Включенная в обводную линию дополнительная турбина может быть использована не для привода электрического генератора, а для привода специального компрессора, установленного перед ЧНД главной турбины (рис. 2-34, а), причем через этот компрессор 6 течет как поток пара, вышедший из ЧВД главной турбины, так и поток, прошедший по обводной линии 9 через дополнительную турбину 7.
Рис. 2-34. Принципиальная схема компрессорно-обводного парораспределения: а — с турбокомпрессором; б — со струйным компрессором
1 — главный паропровод; 2 — стопорные клапаны; 3 — регулирующие клапаны; 4 — ЧВД; 5 — ЧНД; 6 — турбокомпрессор; 7 — приводная турбина турбокомпрессора; 8— обводной клапан; 9 — обводная линия; 10 — струйный компрессор.
Рис. 2-35. Процессы расширения пара в ПТУ с обводным и компрессорно-обводным парораспределением.
Для выявления роли компрессора сравним процесс расширения пара на диаграмме (рис. 2-35) для ПТУ, выполненной по рассмотренной схеме, с аналогичным процессом в ПТУ с обводным парораспределением, полагая, что к части низкого давления последней (5 на рис. 2-34, а) подключена обводная линия 9, но отсутствуют компрессор 6 и дополнительная турбина 7. Состояние пара перед главной турбиной характеризует точка А0. Если в тепловую схему ПТУ включена только обводная линия без турбокомпрессорной группы, то в камере обвода за ЧВД турбины устанавливается давление р'х. При этом процесс расширения пара в обводимых ступенях главной турбины изображается линией А0В'0. В обводном клапане происходит дросселирование пара до состояния, соответствующего точке В'. Состояние пара в камере обвода после смешения основного и прошедшего по обводной линии потоков характеризуется точкой С', а процесс расширения в последующих ступенях до конечного давления рz — линией CD'. Весь рассмотренный процесс, естественно, не отличается от изображенного на рис. 2-28.
Рассмотрим далее аналогичный режим для ПТУ с турбокомпрессором — (рис. 2-34, а), полагая, что через регулирующие клапаны 3 главной турбины и обводной клапан 8 проходит такая же масса пара, что и в предыдущем случае. Суммарный массовый расход пара частью низкого давления 5 также остается прежним. В таком случае давление р'х перед ЧНД в соответствии с формулой Стодолы сохранится таким же, как при чисто обводном парораспределении. В компрессоре 6, который пропускает суммарное количество пара, происходит повышение давления. Следовательно, давление рх в камере обвода перед компрессором меньше, чем давление р'х при входе в ЧНД главной турбины. В обводном клапане пар дросселируется до состояния, определяемого точкой Αх на рис. 2-35. Линия ΑхΒх характеризует процесс расширения в приводной турбине 7 (рис. 2-34, а). С параметрами, соответствующими точке В1, пар, прошедший приводную турбину, поступает в камеру обвода. Процесс расширения в группе обводимых ступеней главной турбины изображается линией А0В0. Так как давление рх ниже, чем p'X, располагаемый перепад энтальпии этой группы увеличивается по сравнению с его значением при чисто обводном парораспределении. Состояние пара после смешения потоков в камере обвода определяется точкой С". В компрессоре происходит его сжатие до давления р'х, изображаемое линией С"С. Линия CD характеризует процесс расширения в ЧНД турбины. Хотя в общем случае он несколько смещен по сравнению с таким же процессом CD' при чисто обводном парораспределении, тем не менее нет принципиальных отличий обоих процессов. Главный эффект, которого можно достичь компрессорнообводным парораспределением,— понижение давления в камере обвода к увеличение за счет этого располагаемого перепада энтальпии ЧВД. В этом смысле эффект, достигаемый включением компрессора в тепловую схему ПТУ, до известной степени аналогичен эффекту от применения диффузора за последней ступенью газовой турбины [34].
В схеме компрессорно-обводного парораспределения вместо турбокомпрессора может быть применен струйный компрессор 10, состоящий из сопла камеры смешения и диффузора (см. рис. 2-34, б). В этом случае поток пара, прошедший по обводной линии 9, выходя из сопла, играет роль эжектирующего потока. За счет эжекции основного потока, вышедшего из ЧВД главной турбины, происходит повышение давления пара в этом потоке. Как и при использовании турбокомпрессора, включение эжектора в тепловую схему турбоустановки увеличивает располагаемый перепад энтальпии ЧВД и общую мощность турбины. Тем самым открывается возможность повышения тепловой экономичности ПТУ с обводным парораспределением.
Заслуживает внимания включение в последнюю схему вихревой трубы по сечению которой в результате вихревого движения достигается большая температурная неравномерность потока при сохранении неизменной средней температуры. Разделив за вихревой трубой выходящие из нее холодный и горячий потоки, можно направить в ЧНД только горячий поток. В определенных случаях такой способ реализации промперегрева пара, отличающийся конструктивной простотой и не требующий больших капитальных затрат, может оказаться эффективным. Энергия отделенного при выходе из вихревой трубы холодного потока может быть использована, например, в системе регенеративного подогрева питательной воды.
