Цикл Ренкина с перегретым паром

 

Для того, чтобы увеличить термический к.п.д. цикла Ренкина, применяют так называемый перегрев пара в специальном элементе котла - пароперегревателе (рис.28.1), где пар нагревается до температуры, превышающей температуру насыщения при данном давлении.

В этом случае средняя температура подвода теплоты увеличивается по сравнению с тем-

пературой подвода тепло- ты в цикле без перегрева и следовательно, термический к.п.д. цикла возрастает.

В цикле с перегревом, процесс расширения пара в турбине 1-2. осуществляется до того же, что и раньше, давления p₂, заканчиваясь внутри двухфазной области в районе более высоких степеней сухости, чем для цикла без перегрева. Благодаря этому условия работы проточной части турбины оказываются более легкими и, следовательно, повышаются внутренний относительный к.п.д. турбины η_oi и внутренний к.п.д. цикла η_i;

Цикл Ренкина с перегретым паром отличается от цикла Карно, т.к. изобары в области перегретого пара в отличие от изобар в области насыщенного пара, не совпадают с изотермами.

Цикл Ренкина с перегретым паром состоит из следующих процессов: 3-4→ нагрев воды в котле до температуры кипения при давлении p₁; 4-5→ парообразование в котле при давлении p₁; 5-1 → перегрев пара; 1-2→ адиабатное расширение пара в турбине; 2-2' → конденсация пара в конденсаторе при давлении p₂ = const: 2'-3 → сжатие воды в насосе.

Теплота в цикле подводится при p₁ = const на участках: 3-4; 4-5 ; 5-1.

Теплоты q₂ в цикле отводимой в цикле Ренкина в процессе 2-2' при p₂ = const.

Работа цикла определяется пл. 2'-3-4-5-1-2-2'. Как известно, количество теплоты подведенной (отведенной) в изобарном процессе, равно разности энтальпий рабочего тела в начале и в конце процесса: q₁ = h₁ - h₃; q₂=h₂-h₂', (28.1)

Термический к.п.д. цикла

, (28.2)

При давлениях меньше p_пр/3 все изобары в области жидкости проходят весьма близко друг к другу и к нижней пограничной кривой, поэтому пл. 2'-3-4-2' очень мала.

Следовательно, цикл паросиловой установки при небольших давлениях пара на p,v- и T,S –диагр. изображается так, как по- казано на рис. 28.2

Экономичность пароси-

лового цикла также харак- ктеризуется расходом пара d

Рис. 28.2 и теплоты q₁, приходящейся на единицу работы (1МДж). Теоретический массовый удельный расход пара в кг на 1 Мдж.

, (28.3)