Tepelný obeh klasickej elektrárneKondenzačná elektráreň

Para vyexpanduje v turbíne a mení sa na mechanickú prácu. Na výstupe z turbíny klesá tlak a teplota, až na podtlak aby sa čo najviac využil entalpický spád. Koniec expanzie nastáva keď para dosiahne pravú medznú krivku. V kondenzátore para skondenzuje na kondenzát, prostredníctvom chladiacej vody z chladiacej veže. Kondenzát je ďalej dopravovaný pomocou

kondenzátneho čerpadla do nádrže napájacej vody. Z NP cez čerpadlo napajácej vody sa voda dopraví do ohrievača, kde sa ohreje tesne pod bod varu, nesmie sa začať vyparovať. V kontli (výparníku) sa voda vyparuje od ľavej medznej krivky až po pravú medznú krivku dosiahne stav sýtej pary. Ďalej ide para do prehrievača kde sa prehreje na prehriatu paru.

1.Charakteristický stav pary na vstupe do parnej turbíny resp. na výstupe z prehrievača pary.2.Skutočné parametre pary po ukončení expanzie v turbíne.1 -2s.Ideálna expanzia pary v turbíne.

2-2s-3.Ochladzovanie až na kondenzát.3,4-5.Voda sa ohrieva v ohrievači.5.Začína sa vyparovať.

5-6.Proces vyparovania znižuje sa vlhkosť pary.6.Sýta para6-1.Dostávame prehriatu paru.

Teoretická špecifická práca turbíny: Y s=h1−h2 sSkutočná špecifická práca turbíny: Y=h1−h2Množstvo tepla dodané parnému generátoru: gPG=h1−h3Množstvo tepla odvedené v kondenzátore: gKO=h2−h3Kritéria hospodárnosti:Teoretická termická účinnosť: μt ,s=

h1−h2 sh1−h3

Skutočná termická účinnosť: μt=h1−h2h1−h3

Celková účinnosť elektrárne: μt , E=PE

Qd− ˙m pal,

PE=Psv−Pvlast . spotreba

Špacifická spotreba pary: m p=mpar

PVnútorný výkon parnej turbíny: P=mpar (h1−h2 s )μ A , T

Špecifická spotreba tepla: mq=m pal ∙QdPE

Špecifická spotreba paliva: m pl=m pal

PE

Carnotizácia tepelného obehuCarnotizácia znamená zvýrazniť časti okruhu kde je účinnosť vyššia ako stredná účinnosť a eliminovať časti okruhu kde je účinnosť nižšia ako stredná účinnosť.

Zvyšovanie teploty t1 pri konštantnom tlaku:

Zvýšením teploty t1 dosiahneme zvýšenie účinnosti celého obehu, zvyšujeme teplotný spád Δt= t1 – t2, t1´- t2´, t1“-t2“, posúvame sa smerom doprava a tým zmenšujeme oblasť mokrej pary, čím je táto oblasť menšia tým lepšie.

Zvyšovanie tlaku:

Účinnosť vzrastie ale pravá časť sa skracuje čo nie je moc dobré. Zväčšuje sa aj oblasť mokrej pary.

Medziprihrev:

Para je prihrievaná (ohrievaná) při kotli. Výhodou je neobmedzenie teploty při vstupe do vysokotlakej časti turbíny. Nevýhodou však je že sme obmedzený výdržou materiálu, ďalšou nevýhodou je dlhé spojovacie potrubie od turbíny k parnému kotlu. Napriek týmto nevýhodám je tento spôdob prihrievania najrozšírenejší. Medziprihrev sa realizuje na úkor ostrej pary ,alebo tepla v parnom generátore.

Čiarkované čiary sú teoretické (ideálne) expanzie. 1*-2*. Expanzia vysokotlakej časti turbíny2*-1.Medziprihrev

1-2. Expanzia v nízkotlakej časti turbíny

Prihrievanie pary ostrou parou:Časť ostrej pary sa pred turbínou odoberá do výmenníka,

zbytok ide do VT. Z VT ide do V (výmenníka) vyexpandovaná para ktorá sa ohreje prostredníctvom ostrej pary. Prvá vetva z V ide rovno na NT kde vyexpanduje a ide ďalej do kondenzátora. Druhá vetva ide do E (expandera). Para ktorá nezkondenzuje v E ide do NT. Zkondenzovaná

para sa odvádza do NP(nádrže napájacej vody). Nevýhodou je relatívne malé zvýšenie teploty prihrievanej pary, nikdy nebude teplota pary vyššia ako teplota ktorá ide z prehriavača tepla (PP).

Regenerácia napájacej vody:

Predohrev napajácej vody je realizovaný prostredníctvom jednotlivých odberov z turbíny. Odbery sú vedené do výmenníkov v ktorých horúca para odovzdáva svoje teplo vode z kondenzátora.

Vyšrafovaná časť diagramu na pravej strane predstavuje teplo ktoré sme odobrali z turbíny na predohrev napájacej vody. Ľavá časť diagramu sa zhoduje s pravou. To znamená, že pri použití regenerácie napájacej vody za posledným výmenníkom dostávame vodu v takom stave že už sa takmer vyparuje.

Paroplynový obeh:Prípad ktorý je na obrázku je

predradenie obehu spaľovacej turbíny pred parným obehom. Pri takomto zapojení sa používa spalinový kotol (kotol na odpadové teplo). V prípade že sa jedná o zapojenie kde je plynová turbína zaradená za parným kotlom, spaľovacia komora a parný kotol sú jedno zariadenie. Zapojenie zobrazené na obrázku je však ekonomickejšie pretože v spalinovom kotli ušetríme na horákoch a prídavnom palive.

Hodnoty teplôt:Teplota vzduchu pred spaľovacou komorou: 180 – 300 °C (bez regenerácie).Teplota vzduchu pred spaľovacou komorou: 320 - 450 °C (s regeneráciou).

Teplota vzduchu pred plynovou turbínou: 880 – 1150 °C .Odvod tepla zo spaľovacej turbíny 380 – 500°C.Teplota pary pred parnou turbínou: 500 – 565 °C.Teplota kondenzátu resp. pary na výstupe z parnej turbíny: 28 – 45 °C.

Z uvedených hodnôt je pochopiteľné prečo sa realizujú paroplynové obehy.