Цикл паросиловой установки

Паросиловая установка по циклу Ренкина работает следующим образом (рис.7.). Вода насосом V подается в паровой котел I, при этом давление ее повышается с величины Р₂ до Р₁. Так как вода практически не сжи­мается (υ =const), то в координатах Р-υ (рис.8.) этому процес­су соответствует процесс 3-4 (υ =idem), а в координатах Т-s и i-s этот процесс из-за малости масштаба прак­тически выглядит как совмещенная точка 3-4 (Слиш­ком близко друг от друга здесь расположены изобары P₁ и Р₂).

Рис.7. Принципиальная схема па­росиловой установки

В паровом котле вода подогревается вначале от тем­пературы точки 4 до температуры точки 5, где она до­стигает величины температуры кипения. Эта температу­ра будет больше или меньше в зависимости от давления P₁. Так при давлении P₁ = 0,1 МПа температура в точке 5 будет равна ≈ 100°С; а при Р = 0,2 МПа кипе­ние, воды будет начинаться уже при температуре ≈ 120°С и т.д. Таким образом, отрезок изобары 4-5 в коор­динатах Р-υ -соответствует процессу нагревания воды при постоянном давлении до температуры кипения. Тем­пературу кипения, при которой вода превращается в пар, называют температурой насыщения, а пар, образую­щийся при этом, — влажным насыщенным паром.

Рис.8. Цикл паросиловой установки в координатах Р-υ и T-s и i-s

При дальнейшем подводе тепла в паровом котле 1 количество жидкой фазы постепенно уменьшается, а ко­личество пара увеличивается. Температура смеси остает­ся постоянной, так как все подводимое тепло идет на испарение жидкой фазы. Этот процесс на рис. 8 изображается отрезком 5-6, который одновременно яв­ляется изобарой и изотермой. То есть процесс парооб­разования 5-6 является изобарно-изотермическим.

В точке 6 последняя капля воды превращается в пар и пар теперь называется сухим насыщенным паром. При дальнейшем подводе тепла в пароперегревателе II (q’’₁) при том же давлении P₁ происходит увеличение тем­пературы пара, пар перегревается. Точка 1 на рис. 8 соответствует, состоянию перегретого пара и, в зависи­мости от температуры T₁, может лежать дальше или ближе от точки 6.

Далее пар с параметрами P₁, T₁, поступает в паровую турбину, где расширяется адиабатически до давления Р₂. После расширения пара в паровой турбине и полу­чения полезной работы от турбины отработанный пар поступает в холодильник-конденсатор IV, где за счет внешнего охлаждения полностью конденсируется. Вода вновь поступает на вход насоса V и цикл повторяется.

Для цикла Ренкина характерно, прежде всего, то, что в нем не учитываются какие-либо потери в различных стадиях цикла, присутствует одно и то же количество вещества и, главное, происходит полная конденсация водяных паров в холодильнике-конденсаторе на линии 2-3. При этом отводится тепло в количестве q₂.