Питательной воды нагреватель является электростанция компонент , используемый для предварительного нагрева воды , подаваемой в паровой генерирующего котла . [1] [2] [3] Предварительный нагрев питательной воды снижает необратимость, связанную с генерацией пара, и, следовательно, улучшает термодинамическую эффективность системы. [4] Это снижает эксплуатационные расходы установки, а также помогает избежать теплового удара по металлу 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 рабочему телу (воде). См. Статью о втором законе термодинамики для дальнейшего обсуждения такой необратимости .
Цикл обсуждения и объяснения [ править ]
Энергия, используемая для нагрева питательной воды, обычно получается из пара, отбираемого между ступенями паровой турбины . Следовательно, пар, который использовался бы для выполнения работы по расширению турбины (и, следовательно, для выработки энергии), не используется для этой цели. Процентная доля массового расхода пара полного цикла, используемая для нагревателя питательной воды, называется фракцией экстракции [4] и должна быть тщательно оптимизирована 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 в бойлере и давлением в конденсаторе . Деаэратор представляет собой частный случай открытого нагревателя питательной воды , который специально предназначен 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 отобранного пара, как в случае открытого нагревателя. Однако отобранный пар (который, скорее всего, почти полностью конденсируется после нагрева питательной воды) должен быть затем дросселирован до давления в конденсаторе - изэнтальпический процесс, который приводит к некоторому увеличению энтропии с небольшим ухудшением 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 [ править ]
Экономайзер служит той же цели, что и нагреватель питательной воды, но технически отличается, так как не использует циркуляционный пар для нагрева. В установках, 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). Таким образом, эффективность системы дополнительно увеличивается, если рассматривать ее по отношению к фактическому содержанию энергии в топливе.
Большинство атомных электростанций не имеют экономайзера. Тем не менее, Теплотехника система 80 + дизайн АЭС и его эволюционные преемники (например , Korea Electric Power Corporation «s апреля-1400 ) включают интегральный питательную воду экономайзер. Этот экономайзер предварительно нагревает питательную воду парогенератора на входе в парогенератор, используя теплоноситель первого контура с самой низкой температурой.
Тестирование [ править ]
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.
См. Также [ править ]
Коды ASME [ править ]
Американское общество инженеров-механиков (ASME) публикует следующий Кодекс:
- Газотурбинные парогенераторы-утилизаторы PTC 4.4
Ссылки [ править ]
- ^ British Electricity International (1991). Практика современной электростанции: внедрение современной практики энергосистем (3-е издание (12 томов), изд.). Пергамон. ISBN 0-08-040510-X.
- Перейти ↑ Babcock & Wilcox Co. (2005). Steam: его создание и использование (41-е изд.). ISBN 0-9634570-0-4.
- ^ Томас С. Эллиот, Као Чен, Роберт Swanekamp (соисполнители) (1997). Стандартный справочник по энергетической технике (2-е изд.). McGraw-Hill Professional. ISBN 0-07-019435-1.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ a b Основы Steam Power Кеннета Уэстона, Университет Талсы
Внешние ссылки [ править ]
- Схема электростанции
- Подогреватели питательной воды высокого давления
