Регенеративный подогрев на АЭС

Подогрев питательной воды за счет теплоты частично отработавшего в турбине пара называется регенеративным подогревом питательной воды.

Технически такой процесс осуществляется следующим образом. В процессе расширения пара часть его отбирается из турбины и направляется в специальные теплообменные аппараты (регенеративные подогреватели) для нагрева конденсата питательной воды.

С термодинамической точки зрения выигрыш от регенеративного подогрева состоит в следующем.

При чисто конденсационном цикле весь пар, подводимый к турбине, доходит до конденсатора, в котором происходит его полная конденсация, и теплота конденсации уносится в окружающую среду с охлаждающей водой.

• В цикле с регенерацией теплота отбираемого пара возвращается (регенерируется) обратно в цикл. Это позволяет заметно повысить тепловую экономичность цикла.

Условное изображение цикла с регенерацией в T-s диаграмме

Характеристики регенеративного подогрева:

Степень регенерации - это отношение фактического подогрева питательной воды к максимально возможному.

 

• - работа, совершаемая в турбине долей пара, дошедшей до конденсатора.

• - работа, совершаемая в турбине долями пара, ушедшими в отборы на регенеративный подогрев.

- отвод тепла в конденсаторе.

- тепло, подводимое в источнике для выработки доли пара. - тепло, подводимое в источнике для получения долей пара

 

Исходя из общего определения, запишем выражение для к.п.д. цикла:

Подставив выражения для q 1 и q 2, получим в общем виде выражение для к.п.д. цикла с регенерацией:

 

 

- термический к.п.д. цикла без регенерации

- энергетический коэффициент цикла, то есть отношение работы, совершаемой паром отборов, к работе конденсационного потока пара.

Сравним к.п.д. цикла с регенерацией и к.п.д. цикла без регенерации

 

 

Для цикла с регенерацией энергетический коэффициент АР >0, поэтому, причем чем выше АР, тем больше

В свою очередь, энергетический коэффициент АР зависит от ряда факторов: количества подогревателей, теплоперепадов

температуры питательной воды и их соотношений. Поэтому надо искать оптимум величины АР в зависимости от всех этих параметров. Это одна из задач расчета схемы регенеративного подогрева.

Максимальный КПД цикла с регенерацией – при бесконечном числе подогревателей в системе. В области оптимальной степени регенерации КПД имеет пологий максимум.

При добавлении каждого последующего подогревателя КПД растёт, но величина прироста уменьшается. В реальности: На практике используется 5÷8 регенеративных подогревателей.Реальная степень регенерации – примерно 0,85÷0,9 σ_z^opt. Подогревы выбираются примерно равными на всех подогревателях. При этом КПД незначительно отличается от КПД с оптимальным распределением подогревов, но становится возможным использовать серийные подогреватели.