81843 P4250043

#

Temperatura skrupiającej się pary i ciśnienie w kondensatorze zależy głównie od temperatury wody chłodzącej jaką dysponujemy. Jest ona najniższa, -e/eli wodę pobieramy bezpośrednio z naturalnych zbiorników (rzeka, jezioro, :norze) i stosujemy otwarty układ chłodzenia. W przypadku siłowni okrętowej problem sprowadza się do zależności t_wK od akwenu pływania. Siłownie lądowe mogą być budowane z otwartym układem chłodzenia w przypadku zlokalizowania ich w pobliżu naturalnego zbiornika wody. Często jest niewskazane ze względów ekonomicznych (np. długie linie transportu paliwa lub transportu energii elektrycznej). Gdy brak dostatecznej ilości świeżej wody, zmuszeni jesteśmy stosować chłodzenie w obwodzie zamkniętym (por. rys. 11.1), oziębiając podgrzaną w kondensatorze wodę w specjalnych chłodniach [28].

W klimacie umiarkowanym przy chłodzeniu wodą świeżą uzyskujemy przeciętnie p_k « 0,04 bar - 4 kPa, przy wodzie z chłodni p_k * 0,07 bar =

7 kPa.

14. Uwagi na temat optymalizacji ciśnienia w kondensatorze

Jak wynika z relacji (g), konstruktor bloku ma niewielki wpływ na ciśnienie p_k przy danej temperaturze t_wl. Zadanie sprowadza się do optymalizacji wyrażenia Jf₂) - 8-18° C. Można tego dokonać obniżając przyrost temperatury wody chłodzącej At_w lub przez zmniejszenie końcowej różnicy temperatur At_v

1. Zmniejszenie przyrostu temperatury wody chłodzącej At_w wymaga wzrostu krotności chłodzenia, czyli zwiększenia strumienia wody chłodzącej

|i

Ze wzrostem strumienia wody od m_w0 do m_w = m_w0 + Am_w maleje At_w, maleje ciśnienie p_k = p_fc0 — i rośnie moc turbiny. Rozpatrując obieg rzeczywisty i uwzględniając w bilansie pracę pompy wody chłodzącej kondensator, otrzymamy przyrost mocy turbiny

dJV_T = ą_(rm_pzl/_r,

przyrost mocy pompy

AN,»—-gh_km,Aw_t

gdzie rj_s, rj, ~ sprawność silnika i pompy, g - ziemskie przyspieszenie (dla siłowni instalowanych na naszej planecie), h_k — całkowita wysokość podnoszenia w urządzeniu kondensacyjnym, równa statycznej różnicy poziomów ssania i tłoczenia plus opory przepływu wody.

Efektywna zmiana mocy

AN_C = AN_T-AN_p

lub zmiana pracy efektywnej

osiąga maksimum przy określonej wartości Jm_w - m_pAw. Nie jest to jeszcze miarodajne dla doboru optymalnej krotności chłodzenia, gdyż obniżenie ciśnienia p_k wiąże się dodatkowo ze wzrostem strumienia ciepła </,. Zgodnie ze wzorem (11.6)

, (Ą~*hoA<h)>

^lt0

Aq_v

ho U Q\o

gdzie Aq_x = i₃₀~/₃.

W obliczeniach należy uwzględnić wzór (II. 10), z którego wynika, że zmiana At_w wpływa na zmianę końcowej różnicy temperatur At₂. Przykładowo, przyjmując zł/*, = 10°C = const, At₂₀ = 5°C, przy At_w0 ~ 10’C, otrzymujemy

Atw	5	6	7	8	9	10°C
At2	6,8	6,4	6,0	5,7	5,3	5,0
<>tw+Ah	11,8	12,4	13,0	13,7	14,3	15,0

W rezultacie obliczeń otrzymamy maksimum przyrostu sprawności obiegu rzeczywistego jako funkcję krotności chłodzenia w (rys. II. 10).

^teo

/

coszor optymalny ekonomicznie

Wopt

W

Rys. 11.10. Optymalna termodynamicznie krotność chłodzenia w_op, i obszar w optymalny

ekonomicznie

Należy przy tym pamiętać, że wzrost strumienia wody chłodzącej m_w = wm_p podraża instalację wodną urządzenia kondensacyjnego (ujęcie \ ody lub chłodnia, rurociągi, pompa). Ponadto obniżenie ciśnienia p_k wią k-j .się ze wzrostem objętości właściwej pary wylatującej z turbiny do kondensatora, w konsekwencji tego rosną gabaryty i koszt turbiny. Te okoliczności zamawiają za obraniem krotności chłodzenia poniżej wartości optymalnej icrmo-.    dynamicznie.

I