ГТУ со ступенчатым сжатием с промежуточным охлаждением и со ступенчатым расширением и промежуточным подводом теплоты

Основная идея – уменьшение затрачиваемой работы на сжатие воздуха в компрессоре и увеличение работы, получаемой при расширении рабочего газа в турбине.

Из термодинамики известно, что затрачиваемая работа на сжатие газа при прочих равных условиях будут наименьшей, если процесс осуществляется изотермически (процесс 3-4’, рис. З.4). Но для этого необходимо интенсивно и непрерывно подводить теплоту q от воздуха на протяжении всего процесса сжатия, что конструктивно, т.е. практически, невозможно осуществить.

Рис. 3.7 Цикл ГТУ о двухсту­пенчатым сжатием и промежуточ­ным охлаждением и регенерацией:

1 - КНД; 2 – КВД; 3 - холо­дильник; 4 - газовая турбина; 5 - камера сгорания; 6 - ре­генератор

16.4. ГТУ с двухступен­чатым расширением и про­межуточным подогревом ра­бочего газа

Схема ГТУ с двухступен­чатым расширением и про­межуточным подогревом ра­бочего газа представлена на рис. 3.10.

Воздух из компрессо­ра 1, пройдя регенератор 6, поступает в КСВД 5, после которой рабочий газ с температурой t₁ направ­ляется в ТВД 2. Здесь происходит частичное рас­ширение газа. После ТВД рабочий газ отводится в КСНД 3, в которой за счет дополни­тельного сжигания топлива его температура повышается до t₁. В виду большого коэффициента избытка воздуха после КСВД сжигание топлива в КСНД происходит интенсивно без дополни­тельной подачи воздуха. Из КСНД 3 рабочий газ поступает в ТНД 4, после которой прохо­дят через регенератор 6, где отдает часть своей теплоты воздуху.

Рис. 3.10 Схема ГТУ с двухсту­пенчатым расширением и промежу­точным подогревом рабочего газа:

1-компрессор; 2-турбина высо­кого давления (ТВД); 3-камера сгорания низкого давления (КСНД); 4-турбина низкого да­вления (ТНД); 5-камера сгора­ния высокою давления (КСВД); 6-регенератор