Паросиловая установка
Паросилова́я устано́вка, преобразует теплоту сжигаемого топлива в механическую работу при помощи пара; является базой современных крупных энергетических установок. Паросиловая установка состоит из одного или группы паровых котлов и одного или нескольких паровых двигателей (паровая машина, паровая турбина) со вспомогательными механизмами, аппаратами и приборами. Как правило, механическая работа посредством генераторов электрического тока трансформируется в электроэнергию, передаваемую затем потребителям. Различают паросиловые установки с промежуточным и беспромежуточным перегревом пара и регенеративным подогревом питательной воды, а также паросиловые установки бинарного цикла (с двумя рабочими телами; не получил широкого распространения). В беспромежуточной паросиловой установке пар перегревается в пароперегревателе парового котла однократно. Для повышения термического кпд цикла Ранкина с промежуточным (вторичным) перегревом пара и регенеративным подогревом используется двухступенчатая турбина, состоящая из цилиндра высокого давления и нескольких цилиндров низкого давления. Пар перегревается в пароперегревателе парового котла (давление 23,0 ÷ 30,0 МПа, температура 570 ÷ 600 °С) и подаётся по паропроводу в цилиндр высокого давления паровой турбины, где производит механическую работу (давление и температура пара снижаются). Оттуда пар направляется в промежуточный пароперегреватель парового котла (в котором его температура повышается) и в цилиндр низкого давления, где он производит механическую работу, снижая своё давление и температуру до давления и температуры конденсатора. Из конденсатора насосом конденсат подаётся в паровой котёл (парогенератор). Цилиндры высокого и низкого давления турбины находятся на одном валу с электрогенератором. Для повышения эффективности схемы питательная вода до её поступления в котельный агрегат подвергается предварительному нагреву паром (например, из цилиндра низкого давления). Подогрев реализуется посредством специального теплообменника – регенеративного подогревателя. Цикл с перегревом пара и регенерацией – основное для паросиловых установок, применяемых в современной теплоэнергетике, позволяет увеличить термический кпд паросиловой установки до 60 %.
В энергетике широко внедряются парогазотурбинные установки (парогазовые установки) с кпд до 55–60 %, в которых отходящие из газовой турбины газы с температурой 500–550 °C поступают в паросиловую установку.
Высокий кпд (более 55 %) можно получить, если к паросиловой установке присоединить магнитогидродинамический генератор (МГД-генератор), в котором происходит прямое преобразование тепловой энергии в электрическую. Это позволит получить большие мощности в одном агрегате (500–1000 МВт).
Перспективными являются солнечные паросиловые установки, работа которых основана на системе преобразования солнечного излучения в тепло, т. е. вырабатываемый в солнечном паровом котле пар подаётся на паровую турбину, на валу которой установлен электрогенератор, а образующийся конденсат насосом снова закачивается в котёл. Для подогрева воды используются гелиоконцентраторы.