Цикл Ренкина на влажном паре

Перечисленные выше недостатки могут быть частично устранены, если отвод теплоты от влажного пара в конденсаторе производить до полной конденсации пара. В этом случае сжатию от давления p ₃ до p ₄ подлежит не влажный пар, а вода, удельный объём которой много меньше, чем влажного пара. Вода практически несжимаема, поэтому для повышения давления воды от p ₃ до p ₄ вместо компрессора можно использовать насос, который по устройству много проще и потребляет много меньше энергии на собственные нужды, нежели компрессор. На рис. 11.3 приведена схема, а на рис. 11.4 изображён цикл Ренкина в p – v и T - s координатах. Сухой насыщенный пар подаётся на лопатки турбины, где пар адиабатически расширяется (процесс 1–2). Затем влажный пар с параметрами точки 2 поступает в конденсатор, где полностью конденсируется в процессе p = const и t = const. Вода с параметрами точки 3 адиабатически сжимается насосом ПН от p ₃ = p ₂ до p ₄ = p ₁ (процесс 3–4).

Рис. 11.3

 

При сжатии температура воды увеличивается менее чем на 1 ^оС, поэтому в T - s координатах процесс 3–4 обычно не изображается, точка 4 ставится в скобах рядом с точкой 3. Малая величина отрезка 3–4 в T - s координатах свидетельствует также о том, что работа, затрачиваемая на сжатие воды, небольшая (примерно в 100 раз меньше, чем при сжатии газа). Вода насосом подается в котёл, где сначала нагревается при p =const до температуры кипения (процесс 4-5), а затем превращается в сухой насыщенный пар при p = const и t = const (процесс 5-1).

Недостатком цикла Ренкина на влажном паре является сравнительно низкая температура пара t ₁< t _кр (t _кр=374,15 ^оС), а следовательно, невысокий h _t, и, кроме того, большая влажность пара на последних ступенях турбины приводит к быстрому износу её лопаток.