Рис. VI-2. Схема паротурбинной установки:

1 — котел; 2 — паровая турбина с генератором электрического тока (турбоагрегат); 3 — конденсатор; 4 — насос для охлаждающей воды; 5 — питательный насос.

Рис. VI-3. Цикл простейшей паротурбинной установки.

Термический к. п. д. установки

Я1-Я2 Jjrzh (VI,6)

<7i i_x-i₂

При определении величины механической энергии не была учтена работа насоса для увеличения давления от /?₂ в конденсаторе до р_х в котле. Работа насоса равна

®h=«4(pi-Р2) <^VI>⁷)

где v'₂ — удельный объем конденсата.

Тогда термический к. п. д. установки с учетом работы насоса составит

(VI, 8)

2. Паровые турбины

В паровой турбине кинетическая энергия пара преобразуется

в механическую энергию вращающегося вала турбины. Для пре­

образования потенциальной энергии пара в кинетическую за счет снижения его давления служит сопловой аппарат (рис. VI-4).

В сопловом аппарате давление снижается от р₀ до р_и а скорость

пара увеличивается от с₀ до с_1у равной нескольким сотням метров

а 6 6

Рис. VI-4. Схема одноступенчатой паровой турбины:

а — разрез; б — разрез сопла и рабочих лопаток активной турбины и график изменения давления и скорости пара; в — разрез сопла и рабочих лопаток реактивной турбины и график изменения давления и скорости пара; 1 — вал; 2 — диск; 3 — лопатки; 4 — сопло; 5 — корпус; 6 — канал между лопатками; и — переносная скорость; w — относитель­ная скорость; с — абсолютная скорость.

Поэтому скорость пара при выходе из^ каждой ступени меньше, чем в случае полного падения давления. Передаваемая в каждой ступени на вал мощность суммируется.

Различают активные и реактивные турбины: в турбинах пер­вого типа давление пара снижается в сопловом аппарате перед поступлением на рабочие лопатки (рис. VI-4, б). В реактивных турбинах расширение пара осуществляется дважды: в сопловом аппарате и в каналах между рабочими лопатками. Вследствие

этого появляется реактивная сила, которая, как и центробежная сила, возникающая при движении пара между криволинейными лопатками, приложена к рабочим лопаткам.

ЗЛКОНДЕНСАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА

Чтобы снизить максимально давление пара после турбины, его направляют в конденсатор, в котором, отнимая тепло от пара, последний переводят в жидкое состояние (конденсат). Температура

Рис. VI-5. Схема поверхностного кон- денсатора паровой турбины: I — пар от турбины; II — конденсат в сборник; III — ввод охлаждающей во- ды; IV — вывод охлаждающей воды; V — к эжектору; 1 — корпус; 2 — трубный пучок; 3 —'разделительная перегородка; 4 — передняя крышка; 5 — штуцер для ввода пара; ^г6 — задняя крышка; 7 — трубная"; решетка; 8 — штуцер для вы- вода конденсата.

конденсата равна температуре пара, из которого он образовался. Отбор тепла в конденсаторе происходит при р — const.

Для конденсации пара после паровых турбин применяют по­верхностные конденсаторы. Конденсатор (рис. VI-5) состоит из цилиндрического корпуса, закрытого крышками. Внутри корпуса укреплены две трубные решетки, в которых закреплен трубный пучок. Пар из турбины поступает в корпус и омывает трубный пу­чок. Охлаждающая вода проходит по трубкам. Соприкасаясь с холодной наружной поверхностью трубок, водяной пар конден­сируется. Поскольку объем конденсата значительно меньше объема пара, в конденсаторе создается вакуум. Конденсат стекает в ниж­нюю часть конденсатора и затем — в сборник. Отсюда конденсат подается питательным насосом в котел. Вместе с паром и через неплотности в конденсатор проникает воздух, который с некото­рым количеством пара отсасывают пароструйным насосом (эжек­тором).

Для экономии свежей воды из рек и озер воду после конденса­тора охлаждают в различных охлаждающих устройствах (напри­мер, в градирнях и брызгальных бассейнах) и затем вновь подают в конденсатор. В конденсаторах паровых турбин создают давление 3—5 кПа, что соответствует температуре конденсата 24—33 °С. Тепловой баланс конденсатора записывается следующим уравне­нием:

D(i₂~Q=W(i

В₂

Ч)

w/D = (i₂-Q/(i_Bi-i_Bi) Эта величина изменяется в пределах от 40 до 120 кг/кг. 138

(VI ,10)