Для того, чтобы увеличить термический к.п.д. цикла Ренкина, применяют так называемый перегрев пара в специальном элементе котла - пароперегревателе (рис.28.1), где пар нагревается до температуры, превышающей температуру насыщения при данном давлении.
В этом случае средняя температура подвода теплоты увеличивается по сравнению с тем-
пературой подвода тепло- ты в цикле без перегрева и следовательно, термический к.п.д. цикла возрастает.
В цикле с перегревом, процесс расширения пара в турбине 1-2. осуществляется до того же, что и раньше, давления p2, заканчиваясь внутри двухфазной области в районе более высоких степеней сухости, чем для цикла без перегрева. Благодаря этому условия работы проточной части турбины оказываются более легкими и, следовательно, повышаются внутренний относительный к.п.д. турбины ηoi и внутренний к.п.д. цикла ηi;
Цикл Ренкина с перегретым паром отличается от цикла Карно, т.к. изобары в области перегретого пара в отличие от изобар в области насыщенного пара, не совпадают с изотермами.
Цикл Ренкина с перегретым паром состоит из следующих процессов: 3-4→ нагрев воды в котле до температуры кипения при давлении p1; 4-5→ парообразование в котле при давлении p1; 5-1 → перегрев пара; 1-2→ адиабатное расширение пара в турбине; 2-2' → конденсация пара в конденсаторе при давлении p2 = const: 2'-3 → сжатие воды в насосе.
Теплота в цикле подводится при p1 = const на участках: 3-4; 4-5 ; 5-1.
Теплоты q2 в цикле отводимой в цикле Ренкина в процессе 2-2' при p2 = const.
Работа цикла определяется пл. 2'-3-4-5-1-2-2'. Как известно, количество теплоты подведенной (отведенной) в изобарном процессе, равно разности энтальпий рабочего тела в начале и в конце процесса: q1 = h1 - h3; q2=h2-h2', (28.1)
Термический к.п.д. цикла
, (28.2)
При давлениях меньше pпр/3 все изобары в области жидкости проходят весьма близко друг к другу и к нижней пограничной кривой, поэтому пл. 2'-3-4-2' очень мала.
Следовательно, цикл паросиловой установки при небольших давлениях пара на p,v- и T,S –диагр. изображается так, как по- казано на рис. 28.2
Экономичность пароси-
лового цикла также харак- ктеризуется расходом пара d
Рис. 28.2 и теплоты q1, приходящейся на единицу работы (1МДж). Теоретический массовый удельный расход пара в кг на 1 Мдж.
, (28.3)