С промежуточным перегревом пара

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.