超临界朗肯循环理论吸热与实际吸热线区别分析

内燃机余热回收跨临界并行朗肯循环研究万爽

内燃机余热回收跨临界并行朗肯循环研究万爽发布时间：2021-11-07T04:39:11.440Z 来源：《福光技术》2021年17期作者：万爽[导读] TSPORC 系统解决了现有双环朗肯循环(DRC)结构的高复杂度、高空间占有率等问题，T-CO2-PRC 系统解决了 CO2 临界压力高、临界温度低造成系统输出功偏低等问题。

河北华电石家庄热电有限公司河北石家庄050000摘要：基于跨临界朗肯循环(TRC)与内燃机高温排气余热匹配性高、亚临界朗肯循环(SRC)能够高效回收内燃机冷却液低温余热，本章构建了一个新型跨亚临界并行有机朗肯循环(TSPORC)和一个新型跨临界 CO2 并行朗肯循环(T-CO2-PRC)内燃机余热回收系统，TSPORC 系统解决了现有双环朗肯循环(DRC)结构的高复杂度、高空间占有率等问题，T-CO2-PRC 系统解决了 CO2 临界压力高、临界温度低造成系统输出功偏低等问题。

关键词：内燃机；余热回收；跨临界；并行朗肯循环内燃机余热回收跨临界朗肯循环技术根据热源温度高低，热源可分为三个等级：低温热源(小于 230℃)、中温热源(高于 230℃低于 650℃)以及高温热源(高于 650℃)。

根据循环中工质的工作状态，朗肯循环(RC)可以分为亚临界朗肯循环(SRC)和跨临界朗肯循环(TRC)。

在 SRC 中，工质以亚临界压力与热源进行换热，此时存在一个饱和温度与蒸发压力对应，在饱和状态下，工质温度保持不变，仅蒸汽含量发生变化，因而在 SRC 吸热过程中，工质存在一个等温相变过程。

在 TRC 中，工质以超临界压力与热源进行热交换，同时工质的工作温度达到临界温度以上，即工质达到超临界状态，此时工质的压力和温度相互没有约束。

众多研究表明，SRC 能够较好地回收低温热源余热。

对于中、高温热源，一方面由于在 SRC 蒸发器中存在等温相变过程，热源与工作液体的温差很大，导致换热过程拥损较大，无法有效利用热源的高温特性，从而导致 SRC 系统的能量利用率不高。

超临界锅炉与自然循环锅炉相比,有以下的启动特点

超临界锅炉与自然循环锅炉相比，有以下的启动特点：超临界机组是指过热器出口主蒸汽压力超过22.129Mpa。

目前运行的超临界机组运行压力均为24Mpa~25Mpa, 理论上认为,在水的状态参数达到临界点时(压力22.129、温度374.℃),水完全汽化会在一瞬间完成,即在临界点时饱和水和饱和蒸汽之间不再有汽、水共存的二相区存在,二者的参数不再有区别。

由于在临界参数下汽水密度相等，因此在超临界压力下无法维持自然循环即不能采用汽包锅炉，直流锅炉成为唯一型式。

提高蒸汽参数并与发展大容量机组相结合是提高常规火电厂效率及降低单位容量造价最有效的途径。

与同容量亚临界火电机组的热效率相比,在理论上采用超临界参数可提高效率2%～2.5%,采用超超临界参数可提高4%～5%。

目前,世界上先进的超临界机组效率已达到47%～49%。

1.1.1.超临界机组的启动特点超临界锅炉与亚临界自然循环锅炉的结构和工作原理不同，启动方法也有较大的差异，超临界锅炉与自然循环锅炉相比，有以下的启动特点：•设置专门的启动旁路系统直流锅炉的启动特点是在锅炉点火前就必须不间断的向锅炉进水，建立足够的启动流量，以保证给水连续不断的强制流经受热面，使其得到冷却。

一般高参数大容量的直流锅炉都采用单元制系统，在单元制系统启动中，汽轮机要求暖机、冲转的蒸汽在相应的进汽压力下具有50℃以上的热度，其目的是防止低温蒸汽送入汽轮机后凝结，造成汽轮机的水冲击，因此直流炉需要设置专门的启动旁路系统来排除这些不合格的工质。

