2015-09-06
633
Підведення теплоти в циклі Карно про-ходить в ізотермічних процесах, а в циклі Ренкіна частково теплота підводиться в ізо-барних процесах. Цим пояснюється більш високе значення термічного ккд циклу Ка-рно порівняно з циклом Ренкіна, якщо ці цикли виконуються в однаковому інтервалі температур.
Якщо ізобарного перегріву пари не мо-жна уникнути, то підігрів води можна про-водити за рахунок теплоти пари, яка відби-рається з парової турбіни. Такий спосіб пі-дігріву води називають регенеративним, а цикл, в якому використовується такий ме-тод підігріву води, називають регенератив-ним циклом. У регенеративних циклах се-редня температура підводу теплоти від зов-нішнього джерела до робочого тіла вища, ніж у звичайного циклу Ренкіна, що приз-водить до підвищення ККД.
1 – паровий котел;
2 – пароперенагрівач;
3 – парова турбіна;
4 – конденсатор;
5 – насос;
6 – підігрівники.
У регенеративному циклі конденсат, який має температуру 
, підігріває-ться в підігрівниках 
парою, яка ві-дбирається з проміжних ступенів турбіни. Виконуючи ступінчастий підігрів води за рахунок ступінчастого відбору теплоти па-ри в процесі її розширення, можна реалізу-вати ідею регенеративного циклу Карно, як це вказано на рисунку для частини цик-лу в області насиченої пари.
|
|
|
Збільшуючи кількість відборів до носкі-нченності, можна процес розширення наб-лизити до кривої, яка буде еквідистантна кривій процесу підігріву води 9-10. Проте на практиці це реалізувати неможливо.
Зображення регенеративного циклу ду-же умовне, так як в окремих процесах бере участь різна кількість пари: до першого ві-дбору І кг, з початком відборів все менша та менша кількість. Через турбіну прохо-дить не вся пара. З кожного кілограма па-ри, яка поступає в парову турбіну, відбира-ється: 
кг в першому підігрівнику 
з ентальпією 
, тиском 
та температурою 
; 
кг в другому підігрівнику з ентальпі-єю 
, тиском 
та температурою 
; 
кг у третьому підігрівнику з ентальпією 
, тиском 
та температурою 
. Відводиться в конденсатор 
кг пари з ентальпією 
, тиском 
та температурою 
.
Тоді 
.
1-2-3-4-5-6-7-8 – процес розширення па-ри в турбіні та відведення теплоти з відіб-раною парою;
1-2, 3-4, 5-6, 7-8 – процеси розширення;
2-3, 4-5, 6-7 – процеси віддачі теплоти парою в підігрівниках 6.
Кількість теплоти, яка передана таким чином визначається площею 2-в-д-7-6-5-4-3-2. Цю теплоту бере конденсат, який після конденсатора насосом 5 послідовно прока-чується через три підігрівника та нагріває-ться до температури пари першого відбору і має ентальпію 
. Корисна робота 1 кг пари в ідеальній турбіні з регенерацією ме-нша за роботу в циклі Ренкіна на величи-ну, яка еквівалентна теплоті, що зображу-ється площею 2`-8-7-6-5-4-3-2.
|
|
|
Корисна робота 1 кг пари в регенерати-вному циклі визначається як сума робіт від потоків пари, які проходять через турбіну:
;
;
.
Термічний ККД регенеративного циклу визначається за загальною формулою:
.
Ентальпія пари в місцях отбору зручно визначати з hs-діаграми.
Адіабату розширення пари в турбіні проводять між початковим станом пари пе-ред турбіною та кінцевим станом в конден-саторі. У місцях перетину цієї адіабати з ізобарами значень тисків пари в місцях от-бору знаходять точки відповідних значень ентальпій.
Термічний ККД циклу паросилової ус-тановки збільшується на 10..14% за раху-нок використання регенерації для підігріву води. При регенерації зменшуються прохід-ні перерізи між лопатками в останній сту-пені турбіни за рахунок зменшення кілько-сті пари, яка проходить через цю ступінь. Це призводить до зменшення габаритів ту-рбіни.
У зв'язку з підвищенням середньої тем-ператури робочого тіла, за рахунок підви-щення початкової його температури при регенеративному підігріві води, зменшує-ться різниця температур між гарячими га-зами та робочим тілом, що призводить до зменшення необоротності процесу передачі теплоти в паровому котлі від гарячих газів до води.
