ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Паровой цикл с двумя рабочими телами (бинарный цикл) из "Бинарные установки Рабочий процесс и конструкции оборудования " Высшим температурным пределом для насыщенного водяного пара является его критическая температура — 374° С, которой соответствует критическое давление 225 ата. [c.18] Дальнейшее повышение начальной температуры цикла может происходить лишь путем перегрева пара, что уменьшает термический относительный к. п. д. цикла, т. е. долю полезно используемого температурного напора. Нижний температурный предел циклов водяного пара ограничивается условиями охлаждения конденсатора, позволяющими обычно работать на вакууме не свыше 96—97 /д, чему соответствует температура конденсации 29—24° С. [c.18] Расширение температурных пределов цикла при одновременном увеличении термического относительного к. п. д. может быть достигнуто путем замены воды другим рабочим телом, с более высокой температурой кипения при рабочих давлениях, а также с более высокой критической температурой. При наличии такого рабочего тела можно было бы иметь высокую начальную температуру цикла при насыщенном паре, т. е. при более высоком термическом относительном к. п. д. цикла. [c.18] При температуре 500°С давление ртутного пара составляет всего лишь 8,5 ата. Термический относительный к. п. д. ртутнопарового цикла в температурных пределах 500—25° С равняется Эб /р, тогда как циклы водяного пара в тех же температурных пределах имеют термический относительный к. п. д. не выше 80—81%. Повышение к. п. д. цикла при использовании ртутного пара объясняется тем, что пар работает при высокой начальной температуре, но не в перегретом, а в насыщенном состоянии, и что нижняя пограничная кривая имеет весьма крутой подъем благодаря малой величине теплоемкости жидкости. [c.18] Однако в действительности ртутный пар не может работать во всем указанном диапазоне температур, так как при низких конечных температурах ртутного пара не представляется возможным обеспечить необходимый вакуум. Так, например, уже при 118°С давление ртутного пара составляет всего лишь 0,001 ата, т. е. требуется вакуум 99,9 / . [c.18] При обычном в эксплоатации вакууме (96°/ ) температура конденсации ртутного пара была бы 217° С. Понятно, что нельзя выпускать в обычный конденсатор пар с такой высокой температурой, так как с циркуляционной водой терялось бы из цикла слишком много тепла. [c.18] Из таких двухступенчатых (или бинарных) циклов единственно реализованным в промышленном масштабе является ртутно-водяной цикл, в котором ртутный пар работает в 7. области высоких температур, а водяной пар — в области низких температур. Тепло отработавшего ртутного пара в таком бинарном цикле не выбрасывается с циркуляционной водой, а испаряет ее. Полученный водяной пар совершает работу за счет тепла, переданного отработавшим ртутным паром. [c.19] Такой двухступенчатый, или бинарный, цикл изображен в Т—5-координатах на фиг. 8. [c.19] Незаштрихованная площадка под ней соответствует потерям тепла в цикле (потери с циркуляционной водой). [c.19] Верхняя заштрихованная площадка изображает работу ртутного пара в цикле причем не 1 кг, а какого-то количества т килограммов ртутного пара, испарения 1 кг воды. [c.19] Ртутный пар из ртутнопарового котла поступает в ртутнопаровую турбину. Отработавший пар конденсируется в конденсаторе при температуре, достаточной для получения из охлаждающей воды водяного пара определенного давления. Конденсат ртутного пара с помощью насоса или самотеком возвращается в ртутно-паровой котел (см. фиг. 9). [c.19] Полученный в конденсаторе (являющемся одновременно и испарителем или котлом водяного пара) водяной пар перегревается за счет тепла уходящих газов в газоходе ртутнопарового котла и поступает к турбине водяного пара. Турбина водяного пара может быть конденсационной или теплофикационной (с противодавлением или с регулируемыми отборами). [c.19] Если вода поступает в конденсатор-испаритель не при температуре кипения, а при более низкой, то в данном случае для испарения 1 кг воды потребуется сконденсировать до 8 кг ртутного пара. [c.20] Сумма заштрихованных площадок на фиг. 8 представляет в определенном масштабе общую работу ртутно-водяного цикла. Как витно из фигуры, в бинарном цикле общая полезная работа больше, чем в цикле водяного пара, на величину верхней заштрихованной площадки, тогда как потеря тепла в обоих циклах одна н та же и изображается нижней незаштрихованной площадкой. [c.20] В этом и заключается термический эффект бинарного цикла по сравнению с одноступенчатым циклом водяного пара. [c.21] Принципиальная тепловая схема ртутно-водяной бинарной установки с циклом по фиг. 8 представлена на фиг. 9. [c.21] В табл. 4 приведено сопоставление ртутно-водяного цикла и цикла водяного пара в одном и том же температурном диапазоне. [c.21] Из табл. 4 видно, насколько эффективнее ртутно-водяной цикл по сравнению с циклом водяного пара при указанных параметрах. При еще более высоких начальных температурах разница к. п. д. этих циклов увеличится в пользу ртутно-водяного цикла. [c.21] Совершенно ясно, что повышение начального давления ртутного пара, при всех прочих неизменных условиях, приведет к повышению термического к. п. д. цикла и к. п. д. установки в целом. [c.21] Рассмотрим влиямие повышения начального давления рт тного пара на к. п. д. цикла Ранкина. Конечная температура цикла определяется наивыгоднейшим противодавлением ртутнопаровой турбины. [c.21] Вернуться к основной статье