•配置汽水分离器和疏水回收系统超临界机组运行在正常范围内，锅炉给水靠给水泵压头直接流过省煤器、水冷壁和过热器，直流运行状态的负荷从锅炉满负荷到直流最小负荷，直流最小负荷一般为25%~45%。

低于该直流最小负荷，给水流量要保持恒定。

例如在20%负荷时，最小流量为30%意味着在水冷壁出口有20%的饱和蒸汽和10%的饱和水，这种汽水混合物必须在水冷壁出口处分离，干饱和蒸汽被送入过热器，因而在低负荷时超临界锅炉需要汽水分离器和疏水回收系统，疏水回收系统是超临界锅炉在低负荷工作时必需的另一个系统，它的作用是使锅炉安全可靠的启动及其热损失最小。

BEST技术用于超超临界二次再热机组的可行性分析

BEST技术用于超超临界二次再热机组的可行性分析邓攀;王亚军【摘要】为降低二次再热发电机组的回热抽汽过热度,提高机组经济性,提出了采用背压抽汽汽轮机(BEST)的节能配置方案.通过介绍BEST技术在回热汽源、排汽走向、材料选用等方面的特点,详细阐述了采用BEST技术的二次再热发电机组在设计、制造、运行与控制中的技术难点,对BEST技术用于高参数二次再热发电机组的可行性进行了技术探讨和经济性分析.分析结果表明,采用BEST技术,单台机组初投资可减少约2 400万元,年利润可增加约4 500万元.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2018(051)007【总页数】6页(P84-89)【关键词】燃煤发电;二次再热循环;回热系统;背压式抽汽汽轮机(BEST);双馈电机;调速箱【作者】邓攀;王亚军【作者单位】神华国华广投(北海)发电有限责任公司,广西北海 536000;中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司,上海 200063【正文语种】中文【中图分类】TK2620 引言背压抽汽汽轮机（backpressure extraction steam turbine，BEST）在朗肯循环的基础上对吸热过程加以改进，系统配置中背压抽汽汽轮机作为给水泵汽轮机（小汽轮机），其汽源来自汽轮机主机抽汽，其抽汽在回热加热器内加热给水，从而提高了给水温度，减少了低温水在锅炉中的吸热。

由于系统循环的平均吸热温度提高，系统的循环热效率也随之提高。

随着“一带一路”国家战略的推进，作为古代海上丝绸之路的重要始发地，广西北部湾经济区某地兴建一座煤炭能源基地，工程新建2×1 000 MW超超临界二次再热燃煤发电机组，汽轮机型式为超超临界压力、二次中间再热、单轴、五缸四排汽凝汽式，汽轮机额定参数为31MP a/600℃/620℃/620℃。

由于该工程二次再热机组的一次再热和二次再热温度均为620℃，再热之后的各级抽汽过热度大大增加，尤其是高压缸的第1级抽汽（2段抽汽）和中压缸的第1级抽汽（4段抽汽），分别有260℃和325℃的过热度[1-2]。

带喷射回热器超临界有机朗肯循环系统性能分析

文章编号：１６７ｌ一８０９７（２０１３）０３ — ０２２ｉ－０７
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－８０９７．２０１３．０３．００７
带喷射回热器超临界有机朗肯循环系统性能分析
ｖｅｒ）软件中进行。
１）热源：出口温度４０１Ｋ，质量流量为１５ｋｇ／ｓ；
ｃｙｃｌｅ，ＲＯＲＣ）在文献［８］基础上改进得到，如图１
（ｂ）所示。系统中增加了一个喷射器，从膨胀机
在超临界条件下的热力学性能；Ｃｈｅｎ等嘲指出超临界ＯＲＣ可以使工质吸热过程与热源放热过程
中心进液环周进气的形式，它是由液体喷嘴、气体喷嘴、混合室和扩压室四个主要部分组成［。主流引射气体２１ｓ在喷嘴里等熵膨胀，压力从Ｐ。。降低到混合室入口的Ｐ，而辅流被引射液体压力从Ｐ。增加到Ｐ。在混合室里气体和液体直接接
触，相互交换热量、动量和能量，最终形成单相的
更好地匹配，可减小系统的不可逆性；文献［４ — ７］研究了异丁烯、丙烷、丙烯、二氟甲烷、ＣＯ、
Ｒ２４５ｆａ等工质的超临界有机朗肯循环。
液体。液体在扩压室里将部分动能转化为压力能，使压力得到进一步升高。

