Выбором параметров рабочего процесса в судовой паротурбинной установке стремятся добиться наилучшего использования подводимого тепла, т. е. высокого термического к. п. д. теоретического цикла
Коэффициент полезного действия и располагаемый теплоперепад можно увеличить путем повышения начальных и снижения конечных параметров пара. В паротурбинных установках в настоящее время достигнуты следующие параметры: давление в котле pк0=14,0 Мн/м2, температура за пароперегревателем Tпе = 8380 К при давлении в конденсаторе рк = 0,0185 Мн/м2 (на экспериментальном американском эсминце «Тиммермен»). На транспортных судах зарубежного флота приняты; давление в котле рк0 = 6,0?9,0 Мн/м2 и температура за пароперегревателем Тпе = 763?803° К при давлении в конденсаторе рк = 0,003?0,005 Мн/м2. Для судовых установок наиболее распространены параметры: рк0 = 3,5?6,5 Мн/м2; Tпп = 673?723°К; pк= 0,004—0,005 Мн/м2. В отечественном судовом турбостроении в настоящее время строятся ТЗА (для торговых судов мощностью 9550 и 14 000 квт) с параметрами пара: рк0 = 4,5 Мн/м2 и Tпп = 723° К; намечается выпуск судовых ТЗА большей мощностью с параметрами пара 6,5 Мн/м2 и 783° К. Однако повышение начальных и снижение конечных параметров пара в судовых паротурбинных установках на определенных этапах их развития ограничивается по следующим причинам:
1. Повышается влажность пара в последних ступенях, что приводит к росту эрозии в проточных частях турбины низкого давления. Предельная допустимая конечная влажность пара составляет 10—12%.
2. Необходимость применения более качественных легированных сталей, что удорожает начальную стоимость постройки котлов и турбин.
3. Большие тепловыделения при высоких температурах, в результате чего предъявляются более жесткие требования к теплоизоляции.
4. Увеличивается вес установки на единицу мощности из-за увеличения толщин стенок трубопроводов и корпусов.
5. Уменьшение начального и увеличение конечного удельных объемов пара приводит к увеличению потерь от утечки пара через внутренние и наружные уплотнения и росту веса и габарита турбоагрегата и стоимости всей установки. Снижение давления в конденсаторе увеличивает расход энергии на привод циркуляционных насосов.
Несмотря на указанное, процесс роста параметров продолжается. Создаются новые материалы, совершенствуются конструкции, внедряется автоматическое управление и защиты, которые обеспечивают рост экономичности, высокую надежность и маневренность и снижение весовых и габаритных показателей.
|