Важной проблемой в паросиловых установках является приближение термического коэфициента полезного действия последних к коэфициенту полезного действия цикла Карно при начальных температурах пара порядка 500-600°
В обычных пароводяных установках некоторого повышения термического коэфициента полезного действия достигают применением регенерации тепла, которая, однако, не может дать достаточного эффекта, так как независимо от наивысшей температуры цикла подогреть воду можно лишь до температуры кипения. Теоретически правильное решение вопроса может дать осуществление бинарного цикла. Последнее наталкивается, однако, на серьезные препятствия. К тому же установка получается довольно громоздкой.
При предлагаемом способе работы паросиловых установок решение вопроса приближения термического коэфициента полезного действия к коэфициенту полезного действия цикла Карно достигается применением такого цикла, при котором регенеративный подогрев рабочего агента - легкокипящей жидкости, например, углекислоты, фреона, аммиака, шестифтористой серы и т.п., может быть доведен до температуры, сколько угодно близкой к максимальной температуре цикла, всегда более высокой, нежели критическая температура. Осуществить последнее можно лишь при подогреве рабочего агента, находящегося под давлением больше критического. При этом метод отбора части пара для целей регенерации, какой сейчас применяется в паросиловых установках, не годится для подогрева в зоне выше критической температуры, так как греющий пар при этих условиях не может отдать скрытую теплоту парообразования. Придется весь пар после турбины или после первых ее ступеней отправить в регенератор.
Использовать в вышеописанном цикле водяной пар при сверхкритических начальных параметрах вряд ли удастся из-за недопустимой влажности, получающейся в последних ступенях турбины, а также потому, что большие объема водяного пара (вследствие малого молекулярного веса) затруднят конструктивное выполнение отвода всего пара для регенерации между ступенями.
На чертеже фиг. 1 изображает простейший цикл, построенный по предлагаемому способу; фиг. 2 - соответствующую схему установки; фиг. 3 - цикл с двухступенчатой турбиной; фиг. 4 - схему такого рода установки.
Высокоперегретый пар из подогревателя А (фиг. 2) поступает в турбину В (точка 1), откуда после расширения (точка 2) входит в регенератор С и охлаждается (точка 3), после чего превращается путем охлаждения в конденсаторе D в жидкость (точка 4). В жидком виде рабочий агент вступает в насос Е, в котором давление повышается до начального (сверхкритического - точка 5), после чего он подогревается в регенераторе С до температуры, характеризующейся точкой 6. Подвод тепла извне производится в подогревателе А до достижения рабочим агентом максимальной температуры цикла. Термический коэфициент полезного действия предлагаемого цикла может отличаться от коэфициента полезного действия цикла Карно на 2-3%.
Цикл и схема установки, изображенные на фиг. 3 и 4, применены для случая, когда пар после определенной ступени турбины весь уходит в регенератор, а из него вновь вступает в турбину. В последней схеме можно комбинировать (если это нужно) наличие регенератора в зоне надкритических температур с отбором части пара для регенерации в зоне подкритических температур.
Способ работы паросиловой установки, рабочим агентом в которой служит легкокипящая жидкость, например, углекислота, фреон, аммиак, шестифтористая сера и т.п., отличающийся тем, что регенеративный подогрев рабочего агента производят до температур, более высоких, чем критическая температура.