有机朗肯循环的热力学分析

图 2 R245fa 为工质的 ORC 系统的温－熵图 Fig． 2 T － S Thermodynamic diagram of ORC
system for R245fa
在正常工作时，工质处于稳定流动状态，各热
力过程及能量关系如下（以单位质量工质为基准）［7］．
（ 1）等压吸热过程（ 4 － 5 － 6 － 1）．有机工质
示．工质在蒸发器中从低温热源中吸收热量产生有机蒸汽，进而推动膨胀机旋转，带动发电机发电，在膨胀机中做完功的乏气进入冷凝器中重新冷却为液体，由工质泵打入蒸发器，完成一个循环．
图 1 有机朗肯循环余热发电系统原理图 Fig． 1 Schematic diagram of ORC waste heat
的不可逆损失，需减少各热力过程的有温差传热和摩擦损耗，即选取高效传热的蒸发器和冷凝器及设计
制造适合有机工质的膨胀机；在冷凝器入口前加装回热器，可有效减少传热温差引起的不可逆损失，加
装回热器后整个系统的热效率提高了 0. 32% ．研究结果可供有机朗肯循环系统设计作参考．
关键词：热力学；余热发电；有机朗肯循环；分析
－ wP － h4
=
h1
－ h2s －（ h1 －
h4 h4
－
h3 ）
（ 5）
在实际的热力循环中，所有过程都是不可逆
的．尤其是有机蒸汽在膨胀机内的膨胀过程（ 1 －
以 R245fa 为工质回收利用 100 ℃ 左右的低
品位热源进行发电时，结合工程实际、各热力设备
的性能，选取了如下的操作参数作为计算工况：膨
有机工质在回收显热方面也有较高的效率，

600MW超临界汽轮机设备及运行(华电汽机教研室)

一般汽缸都是上下缸结构，中间通过法兰螺栓连接
但大机组、尤其是超临界机组高压缸为了减小热应力，采用了一些其它方式。西门子公司：外缸为圆筒形结构；内缸有中分面，用螺栓固定；内缸受外缸约束、定位。石洞口二电厂（ABB）、元宝山电厂等内缸无法兰螺栓，而采用7只钢套环将上下缸热套紧箍成一圆筒，仅在进汽部分加四只螺栓来加强密封。同时外缸可采用较薄的法兰和细螺栓，减小对汽机启停的限制。
2. 适当提高油温；
3. 增大偏心率； 4. 采用多油楔瓦。
轴承结构
径向支持轴承按支承方式可分为固定式和自位式两种；按轴瓦可分为圆形轴承、椭圆形轴承、多油楔轴承和可倾瓦轴承等。
一般圆筒形转子主要适用于低速重载转子；三油楔支持轴承、椭圆形轴承分别适用于较高转速的轻、中和中、重载转子；可倾瓦支持轴承则适用于高速轻载和重载转子。
载荷（kN)
42 57 88 117
形式
四瓦块可倾瓦同上同上同上
5 （低压A转子）
6 （低压A转子） 7 （低压B转子） 8 （低压B转子） 9（发电机转子） 10（发电机转子）
289
292 288 297 376 376
两瓦块可倾瓦
短园瓦同上同上椭圆同上
三、推力轴承
以止推轴承的名义间隙0.4为标准以轴承架中心线为基准,离开中心线(任一方向) 0.9mm时报警 1.0mm时跳闸
第四节
轴承
一、滑动轴承油膜形成的原理油膜形成的三要素： 1. 一定的速度 2. 沿速度方向的楔形 3. 油的粘度如：油温升高，粘度下降，油膜将难以形成；
但粘度太大，会使油的
分布不均匀，增大摩擦损失，减小偏心距。二、径向支撑轴承
F

