Паротурбинные установки

Подогреватели низкого давления (ПНД) располагаются между конденсатором турбины и питательным насосом. Движение воды в них происходит под напором конденсатных насосов.К регенеративным обогревателям электростанций предъявляются высокие требования по надежности и обеспеченности заданных параметров нагрева воды-они должны быть герметичными и обеспечивать доступ к отдельным их узлам для ремонта и очистки тепловых поверхностей от отложений.Давление нагревательного пара должно быть ниже давления воды, чтобы предотвратить кипение нагретой среды и гидравлические удары по поверхностям нагрева.ДеаэраторДеаэратор — это техническое устройство, которое выполняет процесс деаэрации некоторых жидкостей (обычно воды или жидкого топлива), то есть очистки его от нежелательных газовых примесей в нем. Этап регенерации и питательный резервуар также играют роль на многих электростанциях.3.Термодинамический цикл паротурбинной установкиЕсли пренебречь внешним теплообменом и трением в каналах (идеальное сопло), то процесс пригодности можно считать изоэнтропическим, а на h-sдиаграмме (рисунок8) он изобразится отрезком вертикали 0— 1, так как при расчете потока нового пара (такой пар поступает на первую ступень турбины от паровой горелки) для установления параметров принимается индекс 0 на входе, а индекс 1-на выходе из него. Рисунок8 – Н—5-диаграмма течения пара в сопле турбиныПри наличии внутреннего трения адиабатное истечение будет неизоэнтропным, энтропия пара будет увеличиваться и состояние пара на выходе из сопла будет определяться точкой 1д. При этом в активных турбинах при дозвуковом режиме истечения реализуется весь располагаемый теплоперепадДАр. Если же степень понижения давления в сопле $ = Р/Ро меньше критической величины Ркр (для пара Ркр = 0,546), то в обычном сопле может сработать только критический теплоперепад:а) в диаграмме T-S-1 - подвод теплоты от источника к воде и пару q1 состоит из трёх процессов: 3-3/ - вода нагревается до кипения, 3-4 превращается в пар в котле; полученный сухой пар перегревается (4-1) в пароперегревателе (все три процесса изобарные);-2 - в турбине пар расширяется адиабатически, без подвода (отвода) теплоты;-2´ - пар конденсируется и отдает тепло q2 охлаждающей воде;’-3 - конденсат изохорно сжимается; так как теплота этого процесса незначительна,процесс можно считать и адиабатным.Рисунок9 – Цикл Ренкина на перегретом паре (T-s и P-v диаграммы).б) В диаграмме P-v: 2’-3 изохорное сжатие воды, 3-4, 4-1 изобарный подвод теплоты q1 на нагревание воды до кипения, превращение воды в пар и перегрев пара; 1- 2-адиабатное расширение пара в турбине; 2- 2’- изобарное превращение влажного пара в воду (конденсат) с отводом теплоты q2Термический к.п.д. цикла Ренкина определяется по уравнению:ηt = (q1 - q2)/q1 (1);так как: q1 = i1 - i3; q2 = i2 - i2’ (i - удельная энтальпия) то ηt = [(i1 - i2) - (i3 - i2’)] /( i1 - i3) = l / q1. (2)Полезная работа цикла равна разности работ турбины и насоса:l = lт - lн, где: lт= i1 - i2, lн= i3 - i2’.В основном lт>> lн, тогда считая i3 = i2’, можно записать:ηt = (i1 - i2)/( i1 - i3) = (i1 - i2)/( i1 - i2’). (3)Теоретическую мощность турбины рассчитывают по формуле:Nт = lт •М = (i1 - i2)· М, [Вт] (4)где М - секундный расход пара, [кг/с]Цикл Ренкина на перегретом паре применяется для увеличения термического к.п.д. цикла ПТУ. Для этого перед турбиной ставят перегреватель 2, который увеличивает температуру и давление пара. При этом возрастает средняя температура подвода теплоты в цикле.Паровые турбины имеют ряд преимуществ перед другими типами двигателей: легкость, способность генерировать большую мощность в одном агрегате, непрерывный рабочий процесс и высокую эффективность работы. Работа паровой турбины основана на утечке водяного пара и использовании его кинетической энергии. Преобразование парового тепла в механическую работу может осуществляться по принципу активного и реактивного.Турбины, в которых расширение пара происходит только в соплах и которые используют кинетическую энергию пара при постоянном давлении в рабочих лопастях, называются активными.Анализ показывает, что кинетическая энергия пара используется полностью, если скорость струи пара на выходе из соплаС1 = 2U, где U = π·d·n.Здесь U - окружная скорость рабочего колеса, d - диаметр рабочего колеса, n - число оборотов рабочего колеса.При высоком давлении пара скорость его выхода из сопла и, следовательно, скорость вращения должны быть очень большими, что может привести к взрыву рабочего колеса. Увеличение количества ступеней доZ уменьшает эти скорости в √Z раз и скорости в каждой ступени получаются небольшими. В реактивных турбинах пар лишь частично расширяется в соплах, а окончательное расширение пара происходит на рабочих лопатках. ЗАКЛЮЧЕНИЕТаким образом, в данной работе рассмотрена конструкция, области применения паротурбинной установки. Также приведены термодинамические циклы ПТУ, отмечены особенности применения. Дан небольшой исторический обзор развития ГТУ. Можно сделать вывод, что развитие ПТУ в ближайшем будущем, несомненно даст большой толчок для развития энергетики в целом.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВКириллов И.И., Иванов В.А., Кириллов А.И. Паровые турбины и паротурбинные установки. - Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1978. - 276 с.Быстрицкий Г.Ф. основы энергетики: Учебник.- М.:ИНФАР-М,2007.-278с.Берман Л. Д. О теории теплообмена при конденсации пара в пучке горизонтальных труб. «Известия ВТИ», 1953, № 3.Костюк А. Г.,Фролов В. В.,Булкин А. Е.,Трухний А. Д. Турбины тепловых и атомных электрических станций / Под ред. Костюка А. Г.,Фролова В. В. — М.: Изд. МЭИ, 2001. — 488 с.Лесохин Е. И. Теплообменники-конденсаторы в процессах химической технологии, 1990, 289 с.