Регенеративный цикл для водяного пара.

Весьма существенное повышение экономичности паросиловых установок достигается путем применения в них регенеративного подогрева питательной воды за счет теплоты парообразования пара, расширяющегося в двигателе.

Простейшая схема.

Перегретый пар из котлоагрегата 1 поступает с давлением p₁ в турбину 2, где основная его часть расширяется до давления р₂ и проходит в конденсатор 3. Некоторая же часть пара отбирается из промежуточной ступени турбины при давлении р_отб > р₂ и направляется в регенеративный подогреватель 5, где и конденсируется, отдавая свою теплоту парообразования конденсату, подаваемому в тот же регенеративный подогреватель насосом 4. Количество пара, поступающего в отбор, выбирается с таким расчетом, чтобы конденсат был подогрет до максимально возможной температуры, равной (в подогревателе смешивающего типа) температуре кипения, соответствующей давлению р_отб. После смешения обоих конденсатов в подогревателе смесь подается в котлоагрегат с помощью второго насоса 6, чем и завершается цикл.

Обозначив долю пара через α (и соответственно долю пара, направляемую в конденсатор, через 1- α), определим ее из уравнения теплового баланса регенеративного подогревателя

, откуда .

здесь i_отб – энтальпия пара поступающего в отбор;

i'_отб – энтальпия его конденсата;

i'₂ – энтальпия конденсата, поступающего из конденсатора.

Значение энтальпии i_отб можно определить с помощью is-диаграммы, найдя точку 3 пересечения адиабаты расширения пара в турбине 1-2 с изобарой отбора р_отб. Эта точка характеризует состояние пара в отборе, а потому она и соответствует искомой энтальпии i_отб.

Работа 1 кг пара, поступающего в турбину, слагается из работы (1- α) кг пара в процессе 1-2 и работы α кг пара в процессе 1-3, т. е.

.

Соответственно этому теоретический удельный расход пара составит

, кДж/кг.

Если расход пара на турбину составляет D, кг/сек, то теоретическая мощность, вырабатываемая за счет пара, поступающего в конденсатор, составит , кВт,

а мощность, вырабатываемая за счет пара, поступающего в отбор

и общая мощность турбины будет равна , кВт.

Термический к. п. д. рассматриваемого цикла

. (12.13)

Каково бы ни было давление регенеративного отбора (конечно, при р₁> р_отб> р₂), всегда какая то часть работы турбины совершается паром, теплота парообразования которого не теряется в конденсаторе, а полезно используется в регенеративном подогревателе, поэтому значение термического к. п. д., вычисленное по этой формуле, всегда получается большим, чем у соответствующего цикла Ренкина без регенерации.