吸热型碳氢燃料结焦与超临界压力下传热性质研究

吸热型碳氢燃料结焦与超临界压力下传热性质研究吸热型碳氢燃料是针对高超音速飞行器的高温冷却要求以及氢燃料的缺点提出来的。

本研究项目为国家航空航天领域“863-2”基金资助项目的内容,该项目的研究对我国国防和航天事业具有重大战略意义。

本文在分析、总结有关吸热性碳氢燃料传热数据测量方法和热裂解结焦等方面的文献资料的基础上,围绕这两个问题进行了探索性研究。

本论文建立了一套测量液体燃料传热性质的装置和方法,适用压力5MPa,温度800℃。

测定了吸热型碳氢燃料在常压至超临界压力下流过内径为1.0mm不锈钢管的传热数据。

结果表明:吸热型碳氢燃料ZH-100的给热系数随实验温度升高而减小,随燃料汽化和裂解程度加深而增大,在燃料开始汽化和开始裂解时数值较低,表现出明显的极值;超临界压力下,极值不明显。

除相变段外,压力越高,给热系数越大。

该套装置同时也可以提供热沉数据。

在原有的脉冲注氧色谱测焦系统上加以改装,建立了流动式连续进样测焦系统。

改进冷却模拟系统,建立套管式反应器,采用挂片法测热裂解结焦量,研究了吸热型碳氢燃料结焦性能和结焦抑制剂效果,本文利用该装置筛选评价了多种结焦抑制剂,如含磷、硫、等化合物。

二硫化碳作为结焦抑制剂在不同浓度下的效果不同,浓度增加,抑制效果增加量变小。

同时发现在抑制结焦方面以含硫化合物及偶氮二异丁腈效果较好,并探讨了抑制机理。

制冷原理—蒸汽压缩式制冷的理论循环和实际循环

制冷剂压焓图
一、制冷剂压焓图（P-V图）
制冷系统中循环流动的工作介质叫制冷剂(又称制
冷工质)，它在系统的各个部件间循环流动以实现能
量的转换和传递，达到制冷机向高温热源放热；从
低温热源吸热，实现制冷的目的。
一、制冷剂压焓图（P-V图）
以特定制冷剂的焓值为横坐标，以压
力为纵坐标绘制成的线图成为该制冷剂的
具有蒸汽过热的循环称为蒸汽过热循环。
有效过热：过热吸收热量来自被冷却介质，
产生有用的制冷效果。
有害过热：过热吸收热量来自被冷却介质以外，无制冷效果。
1、有害过热分析：
（1）单位制冷量不变，单位压缩功增加
（2）单位冷凝负荷增大
（3）进入压缩机的制冷剂比容增大
（4）压缩机的排气温度升高
（1）蒸发器面积大于设计所需面积（有效过热）
压焓图。为了缩小图的尺寸，并使低压区
内的线条交点清楚，所以纵坐标使用压力
的对数值LgP绘制，因此压--焓图又称
LgP-E图。
一、制冷剂压焓图（P-V图）
一点（临界点）
两线（饱和液体线；干饱和蒸气线）
三区（过冷区；湿蒸气区；过热气区）
五状态（未饱和液体；饱和液体；湿饱
和蒸气；干饱和蒸气；过热蒸气）
在循环制冷计算中，将制冷剂饱和液
体的温度降低就变为过冷液体。
气液两相区：介于饱和液体线与饱和
气体线之间的区域为。
过热蒸气区：干饱和蒸气线右边区域。
饱和液体线
干饱和蒸气线
饱和液体线
（压力）
未饱和液体
过热蒸气
焓
六参数：
➢等压线p — 水平线
➢等焓线 h— 垂直线
➢等干度线 x
2、蒸气压缩制冷循环的P-h图，试指出进行各热力过程相应设备的名

窄点温差及工质物性对跨临界有机朗肯循环性能的影响

窄点温差及工质物性对跨临界有机朗肯循环性能的影响于超;徐进良;苗政;杨绪飞【摘要】利用约束热源入口及出口温度的热力学模型，将循环热效率及净输出功统一为一个参数，计算41种工质在473.15K 废热烟气驱动的跨临界有机朗肯循环中的热力学表现，分析蒸发器内窄点温差及工质物性对循环性能的影响。

