2015-08-13
392
Ответ 1
66 страница термодинамики
Паротурбинная установка является основой современных тепловых и атомных электростанций. Рабочим телом в таких установках является пар какой-либо жидкости (водяной пар). Основным циклом в паротурбинной установке является цикл Ренкина.
Принципиальная схема ПТУ показана на рис.7.1 и процесс получения работы происходит следующим образом. В паровом котле (1) и в перегревателе (2) теплота горения топлива передается воде. Полученный пар поступает в турбину (3), где происходит преобразование теплоты в механическую работу, а затем в электрическую энергию в электрогенераторе (4). Отработанный пар поступает в конденсатор (5), где отдает теплоту охлаждающей воде. Полученный конденсат насосом (6) отправляется в питательный бак (7), откуда питательным насосом (8) сжимается до давления, равного в котле, и подается через подогреватель (10) в паровой котел (1).
Рассмотрим цикл Ренкина на насыщенном паре. Схема установки отличается от предыдущей схемы тем, что в данном случае будет отсутствовать перегреватель. Поэтому на турбину будет поступать насыщенный пар. На рис.7.2 а изображен цикл Ренкина в TS-диаграмме.
|
|
|
Процессы:
3-1 – подвод теплоты от источника в воде q1, состоит из двух процессов: 3-3/ - кипение воды в котле;
3/-1 – парообразование при постоянном давлении;
1-2 – адиабатическое расширение пара в турбине;
2-2/ – изобарно-изотермическая конденсация с отдачей теплоты q2 охлаждающей воде;
2/-3 – адиабатическое сжатие конденсата.
Термический к.п.д. цикла Ренкина определяется по уравнению:
ht = (q1 – q2)/q1. (7.1)
Так как: q1 = h1 – h3; q2 = h2 – h2/,
То ht = [(h1 – h2) - (h3 – h2/)] /(h1 – h3) = l / q1. (7.2)
Полезная работа цикла равна разности работ турбины и насоса:
l = lт – lн, где: lт = h1 – h2, lн = h3 – h2/.
В основном lт >> lн , тогда считая h3 = h2/, можно записать:
ht = (h1 – h2)/(h1 – h3). (7.3)
Теоретическую мощность турбины рассчитывают по формуле:
Nт = (h1 – h2)·D/3600, [Вт] (7.4)
где: D = 3600·m – часовой расход, [кг/ч]
m – секундный расход, [кг/с]
Цикл Ренкина на перегретом пареприменяется для увеличения термического к.п.д. цикла ПТУ. Для этого перед турбиной ставят перегреватель 2 (Рис.7.1), который увеличивает температуру и давление пара. При этом возрастает средняя температура подвода теплоты в цикле. Диаграмма цикла показана на рис.7.2,б Формулы расчета l, ht, Nт остаются без изменений.
