Розрахунок термічного коефіцієнта корисної дії регенеративного циклу паротурбінної установки (стр. 4 из 5)

Рис.8. Адіабатний процес розширення пари в регенеративному циклі

Процес розширення пари в турбіні вважається оборотньо адіабатним; гідравлічні і теплові втрати трубопроводів відбірної пари і теплові втрати підігрівачів не приймаються до уваги, робота насосів не враховується. При вказаних умовах стан пари в

діаграмі знаходяться як точки пересічення відповідних ізобар і адіабати розширень (рис. 8). Ентальпії пари знаходяться безпосередньо з діаграми; ентальпії конденсату – за допомогою таблиць водяної пари. Кількість пари, що надходить в підігрівачі з відборів турбіни, знаходять з теплового балансу підігрівачів. Складемо ці теплові баланси і знайдемо відповідні частки і

Підігрівач

. У цей підігрівач з конденсатора надходить води, з другого відбору пари і виходить води. З огляду на раніше прийняті позначення, складемо рівняння теплового балансу (рис. 11):

(15)

звідки після перетворень отримаємо:

(16)

Підігрівач

. У цей підігрівач з першого відбору надходить пара, з підігрівача конденсату і виходить води (рис. 9-11). Відповідно до прийнятих позначеннями тепловий баланс підігрівача виражається рівнянням

(17)

Звідки

(18)

Після підігрівача

вода з ентальпією надходить у парогенератор і перетворюється там в перегріту пару. Кількість теплоти, витраченої в парогенераторі для отримання перегрітої пари, складає:

(19)

що менше, ніж у циклі Ренкіна.

Кількість теплоти, відданої в конденсаторі охолоджуючої воді, на

пари, що надходить у турбіну, знайдемо з рівняння

(20)

що теж менше, ніж у циклі Ренкіна.

Термічний ККД регенеративного циклу виражається рівнянням

(21)

Робота

пари в розглянутому регенеративному циклі може бути визначена наступним чином. Частина пари, яка надходить у перший відбір при нижчому тиску від до здійснює роботу

(22)

Інша частина пари, розширюючись між початковим тиском

і тиском відбору , здійснює роботу

(23)

Залишина основна частина проходить через всю турбіну, розширяється і понижує тиск від початкового

до кінцевого робота цієї частини пари рівна:

(24)

Сумарна робота трьох потоків є робота

пари, тому

(25)

Після перетворень рівняння (9-27) приводиться до вигляду

(26)

З порівняння рівнянь (6) і (28) видно, що за одних і тих же початкових і кінцевих параметрах робота

пара в циклі Ренкіна більше, ніж у регенеративного циклу, т. е.

Використовуючи рівняння (28) і (21), отримуємо інший вираз для визначення термічного к. к. д. регенеративного циклу:

(27)

Таким чином, при здійсненні регенеративного циклу витрата теплоти в парогенераторі

і робота пари будуть менше, ніж у циклі Ренкіна. Однак теплота зменшується більш інтенсивно, ніж робота,і тому термічний к. к. д. регенеративного циклу завжди більше, ніж у циклі Ренкіна. Економічність регенеративного циклу підвищується зі збільшенням початкових параметрів пари , і числа відборів; термічний ККД циклу може бути на вище, ніж у циклі Ренкіна.

Питома витрата пари може бути визначений з виразу

(28)

оскільки

то питома витрата пари буде більше, ніж у циклі Ренкіна.

На завершення слід зазначити, що застосування регенеративного підігріву води не тільки підвищує термічний ККД, але. і має великий вплив на конструктивне виконання основних агрегатів паротурбінної установки.

2. Розрахункова частина

2.1 Завдання

У паротурбінній установці здійснюється регенеративний підігрів живильної води в двох змішувальних підігрівниках (рисунок). При вході в турбіну тиск пари

, температура . Тиск пари в першому відборі , у другому , в конденсаторі . Визначити збільшення термічного ККД циклу порівняно з циклом Ренкіна.

2.2 Розрахунок конкретної установки згідно варіанту

За допомогою

діаграми (див.рис.) і таблиць знаходим ентальпію пари і конденсата для характерних точок цикла. При вході в турбіну перший відбір: для пари для конденсата другий відбір: для пари для конденсата конденсатор: для пари для конденсата