Article

4.3. Оптимальное распределение регенеративного подогрева по ступеням турбины АЭС и выбор числа подогревателей

Рассмотрим вначале одноступенчатый регенеративный подогрев, приняв, для простоты, его осуществление путем прямого смешения питательной воды или конденсата после конденсатора с отборным паром. На рис. 4.3 представлены схема такого смешивающего регенеративного подогревателя и его расчетные параметры. Для 1 кг питательной воды баланс теплоты

             (4.6)

или, подставив αк = 1 — α1 , будем иметь

             (4.6а)

Рис. 4.3. Тепловая схема одноступенчатой регенерации:
Рис. 4.3. Тепловая схема одноступенчатой регенерации:

1 — отвод питательной воды в парообразующую установку; 2 — подвод отборного пара; 3 — смешивающий регенеративный подогреватель; 4 — подвод конденсата из конденсатора

Дополнив левую часть произведением α1hпв , взятым со знаками плюс и минус, получим

         (4.7)

В условиях известных (заданных) значений энтальпии конденсата и питательной воды КПД регенеративного цикла зависит от выбора энтальпии отборного пара. В самом деле, чем выше h1, тем меньше работа, которая будет произведена отборным паром в турбине, но меньше и расход отбираемого пара. Очевидно, что оптимальным параметрам отборного пара будет отвечать максимальный коэффициент Аp.

Для одноступенчатой регенерации (рис. 4.3)

         (4.8)

Реальный процесс в турбине в h, s-диаграмме для рассматриваемого случая представлен на рис. 4.4. Обозначим через

Δhп1, количество теплоты, отдаваемой в регенеративном подогревателе 1 кг отборного пара, и через Δhв1 — нагрев 1 кг воды в подогревателе:

             (4.9)

Рис. 4.4. Процесс расширения пара в турбине при одноступенчатой регенерации
Рис. 4.4. Процесс расширения пара в турбине при одноступенчатой регенерации

С учетом этих соотношений вместо (4.7) можно написать

             (4.10)

и для αк — соответственно

             (4.11)

Подставим эти значения в (4.8), получим

             (4.12)

Из (4.9) следует, что

             (4.13)

Тогда вместо (4.12) запишем

     (4.12а)

Оптимальные условия регенерации при одноступенчатом подогреве будут отвечать максимуму выражения (4.12а). Так как ho и hк не зависят от параметров регенерации, а Ahnl, определяемая теплотой парообразования, в небольшом интервале давления практически не меняется, максимум Аp будет в точке, для которой

             (4.14)

Взяв производную, получим

             (4.15)

или

             (4.15а)

Теплоперепад в турбине до места отбора пара

         (4.16)