Войти
A Цикл Ренкина с двумя паровыми турбинами и одним открытым нагревателем питательной воды. A нагреватель питательной воды - это элемент электростанции, используемый для предварительного нагрева воды, подаваемой в парогенератор котел. Предварительный нагрев питательной воды снижает необратимость, связанную с генерацией пара, и, следовательно, улучшает термодинамический КПД системы. Это снижает эксплуатационные расходы установки, а также помогает избежать теплового удара металла котла, когда питательная вода возвращается в паровой цикл.
В паровой электростанции (обычно моделируемой как модифицированный цикл Ренкина ) нагреватели питательной воды позволяют очень постепенно доводить питательную воду до температуры насыщения. Это сводит к минимуму неизбежные необратимости, связанные с передачей тепла рабочей жидкости (воде). См. Статью о втором законе термодинамики для дальнейшего обсуждения таких необратимостей.
Энергия, используемая для нагрева питательной воды, обычно получается из пара, отбираемого между стадиями паровая турбина. Следовательно, пар, который использовался бы для выполнения работы по расширению турбины (и, следовательно, для выработки энергии), не используется для этой цели. Процент от общего массового расхода пара цикла, используемого для нагревателя питательной воды, называется и должен быть тщательно оптимизирован для достижения максимального теплового КПД электростанции , поскольку увеличение этой доли приводит к снижению выходной мощности турбины.
Подогреватели питательной воды также могут быть «открытыми» или «закрытыми» теплообменниками. Открытый теплообменник - это теплообменник, в котором отбираемый пар может смешиваться с питательной водой. Для этого типа нагревателя обычно требуется подающий насос как на входе, так и на выходе, поскольку давление в нагревателе находится между давлением котла и давлением конденсатора . Деаэратор - это особый случай открытого нагревателя питательной воды, который специально разработан для удаления неконденсируемых газов из питательной воды.
Закрытые нагреватели питательной воды обычно представляют собой кожухотрубные теплообменники, в которых питательная вода проходит по трубам и нагревается отборным паром турбины. Для них не требуются отдельные насосы до и после нагревателя для повышения давления питательной воды до давления извлеченного пара, как в случае открытого нагревателя. Однако отобранный пар (который, скорее всего, почти полностью конденсируется после нагрева питательной воды) необходимо затем дросселировать до давления в конденсаторе - изэнтальпийный процесс, который приводит к некоторому увеличению энтропии с незначительное снижение общей эффективности цикла:
Многие электростанции включают несколько нагревателей питательной воды и могут использовать как открытые, так и закрытые компоненты. Нагреватели питательной воды используются как на электростанциях, работающих на ископаемом, так и на атомном топливе.
Экономайзер служит той же цели, что и нагреватель питательной воды, но отличается технически, поскольку не использует циркуляционный пар для нагрева. На предприятиях, работающих на ископаемом топливе, экономайзер использует дымовой газ с самой низкой температурой из печи для нагрева воды перед тем, как она попадет в котел. Это позволяет теплопередаче между печью и питательной водой происходить через меньший средний градиент температуры (для парогенератора в целом). Следовательно, эффективность системы дополнительно увеличивается, если рассматривать ее по отношению к фактическому содержанию энергии в топливе.
Большинство атомных электростанций не имеют экономайзера. Однако конструкция АЭС System 80 + и ее эволюционные преемники (например, Korea Electric Power Corporation APR-1400 ) включают встроенную питательную воду. экономайзер. Этот экономайзер предварительно нагревает питательную воду парогенератора на входе в парогенератор, используя теплоноситель первого контура с самой низкой температурой.
Широко используемым Кодексом для процедур, указаний и указаний по определению теплогидравлических характеристик закрытого нагревателя питательной воды является стандарт ASME PTC 12.1 для нагревателя питательной воды.
Американское общество инженеров-механиков (ASME) публикует следующее Код:
