9.3. Цикл ПГУ с высоконапорным парогенератором

В данной схеме ПГУ камера сгорания ГТУ одновременно выполняет функции парового котла (рис. 9.7). Поскольку давление газов в паровом котле намного больше атмосферного (до 10 бар и более) такой котел назвали высоконапорным парогенератором (ВПГ).

Температура уходящих газов из газовой турбины имеет большое значение (до 500 °С), поэтому теплоту уходящих газов ГТУ используют для нагрева воды ПТУ в газо-водяном подогревателе (ГВП), который выполняет функции экономайзера парового котла.

Цикл ПГУ с ВПГ в Т,s- диаграмме представлен на рис. 9.8.

Соотношение газов, выходящих из ГТУ (G), и водяного пара в ПТУ (D) в данной схеме определяется тепловым балансом ВПГ и ГВП

(9.14)

Расчет величины удельного расхода газов ГТУ на 1 кг водяного пара ПТУ в соответствии с выражением 9.14. выполняется по уравнению

(9.15)

Удельная теплота, подведенная к рабочему телу, в ПГУ с НПГ соответствует процессу в ВПГ 25, она рассчитывается как

(9.16)

Удельная теплота, отведенная от рабочих тел, в данном цикле соответствует процессам: 61 (для газа) и вс (для водяного пара). Она рассчитывается как сумма

(9.17)

Удельная работа цикла ПГУ определяется как сумма работ ГТУ и ПТУ

(9.18)

Внутренний абсолютный КПД ПГУ с НПГ определяется обычным образом

КПД ПГУ с ВПГ близок по значению к КПД ПГУ с НПГ, он достигает 50 % и более. В таких установках также может использоваться серийное паротурбинное оборудование с температурой t_О=550 °С и регенерацией. Преимущество таких схем ПГУ по сравнению с ПГУ с НПГ заключается в малых размерах ВПГ. Это обусловленно высокой интенсивностью теплообмена между продуктами сгорания топлива и водяным рабочим телом, благодаря большому давлению и скорости газов в ВПГ.