Цикл со вторичным перегревом пара

Ранее было установлено, что с повышением начального давления пара Pi увеличивается и начальная температура Ti, что увеличивает среднее значение температуры пара в процессе подвода тепловой энергии к нему в паровом котле и пароперегревателе. Но это приводит и к отрицательным последствиям — увеличению степени влажности пара в конце процесса расширения в турбинной ступени. С целью предотвращения эрозии лопаток последних ступеней турбины степень сухости Х\ ограничивают значением Х\ > 0.86, которое можно обеспечить при указанных параметрах только путем введения в цикл промежуточного перегрева пара.

В паровом котле ПК (рис. 11.22) происходит интенсивное парообразо­вание (процесс 7-1’\ рис. 11.23), в результате чего в пароперегреватель (ПП) поступает сухой насыщенный пар (х = 1). В пароперегревателе (ПП) происходит перегрев пара до температуры Тг при неизменном давлении рх (точка 1\ рис. 11.23). Перегретый в пароперегревателе (ПП) (рис. 11.22) пар направляется в турбину высокого давления (ТВД), где адиабатически рас­ширяется, но не полностью (процесс 1-2; рис. 1.23). В процессе расширения пара перегретый пар становится сухим насыщенным (точка 2 расположена на пограничной кривой пара; (х = 1)).

После частичного расширения в турбине высокого давления (ТВД) (рис. 11.22) пар снова направляется в пароперегреватель (ПП), где он подвергается вторичному перегреву, в результате чего его температура повышается до Т3 (процесс 2-3; рис. 1.23). Вторично перегретый пар поступает в турбину низкого давления (ТНД), в которой расширяется до давления р2 (процесс 3-4)* Выходящий из (ТНД) пар поступает в конденсатор (КН), где происходит его полная конденсация (процесс 4~6). Вода из конденсатора (КН) откачивается водяным насосом (ВН) в котел (ПК).

Тг.

ПК

Кп вн

■Or

Рис. 11.22. Схема паросиловой уста­новки с промежуточным перегревом пара

Паровая турбина вращает якорь генератора, в котором происходит преобразование механической энергии в электрическую энергию.

Если процесс расширения пара осуществить полностью в турбине вы­сокого давления (ТВД) (процесс 1-5; рис. 11.23), то пар в конце процесса расширения имел бы степень сухости, равную х2- В результате промежу­точного перегрева пара его степень сухости в конце процесса расширения становится равной х\. В цикле с промежуточным перегревом пара его степень сухости в конце процесса расширения больше (х\ > х2), что улучшает условия работы проточной части турбины.

Условно цикл с промежуточным перегревом пара состоит из двух циклов: обычного цикла Ренкина 1-5-6-7-1′ и дополнительного цикла 2-3-4-5. Так как термический КПД дополнительного цикла больше, чем основного цикла (его «степень заполнения», т. е. степень приближения его площади к прямоугольнику в интервале температур Ti… Т3, который характеризовал бы цикл Карно, больше), то суммарный термический КПД цикла с промежуточным перегревом пара повышается.

В современных паросиловых установках широко используется промежу­точный перегрев пара, причем в некоторых случаях применяют двухкрат­ный вторичный перегрев.