结果表明，临界温度低于烟气出口温度的工质，及高于0.88倍烟气入口温度的工质，临界温度是循环效率的主要影响因素；临界温度在上述范围之间的工质，干湿性对循环效率影响显著，湿工质效率明显高于干工质。

所有循环中，该临界温度范围内的湿工质热效率最高。

临界温度高于0.88倍烟气入口温度的工质，窄点温差可能出现在蒸发过程中或蒸发器出口，从热力性能角度看，窄点出现在蒸发过程中的循环明显优于窄点出现在蒸发器出口的循环。

改变热源入口及出口温度不会影响上述结论。

%Thermal performance values of 41 working fluids in a trans-critical organic Rankine cycle (ORC) driven by waste heat flue gas of 473.15 K were calculated by means of a theoretical model in which the inlet and outlet temperatures of flue gas were fixed and therefore the thermal efficiency and net work output were unified into one parameter as long as the heat absorbed was given. The influences of pinch point temperature difference (PPTD) in the evaporator and working fluid properties on cycle performance were analyzed. Calculation results showed that for fluids with critical temperatureTc<Tgas,out, and fluids withTc>0.88Tgas,in,Tc had dominant influence on thermal efficiency. For fluids withTc betweenTgas,outand 0.88Tgas,in, fluid dryness had significant influence on cycle performance, and wet fluids outperformed dry fluids apparently. Wetfluids withTc between Tgas,outand 0.88Tgas,in exhibited the highest thermal efficiency. For fluids withTc>0.88Tgas,in, PPTD might lie either inside the evaporator or at the outlet. Thermal performance values of the cycle with PPTD inside the evaporator outperformed that with PPTD at the outlet. Application of such conclusions was confirmed through sensitivity analysis for flue gas inlet and outlet temperatures.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】9页(P4655-4663)【关键词】有机朗肯循环;跨临界循环;临界温度;窄点温差;热力学;热力学过程;热力学性质【作者】于超;徐进良;苗政;杨绪飞【作者单位】华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室，北京102206;华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室，北京 102206;华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室，北京 102206;华北电力大学低品位能源多相流与传热北京市重点实验室，北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TK123Key words:organic Rankine cycle; trans-critical cycle; critical temperature; pinch point temperature; thermal dynamic; thermal process; thermal property工业低温余热烟气是重要的余热资源，对其进行回收可以获得经济效益及环保效益[1]。

