Как выбирается количество ступеней и давление промперегрева? Почему давление промперегрева на ТЭЦ желательно иметь выше, чем на КЭС?

Одноступенчатый промперегрев дает увеличение термического КПД цикла Ренкина примерно на 4,5-7%. Вторая ступень промперегрева обеспечивает дополнительное повышение этого КПД еще на 1,5-2,5%, и ее появление может быть оправданным только при использовании на ТЭС дорогостоящего топлива или большой установленной мощности электростанции и высокой загрузке электрогенерирующего оборудования.

Покажем, что существует оптимальное значение давления промперегрева P_пп. Действительно, при P_пп = P_о тепловая экономичность цикла не изменяется, поскольку в этом случае промперегрева фактически нет, а при P_пп = P_к мы имеем просто увеличение отвода теплоты в холодном источнике без изменения полезной работы в цикле (рис. 16). Но, с другой стороны, хотя бы при одном значении давления промперегрева (в интервале от P_пп = P_о до P_пп = P_к) КПД должен возрасти. Отсюда вытекает, что зависимость, показанная на рис. 16, обязательно имеет максимум.

Рис. 16. Выбор давления промперегрева

Оптимальное значение давления промперегрева определяется в результате технико-экономического анализа и при одноступенчатом промперегреве может составлять 15-20% от P_о, при двухступенчатом – 25-30% для первой ступени и 6-9% от P_о для второй.

В циклах насыщенного пара выбирается разделительное давление, т.е. давление в сепараторе P_с. Чем оно выше, тем меньше влажность пара на выходе из ЦВД ω_с, но тем больше конечная влажность (рис. 17, 18). Это означает, что одной ступени промперегрева может оказаться недостаточно. Данным обстоятельством обусловлены более высокие значения и давления в конденсаторе турбин АЭС с реакторами на тепловых нейтронах.

T, K

Рис. 17. Влияние разделительного давления на влажность пара после ЦВД и конечную влажность (– температурный напор в промпароперегревателе)

Рис. 18. Определение необходимого числа ступеней промперегрева в цикле насыщенного пара (при ω_ДОП2 необходимо не менее двух ступеней промперегрева, при ω_ДОП1 – одна)

Оптимальное давление промперегрева на ТЭЦ выше, чем на КЭС. Для теплофикационного потока пара это очевидно, поскольку он расширяется не до конечного давления, а положительное влияние промперегрева на термический КПД цикла Ренкина возрастает с увеличением P_пп(рис. 14). Следовательно, и для всего потока пара оптимальное значение P_пп для теплофикационной турбоустановки выше, чем для конденсационной.