Основы атомной энергетики Реакторная установка Паротурбинная установка АЭС Конденсационная установка Генеральный план АЭС Компоновка оборудования АЭС Трубопроводы атомной электростанции Тепловые схемы АЭС


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: Солнечные установки коммунально-бытового назначения Солнечные водонагревательные установки. Сейчас во всем мире в эксплуатации находится более 5 млн солнечных водонагревательных установок, используемых в индивидуальных жилых домах, централизованных системах горячего водоснабжения жилых и общественных зданий, включая гостиницы, больницы, спортивно-оздоровительные учреждения и т. п. Налажено промышленное производство солнечных водонагревателей в таких странах, как Япония, Израиль, Кипр, США, Австралия, Индия, Франция, ЮАР и др.

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)

52

53


Атомные электростанции с натриевым теплоносителем