超临界朗肯循环

超临界朗肯循环超临界朗肯循环是一种高效的热力循环系统，常用于发电厂和化工厂等工业领域。

本文将介绍超临界朗肯循环的原理、工作过程以及其在能源转换中的应用。

一、超临界朗肯循环的原理超临界朗肯循环是在朗肯循环的基础上发展起来的。

朗肯循环是一种理想的热力循环，由四个过程组成：膨胀过程、冷却过程、压缩过程和加热过程。

超临界朗肯循环在此基础上加入了超临界过程。

超临界朗肯循环的超临界过程是指工质在高于临界温度和临界压力的条件下进行膨胀或压缩。

超临界朗肯循环的工质可以是水、二氧化碳等，而传统的朗肯循环一般使用水蒸汽作为工质。

超临界朗肯循环的工作过程与传统的朗肯循环类似，但有一些关键的区别。

1. 膨胀过程：在超临界朗肯循环中，工质从高压状态开始，通过节流阀进入膨胀器，压力和温度逐渐降低。

在超临界条件下，工质的物理性质发生了显著变化，使得膨胀过程更加高效。

2. 冷却过程：在超临界朗肯循环中，工质从膨胀器出口进入冷却器，通过冷却介质的热交换，使工质的温度进一步降低。

3. 压缩过程：在超临界朗肯循环中，工质从冷却器出口进入压缩机，通过压缩过程增加工质的压力。

4. 加热过程：在超临界朗肯循环中，工质从压缩机出口进入加热器，通过加热介质的热交换，使工质的温度进一步增加。

三、超临界朗肯循环的应用超临界朗肯循环具有以下几个优点，使其在能源转换中得到广泛应用。

1. 高效能：超临界朗肯循环的超临界过程使得能量转换效率更高，比传统的朗肯循环有所提高。

2. 灵活性：超临界朗肯循环适用于不同的工质，可以根据不同的应用选择合适的工质。

例如，二氧化碳在超临界条件下具有较高的可压缩性，适用于超临界朗肯循环。

3. 资源利用：超临界朗肯循环可以利用废热或低温热能，提高能源利用效率，减少能源浪费。

4. 环境友好：由于超临界朗肯循环可以利用废热资源，减少对环境的负面影响，因此被认为是一种环境友好的能源转换技术。

超临界朗肯循环在发电厂、化工厂等工业领域得到广泛应用。

超临界朗肯循环

超临界朗肯循环超临界朗肯循环是一种高效的汽轮机循环过程，通过在超临界状态下运行，可以提高能量转化效率。

本文将对超临界朗肯循环的原理、特点和应用进行详细介绍。

一、超临界朗肯循环的原理超临界朗肯循环是一种改进的朗肯循环，其原理是利用超临界工质的特性来提高能量转化效率。

在传统的朗肯循环中，蒸汽在高压蒸汽发生器中被加热，然后进入汽轮机进行膨胀，最后被排出。

而在超临界朗肯循环中，蒸汽在高压蒸汽发生器中被加热至超临界状态，然后进入汽轮机进行膨胀，最后被排出。

超临界工质是指在临界点以上的温度和压力下存在的物质。

与常规蒸汽相比，超临界工质具有更高的温度和压力，能够提供更高的能量转化效率。

此外，超临界工质的密度较大，具有较高的传热性能，可以更充分地利用热能。

1. 高效性：超临界朗肯循环能够提高能量转化效率，使得能源利用更加高效。

相比传统的朗肯循环，超临界朗肯循环的效率可以提高10%以上。

2. 灵活性：超临界朗肯循环适用于多种工质，包括水、二氧化碳等。

这种灵活性使得超临界朗肯循环可以应用于不同的能源系统中。

3. 环保性：超临界朗肯循环能够减少二氧化碳等温室气体的排放，对环境更加友好。

此外，超临界朗肯循环还可以利用工业废热等低品质能源，提高能源利用效率。

4. 技术挑战：超临界朗肯循环的应用还面临一些技术挑战，包括高温高压下的材料应力、循环稳定性等问题。

解决这些问题将有助于推动超临界朗肯循环的进一步应用。

三、超临界朗肯循环的应用超临界朗肯循环已经在一些领域得到了应用，包括发电、工业生产等。

其中，发电是超临界朗肯循环的主要应用领域之一。

在发电领域，超临界朗肯循环可以应用于燃煤发电、核能发电等系统中。

通过利用超临界工质的高温高压特性，可以提高发电效率，减少能源消耗。

此外，超临界朗肯循环还可以利用工业废热等低品质能源，提高能源利用效率。

除了发电领域，超临界朗肯循环还可以应用于工业生产中的热能回收等方面。

通过利用废热等低品质能源，可以提高能源利用效率，减少能源浪费。

朗肯循环

• 1-2过程：蒸汽在汽轮机中膨胀过程也因其流量大、散热量相对较小，当不考虑摩擦等不可逆因素时，简化为可逆绝热膨胀过程，即等熵膨胀过程。
• 2-3过程：蒸汽在冷凝器中被冷却成饱和水，同样将不可逆温差传热因素放于系统之外来考虑，简化为可逆定压冷却过程。因过程在饱和区内进行，此过程也是定温过程。
• 3-4过程：在水泵中水被压缩升压，过程中流经水泵的流量较大，水泵向周围的散热量折合到单位质量工质，可以忽略，因而3一4 过程简化为可逆绝热压缩过程，即等熵压缩过程。
• 4-1过程：水在锅炉中被加热的过程本来是在外部火焰与工质之间有较大温差的条件下进行的，而且不可避免地工质会有压力损失，是一个不可逆加热过程。我们把它理想化为不计工质压力变化，并将过程想象为无数个与工质温度相同的热源与工质可逆传热，也就是把传热不可逆因素放在系统之外，只着眼于工质一侧。这样，将加热过程理想化为定压可逆吸热过程。
朗肯循环是指以水蒸气作为制冷剂的一种实际的循环过程，主要包括等熵压缩、等压冷凝、等熵膨胀、以及一个等压吸热过程。可以用来
制热，也可以用来制冷。
Hale Waihona Puke • 右图是最简单的蒸汽动力循环由水泵、锅炉、汽轮机和冷凝器口个主要装置组成。水在水泵中被压缩升压；然后进入锅炉被加热汽化，直至成为过热蒸汽后，进入汽轮机膨胀作功，作功后的低压蒸汽进入冷凝器被冷却凝结成水。再回到水泵中，完成一个循环。

