Вопрос 7. Оборудование, применяемое при реализации цикла Ренкина.

Принципиальная схема паросиловой установки

Преобразование энергии органического или ядерного топлива в механическую при помощи водяного пара осуществляется в паровых силовых установках (п. с. у.), которые являются базой современной крупной энергетики. Принципиальная схема простейшей паросиловой установки показана на рис. 8.1.

Рис. 8.1. Принципиальная тепловая схема паросиловой установки

В паровом котле 1 вода превращается в перегретый пар с параметрами p₁, t₁, i₁, который по паропроводу поступает в турбину 2, где происходит его адиабатное расширение до давления p₂ с совершением технической работы, приводящей во вращательное движение ротор электрического генератора 3. Затем пар поступает в конденсатор 4, который представляет собой трубчатый теплообменник. Внутренняя поверхность трубок конденсатора охлаждается циркулирующей водой.

В конденсаторе при помощи охлаждающей воды от пара отнимается теплота парообразования и пар переходит при постоянных давлении р₂ и температуре t₂ в жидкость, которая с помощью насоса 5 подаётся в паровой котёл 1. В дальнейшем цикл повторяется.

Вопрос 8. Теплофикационные циклы. Основные виды. Преимущества и недостатки. Параметры работы.

Теплофикационный цикл представляет собой, по сути, обычный термомеханический цикл, в котором производство механической работы уменьшено на величину, соответствующую 6-2-3-7-6 ( см. рис а), с целью увеличения количества теплоты 6-10-9-7-6, отводимой на удовлетворение технологических нужд промышленности, отопление и т.п.

В теплофикационных установках используются турбины трёх типов:

1. с противодавлением p₂=1,2 – 12 бар (см. рис б) t_п= 105-188 С

2. с ухудшенным вакуумом p₂=0,5-0,9 бар (см. рис в) t_п= 81-95 С

3. с регулируемыми отборами пара (см. рис г).

Турбины с противодавлением относительно просты, малогабаритны и дешевы, но применяются они мало, поскольку количество энергии, вырабатываемое с их помощью, зависит не от электрических, а от тепловых потребителей, весьма нестабильных.

Турбины с ухудшенным вакуумом при отсутствии потребителей могут работать с расширением пара до глубокого вакуума, как конденсационные, но выработка теплоэнергии у них тоже зависит от расхода теплоты.

И только турбины с регулируемым отбором пара не имеют отмеченных недостатков, позволяя свободно изменять электрическую и тепловую нагрузки, т. е. работать по свободному графику. Они в основном применяются на ТЭЦ.

На рис. г приведена схема такой установки с одним регулируемым в зависимости от потребностей в электроэнергии и теплоте отбором пара при p_отб, которое устанавливается при помощи клапана 2, расположенного на магистрали между ступенями высокого 1 и низкого 3 давлений.

Критерий эффективности теплофикационного цикла называют в отличии от КПД коэффициентом использования теплоты. Он выражается отношеним общего количества получаемой работы w и теплоты q₂ к количеству затраченной теплоты q₁.

В идеальных случаях коэффициент использования теплоты η_ит=100%, в реалиных же 70 - 75%.