4. Регенеративные тепловые схемы ктэу 1-го рода

В регенеративных тепловых схемах КТЭУ 1-го рода подогрев питательной воды осуществляется паром, отбираемым из промежуточных ступеней главной турбины. Имеющиеся в главной турбине отборы пара (от одного до пяти) в основном используются для подогрева питательной воды. Но иногда часть отборов пара используют для подогрева воздуха в воздухоподогревателях главных котлов, в качестве греющего пара в испарительных установках, и для других нужд КТЭУ. Таким образом, в отличие от регенеративных схем 2-го рода, в схемах 1-го рода регенерация теплоты отделена от приводов вспомогательных механизмов. В таких тепловых схемах число водоподогревателей (ступеней подогрева питательной воды) всегда равно числу отборов пара (при условии, что все отборы идут только на подогрев питательной воды). Еще одной особенностью регенеративных схем 1-го рода является отсутствие многочисленных механизмов с турбоприводом и системы отработавшего пара. Единственным мощным турбомеханизмом, использующимся в таких схемах, является турбогенератор, который сбрасывает отработавший пар в главный конденсатор. Остальные вспомогательные механизмы электрифицированы и получают энергию для своих элекроприводов от турбогенератора.

Регенеративная тепловая схема 1-го рода с одним отбором пара и ее термодинамический цикл установки показаны на рис. 78. Пар из котла подается на главную турбину - G_r, и на единственный вспомогательный механизм турбогенератор - G_BM. И турбина, и турбогенератор сбрасывают отработавший пар в главный конденсатор. Из корпуса турбины, после одной из промежуточных ступеней, производится отбор части пара. Давление отбираемого пара равно давлению за ступенью турбины, после которой он отбирается. Отобранный пар поступает в водоподогреватель поверхностного типа, отдает свое тепло нагреваемой питательной воде и конденсируется. Как и в схеме «ВИИ», конденсат греющего пара дренируется в главный конденсатор, где смешивается с конденсатом турбины и турбогенератора и охлаждается. Из главного конденсатора конденсат забирается насосом, подается в трубную систему подогревателя воды, и в уже нагретом состоянии - в паровой котел.

Рис. 78. Регенеративная тепловая схема и термодинамический цикл КТЭУ с одним отбором пара.

ГК - главный котел; ГТ - главная турбина; ТГ - турбогенератор;

Кр - главный конденсатор; ВПП - водонодогреватель поверхностного типа;

Н - насос;

p_от - давление отбираемого пара (греющего пара);

i_от - энтальпия отбираемого пара; i_от - энтальпия конденсата греющего пара.

Подставив полученные значення, получим формулу КПД для регенеративной схемы 1-го рода:

Проанализировав выражение для КПД регенеративной тепловой схемы 1-го рода, можно сделать выводы:

- КПД схемы является функцией

* =ffPr);

• Функция КПД 77 =ffPr) Д^ля регенеративного цикла имеет максимум при определенном значении;

• В регенеративных тепловых схемах 1-го рода отсутствуют излишки отработавшего пара.

КПД регенеративных тепловых схем 1-го рода всегда выше КПД тепловых схем 2-го рода. КПД схемы 1-го рода увеличивается с увеличением числа отборов пара. Обычно число отборов пара в судовых КТЭУ составляет от трех до пяти. Каждый последующий отбор увеличивает КПД установки в меньшей степени, но значительно усложняет тепловую схему, увеличивает малогабаритные показатели КТЭУ и усложняет управление установкой.

В регенеративных тепловых схемах 1-го рода с несколькими отборами пара используется многоступенчатый подогрев питательной воды. При применении многоступенчатой регенерации в тепловых схемах могут использоваться различные типы водоподогревателей. Как правило, в первой и последней ступенях подогрева питательной воды используются водоподогреватели поверхностного типа, а в промежуточных ступенях подогрева - деаэраторы. Дренаж конденсата греющего пара из ВПП первой ступени осуществляется в главный конденсатор, из ВПП последней ступени - в деаэратор предшествующей ступени подогрева.

Нумерация отборов греющего пара производится по ходу движения пара в корпусах турбин: первый отбор - из корпуса ТВД, второй - из ресивера, третий - из корпуса ТНД.

Термодинамический цикл тепловой схемы 1-го рода с тремя отборами пара показан на рис. 80. Каждому отбору пара соответствует свое давление p_оп, определяемое установившимся текущим давлением пара за ступенью турбины, после которой производится отбор. В каждой ступени подогрева температура питательной воды повышается до величины Т_0ТІ. При этом подогрев воды в самом котле до температуры насыщения производится в небольшом интервале температур: AT = T_S-T_0TI. Площадь диаграммы a-3-2'_0ТI -d характеризует уменьшение потерь теплоты в цикле КТЭУ с тремя отборами пара за счет использования регенерации. Причем площадь a-3-2'_отIII -b соответствует уменьшению потерь теплоты за счет первой

ступени подогрева, площадь b - 2'_0ТIII - 2'_0тII - c - за счет второй ступени, и площадь c - 2'_0тII - 2'_0ТIII - d - за счет третьей ступени подогрева.