-
Энергетические гту сложных термодинамических циклов. Гту с регенерацией тепла. Гту с регенерацией, промежуточным охлаждением и подогревом.
В простейших ГТУ при температуре газа, ограниченной жаропрочностью современных материалов, применяемых в стационарной энергетике, КПД установки можно получить в пределах 0,25 - 0,35. Используя дефицитные жаропрочные материалы и системы интенсивного охлаждения турбин авиационных высокотемпературных двигателей, можно повысить КПД простейших ГТУ до 0,32 - 0,40. Для увеличения экономичности установки при фиксированной максимальной температуре необходимо уменьшить количество теплоты, отводимой к холодному источнику, что соответствует снижению температуры газа, выходящего из установки, и приближает цикл ГТУ к циклу Карно. Это приводит к усложнению схемы установки, так как требует введения теплообменника, передающего теплоту уходящего газа сжатому воздуху, или промежуточных охладителей и камер сгорания с соответственным увеличением числа компрессоров и турбин.
ТК-
турбина компрессора,
СТ – силовая турбина,
К и ТК нах-ся на одном валу, а СТ и ЭГ на другом.
Преимущество:
1) более лучшее регулирование (не надо поддерживать одинаковую частоту вращения на ТК и СТ)
ГТУ с регенерацией тепла:
Схема
установки:
В теплообменнике, от уходящих газов турбины, нагревается воздух. Цикл в Т, S-координатах:
КК1-
подвод тепла в регенераторе,
ТТ1- охлаждение ух. газов в регенераторе.
-
T1’T1TГ’T1’
Эффективность
регенерации зависит от степени регенерации
,
ГТУ с регенератором и промежуточным охлаждением при сжатии.
ВК – адиабатический процесс сжатияBK0 – изотермический процесс сжатияГТУ с регенератором и промежуточным подогревом при расширении.
Принципиальная
схема показана на рисунке:
Цикл в T,S – координатах
В- параметры раб тела на входе в компрессор
К- параметры раб тела за компрессором
Далее воздух поступает в т/обм., в к-ом происходит его подогрев ух.газами из ГТУ. После чего поступает в КС-точка К1.
После КС раб тело срабатывается на турбине, затем ух газы подогреваются в КС2 и срабатываются на СТ
ТК-турбина компрессора
Принципиальная схема:
Цикл в Т, S – координатах:
- пунктиром показан цикл Карно. Путем промежуточного охл-я и подогрева Происходит карнотизация цикла, то есть приближение цикла ГТУ к циклу Карно.
К1, Т1-компрессор и турбина НД
К2, Т2-компрессор и турбина ВД
СТ- силовая турбина
Воздух подается в компрессор К1, из него в т/обм., где происходит охлаждение воздуха, затем в компрессор К2, к-ый расположен на одном валу с турбиной Т2. Из К2 в к.с., куда подается топливо, затем рабочее тело срабатывается на турбине Т2. Далее уходящие газы подогреваются в КС1 и срабатывают на турбине Т1. Уходящие газы из турбины Т1 поступают в КС2, затем в СТ, которая вращает ротор электрогенератора. Таким образом промежуточный перегрев осуществляется в КС1 и КС2, а промежуточное охл-е в т/обм.