Промежуточный подогрев в цикле ГТД

Протекание процессов рабочего цикла в разных агрегатах (камера сгорания — топка котла, турбина, компрессор, конденсатор — холодильник и др.) и введение различных устройств для повышения КПД (регенераторы, промежуточный подогрев, промежуточное охлаждение и т. д.) приводит к исключительно большому числу схем ТУ, анализ которых выполнен для всех мысли мых вариантов. В целом можно сказать, что по мере усложнения ТУ экономичность их повышается (при прочих равных условиях). Выбор оптимального решения — задача проектировщиков. [c.144]

Следует упомянуть также о турбинах с замкнутым кругом циркуляции рабочего тела (фиг. 6). В подогревателе 8, соответствующем паровому котлу, при помощи нагревательного устройства (топки) 2 нагревают до заданной температуры рабочее тело (например, воздух), имеющий замкнутый круг циркуляции. Для повышения к. п. д. установки продукты сгорания направляются в теплообменник 1, где они используются для предварительного подогрева воздуха, поступающего к нагревательному устройству. Нагретый в подогревателе 8 воздух расширяется в турбине 4 и совершает при этом полезную работу после этого он поступает в компрессор 5, в котором его давление доводится до рабочего, и подается обратно в подогреватель 8. Выходящий из турбины воздух отдает тепло в теплообменнике 7 это тепло используется для предварительного подогрева выходя-щ,его из компрессора 5 сжатого воздуха. Дальнейшее охлаждение выходящего из турбины воздуха до возможно более низкой температуры производится в теплообменнике (холодильнике 6). Если ввести многократное промежуточное охлаждение воздуха перед сжатием (между выходом из турбины и входом в компрессор) и многократный промежуточный подогрев воздуха перед расширением (между выходом из компрессора и входом в турбину), т. е. если приблизить процессы сжатия и расширения к изотермическому процессу, то турбина будет работать примерно по циклу Карно, характеризующемуся наиболее высоким термическим к. п. д., который вообще может быть достигнут при заданном перепаде темпер-атур. [c.944]

Действительный цикл это установки изображен в -диаграмме на фит. 9-10. На этой диаграмме 1-2 — сжатие воздуха в компрессоре низкого давления 2-3 — охлаждение его в промежуточном холодильнике 3-4 — сжатие в компрессоре высокого давления 4-5 — подогрев воздуха в регенераторе 5-6— сгорание в камере высокого давления 6-7—расширение газов в турбине высокого давления 7-8 — сгорание в камере низкого давления (промежуточный подогрев газов) 8-9 — расширение га- [c.484]

Регенеративные отборы пара. Как уже отмечалось, в СЭУ транспортных судов широко используют подогрев питательной воды паром, отбираемым из промежуточных ступеней турбины. Возврат (регенерация) в цикл части теплоты, которая в конденсаторе отдается охлаждающей воде, повышает термический УПД. При этом происходит уменьшение расхода топлива и некоторое увеличение расхода пара на турбоагрегат. Последнее благоприятно сказывается на КПД турбины в части ее высокого давления вследствие увеличения длины коротких лопаток. Одновременно отбор пара из промежуточных ступеней уменьшает чрезмерную длину лопаток в части низкого давления, что также приводит к повышению КПД. В современных СЭУ обычно применяют 3—5 ступеней подогрева. [c.155]

Промежуточный подвод тепла в газовом и паровом циклах и промежуточное охлаждение воздуха отсутствовали. Подогрев питательной воды осуществлялся только в водяном экономайзере, причем соотношение расходов воздуха и пароводяного рабочего тела принималось, исходя из равенства водяных эквивалентов рабочих тел. [c.44]

Однако получение таких к. п. д. возможно при использовании наиболее совершенных, дорогих конструкций энергетического оборудования большой мощности (котлы, турбины, генераторы) и требует сложных тепловых схем (промежуточный перегрев пара, часто двойной многоступенчатый подогрев питательной воды в цикле регенерации глубокий вакуум сложная водоподготовка и др.). [c.162]

Выигрыш от регенерации можно выразить также приращением мощности установки по сравнению с циклом без регенерации при одинаковой затрате теплоты Qa в свежем паре и промежуточном перегреве, если таковой имеется. Обычно не учитывается влияние различных потоков пара в отсеках проточной части сравниваемых установок на их внутренние КПД (имеются в виду разные турбины работающая по циклу Ренкина, т. е. без отборов на регенеративный подогрев, и турбина с отборами, при этом =Т1о ). Тем не менее анализ выигрыша позволяет не только произвести качественную оценку влияния особенностей реальной регенеративной схемы, но и получить некоторые количественные соотношения для учета этих влияний. [c.94]

