Промежуточный перегрев пара. Схемы циклов с регенеративным отбором пара.
Одним из путей снижения конечной влажности пара является применение промежуточного перегрева пара, сущность состоит в следующем: после того как поток пара, совершающего работу в турбине, расширяется до некоторого давления P*>P2 он выводится из турбины и в доп. паропегреватель. Там температура пара увеличивается до Т+, после пар вновь поступает в турбину, где расширяется до давления p2. влажность уменьшается.
Регенеративный отбор пара увеличивает КПД цикла.
В реальных циклах регенерация осуществляется с помощью регенеративно-поверхностных или смешивающих теплообменников, в каждый из которых поступает пар из промежуточной ступени турбины. Пар конденсируется в регенеративный теплообмен, нагревает воду, поступающую в котел. Конденсат греющего пара также поступает в котел и смешивается с основным потоком питательной воды.
Циклы парогазовых установок. Пгу с высоконапорным парогенератором.
ПГУ представляют собой комбинацию паротурбинной и газотурбинной установок, а термодинамический цикл ПГУ – это комбинированный цикл, состоящий из цикла ПТУ (Ренкина) и цикла ГТУ (Брайтона).
В настоящее время нет рабочих тел, удовлетворяющих всем требованиям во всем температурном интервале цикла, поэтому осуществляют цикл, используя комбинацию 2-х рабочих тел, применяя каждое из них в той области температур, где это рабочее тело обладает наибольшим преимуществом - бинарные.
В комбинированных циклах ПГУ, цикл ПТУ Брайтона занимает область увеличенных температур, а циклы Ренкина – область уменьшенных температур. Объяснение:
макс температура газа в ГТУ 1350-1500, что выше пара; теплоту уходящих газов ГТУ, имеющих темп. 400-600 выгоднее использовать в низкотемпературном цикле; отвод теплоты в цикле паротурбинной установки осуществляется в изотермическом процессе, при температуре, близкой к температуре окружающей среды.
Как уже было установлено, энтропия есть функция состояния тела и,
следовательно, зависит от параметров состояния тела и совершенно не
зависит от характера протекания самого процесса, происходящего с рабочим
телом. Каждому равновесному состоянию тела соответственно вполне
определенное значение энтропии и обратно. Следовательно, энтропия может
рассматриваться как некоторый новый термодинамический параметр
состояния тела. Последнее позволяет выбрать новую систему координат Ts
для изображения термодинамических процессов и отдельных состояний
рабочего тела (рис. 4.2).
Рис.4.2
Итак, имеем
Tds = dq ; dq=Тds или для конечного участка процесса 1-2
получим
q =12∫Tds .
Тогда в системе координат Тs получим, что площадь под любым
процессом, ограниченная крайними ординатами и осью абсцисс,
представляет собой внешнее тепло, участвующее в процессе. В технической
термодинамике принято считать тепло, подводимое к системе, ТРТ,
величиной положительной, а отводимое - величиной отрицательной.
Из уравнения
Tds =dq видно, что знак у ds будет следить за знаком dq,
т.к. Т всегда существенно положительная величина.
Следовательно, если в процессе тепло подводится, то энтропия в этом
процессе будет возрастать (+dq, +ds) и, наоборот, если тепло отводится, то
энтропия будет уменьшаться (-dq, -ds).
При изображении термодинамических процессов в координатах Тs по
изменению энтропии легко можно определить подводится или отводится
тепло в этих процессах.
В этом разделе дается изложение теории основных циклов как двигателей внутреннего сгорания, так и авиационных реактивных двигателей и кратко рассмотрены обратные циклы поршневых компрессоров.
При изучении теории термодинамических циклов следует усвоить, во-первых, сами циклы и их вид в pυ- и Ts- диаграммах, четко представлять себе, какие процессы образуют данный термодинамический цикл и в каких частях двигательной установки они совершаются. А во-вторых, надо понять, какие параметры цикла и как они влияют на величину термодинамического КПД цикла и уметь объяснить сущность этого влияния.
Все термодинамические циклы можно разделить на две основные группы:
1. Циклы тепловых двигателей - прямые циклы.
2. Циклы тепловых машин-орудий - обратные циклы.
Первая группа прямых циклов в результате их совершения дает положительную результирующую работу, которая может быть использована каким-либо потребителем, и для своего осуществления требует затраты тепла. Вторая группа обратных циклов тепловых машин-орудий требует для своего совершения затраты механической работы.
Будем рассматривать идеальные циклы, т.е. обратимые равновесные термодинамические циклы. В этих циклах встречаются только обратимые термодинамические процессы подвода или отвода тепла. Никакие процессы сгорания, наполнения, выпуска газов и прочие в подобных термодинамических циклах не рассматриваются, т.к. все это процессы реальных тепловых двигателей. Поэтому будем полагать, что все рассматриваемые циклы совершаются в идеальных тепловых машинах, в частности, прямые циклы в идеальных тепловых двигателях, в которых совершаются обратимые равновесные термодинамические процессы, следовательно, отсутствуют реальные потери на трение, теплопередачу и др. В качестве рабочего тела здесь принимают идеальный газ, процессы сжатия и расширения
термодинамического рабочего тела (ТРТ) в цикле происходят по адиабате.
Исследование любого прямого цикла двигателя показывает (рис. 4.4), что круговой
процесс в цикле, в результате которого получается положительная результирующая
работа, возможен лишь в случае, если на одном участке цикла имеется подвод тепла q1 и
на другом - отвод тепла q2. При этом количество подведенного тепла должно быть
больше, чем отведенного (q1>q2).
Без этого условия
невозможно осуществить прямой цикл,
т.е. цикл с положительной результирующей
работой.
