1.3Регенеративный цикл.

Эффективным способом повышения к. п. д. паросиловых установок служит регенерация.

На рисунке 12 показана схема установки с регенеративным подогревом питательной воды. Эта схема отличается от схемы, приведенной на рис.1, тем, что не весь пар поступает в турбину, расширяется до конечного давления, а часть его отбирается при некотором промежуточном давлении и направляется в подогреватель, куда одновременно подается конденсат.

При решении задач, связанных с регенеративным циклом, удобно пользоваться диаграммой is. Пересечении адиабаты расширения 1-2 (рис.13)с

Рис.11. Рис.12.

изобарой отбора р_отб дает точку, характеризующую состояние пара в отборе.

Все тепловые расчеты, связанные с регенерацией, принято относить на 1кг пара, поступившего в турбину. Из схемы, приведенная на рис.12, видно, что отбор

пара составляетα кг/кг пара. Таким образом, от каждого кг пара, поступившего в двигатель, (1-α) кг пара расширяется в двигателе до конечного давления, а α кг пара расширяется только до давления отбора.

Рис.13. Рис.14.

Количество отобранного пара α определяется из уравнения баланса теплоты для подогревателя:

, (15)

Где i’_отб – энтальпия конденсатора при давлении отбора;

i_отб – энтальпия пара, отбираемого из турбины;

i’₂ – энтальпия конденсата при конечном давлении пара.

Рис. 15.

Полезная работа 1кг пара в регенеративном цикле

l_оп = (1 - α)*( i₁ – i₂) + α(i₁ – i_отб),

или после простых преобразований

l_оп = (i₁ – i₂) – α(i_отб – i₂) (16)

Количество теплоты, затраченной на 1 кг пара, составляет

i₁ – i’_отб.

Термический к.п.д. регенеративного цикла равен отношению полезно использованной теплоты ко всей затраченной

.(17)

На рис.14 приведена схема установки с двумя отборами пара и смешивающими подогревателями, а на рис.15 дано словное изображение процесса расширения пара в турбине в диаграмме is. Значения а₁ и α₂ определяют, из уравнений баланса теплоты для первого и второго подогревателей:

; (18)

, (19)

где i_ОТБ1— энтальпия пара в первом отборе;

i_ОТБ2 — энтальпия пара во втором отборе.

i_’ОТБ1 — энтальпия конденсата при давлении пара первого отбора;

i_’ОТБ2 — энтальпия конденсата при давлении пара второго отбора;

i’₂ — энтальпия конденсата при конечном давлении _пара.

Полезная работа 1 кг пара в регенеративном цикле с двумя отборами составляет

l_0p=i₁ - i₂ –α(i_ОТБ1 – i₂) – α(i_ОТБ2 – i₂) (20)

Количество теплоты, затраченной на 1 кг пара, составляет i₁ – i_’ОТБ1.

Термический к.п.д. регенеративного цикла с двумя отборами

. (21)

Удельный расход пара в регенеративном цикле

кг/(кВт*ч) (22)

если значения i взяты в кДж/кг.

Подробное исследование регенеративного цикла показывает, что его термический к. п. д. всегда больше термического к. п. д. цикла Ренкина с теми же начальными и конечными параметрами. Экономия от применения регенеративного цикла растет с увеличением отборов пара