Вплив регенеративного підігріву на теплову економічність

Регенеративний підігрів живильної води застосовується на всіх паротурбінних установках ТЕС і АЕС. Це пояснюється тим, що застосування регенерації підвищує теплову і загальну економічність установок. У таких схемах потоки пари, що відводяться з турбіни в регенеративні підігрівачі (ПВТ і ПНТ), здійснюють роботу без втрат в холодному джерелі (конденсаторі). При цьому для однієї і тієї ж потужності турбогенератора при використанні регенерації витрата пари в конденсаторі менше і ККД установки вище.

Розглянемо теплові схема підігріву живильної води при трьох регенеративних підігрівачах:

А) регенеративний підігрів ведеться всім потоком пари;

Б) регенеративний підігрів ведеться часткою пари.

Рис.5.1.Теплові схема підігріву живильної води при трьох регенеративних підігрівачах. 1-турбогенераторна установка;2-конденсатор;3-регенеративний підігрівач;4-насос.

При використанні схеми А) проходні перетини відборів і комунікації громіздкі, а втрати на тертя в них великі. При цьому буде висока вологість пари в останніх ступінях турбіни.

При використанні схеми Б) витрата пари в турбіні меншає від одного відбору до іншого. Для однієї і тієї ж потужності загальна витрата пари при цьому збільшується, оскільки потік, той, що йде в регенеративну систему здійснює меншу роботу, ніж такий же потік, що поступає в конденсатор. У результаті проточна частина турбіни виконується більш довершеної, ніж по схемі А). Це веде до збільшення _оі (висота лопаток в ЦНТ менша, а в ЦВТ - вища).

Приведемо регенеративні цикли в T-S діаграмі для адіабатичного розширення насиченої і перегрітої пари, коли підігрівання живильної води здійснюється ізобарно.

в) г)

Рис.5.1.(1).Регенеративний цикл насиченого та перегрітого пару.

При схемі для насиченої пари В), коли число регенеративних підігрівачів нескінченно велике, нагрів води може бути здійснений до температури пари Т₀ і ступінчаста лінія CD робочого процесу перетворюється в плавну криву, еквівалентну кривій підігрівання АВ. Отриманий цикл називається граничним регенеративним циклом насиченої пари: _{цього циклу} = η_{циклу Карно.}

Регенеративний підігрів живильної води в циклі Г) з перегрітою парою також підвищує ККД, однак _t регенеративного циклу завжди нижче _{циклу Карно} при одних і тих же початкових параметрах. Нагрів живильної води може бути здійснений до температури близької до температури насичення при Р₀, яка значно нижче, ніж t₀.

В результаті регенеративний підігрів підвищує ККД установки, незважаючи на те, що витрата пари на турбіну зростає.

Кількісна залежність між ККД регенеративної установки та простішої конденсаційної установки

(4.1)

Ар енергетичний коефіцієнт - відношення роботи всіх потоків пари, що йдуть на регенерацію, до роботи конденсаційного потоку.

З (4.1) видно, що у всіх випадках, коли Ар>0 . Чим більше Ар, тим більше ефект від застосування регенеративного підігріву.