Влияние конечного давления

Уменьшение давления отработавшего пара Р_к при неизменных начальных параметрах Р₀ и Т₀ вызывает понижение температуры конденсации пара, а значит, и температуры отвода теплоты Т_к.

Понижение же средней температуры подвода теплоты при этом настолько мало, что им можно пренебречь. Поэтому уменьшение конечного давления всегда приводит к увеличению средней температурной разности подвода и отвода теплоты, увеличению располагаемого теплоперепада и повышению термического КПД цикла. В этом легко убедиться, если рассмотреть на T,s-диаграмме (рис.12) два идеальных тепловых цикла, отличающихся между собой только конечным давлением пара.

Площадь фигуры aвcdеа, относящейся к первому циклу, больше площади, заключенной в контуре а₁всdе₁а₁, относящейся ко второму циклу, отличающемуся более высоким конечным давлением пара, на площадь заштрихованной фигуры аа₁е₁еа. Следовательно, располагаемый теплоперепад в первом цикле больше, чем во втором на величину

.

Увеличение располагаемого теплоперепада при понижении конечного давления ясно можно видеть также из h,s–диаграммы.

Теоретический предел понижения давления в цикле определяется температурой насыщения при конечном давлении Р_к, которая должна быть не ниже температуры окружающей среды. В противном случае будет невозможна передача теплоты, выделяющейся при конденсации пара, окружающей среде. Практически же для более или менее интенсивного теплообмена между конденсирующей паром, отдающим теплоту, и охлаждающей водой, воспринимающей эту теплоту, должна существовать конечная разность температур. Температура охлаждения воды зависит от типа водоснабжения и климатических условий. При прямоточном водоснабжении температура принимается равной 10÷12 ⁰С, при оборотном водоснабжении 20÷25 ⁰С.

Рисунок 12 - Сравнение идеальных тепловых циклов с разными конечными давлениями в T,s–диаграмме

Для современных крупных паровых турбин давление в конденсаторе составляет кПа, что соответствует температуре насыщения 26÷29 ⁰С.