Влияние конечного давления на КПД цикла

 

Уменьшение давления отработавшего пара р_к при неизменных начальных параметрах р₀ и Т₀ вызывает понижение температуры конденсации пара, а значит и температуры отвода теплоты Т_к. Это приводит к увеличению располагаемого теплоперепада и увеличению термического КПД цикла (рис. 1.13).

 

 

Рис. 1.13. Сравнение идеальных тепловых циклов с разными конечными

давлениями в Т, s-диаграмме

 

Теоретический предел понижения давления в цикле определяется температурой насыщения при конечном давлении р_к, которая должна быть не ниже температуры окружающей среды. В противном случае будет невозможна передача теплоты, выделяющейся при конденсации пара, окружающей среде.

Температура насыщения отработавшего пара обычно находится из равенства:

 

t_к = t_1в +Dt + dt,

 

где t_1в – температура охлаждающей воды при входе в конденсатор; Dt – нагрев охлаждающей воды в конденсаторе; dt – разность температур насыщения пара t_к и охлаждающей воды на выходе из конденсатора t_2в или так называемый температурный напор. При прямоточном водоснабжении t_1в принимается равной 10 – 12 °С, при оборотном – 20 – 25 °С.

Нагрев охлаждающей воды определяется из уравнения теплового баланса конденсатора:

 

,

 

где m – кратность охлаждения, равная отношению расхода охлаждающей воды к расходу конденсирующегося пара; h_к – – разность энтальпий отработавшего пара и его конденсата.

Как видно, чем больше кратность охлаждения m тем меньше нагрев охлаждающей воды Dt и тем ниже температура конденсации t_к, а следовательно, и давление в конденсаторе. Однако увеличение кратности охлаждения увеличивает расход энергии на циркуляционные насосы, подающие охлаждающую воду в конденсатор, а достигаемое при этом понижение давления в конденсаторе требует увеличения проходных сечений и размеров последних ступеней турбины, что связано с её удорожанием.