Схема установки с регенеративным циклом

Т — турбина, К — конденсатор, Н — насос, Р — некий нагревающий реактор, PП1, РП2 — регенеративные подогреватели.

Стрелками показаны отборы пара из турбины.

Цикл паросиловой установки с регенерацией, строго говоря, нельзя изобразить в плоской Т-S-диаграмме, поскольку эта диаграмма строится для постоянного количества рабочего тела, тогда как в цикле установки с регенеративными подогревателями количество рабочего тела оказывается различным по длине проточной части турбины.

Поэтому, в дальнейшем, рассматривая изображение цикла этой установки в плоской Т-S-диаграмме, следует иметь в виду условность этого изображения; для того чтобы подчеркнуть это, рядом с Т-S-диаграммой помещена диаграмма, показывающая расход (D) пара через турбину вдоль ее проточной части. Эта диаграмма относится к линии 1−2 в T-S-диаграмме — линии адиабатного расширения пара в турбине. Таким образом, на участке 1−2 цикла в T-S-диаграмме количество рабочего тела убывает с уменьшением давления, а на участке 5−4 количество рабочего тела возрастает с ростом давления (к питательной воде, поступающей из конденсатора, добавляется конденсат пара из отборов).

Т-S — диаграмма цикла с регенеративным подогревом.

Диаграмма состояния вещества, i, s-диаграмма Изображение циклов и процессов в T-S диаграмме обладает большой наглядностью, поскольку площади на данной диаграмме соответствуют работе или энергии процесса. Эта наглядность позволяет визуально сравнивать различные процессы и циклы, однако эта наглядность является одновременно и недостатком Т-S диаграммы, поскольку измерить площадь сложной фигуры очень сложна, а все основные циклы, как мы видели, представляют собой именно комбинацию сложных кривых, исключение составляет только цикл Карно.

Для практического применения более удобна диаграмма тепловых процессов, на которых значение энергии, теплоты или работы соответствует не площади, а отрезку, такой диаграммой является i, sдиаграмма. По вертикальной оси на этой диаграмме откладывается энтальпия, по горизонтальной — энтропия. Такая диаграмма с нанесенными на нее линиями постоянного давления (изобарами), линиями постоянной температуры (изотермами), линиям постоянного паросодержания и постоянным постоянного объема, называется диаграмма состояния вещества.

В тепловых расчетах паросиловых циклов используется диаграмма состояния воды. На рисунке изображен цикл с перегревом пара на диаграмме состояния воды (см. рис.). термодинамика изотермический цикл тепловой На диаграмме состояния воды изображены линии постоянных температур, давлений и паросодержания. Линия постоянного паросодержания X=1 (вся вода находится в виде пара), постоянного является разделительной, при параметрах соответствующим точкам выше этой линии существует один пар, ниже — пароводяная смесь.

Точка 1 верхняя точка цикла, пол линии 1−2 происходит адиабатное расширение пара от давления Р1 до давления Р2 (Р1>Р2). При этом происходит снижение температуры пара с Т1 до Т4, и увлажнение пара до паросодержания X1<1. Величина отрезка 1−2 соответствует работе совершенной паром в процессе расширения, в некотором масштабе схемы. (Далее подобная диаграмма будет рассмотрена с конкретными цифрами, в данный момент нас интересует только сам принцип определения величены работы.).

Пар с параметрами соответствующими точке 2 поступает в конденсатор где? при постоянных давлении P2 и температуре Т4, происходит конденсация пара, линия процесса 2−3. Характерной особенность данного процесса является то что, температура и давления остаются постоянным, меняется только паросодержание от Х1 до нуля, линии изображающие этот процесс являются прямыми причем изотерма (Т4=const) совпадает с изобарой (P2 = const).

Вода с параметрами соответствующими точке 3 на диаграмме поступает в насос. Где происходит процесс адиабатного сжатия воды от давления Р2 до давления Р1 по линия процесса 3−5. Линия 5−4, это линия нагрева воды до температуры насыщения Т3 при постоянном давлении Р1 этот участок не является прямой линией, а представляет собой некую кривую.

В точке 4 начинается испарение воды. Изобара P1 = const от этой точки превращается в прямую линию, которая совпадает с прямой линией изотермой (Т3=const) вплоть до точки 6, где вся вода превращается в пар (паросодержание Х=1).

Процесс 6−1 это процесс перегрева пара при постоянном давлении P1=сonst. В точке 6 происходит разделения линий процессов изобарического (изобара P1=сonst) и точки изотермического (изотерма Т3=const). По линии 6−1 пар нагревается до температуры Т1vцикл замкнулся.