Цикл Ренкина на перегретом паре

Рис. 1.27. Цикл Ренкина на перегретом паре

Данный цикл отличается от цикла Ренкина на насыщенном паре

только наличием дополнительного перегрева по линии 6-1. Перегрев осуществляется в пароперегревателе, являющемся элементом парового котла.

Термический КПД цикла определяется по обычному уравнению

.

Подвод теплоты осуществляется при в процессах: 4-5 – подогрев воды до температуры кипения; 5-6 – парообразование; 6-1 – перегрев пара.

Для изобарного процесса подвода теплоты:

.

Теплота отводится в конденсаторе по изобаре 2-3:

.

Термический КПД цикла по другому можно записать:

.

Если не учитывать незначительного повышения температуры при адиабатном сжатии воды в насосе, то и

,

где - энтальпия кипящей воды при давлении .

Соответственно КПД идеального цикла Ренкина определяется значениями энтальпий пара до турбины h₁ и после нее h₂ и энтальпий воды находящейся при температуре кипения t₂. Значения перечисленных энтальпий определяются тремя параметрами цикла:

1) Давлением пара перед турбиной p₁;

2) Температурой пара перед турбиной Т₁;

3) Давлением за турбиной р₂.

Методы повышения КПД цикла Ренкина:

1) Повышение давления пара перед турбиной p₁. С увеличением давления p₁ при постоянных Т₁ и р₂ полезная работа цикла возрастает, соответственно увеличивается КПД.

2) Повышение температуры пара перед турбиной Т₁. Как правило применяется комбинирование повышения температуры с повышением давления пара перед турбиной p₁. Повышение начальных параметров пара определяется уровнем развития металлургии, поставляющей материалы для котлов и турбин. Получение пара с температурой 535-565 ⁰С стало возможным лишь благодаря применению низколегированных сталей, из которых изготавливаются пароперегреватели и горячие части турбин. Переход на более высокие параметры (580-650 ⁰С) требует применения дорогостоящих высоколегированных (аустенитных) сталей

3) Уменьшение давления пара за турбиной р₂. В результате уменьшается средняя температура отвода теплоты при почти неизменной Т₁, полезная работа цикла возрастает, соответственно увеличивается КПД. Давление за турбиной определяется температурой охлаждающей воды в конденсаторе. Температура насыщенного пара в конденсаторе составляет обычно 25 - 35 ⁰С, а абсолютное давление этого пара соответственно 3 – 5 кПа. Дальнейшее снижение р₂, ограничено отсутствием естественных охладителей с более низкой температурой.

Дата добавления: 2014-01-06