CC BY
61
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №4/2016 ISSN 2410-6070_
УДК 62-176.2
А.М. Гафуров
инженер кафедры «Котельные установки и парогенераторы» Казанский государственный энергетический университет
Г. Казань, Российская Федерация
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО НИЗКОКИПЯЩЕГО РАБОЧЕГО ТЕЛА ДЛЯ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ ПАРОВЫХ ТУРБИН ПО КРИВОЙ ЛИНИИ
НАСЫЩЕННОГО ГАЗА
Аннотация
В статье рассматривается методика выбора оптимального низкокипящего рабочего тела для контура циркуляции системы охлаждения конденсаторов паровых турбин по кривой линии насыщенного газа.
Ключевые слова
Система охлаждения, низкокипящее рабочее тело, линия насыщенного газа
Проводятся исследования и разработки новых систем охлаждения, в которых промежуточным теплоносителем вместо воды служит низкокипящее рабочее тело (НРТ), испаряющиеся в поверхностном конденсаторе паровой турбины и конденсирующиеся затем в охладительной башне, где теплота конденсации передается наружному воздуху [1].
Проведем анализ угла наклона кривой линии насыщенного газа на T-s диаграмме и определим характер рабочего тела «сухой», «влажный» или «изоэнтропный»: 1) Если тангенс угла наклона кривой линии насыщенного газа на T-s диаграмме меньше нуля, то НРТ определяется как «влажное» рабочее тело. Это характеризуется возможностью осуществления процесса расширения газа в турбине до влажного состояния; 2) Если тангенс угла наклона кривой линии насыщенного газа на T-s диаграмме больше нуля, то НРТ определяется как «сухое» рабочее тело. Это характеризуется необходимостью использования теплообменника-рекуператора за турбиной расширения для повышения эффективности термодинамического цикла; 3) Если тангенс угла наклона кривой линии насыщенного газа на T-s диаграмме равно нулю, то НРТ определяется как «изоэнтропное» рабочее тело. Это характеризуется необходимостью использования теплообменника-рекуператора за турбиной расширения в зависимости от температурного напора [2].
Определим характер рабочего тела для углекислого газа СО2 и пропана СзН§. Тангенс угла наклона кривой линии насыщенного газа на T-s диаграмме ^ = dsjdT, определяется как отношение приращения энтропии рабочего тела ds к приращению температуры рабочего тела dT (рис. 1, 2) [3].
Энтропия, кДж/(кг-К)
Рисунок 1 - T-s диаграмма для углекислого газа СО2, «влажного» рабочего тела.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №4/2016 ISSN 2410-6070_
Как видно из рис. 1, кривая линия насыщения углекислого газа СО2 имеет отрицательный тангенс угла
наклона ( < 0. Это позволяет осуществлять процесс расширения в турбине углекислого газа до влажного состояния в области насыщенного газа, что характерно для традиционных паровых циклов.
В частности для пропана C3H8 (рис. 2) кривая линия насыщенного газа практически вертикальна ( = 0. Благодаря этому обстоятельству, в конце процесса расширения в турбине газ остается в перегретом состоянии [4].
Рисунок 2 - T-s диаграмма для пропана СзН§, «изоэнтропного» рабочего тела.
Использование «влажного» рабочего тело позволяет увеличить энтальпийный перепад на турбине и уменьшить конечную температуру газа. Поэтому наиболее близкое к оптимальному НРТ является углекислый газ СО2, который характеризуется как «влажное» рабочее тело.
Список использованной литературы:
1. Калимуллина Д.Д., Гафуров А.М. Новые системы охлаждения конденсаторов паровых турбин ТЭС. // Инновационная наука. - 2016. - № 3-3 (15). - С. 100-101.
2. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Методика выбора оптимального низкокипящего рабочего тела для использования в низкотемпературных средах. // Инновационная наука. - 2015. - № 11-2 (11). - С. 31-32.
3. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Характерные особенности термодинамического цикла при использовании углекислого газа СО2 и пропана СзН§. // Инновационная наука. - 2015. - № 11-2 (11). - С. 32-34.
4. Гафуров А.М., Калимуллина Д.Д. Способ утилизации сбросной теплоты в конденсаторах паровых турбин ТЭС, охлаждаемых водными ресурсами. // Инновационная наука. - 2015. - № 12-2 (12). - С. 28-29.
© Гафуров А.М., 2016
