3. Расчет паротурбинного цикла аэс

Опишем процессы, происходящие в цикле паротурбинной установки ( рис.1)

Таблица 1. Процессы цикла ПТУ

Процесс	Элемент	Описание процесса
7-1	Парогенератор	Изобарный подвод теплоты к рабочему телу
1-2	Часть высокого давления	Адиабатный необратимый процесс расширения пара
2-3	Сепаратор	Изобарный отвод влаги в подогреватель
3-4	Пароперегреватель	Изобарный подвод теплоты к рабочему телу
4-5	Часть низкого давления	Адиабатный необратимый процесс расширения пара
5-6	Конденсатор	Изобарный отвод теплоты от рабочего тела
6-7	Подогреватель (П1)	Изобарный подогрев питательной воды

Укажем характеристики точек на Рис.2, расчеты приведены далее.

Таблица 2. Параметры воды в цикле ПТУ

№	P, бар	t, оС	x	h, кДж/кг	s, кДж/(кг·К)
1	60	275,59	0,99	2768,8	5,8614
2	6	158,83	0,8436	2430,1	6,0064
3	6	158,83	0,99	2735,2	6,7109
4	6	255,59	перегр. пар	2968,2	7,2056
5	0,04	28,96	0,8753	2241,8	7,4690
6	0,04	28,96	0	121,4	0,4224
7	6	158,83	0	670,5	1,9311

Исходные данные для расчета приведены на стр.3-4

Точка 1. (на выходе из ПГ)

P₀=6 МПа, t₀=275,59^оС ; по таблице II свойств воды и водяного пара находим h₀=h’+xr=1213,7+0,99·1570,8=2768,8 кДж/кг,

s₀=s’+x(s”-s’)=3,0274+0,99·2,8626=5,8614 кДж/(кг·К).

Процесс 1-2 (в ЧВД) – адиабатный s₀=s₂=5,861 кДж/(кг·К).

Точка 2. (на выходе из ЧВД)

Р_ПП=0,6 МПА,s₂=5,861 кДж/кг; по таблицеII свойств воды и водяного пара находим x₂,=0,815 ,

h₂=h’+x₂r=670,5+0,815·2085,6=2370,3 кДж/кг.

С учетом необратимостей процесса 1-2

h_2i=h₀ - _oi^ЧВД(h₀ - h₂)=2768,8 - 0,85· (2768,8 - 2370,3)=2430,1 кДж/кг.

при Pпп=0,6 МПа, h_2i=2430,1 кДж/кг по таблице II свойств воды и водяного пара находим x_2i=0,8436

S_2i=6,0040 кДж/(кг·К).

Процесс 2-3 Изобарный P_ПП=0,6 МПа.

Точка 3. (после сепаратора)

Р_ПП=Р₃=0,6 МПА, x_с=0,99; по таблице II свойств воды и водяного пара находим

h_c=h’+x_cr=670,5+0,99·2085,6=2735,2 кДж/кг.

s_c=s’+x_c(s”-s’)=1,9311+0,99·4,8281=6,7109 кДж/(кг·К).

Процесс 3-4 изобарный P_ПП=0,6 МПа.

Точка 4. (после пароперегревателя)

t_пп=t₀^н - Δt_пп=275,6 - 20=255,6 ^оС

P_пп=0,6 МПа, t_пп = 255,6 ^оС; по таблице III свойств воды и водяного пара находим

h_пп=2969,4 кДж/кг,

s_пп=7,2056 кДж/(кг·К).

при Р_о=6 МПа на выходе из пароперегревателя ct₀’=1213,7 кДж/кг.

Процесс 4-5 (в ЧНД) - адиабатный s₀=s₂=7,203 кДж/(кг·К).

Точка 5. (на выходе из ЧНД)

Р_к=4 кПА, s_пп=7,203 кДж/кг; таблице II свойств воды и водяного пара находим

х_к=0,8425 h_к=h’+xr=121,40+0,8425·2432,3=2170,6 кДж/кг.

С учетом необратимости процесса 4-5

h_кi=h₀ - _oi^ЧНД(h_пп - h_к)=2968,2 - 0,9·(2968,2 - 2170,6)=2250,4 кДж/кг.

x_ki=0,8753

s_ki= s’+x_ki(s”-s’)=0,4224+0,8753·8,0510=7,4694 кДж/(кг·К).

Процесс 5-6 изобарный Р_к=4кПа.

Точка 6. (после конденсатора)

Р_к=4кПа, по таблице II свойств воды и водяного пара находим

ct_к’=121,40 кДж/кг.

Точка 7. (после подогревателя)

Р_пп=0,6 МПа, по таблице II свойств воды и водяного пара находим

ct_пп’=670,5 кДж/кг.

Относительные расходы: α_c, α_пп, α₁ находятся из системы уравнений, составленной для соответствующих элементов:

(1- α₁)x_2i=(1-α₁-α_c)x_c -для сепаратора

α_пп (h₀- ct₀’)=(1-α₁-α_c)(h_пп-h_c) -для пароперегревателя

(1+ α_пп) ct_пп’= α₁h₂+ α_c ct_пп’+ α_пп ct₀’+(1-α₁-α_c) ct_к’ -для подогревателя

Решая эту систему мы получаем: α_c=0,1206; α_пп=0,1046; α₁=0,1845.