P4250044

48

2. Drugi zabieg pozwalający obniżyć ciśnienie p_k sprowadza się do zmniejszenia końcowej różnicy temperatur At₂.

Jak wynika ze wzoru (II.9), mniejsze At₂ oznacza mniejszą średnią różnicę temperatur dt_ir, czyli odpowiednio większą powierzchnię wymiany ciepła

A =

Qi

k-At_b'

Spadek kosztów paliwa związany ze wzrostem sprawności wiąże się tu również ze wzrostem kosztów inwestycyjnych kondensatora i turbiny. Tak więc niczego nie zyskujemy za darmo i musimy poszukiwać rozwiązania optymalnego z punktu widzenia techniczno-ekonomicznego, któremu odpowiada obszar At₂ w 3—8°C.

2.5. Możliwości poprawienia sprawności obiegu parowo-turbinowego

Jak widzimy, dolna temperatura obiegu CR może być traktowana jako niemal stała. Wobec tego wszystkie zabiegi w celu zwiększenia sprawności obiegu sprowadzają się do podwyższenia średniej górnej temperatury T« = T_le. Ograniczając się do prostego obiegu CR dysponujemy dwiema możliwościami — podnoszeniem ciśnienia i podnoszeniem temperatury pary świeżej. Jak już wiadomo, wzrost temperatury t₀ ograniczony jest względami materiałowymi, podnoszenie zaś ciśnienia p₀ prowadzi do wzrostu zawilgocenia pary w końcu ekspansji, co pogarsza sprawność wewnętrzną turbiny i obniża zysk wynikający ze wzrostu sprawności obiegu idealnego. Wartość ciśnienia p₀ jest ograniczona przez zagrożenie erozyjne łopatek ostatniego stopnia turbiny. Dalsze zwiększenie ciśnienia p₀ jest możliwe i celowe tylko w połączeniu z przegrzewem międzystopniowym.

Przegrzew międzystopniowy pojedynczy lub wielokrotny prowadzi do modyfikacji obiegu CR.

Drugą podstawową metodą modyfikacji obiegu CR jest regeneracyny podgrzew wody zasilającej.

3. Obieg z przegrzewem międzystopniowym

Wykorzystanie w pełni korzyści, jakie daje podnoszenie ciśnienia pary świeżej p₀, zapewnia przegrzew międzystopniowy. Obieg z przegrzewem międzystopniowym jest bardziej złożony od prostego obiegu CR, blok parowy staje się skomplikowany i droższy. Jednak korzyści sprawnościowe na ogół przeważają.

3.1. Przegrzew międzystopniowy parą świeżą

Historycznie biorąc był to pierwszy stosowany przegrzew międzystopniowy (rys. 11.11).

Rozwiązanie to pozwalało na modernizację siłowni zbudowanej na niskie parametry pary. Wymieniając zużyty kocioł na nowy o podwyższonym ciśnieniu, instalowano dodatkowo tzw. turbinę czołową WP, z której para odlotowa kierowana była do starej turbiny średnioprężnej SP, podgrzewając się uprzednio w przegrzewaczu międzystopniowym PM. Para wyprodukowana

Rys. n il. Schemat bloku z przegrzewem parowym

w kotle posiada parametry p₀, t₀, i₀. Po ekspansji w turbinie WP od stanu 1 do stanu 4, w którym ciśnienie wynosi p_p, strumień pary m, przepływa przez wymiennik powierzchniowy PM (przegrzewacz międzystopniowy), pobierając ciepło od kondensującej się pary świeżej. Strumień pary grzejnej m_p obliczamy z bilansu przegrzewacza międzystopniowego PM:

Qpu = Wp(«o-»o) = WjOs-iJ. Z warunków wymiany ciepła wynika t_ < tB(p0)> praktycznie	(a)
tp = t„(po)-(20-50)°C.	(b)
Na podstawie relacji (b) znajdujemy entalpię is pary przegrzanej międzystop-niowo i możemy obliczyć strumień pary grzejnej
_ i5-i4 _ i'5-u ^mt *0 *ó *1 *7 i strumień pary produkowanej w kotle	(11.11)
m0 = m,+mp.	(c)

4 — Maszyny PizepL L 10