理想朗肯循环ppt课件

4
1.理想的朗肯循环的热效率
在冷凝器内的定压（定温）放热过程2-3中，乏汽向循环冷却水放出的热量为
q2 h2 h3 T s图上面积m 3 2 n m
在绝热压缩过程3-4中，水泵对凝水所做的功为
wP h4 h3
5
1.理想的朗肯循环的热效率
整个循环中工质完成的净功为
w0 wT wP (h1 h2 ) (h4 h3 ) T s 图上面积1 2 3 4 5
备。
2
1.理想的朗肯循环的热效率
3
1.理想的朗肯循环的热效率
以每千克工质为基准，在蒸汽发生器内的定压吸热过程4-5-1中，二回路工质从一次侧冷却剂吸入的热量为
q1 h1 h4 T s图上面积m 4 5 1 n m
在汽轮机内的绝热膨胀过程1-2中，蒸汽所做的理论功为
wT h1 h2
循环有效热量为
q0 q1 q2 (h1 h4 ) (h2 h3 ) (h1 h2 ) (h4 h3 ) T s
图上面积1 2 3 4 5
6
1.理想的朗肯循环的热效率
q0 w0
循环热效率为
t
w0 q1
q1 q2 q1
(h1 h2 ) (h4 h1 h4
h3 )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
wT wP q1
忽略水泵功对计算的影响
h4 h3
7
1.理想朗肯循环的热效率
则循环热效率的近似表达式为
t
wT q1
h1 h2 h1 h3
8
2.如何提高朗肯循环的热效率
T
5 4
3
1
t
h1 h2 h1 h3
影响热效率
6
的参数？
2
p1, t1, p2

旧事重提：火力发电绕不开的经典物理学——朗肯循环

如果说⽡特给蒸汽时代带来了动⼒，那么朗肯则是将蒸汽时代推向可⾏性利⽤的⼈，他提出了以⽔蒸汽作为制冷剂的⼀种实际的循环过程，主要包括等熵压缩、等压冷凝、等熵膨胀、以及⼀个等压吸热过程。

可以⽤来制热，也可以⽤来制冷。

没错，这就是著名的“朗肯循环”。

⽽熟悉⽕⼒发电⼚的朋友也会很熟悉这句话，我们将这段话翻译过来就是，加热⽔使成蒸汽，蒸汽压⼒推动汽轮机旋转。

在这个过程中，就是朗肯循环的原理。

可以说⽕电⼚使⽤的最基本的物理原理就是“朗肯循环”！如今两百年过去了，我们的⽕电⼚虽然较之以前有了很⼤的进步，但是仍然没有摆脱“朗肯循环”这个基础物理原理。

这让我想起了《三体》中丁仪的⼀句话，“你们知道我这些年都在⼲什么吗？我在⼤学⾥教物理，还带博⼠⽣。

……孩⼦们啊，我这两个世纪以前的⼈了，现在居然还能在⼤学⾥教物理。

”恰好两百年了，我们的基础物理⼏乎没有进步！如果朗肯还活着，那么他⼀定还可以在当今最好的⼤学带博⼠⽣。

如果⽡特和朗肯活在同⼀时代，那么可能会诞⽣蒸汽机，但是未必会发现朗肯循环原理。

上帝在创造世界的时候顺便给每个⼈安排了任务，所以你尽管努有机⼯质通过蒸发器，与余热进⾏热交换，有机⼯质的沸点较低，迅速膨胀为蒸⽓，进⼊膨胀机做功，完成发电的过程。

