Walidacja — cykl regeneracyjny Rankine
net_η = gross_η − 1.8%; P_el = P_th × η; przegrzew i podgrzew → η↑; max 65%.
✓
10/10 asercji zdanych
Walidacja: ✓ ZALICZONA
Obliczono: 2026-07-08 02:29:00 UTC · PHP 8.1.2-1ubuntu2.24
Niezmienniki fizyczne
| Stan | Asercja | Wynik | Oczekiwane |
|---|---|---|---|
| ✓ | net_eta = gross_eta − 1.8 (straty pomocnicze własne elektrowni) Straty pomocnicze ~1.8 pkt %: pompy, wentylatory, sterowanie. Typowe dla bloków PWR/BWR. |
37,6955% | 37,6955% |
| ✓ | electric_mw = thermal_mw × net_η / 100 3000 MW_th × ~37% = ~1110 MW_el; P_el = P_th × η_net — bilans mocy elektrociepłowni. |
1 130,865 MW | 1 130,865 MW |
| ✓ | gross_eta ≤ 65% (termoenergetyczne ograniczenie modelu) Model ogranicza sprawność brutto do 65% — żaden cykl Rankine nie przekracza tego w praktyce dla turbiny parowej. |
gross_eta = 39.50 % | ≤ 65% |
| ✓ | wyższy reheat_gain → wyższy net_eta (przegrzew podwyższa sprawność) Przegrzew pary redukuje wilgotność i zwiększa sprawność: każdy dodatkowy stopień podwyższa η. |
η(reheat=6)=39.70% > η(reheat=4)=37.70% | η↑ |
| ✓ | wyższy feedwater_gain → wyższy net_eta (podgrzew wody zasilającej) Podgrzew regeneracyjny wody zasilającej zwiększa temperaturę wlotową kotła → η↑ (Rankine z regeneracją). |
η(fw=4)=39.20% > η(fw=2.5)=37.70% | η↑ |
| ✓ | steam_flow = P_th × 1000 / 1900 (h_para ≈ 1900 kJ/kg) Strumień masy: ṁ = P_th / Δh, Δh ≈ 1900 kJ/kg dla parametrów reaktora PWR (T=290°C, p=6 MPa). |
1 578,9474 kg/s | 1 578,9474 kg/s |
| ✓ | electric_mw > 0 Moc elektryczna jest zawsze dodatnia dla wydajności > 0 i mocy termicznej > 0. |
electric_mw = 1130.9 MW | > 0 |
| ✓ | moisture_after_reheat = moisture_limit − 1.8 × reheat_gain Przegrzew pary obniża wilgotność na końcu turbiny: każdy 1% przegrzewu → 1.8% niżej wilgotności. |
4,8% | 4,8% |
| ✓ | gross_eta < 65%: cykl regeneracyjny nie narusza II zasady termodynamiki Granica Carnota dla PWR: T_H≈600K, T_C≈300K → η_max≈50%; przegrzew nadkrytyczny: do ~65%. |
gross_eta = 39.50% < 65% | < 65% |
| ✓ | net_eta > 0 (reaktor zawsze dostarcza więcej energii niż zużywa pomocniczo) Sprawność netto > 0: elektrownia dostarcza energię do sieci (gdyby net_eta < 0, to jest konsumentem). |
net_eta = 37.70% | > 0% |
Porównanie z benchmarkami
Benchmarki są punktami bilansowymi uproszczonego cyklu Rankine: moc, sprawność netto, przepływ pary i ograniczenie termodynamiczne.
| Benchmark | Wynik modelu | Punkt odniesienia | Ocena |
|---|---|---|---|
| Moc elektryczna z bilansu sprawności netto Benchmark jednostek dla podstawowego bilansu elektrowni: P_el = P_th * eta_net. |
1130.87 MW_el | 3000 MW_th * 37.696% = 1130.87 MW_el | Jakościowy ✓ |
| Straty pomocnicze elektrowni Punkt rozdziela sprawność obiegu od obciążenia własnego bloku. |
gross 39.495% -> net 37.696% | net_eta = gross_eta - 1,8 punktu procentowego | Jakościowy ✓ |
| Strumień pary dla przyjętego spadku entalpii Benchmark kontroluje rząd wielkości przepływu pary w uproszczonym cyklu PWR. |
1578.95 kg/s | 3000 MW * 1000 / 1900 kJ/kg = 1578.95 kg/s | Jakościowy ✓ |
| Ograniczenie termodynamiczne sprawności brutto To nie jest pełny benchmark Carnota, ale kontrola, że suwaki nie pozwalają uzyskać niefizycznej sprawności. |
gross_eta = 39.495% | model ogranicza gross_eta do 65%, czyli poniżej jawnego sufitu dydaktycznego | Jakościowy ✓ |
Kontekst metodologiczny:
Kalkulator jest modelem dydaktycznym suwaków, nie pełnym solverem IAPWS/Rankine. Benchmarki potwierdzają, że wynik pozostaje w prawidłowej skali dla bloku 3000 MWth i że wzrost sprawności nie łamie przyjętego sufitu termodynamicznego.
Zakres walidacji
Sprawdzone: net_η=gross_η−1.8, P_el=P_th×η, gross_η≤65%, przegrzew→η↑, podgrzew→η↑, steam_flow, wilgotność, net_η>0.
Audyt modelu: Reheat/regeneration cycle
Kalkulator pokazuje wpływ przegrzewu wtórnego, separatora wilgoci i upustów regeneracyjnych na sprawność obiegu.
Najważniejsze uproszczenia
- Nie liczy punktów stanu z tablic pary.
- Upusty są jednym zagregowanym parametrem.
- Wilgotność końcowa jest korelacją dydaktyczną.
Co można liczyć dokładniej
- Dodać rzeczywiste punkty stanu i sprawności izentropowe sekcji turbiny.
- Dodać wiele podgrzewaczy regeneracyjnych.
- Połączyć z punktem pary i wykresem T-s.