Принципиальная схема тэс с двумя перегревами пара.

В установках на сверхкритических параметрах с целью повышения КПД цикла и снижения влажности водяного пара на выходе из турбины принимают два добавочных перегрева водяного пара.

Схема ТЭС , соответствующая двум перегревам

Диаграммы данного цикла:

Для каждого процесса цикла напишем выражение для теплоты и работы.

1. в₁) – процесс расширения пара в первом цилиндре (ЦВД).

l^цвд = i₁ – i_B1

(в₁–а₁) – процесс изобарного подогрева добавочного пароподогревателя.

q = i_a1 – i _B1

(а₁ – в ₂) – расширение водяного пара во втором цилиндре (ЦСД).

l^ЦСД=i_a1 – i_B2

(в₂ – а₂) – процесс второго дополнительного перегрева пара во втором дополнительном пароперегревателе.

q = i_a2 – i _B2

( а₂ – 2) – расширение пара в цилиндре низкого давления (ЦНД).

l^цнд = i_a2 – i₂

(2-3) – конденсация при низком давлении .

q_2-3 = q₂ = i₂- i₃

(3-4) – повышение давления в системе насосов.

l_3-4 = i₄ –i₃

(4-1) – подвод теплоты в котлагрегате системы Рамзина , включая основной пароподогреватель.

q= i₁ – i₄

Запишем выражение для термического КПД цикла :

η_t = ( l^т - l^н)/q₁ = [ (l^цвд + l^ЦСД + l^цнд) - l^н]/ ( q₁^осн + q₁^доп1 +q₁^доп2 )

Регенерация в пту, схемы и циклы с регенерацией теплоты.

В термодинамике известен обобщенный цикл Карно, имеющий такой же КПД как и обычный цикл.

Диаграмма цикла с регенерацией (ГТУ):

Теплота регенерации:

q_рег^газ = S (4_д 6_д 6^/ 4^/ 4_д) q_рег^возд = S ( 2_д 5_д5^/ 2^/ 2_д)

Регенерация в ГТУ приводит к возрастанию термического и внутреннего КПД.

В ПТУ различают циклы с регенерацией на насыщенном водяном паре и на перегретом паре.

Цикл с регенерацией на насыщенном водяном паре

Цикл с регенерацией на перегретом водяном паре

СХЕМА ТЭС:

Теоретически на участке а-2 имеет место процесс расширения водяного пара и одновременно отвод теплоты в регенератор. Практически осуществить работу такой схемы трудно , по причине огромных скоростей движения пара в турбине. На практике регенерация осуществляется путем отбора части пара из цилиндра турбины, направлением его в систему регенеративных теплообменников и подогревом питательной воды в этих теплообменниках.

Принципиальная схема тэс с двумя регенеративными отборами и теплообменниками смесительного типа.

Теплообменник - контактного смесительного типа. Построим тепловые диаграммы принимая упрощения :

1. процесс расширения в турбине считать идеальным , изоэнтропным;

2. пренебрегаем работой питательного насоса . Точки 3 и 4 совмещаем , то есть процесс подогрева питательной воды идет по ЛПК.

3. Вода в подогревателях подогревается до состояния насыщения при давлениях отбора.

Введем так называемые доли отбора пара на турбине α1 и α2 . Величины отбора пара рассчитываются из уравнений теплового баланса смесительного подогрева П1 и П2 .

α1 = ( i₁^0/ - i₂^0/) / ( i₁⁰- i₂^0/) = D₁ / D

α2 = [(i₂^0/ - i₃)* (1- α)] / ( i₂⁰-i_{3_})

Зная доли отбора пара находим работу турбины по «отсекам» , суммарную удельную работу турбины, мощность турбины и термический КПД цикла с регенерацией.

Удельная техническая работа:

l_рег^T = (i₁ – i₂) - [α1 * (i₁⁰ –i₂) + α2 ( i₂⁰-i₂)]

Каждый отбор пара снижает работоспособность турбины и электрогенератора. Идет недовыроботка электроэнергия в генераторе. Применив метод математической индукции запишем определение для удельной работы при наличии n – отборов пара.

(l_теор^т)_рег = (i₁ – i₂) -∑ α _к*( i_k0 -i₂)

Выражение для теоретической мощности турбины:

(N_теор^т)_рег = [D₀ ( i₁- i₂ ) - ∑D_k*( i_k0 -i₂)]/ ΔN_T

ΔN_T –дефицит мощности ;

N – мощность ( М Дж /ч);

D – общий расход пара в турбине( т/ ч).

Запишем выражение для термического КПД турбины:

(η_t^т)_рег = l_рег^т/ q₁^рег

Запишем КПД через мощность и теплоту:

(η_t^т)_рег =(l_теор^т)_рег / Q₁^рег =[D₀ ( i₁- i₂ ) - ∑D_k*( i_k0 -i₂)]/ (I₁-I₁₀) D₀