Тепловая схема паротурбинной установки.

В состав паротурбинной установки кроме паротурбинного двигателя входят многочисленные механизмы, двигатели, теплообменники, аппараты и устройства, которые образуют единый энергетический комплекс.

Тепловая схема есть условное изображение частей реальной установки и взаимосвязей между ними, необходимых для осуществления рабочего процесса энергетической установки и для снабжения энергией общесудовых потребителей.

Различают принципиальные и развернутые тепловые схемы.

Принципиальная тепловая схема указывает способ последовательного соединения частей установки. Одноименные или функционально однородные механизмы и аппараты условно заменяют одним механизмом или аппаратом, резервное оборудование не показывают. Из арматуры указывают только необходимую для уяснение основных связей между частями установки.

Принципиальная тепловая схема должна фиксировать следующие основные особенности установки и взаимосвязи ее частей:

- тип термодинамического цикла (регенеративный или нерегенеративный, с промежуточным перегревом пара или без него и т. д.);

- тип и способ включения в схему аппаратов, осуществляющих регенерацию;

- способ питания паром главных и вспомогательных двигателей, а также обеспечение энергией общесудовых потребителей;

- способ использования отработавшего пара вспомогательных механизмов и его избытка, а также теплоты основных потоков горячих конденсатов;

- принятый способ восполнение убыли питательной воды.

Развернутая тепловая схема отличается от принципиальной тем, что кроме указанных особенностей установки, она фиксирует число одноименных механизмов и аппаратов и их включение в схему, т. е. не только последовательное соединение частей установки, но и соединение параллельно работающих одинаковых механизмов и аппаратов. Поэтому развернутая схема может фиксировать и резервное оборудование.

Для повышения экономичности ПТУ используют подогрев питательной воды паром отбираемым от главных турбин или паром отработавшим во вспомогательных турбинах. Такие ПТУ называют регенеративными.

Все судовые ПТУ с регенерацией можно разделить на установки или схемы 1-го, 2-го и 3-го рода.

В схемах 1-го рода подогрев питательной воды производится только паром из отборов главной турбины (рис. 1.3). Число отборов и ступеней подогрева может быть от одного до пяти. Вспомогательные механизмы обычно приводятся во вращение конденсационными турбинами, так как в схемах 1-го рода это всегда экономичнее. Схемы 1-го рода применяются в установках транспортных судов, у которых более 90% ходового времени – полный ход.

Рис. 1.3 – Принципиальная схема регенеративной ПТУ 1-го рода:

1 – паровой котел; 2 – отвод перегретого пара от котла; 3 – главная турбина; 4 – подвод пара к вспомогательной турбине; 5 – вспомогательная турбина конденсационного типа; 6 – главный конденсатор; 7 – конденсатный насос; 8 – подогреватель питательной воды низкого давления; 9 – деаэратор-подогреватель питательной воды (смесительного типа); 10 – питательный насос; 11 – подогреватель питательной воды высокого давления; 12, 13, 14 – отборы греющего пара от главной турбины для подогрева питательной воды;  15, 16 – отвод конденсата греющего пара от подогревателей питательной воды.

В установках, длительно работающих на средних и малых ходах судна, применение схем 1-го рода невозможно или крайне затруднительно. Это связано с большими изменениями параметров пара в проточной части главной турбины. На таких судах используют схемы 2-го рода, в которых регенеративный подогрев питательной воды осуществляется отработавшим паром вспомогательных турбин (рис. 1.4).

Рис. 1.4 – Принципиальная схема регенеративной ПТУ 2-го рода:

1 – паровой котел; 2 – отвод перегретого пара от котла; 3 – вспомогательная турбина противодавленческого типа; 4 – вспомогательная турбина конденсационного типа; 5 – главная турбина; 6 – главный конденсатор; 7 – конденсатный насос; 8 – подогреватель питательной воды низкого давления; 9 – деаэратор – подогреватель питательной воды; 10 – питательный насос; 11, 12 – подвод отработавшего пара во вспомогательных турбинах для подогрева питательной воды; 13 – отвод конденсата греющего пара.

В схемах смешанного типа (3-го рода) пар для регенеративного подогрева питательной воды берут от главных и вспомогательных турбин одновременно (рис. 1.5).

Рис. 1.5 – Принципиальная схема регенеративной ПТУ 3-го рода:

1 – паровой котел; 2 – отвод перегретого пара от котла; 3 – вспомогательная турбина противодавленческого типа; 4 – главная турбина; 5 – главный конденсатор; 6 – конденсатный насос; 7 – подогреватель питательной воды низкого давления; 8 – деаэратор-подогреватель питательной воды; 9 – питательный насос; 10 – подвод отработавшего во вспомогательной турбине пара для подогрева питательной воды; 11 – подвод пара, отбираемого от главной турбины для подогрева питательной воды; 12 – отвод конденсата греющего пара.