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 ,

24. Гту с регенератором и промежуточным охлаждением при сжатии.

ВК – адиабатический процесс сжатия

BK₀ – изотермический процесс сжатия

Для простой ГТУ несмотря на неэкономичность охлаждения при сжатии для идеального цикла, для действительного цикла охлаждение экономически целесообразно при низких КПД узлов.

Сжатие с охлаждением между компрессорами:

Суммарная работа компрессора:

- температура воздуха на входе во 2-й компрессор,

,, где

, ,

, принимая значение производной , определяем оптимальное значение Х₁ и Х_2.

,, при условии, что нет гидравлических потерь и температура воздуха во 2-м компрессоре равна темпер-ре воздуха в первом.

25 Гту 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

Работа цикла:

Термический КПД цикла:

26. Гту с промежуточным охлаждением и промежуточным подогревом.

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.

27.Высокотемпературные гту. Требования, предъявляемые к системам охлаждения. Типы систем охлаждения.

С целью повышения экономичности ГТУ и уменьшения ее размеров, массы необходимо повысить температуру газа перед турбиной. Для сохранения запаса прочности в элементах турбины нагретые детали охлаждают. Наиболее интенсивного охлаждения требуют напряженные детали - рабочие лопатки, сопловые лопатки и диски ротора турбины. К системам охлаждения высокотемпературных газовых турбин (ВГТ) предъявляют следующие основные требования: 1) высокая эффективность, то есть обеспечение необходимого по условиям прочности среднего уровня температуры охлаждаемой детали при минимальном расходе хладагента; 2) достаточная гибкость и возможность управления теплообменом на различных участках детали;3) недопустимость нарушения технологичности охлаждаемых деталей; 4) отсутствие факторов, приводящих к понижению надежности охлаждаемой турбины.

Системы охлаждения могут быть двух типов: открытого и закрытого: 1) открытая воздушная система охлаждения; 2) закрытая воздушная система охлаждения; 3) закрытое охлаждение с замкнутым контуром; 4) Открытое паровое охлаждение; 5) закрытое паровое охлаждение. В открытых системах хладагент после прохождения тракта охлаждения выводится в проточную часть турбины и может участвовать в производстве полезной работы. Обычно в этих системах в качестве охладителя используется цикловой воздух, который отбирается из соответствующей ступени компрессора. В закрытых системах охлаждающий тракт выполняется газоплотным, а охлаждающий воздух вводится в цикл после его дожатия в компрессоре. При закрытом охлаждении хладагент можно применять многократно, для чего выделяется отдельный контур охлаждения. Кроме воздуха в качестве охладителей ВГТ можно применять воду водяной пар, паровоздушную смесь, керосин и др. Большой глубины охлаждения можно достигнуть при использовании воды. Высокой эффективностью обладает паровое охлаждение газовой турбины. Пару как охладителю турбины по сравнению с воздухом присущи следующие достоинства: 1) значительно меньшие затраты энергии на сжатие пара, так как процесс повышения давления происходит в жидкой фазе; 2) лучшие физические свойства, которые определяются прежде всего большой удельной теплоемкостью; 3) возможность использования пара вместо воздуха в системах воздушного охлаждения без их существенных конструктивных изменений; 4) возможность полезного использования отходящей теплоты газовой турбины.

Процесс охлаждения обеспечивается, прежде всего, за счет конвективного теплообмена. Глубина охлаждения в этом случае зависит от параметров и количества охладителя. Конвективный теплообмен используется как в открытых, так и в закрытых системах. Высокую эффективность охлаждения обеспечивает заградительное охлаждение, при котором охладитель образует на поверхности детали тонкий относительно холодный защитный слой. Различают два типа заградительного охлаждения: пленочное и пористое. При пленочном охлаждении охладитель выдувается на поверхность детали через систему малых отверстий или щелей и за счет этого образует на поверхности защитную пленку. Поскольку пленка быстро размывается основным потоком газа, на охлаждаемой поверхности предусматривают несколько рядов выпускных отверстий. Пленочное охлаждение значительно эффективнее конвективного, поэтому в одинаковых условиях при пленочном охлаждении требуется в 1,5 – 1,8 раза меньше охладителя. Еще более эффективно пористое проникающее охлаждение, при котором поверхность охлаждаемой детали, выполненной из пористого материала, пропускает через поры охладитель. За счет выдува охладителя на поверхности детали образуется тонкий холодный слой, препятствующий теплообмену между горячим газом и поверхностью детали. При пористом охлаждении требуется в 2,5 – 3 раза меньше охладителя по сравнению с конвективным теплообменом.

- схема конвективного охлаждения;

- схема пленочного охлаждения

- пористое охлаждение