1 - котел;
2 - перегреватель;
3 - паровая турбина;
4 - электрогенератор;
5 - конденсатор;
6 - конденсационный насос;
7 - труба;
8 - водоподогреватель;
9 - питательный насос.
Пар из котла поступает в турбину (т. 1) и расширяется адиабатно (до т. 5). Часть пара отбирается и по трубе направляется в подогреватель питательной воды. Оставшийся пар в турбине расширяется до давления в конденсаторе и поступает в конденсатор. Здесь пар конденсируется (6 - 3). Конденсат откачивается из конденсатора насосом и поступает в подогреватель, в котором он подогревается паром, отбираемым из турбины. Нагретая вода нагнетается насосом в котел, где снова превращается в пар (3 - 4 и 4 - 1).
Применение регенеративного подогрева питательной воды увеличивает КПД ПСУ на 4-6%.
При увеличении начального давления, уменьшении конечного давления уменьшается степень сухости пара. Для увеличения х на выходе из турбины используют вторичный перегрев.
Цикл с промежуточным перегревом пара
1 - котел;
2 - перегреватель;
3 - турбина высокого давления;
4 - вторичный перегреватель;
5 - турбина низкого давления;
6 - электрогенератор;
7 - конденсатор;
8 - питательный насос.
Пар из котла поступает в перегреватель, а из него в цилиндр высокого давления (ЦВД) - первую ступень турбины. После расширения до давления пар направляется во вторичный перегреватель, а затем во вторую ступень турбины (ЦНД). На выходе из турбины пар поступает в конденсатор, а конденсат отсасывается питательным насосом и нагнетается в котел.
1 - 2 - адиабатное расширение в ЦВД;
2 - 3 - вторичный перегрев пара;
3 - 4 - адиабатное расширение в ЦНД.
Удельная теплота, отводимая в конденсаторе () является значительной, поэтому эту теплоту можно использовать для целей теплофикации (обогрев зданий, использование в технологических процессах).
|
Теплофикационный цикл
Температура воды в конденсаторе приблизительно 30ºС, а для того, чтобы можно было ее использовать необходимо, чтобы температура отработавшего пара была выше 100ºС, а конечное давление в турбине выше атмосферного. Такие установки называются теплофикационными.
Если давление отработавшего пара увеличить от , то отводимая теплота
будет больше.
Бинарный цикл
Бинарный цикл увеличивает КПД ПСУ почти до КПД цикла Карно в одинаковых температурных границах.
В качестве жидкостей, используемых в бинарном цикле, применяют воду (для области низких температур) и ртуть (для области высоких).
1 - ртутный котел;
2, 4 - турбина;
3 - ртутный конденсатор;
5 - конденсатор;
6, 7 - насос.
В ртутном котле вырабатывается насыщенный ртутный пар давлением 0,2-0,5 МПа при 400-460 ºС, поступающий затем в турбину (2). Отработав в этой турбине, ртутный пар направляется в ртутный конденсатор при давлении 0,04-0,06 МПа. В конденсаторе происходит конденсация пара, и жидкая ртуть подается насосом в котел. В ртутном конденсаторе осуществляется конденсация водой, которая превращается в пар за счет теплоты ртутного пара. Этот пар поступает в турбину (4), а из нее в конденсатор, в котором конденсируется в воду. Вода с помощью насоса подается в конденсатор (ртутный).
1 - 2 - 3 - 4 - цикл Карно
Недостатки бинарного цикла:
- большая масса ртути (10-12 кг ртути на 1 кг воды), а, следовательно, и ее стоимость;
|
- ядовитые пары ртути.