- •Министерство образования и науки
- •Введение
- •2. Термодинамические циклы
- •2.1 Циклы двигателей внутреннего сгорания
- •Значения теплоемкостей и показателей адиабаты для газов различной атомности
- •2.2 Циклы газотурбинных установок
- •2.3 Циклы паротурбинных установок
- •2.4 Циклы парогазовых установок
- •3.1 Расчет тепловых схем тэс и аэс производится для
- •Внесистемные единицы измерения
- •3.3 Пример решения задач
- •Параметры пара
- •Энтальпии пара, конденсата, питательной воды
- •Заключение
- •4. Содержание, объем и оформление
- •4.1 Термодинамика
- •4.1.1 Компрессоры и циклы двигателей внутреннего сгорания
- •4.1.2 Циклы газотурбинных установок и реактивных двигателей
- •4.1.3 Циклы паротурбинных установок
- •4.1.4 Циклы холодильных машин
- •4.1.5 Заключение
- •4.2 Тэс и аэс
- •4.2.1 Содержание и варианты индивидуального домашнего задания
- •4.2.2 Обозначения, принятые в исходных данных
- •4.2.3 Требования к оформлению индивидуального домашнего задания
- •4.2.4 Требования к сдаче индивидуального домашнего задания
- •Исходные данные к индивидуальному домашнему заданию по дисциплине "тэс и аэс"
- •Библиографический список
- •Интерполяционные формулы для истинных и средних теплоемкостей газа
- •Интерполяционные формулы для средних и массовых и объемных теплоемкостей газов
- •Термодинамика
2.3 Циклы паротурбинных установок
Основу современной стационарной теплоэнергетики и атомной энергетики составляют паротурбинные установки (ПТУ), использующие в качестве рабочего тела воду и водяной пар. В основе современных ПТУ лежит цикл Ренкина (рис. 10).
4
4
q2
б)
в))
Рис. 10. Принципиальная схема простой ПТУ (а) и обратимый цикл Ренкина на насыщенном (б) и перегретом (в) паре
Полезная (механическая) работа, совершаемая 1 кг пара в обратимом процессе в турбине, равна:
;
− работа насоса
;
− подведенная в цикле теплота
;
− термический КПД цикла Ренкина
.
Принципиальная схема ПТУ с промежуточным перегревом пара изображена на рис. 11,а, а цикл, совершаемый рабочим телом этой установки, изображен на рис. 11,б. Особенностью цикла, изображенного на рис. 11,б является сверхкритическое начальное давление пара: р1 > рк = 22,1 МПа. В отличие от схемы рис. 10,а здесь добавлен промежуточный пароперегреватель (ПП), смонтированный внутри котла КА. Промежуточный перегрев позволяет увеличить термический и внутренний КПД цикла за счет возрастания средней температуры подвода теплоты и уменьшения конечной влажности.
a)
б)
Рис. 11. Принципиальная схема ПТУ с промперегревом на сверхкритическом давлении пара (а) и цикл (б)
В циклах Ренкина на насыщенном и перегретом паре с целью повышения КПД применяется регенерация теплоты, которая позволяет поднять среднюю температуру подвода теплоты за счет увеличения температуры питательной воды, поступающей в котел, либо в парогенератор.
Принципиальная схема ПТУ с регенеративными отборами пара представлена на рис. 12,а, а цикл, совершаемый водяным паром этой установки, изображен на рис. 12,б. В отличие от схемы простой ПТУ (рис. 10,а), здесь пар из отборов турбины подается в систему регенеративных подогревателей РП, в результате чего в котел подается питательная вода при температуре tПВ.
20
n0
n0’0
Рис. 12. Принципиальная схема (а) и цикл (б) ПТУ с регенеративными отборами пара
КПД цикла − цикл (б) ПТУ с регенеративными отборами пара определяется по формуле
,
где − доля пара вi-ом отборе;
i − энтальпия этого пара;
n − число регенеративных подогревателей (число отборов пара).
Число регенеративных подогревателей выбирается из технико-экономических соображений, так как при их увеличении капитальные затраты растут пропорционально n, а прирост КПД становится все меньше. Число регенеративных подогревателей в современных установках не превышает десяти.
Циклпаротурбинной теплофикационной установки − цикл для комбинированной выработки электроэнергии и теплоты − представлен на рис. 13.
Рис. 13. Цикл паротурбинной теплофикационной установки