Образцовые циклы газотурбинных установок

Лекция 1

Образцовые циклы газотурбинных установок.

Газотурбинные установки постоянного горения с регенерацией ,без регенерации.

Общие принципы комбинирования циклов.

Образцовые циклы паротурбинных установок.

Определяющими условиями для циклов паровых установок являются наличие предельной температуры подвода тепла, определяемой качеством металла парогенератора, и возможность осуществлять процесс сжатия рабочего тела в его жидкой фазе, что уменьшает в сотни раз работу сжатия.

В отличие от газотурбинных установок, где верхняя температуре рабочего цикла может значительно превышать допустимую температуру металла камеры сгорания и турбины, в паровых установках начальная температура пара всегда будет ниже предельной температуры металла котлоагрегата.

Следовательно, если металл по своей термостойкости допускает какую-то свою предельную температуру [pic 1][pic 2],  то наибольшая возможная температура пара в процессе подвода ему тепла будет

        [pic 3][pic 4]     

Коэффициент полезного действия котлоагрегата, который согласно (1—10) также определяет выбор образцового цикла, в общем случае является зависимым от верхней температуры регенеративного подогрева питательной воды[pic 5][pic 6], чем определяется связь [pic 7][pic 8]. В том случае, когда повышение [pic 9][pic 10]не приводит к росту потерь тепла с уходящими газами котлоагрегата, можно считать [pic 11][pic 12]= const . Тогда максимум электрического КПД установки [pic 13][pic 14] будет всегда соответствовать максимуму внутреннего КПД цикла [pic 15][pic 16]. В этом случае образцовым паровым циклом будет регенеративный цикл Карно, состоящий из двух изотерм([pic 17][pic 18]) и двух внешне адиабатных замыкающих процессов, обеспечивающих наименьшую работу сжатия.

В реальных установках осуществления циклов современных паротурбинных установок предельная температура металла составляет около 650-700°С. Наиболее устойчивые в работе и относительно недорогие жаропрочные стали перлитного класса допускают максимальную температуру стенки до 600°С. По этой причине современные паротурбинные установки сооружаются с [pic 19][pic 20]= 813-838 К.

При критической температуре водяного пара, равной 547 K осуществление циклов насыщенного пара оказывается невыгодным. Более высокий КПД в этих условиях можно получить на перегретом  паре, обеспечивающем более высокую среднюю температуру подвода тепла [pic 21][pic 22] чем при насыщенном паре.