Основной цикл паросиловой установки – цикл Ренкина. Принципиальная схема паросиловой установки. Изображение идеального цикла Ренкина в pv-, Ts - и hs-диаграммах. Определение термического к.п.д. цикла Ренкина. Влияние основных параметров на термический к.п.д. цикла Ренкина. Способы повышения экономичности паросиловых установок. Цикл с вторичным перегревом пара, регенеративный цикл, бинарные и парогазовые циклы. Основы теплофикации. Понятие о внутреннем, относительном и эффективном к.п.д. паросиловых установок. Понятие о циклах атомных силовых установок.

Методические указания

Циклы паросиловых установок являются основой теплоэнергетики. Поэтому повышению эффективности паросиловых установок в настоящее время уделяется большое внимание. Прежде всего, необходимо изучить историю развития теории циклов паросиловых установок, ее современное состояние и перспективы развития. Особое внимание уделите основному циклу паросиловой установки. Разберите принципиальную схему установки. За основной цикл принят идеальный цикл Ренкина. В этом цикле осуществляется полная конденсация рабочего тела в конденсаторе, поэтому для подачи питательной воды в паровой котел вместо громоздкого малоэффективного компрессора используется питательный насос, который имеет малые габариты и высокий к.п.д. Исследование основного цикла осуществляется с помощью pv-, Ts и hs-диаграмм. Умение анализировать циклы с помощью диаграмм является обязательным. Разберите вывод уравнения для определения термического к.п.д. цикла Ренкина. Исследование термического к.п.д. при различных начальных и конечных состояниях пара позволяет понять, что увеличение начального давления и температуры, а также снижение давления в конденсаторе приводят к росту к.п.д. паросиловой установки и в итоге – значительной экономии топлива. Повышение к.п.д. достигается путем изменений в самом цикле. Эти изменения приводят к созданию циклов, из которых наибольший интерес представляют: с вторичным перегревом пара, регенеративный, парогазовый и бинарные.

Несмотря на снижение термического к.п.д. в теплофикационном цикле, метод комбинированной выработки тепловой энергии является наиболее прогрессивным. Комбинированное производство теплоты и электроэнергии значительно снижает расходы топлива по сравнению с раздельной выработкой, поэтому развитие теплофикации в России имеет большое народнохозяйственное значение. При изучении темы ознакомьтесь с общими понятиями термодинамических циклов атомных установок. Строительство АЭС с реакторами на быстрых нейтронах – дальнейшее развитие атомной энергетики.

Вопросы для самопроверки

1. В чем принципиальное отличие паросиловой установки от двигателей внутреннего сгорания? 2. Приведите принципиальную схему паросиловой установки. 3. Изобразите идеальный цикл Ренкина в pv-диаграмме. 4. Изобразите идеальный цикл Ренкина в Ts-диаграмме. 5. Изобразите идеальный цикл Ренкина в hs-диаграмме. 6. В чем отличие цикла Ренкина от цикла Карно? 7. Как определить термический к.п.д. цикла Ренкина? 8. Как и почему измеряется термический к.п.д. цикла Ренкина при увеличении начальных параметров водяного пара? 9. Каково влияние конечных параметров водяного пара на термический к.п.д. цикла Ренкина? 10. Покажите с помощью hs-диаграммы, как изменяется влажность пара в конце адиабатного расширения при повышении начального давления при неизменной начальной температуре и конечном давлении пара? 11. Для каких целей в паросиловой установке используют вторичный перегрев пара? 12. Объясните работу регенеративного цикла паросиловой установки с помощью hs-диаграммы. 13. Приведите описание бинарного цикла. 14. Что такое внутренний относительный к.п.д. паросиловой установки и как его определяют? 15. В чем преимущество комбинированной выработки теплоты и электроэнергии? 16. Как определяют удельный расход пара в паросиловой установке? 17. Как определяют эффективный к.п.д. паросиловой установки? 18. В чем сущность парогазового цикла?