2.1. Структура розділу 2

Порівняння ефективності циклів Карно та Ренкіна на насиченій та перегрітій парі. Аналіз залежності термічного ККД циклу Ренкіна від характеристичних температур, у т.ч. від початкових параметрів пари. Поняття внутрішнього ККД циклу. Його вирази через ентальпії основних точок процесу. Суть технології проміжного перегріву пари (ППП) та її ефективність. Фізичне обґрунтування доцільності регенеративного підігріву (РП) живильної води. Переваги та недоліки цього методу підвищення ефективності паротурбінних установок (ПТУ). Енергетичні коефіцієнти та їх залежність від параметрів процесу. Обґрунтування економічно доцільного числа регенеративних підігрівачів та оптимального розподілу температури підігріву впродовж ходу пари.

Література для самостійного вивчення:

[1] – ст. 46- 59; [2] – ст. 32- 46; [3] – ст. 42- 64; [11] – ст. 117- 129;

[12] – тема 2.

2.2. Методичні поради до вивчення матеріалу розділу 2

При вивченні цього розділу слід зосередити увагу на порівнянні характеристик циклу Карно та Ренкіна та на залежність термічного ККД циклу Ренкіна від характеристичних температур циклу, зокрема, від початкових параметрів пари. Пам’ятайте, що реальні процеси у теплових машинах необоротні і це призводить до зменшення ККД. Зверніть увагу на фізичну суть двох шляхів підвищення ККД ПТУ, що тут аналізуються, – проміжний перегрів пари та регенеративний підігрів живильної води. Постарайтесь зрозуміти, від яких параметрів критично залежить ефективність обох методів та які їх переваги і недоліки. Вивчіть і запам’ятайте основні типи регенеративних підігрівачів (РП) та способи і умови їх застосування. Зверніть увагу, що економічно доцільним є використання 6-8 РП на одній ПТУ.

2.3. Контрольні питання до розділу 2

1. Накресліть T–s діаграму циклу Ренкіна і поясніть процеси, що відбуваються у циклі. Яка різниця між реальним та ідеальним циклами? Означіть термічний ККД циклу і поясніть різницю між внутрішнім ККД та термічним, використовуючи значення ентальпій у характеристичних точках циклу.

2. Які величини необхідно знати для розрахунку внутрішнього ККД ? Чи ця величина постійна для ПТУ, яка працює за заданим циклом, але з частковими навантаженнями? Вкажіть і поясніть процеси, що призводять до зменшення внутрішнього ККД. Чи можливо суттєво знизити їх інтенсивність? Поясніть структуру ККД циклу на прикладі T-s діаграми циклу Ренкіна з перегрівом.

3. У чому суть та привабливість способу підвищення ККД ПТУ шляхом проміжного перегріву пари? Поясніть фізичний механізм підвищення ККД шляхом ППП? Яка кількість систем ППП використовується на практиці? Чи не можна, скажімо, підвищити таким чином внутрішній ККД турбіни до 0.95 ?

4. У чому фізична суть можливості підвищення ККД ПТУ використанням регенеративних відборів пари? Адже ж ми вилучаємо частину високо потенційної пари з циклу, не даємо виконати їй максимальну роботу? Накресліть і поясніть схему термодинамічного циклу з регенеративними відборами. Яка кількість відборів використовується на практиці і чому вона обмежена?

5. Чи підвищиться ККД, якщо скомбінувати режими ППП та регенеративного підігріву живильної води? Накресліть теплову схему такої ПТУ і зробіть відповідні розрахунки. Що принципово обмежує збільшення ККД?

6. Які ще, крім проміжного перегріву пари та регенеративного нагріву живильної води, відомі вам способи підвищення ККД ПТУ? Нарисуйте принципові схеми та поясніть їх роботу. Який параметр стану робочого тіла критично впливає на величину ККД?

7. Як залежить ККД ПТУ від температури живильної води при використанні способу РП? Що є основним у цій залежності? Який тип РП найефективніший? Нарисуйте його теплову схему та зробіть розрахунок теплового балансу. Як розподіляються відбори та РП по ходу пари?

І.3. Енергетичні характеристики роботи електростанцій