При великій різниці між температурою випаровування води в котлі і температурою конденсату, відкачуваного з конденсатора, можна підігрівати живильну воду паром, що відбираються з проміжних ступенів турбіни, використавши його теплоту пароутворення. Такий підігрів живильної води називається регенеративним.
Регенеративний цикл у порівнянні зі звичайним циклом має більш високу середню температуру підведення теплоти при тій же середній температурі відведення і тому має більш високим термічним ККД.
Підвищення економічності в циклі з регенерацією пропорційно потужності, що виробляється на базі теплоти, переданої живильній воді в системі регенерації. Це кількість теплоти залежить від різниці температур живильної води і конденсату і практично не залежить від числа регенеративних відборів пари. Однак електрична потужність турбіни, що виробляється при одному і тому ж споживанні теплової енергії на підігрів живильної води і при одному і тому ж витраті свіжої пари, вельми істотно залежить від числа відборів і розподілу нагріву живильної води в регенеративних подогревателях. При одній і тій же температурі живильної води максимальної потужності відповідає нескінченно велика кількість відборів, а мінімальної - один відбір.
У разі одноступінчастого регенеративного підігріву живильної води найменший економічний ефект від регенерації буде при дуже високому або дуже низькому тиску відібраного пара, близькому до тиску свіжого або відпрацьованого пара, а найбільший - при деякому проміжному тиску.
Переконатися в цьому можна шляхом наступних міркувань. Розглянемо схему турбінної установки з одним ступенем регенеративного підігріву живильної води (рис.19).
Поживна вода прокачується насосом через трубну систему підігрівача, що обігрівається зовні паром, що відбираються з турбіни. При цьому температура живильної води на виході з підігрівача виходить трохи нижче температури насичення пари, що гріє. Різниця цих температур, звана недогріву води, становить від 1,5 до 6 0 С.
Малюнок 19 - Принципова схема турбінної установки з одного
щаблем регенеративного підігріву живильної води
Поряд з поверхневими підігрівниками при низькому тиску відібраного пара застосовуються також змішують підігрівачі, в яких гріючийпар змішується з живильною водою і недогрев відсутня.
Розглянемо наведену вище схему РППВ.
Тут живильна вода при прокачуванні через підігрівач нагрівається і ентальпія її підвищується від до. Ентальпія ж відбирається з турбіни пара, що гріє живильну воду, при цьому знижується від до. Конденсат пари, що гріє з ентальпії повертається в конденсатор. Припустимо, що недогрев живильної води в підігрівачі становить.
Позначивши кількість відібраного пара, виражене в частках витрати свіжої пари, що надходить в турбіну, через # 945 ;, складемо рівняння теплового балансу підігрівача:,
звідки знаходиться частка відібраного пара:.
Потужність, що розвивається цим паром, буде відповідно дорівнює:
в даному випадку одноступінчастого підігріву живильної води буде досягнута при деякому проміжному значенні ентальпії відібраного пара, близькому до середнього значення ентальпії свіжого і відпрацьованого пара, коли нагрів живильної води в підігрівачі складе приблизно половину нагріву її від температури конденсату до температури насичення, яка відповідає тиску в котлі.
При збільшенні числа відборів вироблення потужності на тепловому споживанні зростає і при нескінченному числі відборів досягає максимального значення.
На практиці, виходячи з техніко-економічних розрахунків, застосовується обмежене число відборів, зазвичай не більше дев'яти. При цьому точки відбору вибираються з таким розрахунком, щоб в кожному з підігрівачів ентальпія живильної води підвищувалася приблизно на одну і ту ж величину, тобто щоб теплопаденія між сусідніми відборами пара були приблизно однаковими.
Шляхом регенеративного підігріву температура живильної води, взагалі кажучи, могла б бути підвищена до температури, близької до температури насичення, яка відповідає тиску свіжої пари. Однак при цьому сильно зросли б втрати теплоти з газами котла. Тому міжнародні норми типорозмірів парових турбін рекомендують вибирати температуру живильної води на вході в котел рівній (0,65 ÷ 0,75) від температури насичення, яка відповідає тиску в котлі. При надкритичних параметрах пари і початковому тиску його Р0 = 23,5 МПа температура живильної води приймається рівною 265-275 0 С.
Регенерація позитивно впливає на відносний внутрішній ККД перших ступенів завдяки підвищеному витраті пара через ЦВД і відповідного збільшення висоти лопаток.
Об'ємний пропуск пари через останні ступені турбіни при регенерації зменшується, що знижує втрати з вихідною швидкістю в останніх щаблях турбіни.