Прочие отклонения от идеальной модели цикла Ренкина

Наиболее серьезными источниками необратимости для тепловых силовых установок, работающих на угле, газе, мазуте, являются:

• • процессы горения топлива;
• • передача тепловой энергии от продуктов сгорания к рабочему телу.

Повышение эффективности цикла Ренкина: перегрев и повторный нагрев. Рассмотренный цикл Ренкина является идеализацией и в действительности не используется. На практике в цикл Ренкина добавляются две модификации — перегрев и повторный нагрев. Как мы уже видели, в цикле Ренкина точки 2 и 2' соответствуют состоянию влажного пара. Чем меньше степень сухости, тем более вероятно образование капель, которые с большой скоростью сталкиваются с лопатками турбины, разрушая их. Поэтому в реальных установках желательно иметь степень сухости х > 0,9 на выходе турбины. Добиться этого можно двумя способами.

1. Перегрев пара.

На рис. 12.11 показана T—s диаграмма идеального цикла Ренкина Г—2'—3—4—1' с перегретым паром на входе в турбину (точка Г).

Средняя температура нагретого рабочего тела цикла с перегревом выше, чем без перегрева, поэтому и термическая эффективность цикла с перегревом выше. Кроме того, в таком цикле выше и степень сухости пара в точке 2'.

Рис. 12.11. T—s диаграмма идеального цикла Ренкина с перегретым паром на входе в турбину.

2. Повторный нагрев. T—s диаграмма идеального цикла Ренкина с повторным нагревом и схема установки, в которой он реализован, показаны на рис. 12.12, 12.13.

Рис. 12.12. Схема установки с повторным нагревом пара.

Рис. 12.13. T—s диаграмма цикла Ренкина с повторным нагревом Пар вначале расширяется в турбине первой ступени (процесс 1—2), затем попадает в секцию повторного нагрева, где нагревается (2—3), затем расширяется в турбине второй ступени (3—4) и попадает в конденсатор. Главным достоинством цикла является возможность повышения сухости пара. При расчете термической эффективности цикла следует учитывать работу, производимую двумя турбинами, и все тепло, подводимое к рабочему телу.