс отвода теплоты в окружающую среду (конденсация), 3-4 – адиабатно изохорный процесс «сжатия жидкости» питательным насосом, 4-5-6-1 – изобарный процесс подвода теплоты, в том числе: 4 - 5 – изобарный процесс подвода теплоты к обычной жидкости для нагрева её состояния насыщения, 5-6 – изобарно изотермический процесс подвода теплоты к насыщенной жидкости (процесс парообразования), 6-1 –изобарный процесс первичного перегрева пара.
Точка 7
Используя условие p 7= 6 бар, и s 7 = s 1= 7,1673 кДж/(кг·К),по [3] табл. III, стр.95 рассчитываем коэффициент интерполяции
.
Тогда энтальпия пара в точке 7
.
Точка 8
Из условия p 8 = p 7 = 6 бар, и t 8= 550 °Спо [3] табл. III, стр.95: определяем значения h8 = 3590,8 кДж/кг и s8 = 8,1382 кДж/(кг·К).
Точка 9
Из условия s 9 = s 8= 8,1382 кДж/(кг·К) и p 9 = р 2 = 0,04 бар,рассчитываем степень сухости влажного пара в точке 9
,
где значения s '' и s ' взяты по [3], стр. 62 (либо из «дисплейного окошка» изобары р = 0,04 бар)
Тогда энтальпия влажного пара
.
Термический КПД исследуемого цикла с учётом работы насоса l н= 6,02 кДж/кг (см. предыдущую задачу):
.
Удельный расход пара на 1 кВт·ч
.
Удельный расход теплоты
.
Удельный расход топлива
.
Мощность установки
.
Относительное повышение термического КПД цикла установки с промежуточным перегревом пара по сравнению с базовым циклом Ренкина, данные для которого приведены на стр. 85-86 настоящего пособия.
.
Относительное уменьшение удельного расхода пара по сравнению с базовым циклом Ренкина
.
Относительное уменьшение удельного расхода теплоты по сравнению с базовым циклом Ренкина
.
Относительное уменьшение удельного расхода топлива по сравнению с базовым циклом Ренкина
.
Относительное увеличение удельной работы 1 кг пара по сравнению с базовым циклом Ренкина
.
Вывод: у словия работы последних ступеней ПТУ благодаря промежуточному перегреву пара улучшились, так как влажность пара значительно уменьшилась (до 4,2 %) по сравнению с соответствующей характеристикой базового цикла Ренкина (16,2 %). Термический КПД увеличился на 4,38 %, что обусловило соответствующие уменьшения расходов теплоты и топлива.
ПТУ с регенеративным подогревом
Питательной воды
Одной из причин сравнительно невысоких значений термического КПД ПТУ является низкое значение средней температуры процесса подвода теплоты Т 1, которое зависит от значений температуры в начале и в конце процесса. Температура в конце подвода теплоты ограничивается жаропрочностью конструкционных материалов пароперегревателя, парового котла и особенно лопаток паровой турбины. Поэтому используется другой подход повышения термического КПД − повышение температуры начала подвода теплоты к рабочему телу от внешнего источника теплоты. Это достигается при регенеративном подогреве питательной воды, подаваемой в паровой котёл, за счёт теплоты пара, отбираемого из турбины после его частичного расширения в ней. Такая модификация цикла приводит к увеличению термического КПД при незначительном уменьшении удельной работы цикла. Покажем это на примере решения ряда задач.