Кривая выигрыша от регенерации при п=оо в цикле с промежуточным перегревом имеет разрыв (рис, 3.11), получающийся от того, что коэффициент изменения мощности вх и соответственно коэффициент ценности теплоты х для ступени х, питаемой паром из линии на пром-перегрев (из выхлопа ЦВД), скачкообразно уменьшаются по отношению к предыдущей возможной (практически не применяемой) ступени у, снабжаемой паром из линии непосредственно за промежуточным перегревателем (см. рис. 1.2). Так как в ступени у нельзя подогреть воду до энтальпии Ux (ввиду потерь давления в системе промежуточного перегрева), то ступень подогрева холодным паром х даже при наличии ступени у должна иметь опреде- [c.106]

Из рассмотрения рис. 3.11 приходим к важному выводу о том, что для схемы с промежуточным перегревом установка подогревателей на участке от некоторой энтальпии 1вт до 1в.х привела бы к снижению выигрыша и тем самым к снижению КПД цикла. Для получения максимального КПД подогрев воды в части цикла, лежащей ниже промежуточного перегревателя, даже в идеальном случае (п—оо) должен быть ограничен энталь- [c.107]

На современной паротурбинной электростанции с начальными параметрами ро = Ъ МПа Iq = 555 -н 565 С регенеративный подогрев конденсата и добавочной воды от 30 до 240° С паром из семи промежуточных отборов турбины позволяет получить относительную экономию теплоты в цикле 16—18%. [c.43]

Во всех современных ПТУ используется регенеративный подогрев питательной воды паром, отбираемым из промежуточных ступеней турбины (рис. 1.16). В этом случае тепло пара отбора отдается питательной воде, а не безвозвратно охлаждающей воде в конденсаторе. Чем сильнее нагревается питательная вода перед подачей в котел, тем больше термический КПД цикла. В пределе температура питательной воды может быть доведена до температуры насыщения, соответствующей давлению отбираемого пара. Однако чрезмерный нагрев питательной воды не только увеличивает капиталовложения в подогреватели, но и ухудшает использование тепла дымовых газов котла (см. рис. 1.1) с ростом температуры питательной воды будет расти температура уходящих газов котла (иначе не будет работать его экономайзер и воздухоподогреватель) и снижается его КПД. Поэтому температура питательной воды выбирается на осно- [c.28]

Идеальный цикл рассматривае.мой установки приведен на рис. 1.74. Линия 4—5—6 изображает изобарный подогрев конденсата и его полное испарение. Эти процессы соответствуют процессу в котле. Изобарный процесс 6—О соответствует перегреву сухого насыщенного пара в первичном перегревателе, изоэнтропный процесс 0—2 — расширению перегретого пара в первых ступенях турбины, изобарный процесс 2 —О — перегреву частично отработавшего пара в промежуточном перегревателе. Изоэнтропный процесс О —2 соответствует расширению перегретого в промежуточном перегревателе пара в остальных ступенях турбины, изобарный процесс 2—3 — [c.123]

Этот подогрев осуществляется паром, отбираемым из промежуточных ступеней турбины (так называемые регенеративные отборы). Таким образом, некоторая часть потока пара работает по внутреннему теплофикационному циклу, и коэффициент использования тепла этого потока теоретически равен единице. В связи с этим термический к.п.д. всего цикла увеличивается. [c.91]

Регенеративный цикл. Принцип комбинированного использования теплоты топлива для производства электрической и тепловой энергии может быть осуществлен и при работе конденсационных установок. Для этого можно использовать пар из промежуточных ступеней отборов турбины для подогрева питательной воды (конденсата), идущей на питание парогенератора. В этом случае паросиловая установка является тепловым потребителем. Подогрев питательной воды паром из ступеней отборов турбин называется регенеративным. Применение регенеративного подогрева питательной воды приводит к повышению средней температуры подвода теплоты и таким образом повышает термический КПД цикла. Термический цикл паросиловой установки с регенерацией тепла в Гх-координатах приведен на рис. 114. Подогрев питательной воды на участке 3-4 производится за счет тепла пара, взятого из ступеней отборов турбины (участок 6-2). Предполагается, что участок расширения пара, соответствующий кривой 6-2, эквидистантен участку кривой 3-4. В качестве подогревателей питательной воды в схемах с регенеративным подогревом могут быть использованы теплообменники смешивающего и поверхностного типа. [c.159]

Физико-химические свойства N2O4 на линии насыщения (температура конденсации 30—40°С при 1,5— 2,5 атм) позволяют осуществить термодинамический цикл по конденсационному принципу (газожидкостный цикл), в котором промежуточный регенератор обеспечивает подогрев теплоносителя до газового состояния, что позволяет -в такой схеме иметь газоохлаждаемый реактор. [c.4]

