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.

Точка7

Используя условие p7= 6 бар, и s7 = s1= 7,1673 кДж/(кг·К),по [3] табл. III, стр.95 рассчитываем коэффициент интерполяции

.

 

Тогда энтальпия пара в точке 7

 

.

Точка8

Из условия p8= p7 = 6 бар, и t8= 550 °Спо [3] табл. III, стр.95: определяем значения h8 = 3590,8 кДж/кг и s8 = 8,1382 кДж/(кг·К).

Точка9

Из условия s9= s8= 8,1382 кДж/(кг·К) и p9 = р2 = 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 lн= 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: условия 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 Т1, 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.