Ранкин циклус со затворени подгревачи на питна вода има свои предности и најчесто се користи во сите модерни електрани. Затворен подгревач на питна вода користи индиректен начин на пренос на топлина, односно извучена пара или истечка пара од турбината пренесува својата топлина индиректно на питната вода во обична и цевна замена на топлина. Бидејќи парата и водата не се миксуваат директно, тоа значи дека и двата кружници (пара и вода) се на различни притиски. Затворен подгревач на питна вода во циклус е прикажан на T-s дијаграм како што е прикажано подолу на Слика 1.
Теоретски или идеално, преносот на топлина во затворен подгревач на питна вода треба да биде таков што температурата на питната вода треба да се зголеми до точката на наситување на извучената пара (подгревање на питната вода).
Но во реалната операција на електраната, максималната температура која може да достигне питната вода обично е малку помала од точката на наситување на парата. Разлогот може да биде потреба за неколку степени градиент на температура за ефективен и ефикасен пренос на топлина.
Овој кондензат или кондензирана пара од џепот на подгревачот треба да се пренесе на следниот подгревач (со низок притисок) во циклусот или понекогаш на кондензаторот.
Отворен и затворен подгревач на питна вода може да се разликуваат како следи:
Отворен подгревач на питна вода |
Затворен подгревач на питна вода |
Отворен и едноставен |
Повеќе комплексен дизајн |
Добри карактеристики на пренос на топлина |
Помалку ефективен пренос на топлина |
Директно мешање на извучена пара и питна вода во притисочен сосуд |
Индиректно мешање на питна вода и пара во обична и цевна замена на топлина. |
Помпа е потребна за пренесување на водата во следната фаза во циклусот. |
Затворените подгревачи на питна вода не бараат помпа и можат да работат со притисочна разлика помеѓу различните подгревачи во циклусот. |
Бара повеќе простор |
Бара помалку простор |
Помалку скап |
Повеќе скап |
Сите модерни електрани користат комбинација на отворени и затворени подгревачи на питна вода за максимизирање термичката ефикасност на циклусот.
Енергетската термодинамика се занимава со претворба на ценето формата на енергија (топлина) во работа. Во електрани, ова се прави со преносот на топлината на работната течност наречена вода. Целта е да се избегне губењето на топлина од парата во кондензаторите на парните турбини. Ова е можно ако се најде начин за користење на парата со низок притисок која влиза во кондензаторот.
Когенерирација е концептот на користење на топлината од парата за полезна цел, наместо да се губи (тековно губи се во кондензаторите).
Когенерирација значи Комбинирана топлина и мощност (CHP) што е генерирање на топлина и мощност истовремено за индустриите кои бараат пар за процеси. Во когенерирационата електрана, и топлината и мощноста се користат уместно, така што ефикасноста може да биде колку 90% или повеќе. Когенерирацијата нуди штеднување на енергија.
Когенерирацијата нуди намалување на губењето на големи количества пара и истата може да се користи во многу уреди во формата на топлина. Повеќето индустрии како папир и целулоза, хемија, текстил и влакна и цемент се зависни од когенерирационата електрани за пар за процеси. Бараната топлина за пар за процеси во гореспоменатите индустрии е околу 4 до 5 кг/цм2 при температура околу 150 до 180°C.
Индустриите за папир, хемија и текстил бараат и електрична мощност и пар за процеси за да ги исполнат своите цели. Така, оваа потреба лесно може да се задоволи со инсталирање на когенерирациона електрана.
Температурата во котлот е околу 800°C до 900°C и енергијата се пренесува на водата за да се произведе пара со притисок 105 бар и температура околу 535°C за когенерирациони електрани. Парата со овие параметри се смета за извонреден извор на енергија и се користи прво во парната турбина за производство на мощност, а истечката пара (низококвалитетна енергија) се користи за задоволување на бараната топлина за процеси.
Когенерирационата електрана е позната по задоволувањето на потребата за мощност додека задоволува и потребата за топлина за индустријските процеси.
Идеалната парна турбина со когенерирација е прикажана на Слика 2 погоре. Нека кажеме дека бараната топлина за процеси Qp е 5.0 кг/цм2 околу 100 КВ. За да се задоволи бараната топлина за процеси на 5.0 кг/цм2, парата се расширува во турбината се додека притискот на парата се намали до 5.0 кг/цм
