Încălzitor de apă - Feedwater heater
Un incalzitor pentru apa de alimentare este o centrală electrică componentă utilizată pentru preîncălzirea apei livrată unui abur generator de cazan . Preîncălzirea apei de alimentare reduce ireversibilitățile implicate în producerea aburului și, prin urmare, îmbunătățește eficiența termodinamică a sistemului. Acest lucru reduce costurile de exploatare a instalației și ajută, de asemenea, la evitarea șocurilor termice pentru metalul cazanului atunci când apa este introdusă din nou în ciclul aburului.
Într-o centrală electrică cu abur (modelată de obicei ca un ciclu Rankine modificat ), încălzitoarele de apă permit alimentarea apei de alimentare la temperatura de saturație foarte treptat. Acest lucru minimizează ireversibilitățile inevitabile asociate transferului de căldură în fluidul de lucru (apă). Vezi articolul despre a doua lege a termodinamicii pentru o discuție suplimentară despre astfel de ireversibilități .
cuprins
Discuții și explicații ciclice
Energia utilizată pentru încălzirea apei de alimentare este de obicei derivată din aburul extras între etapele turbinei cu aburi . Prin urmare, aburul care ar fi utilizat pentru a efectua lucrări de expansiune în turbină (și, prin urmare, pentru a genera energie) nu este utilizat în acest scop. Procentul debitului total de masă de abur ciclu utilizat pentru încălzitorul de apă este denumit fracția de extracție și trebuie optimizat cu atenție pentru eficiența termică maximă a centralei, deoarece creșterea acestei fracții determină o scădere a puterii de turbină.
Încălzitoarele de apă pot fi, de asemenea, schimbătoare de căldură „deschise” sau „închise” . Un schimbător de căldură este unul în care aburul extras este lăsat să se amestece cu apa de alimentare. Acest tip de încălzitor va necesita în mod normal o pompă de alimentare atât la intrarea și la ieșirea de alimentare, deoarece presiunea din încălzitor este între presiunea cazanului și presiunea condensatorului . Un dezactor este un caz special al încălzitorului cu apă deschisă, care este special conceput pentru a elimina gazele ne-condensabile din apa de alimentare.
Încălzitoarele de apă închise sunt în mod obișnuit schimbătoare de căldură cu carcasă și tuburi, unde apa trece prin tuburi și este încălzită cu abur de extracție a turbinei. Acestea nu necesită pompe separate înainte și după încălzitor pentru a stimula apa de alimentare la presiunea aburului extras ca în cazul unui încălzitor deschis. Cu toate acestea, aburul extras (care este foarte probabil aproape complet condensat după încălzirea apei de alimentare) trebuie apoi accelerat la presiunea condensatorului, un proces izentalpic care duce la un câștig de entropie cu o ușoară penalizare asupra eficienței ciclului general:
Multe centrale electrice încorporează o serie de încălzitoare de apă de alimentare și pot folosi atât componente deschise, cât și închise. Încălzitoarele de apă sunt utilizate atât în centralele electrice cu combustibil fosil, cât și în cele nucleare.
economizor
Un economizor are un scop similar cu un încălzitor de apă de alimentare, dar este diferit din punct de vedere tehnic, deoarece nu folosește aburul ciclic pentru încălzire. În instalațiile cu combustibil fosil, economizatorul folosește gazul de ardere cu cea mai joasă temperatură din cuptor pentru a încălzi apa înainte de a intra în cazan. Acest lucru permite transferul de căldură între cuptor și apa de alimentare să apară pe un gradient de temperatură mediu mai mic (pentru generatorul de aburi în ansamblu). Prin urmare, eficiența sistemului este crescută atunci când este privită în ceea ce privește conținutul real de energie al combustibilului.
Majoritatea centralelor nucleare nu au economizator. Cu toate acestea, proiectarea instalației nucleare 80 + Sistemul de inginerie cu combustie și succesorii săi evolutivi (de exemplu , APR-1400 a Korea Electric Power Corporation ) încorporează un economizator integral de apă. Acest economizator preîncălzește apa de alimentare a generatorului de aburi la intrarea generatorului de abur folosind lichidul de răcire primar la cea mai joasă temperatură.
Testarea
Un cod de utilizare pe scară largă pentru proceduri, direcție și îndrumare pentru determinarea performanței termo-hidraulice a unui încălzitor de apă închis este ASME PTC 12.1 Standard Water Heater Standard.
Vezi si
Coduri ASME
Societatea Americană de Ingineri Mecanici (ASME), publică următorul Cod:
- PTC 4.4 Generatoare de abur pentru recuperarea căldurii turbinei cu gaz