Парогенераторы и промежуточные теплообменники реакторов типа БН. В реакторах типа БН освоенный уровень температур натрия в первом контуре не превыщает 560 °С, поэтому, учитывая снижение температур в промежуточном контуре, можно считать для этих реакторов реальным уровень температур пара в пределах 450—510°С. Давление пара может назначаться в широких пределах до 24 МПа. Необходимо отметить, что оптимизация параметров парового цикла ограничивается не только выходной температурой натрия, но и подогревом в реакторе. Для современных реакторов типа БН характерен подогрев в диапазоне 150— 200 °С и, следовательно, температура на входе в реактор 300— 400 °С. С учетом снижения температур в ПТО диапазон значений температуры питательной воды на входе в ПГ может быть принят равным 200—300 °С, что соответствует турбоустановкам с регенеративными подогревателями. Таким образом, по холодным веткам контуров располагаемый температурный напор равен примерно 100°С (400 °С — температура первого контура и 300 °С — температура питательной воды), что несколько больще температурного напора по горячим веткам (рис. 1.4). В то же время высокий уровень температур теплоносителей по холодной ветке (до 400°С) позволяет при выборе оптимального давления пара варьировать значения давления в щироком диапазоне, вплоть до сверхкритического (24 МПа). Однако выбор давления свыше 20 МПа ограничивается отсутствием в настоящее время освоенных материалов, обеспечивающих необходимые запасы по длительной прочности теплообменных труб в пароперегревателе. [c.13]

Регенеративный подогрев питательной воды на КЭС при промелсуточном перегреве пара имеет ряд особенностей. Относительное повышение КПД от регенерации при промежуточном перегреве пара меньше, чем без него, так как КПД исходного цикла без регенерации более высок, а отборы пара после проме-л<уточного перегрева уменьшаются. Пар в отборах после промежуточного перегрева имеет более высокую энтальпию, чем пар такого же давления в турбине без промежуточного перегрева. Использование более перегретого пара для подогрева воды меиее выгодно из-за уменьшения отборов пара на регенерацию и увеличения пропуска пара в конденсатор и, следовательно, потери теплоты в нем. Относительное повышение КПД турбоустановки от регенерации бцг при промежуточном перегреве пара меньше, чем без него, почти во всем интервале подогрева воды (рис. 5,10). Из формулы (5.3,6) видно, что промежуточный перегрев пара оказывает влияние на энергетический коэффициент (SorA/ir) / (а,(АЯк). В области до промежуточного перегрева Аг уменьшается только из-за увеличенного общего теплоперепада АЯк, а после промежуточного перегрева на Аг в одном напра1влении оказывают влияние значения Ur (уменьшаясь) и а,( и ДЯ,( (увеличиваясь). Однако при низких давлениях отборов эти факторы компенсируются ростом теплоперепадов отбираемого пара, поэтому КПД турбоустановки с промежуточным перегревом мом ет превысить КПД турбоустановки без него. [c.62]

Газотурбинная установка с регенерацией теплоты (рис 4.1, б и 4.2, б) имеет поверхностный теплообменник (регенератор), в котором осуществляется утилизация теплоты уходящих газов путем подогрева воздуха перед его подачей в КС. Газотурбинные установки по сложному циклу имеют промежуточное охлаждение воздуха при сжатии в компрессоре, которое осуществляется в одном или нескольких воздухоохладителях (ВО), и ступенчатый подогрев газа в камерах сгорания высокого давления (КСВД) и низкого давления (КСНД) (рис. 4.1, в и 4.2, в). [c.367]

С момента начала работы первой в мире ГТУ не прекращались попытки оптимизировать ее характеристики с целью увеличить ее эффективность и экономичность. Первые усилия были направлены на карнотизацию термодинамического цикла Брайтона. С этой целью использовались внешнее охлаждение воздуха на стадии его сжатия в компрессоре, регенерация теплоты уходящих газов и подогрев сжатого в компрессоре воздуха перед камерами сгорания, промежуточный перегрев газов при расщирении (рис. 1.17). Все эти мероприятия необходимо комплексно проанализировать и разработать. [c.37]

Но в цикле 1-2-3-4-5-6 имеется регенеративный подогрев питательной воды, условно изображенный ломаной линией 5-6 степень необратимости которого при заданной разбивке ступеней водоподогрева зависит от температуры греющего пара, отбираемого в регенеративные подс-греватели. В цикле без промежуточного перегрева процесс расширения в турбине протекает по линии 1-2, а в цикле с промежуточным перегревом — по линиям 1-2 [c.244]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...