这⾥的关键在于有机⼯质，选择合适的有机⼯质可以⼤⼤提⾼整个机组的热效率。

⽽我们的余热源可以是烟⽓、抽汽、低热、光热甚⾄是汽车尾⽓等。

有关资料显⽰，只要余热源温度在70℃以上，就可以实现将有机⼯质变为动⼒蒸⽓进⾏做功。

如此完美的解决⽅案，是什么时候被发现的呢？我查到的最早的资料是上世纪50年代，没错是70年前，跟你⽼家房⼦的产权是⼀样的。

所以很多⼈就有了疑问，既然技术这么早就有了，为什么没见到被⼤规模使⽤？关于这个问题我在初涉这个⾏业的时候也有疑问，后来随着研究的深⼊，我得出了两个原因。

第⼀个是技术原因，虽然我们发现了ORC这项技术，同时付诸了实践，但是代价是很昂贵的。

⾸先是膨胀机技术，⽆论是螺杆机还是透平机，都不能再使⽤ORC技术时做到功率很⼤，⼀般1MW的机组就算是ORC的⼤机组，换算作RMB,每度电的发电成本都在10000RMB以上。

朗肯循环工作原理

朗肯循环工作原理今天咱们来唠唠朗肯循环这个超有趣的东西。

朗肯循环啊，就像是一个超级有秩序的小世界里的能量循环之旅。

想象一下，有这么一个地方，水是这个小世界的主角呢。

最开始的时候，水在一个叫锅炉的大容器里。

这个锅炉就像是一个超级温暖的大怀抱，给里面的水提供了好多好多热量。

水在锅炉里可舒服啦，吸收了热量之后就开始变身，从液态变成了气态，就像一个小水滴突然变成了轻飘飘的小云朵一样神奇。

这时候的蒸汽啊，那可是充满了能量，就像一个打了鸡血的小战士，浑身都是劲儿呢。

从锅炉出来的蒸汽就冲向了汽轮机。

汽轮机就像是一个超级大的旋转游乐场，蒸汽冲进这个游乐场的时候，就像一群调皮的小朋友冲进了旋转木马一样。

蒸汽的能量让汽轮机的叶片开始欢快地转动起来。

这个转动可不得了，它就像一个魔法，把蒸汽的热能转化成了机械能。

就好像是把无形的能量变成了看得见摸得着的转动力量。

汽轮机呼呼地转着，就像在开心地跳舞，它转得越快，就表示从蒸汽那里得到的能量越多呢。

但是呢，蒸汽在汽轮机里玩了一圈之后，它的能量就消耗了一些，就像小朋友玩累了一样，它的压力和温度都降低了。

这时候，有点疲惫的蒸汽就来到了冷凝器。

冷凝器啊，就像是一个超级大的冰箱，不过它不是用来冻冰棍儿的，而是用来让蒸汽变回液态的。

蒸汽一进入冷凝器，就感觉凉飕飕的，然后就慢慢地凝结成了液态水。

这个过程就像是小云朵又变回了小水滴，重新回到了地面的感觉。

变成液态水之后呢，水可没有闲着，它又要开始新的旅程啦。

这时候的水会被一个叫给水泵的家伙送到锅炉里。

给水泵就像是一个勤劳的小快递员，虽然它的工作有点单调，就是把水从一个地方送到另一个地方，但是这个工作可重要啦。

如果没有给水泵，水就没办法回到锅炉重新吸收热量，整个循环就玩不转了。

你看，朗肯循环就是这样一个充满活力又很有秩序的循环过程。

它就像一个小小的生态系统，每个部分都有自己的任务，谁也离不开谁。

锅炉提供热量让水变身，汽轮机把蒸汽的能量转化成机械能，冷凝器让蒸汽变回液态水，给水泵把水送回锅炉。

朗肯循环循环的探究

朗肯循环性能计算的EES探究艾超康方圆刘威葳天津商业大学机械工程学院天津邮编300134摘要：本文旨在利用EES方程求解器对朗肯循环的性能及热力计算过程进行模拟以及探究。

根据对已学知识的巩固和改进，利用控制变量法来探究朗肯循环的工作参数之间的联系，并计算出数据，做出图像。

关键词：EES 朗肯循环热力过程以及计算1前言热力学第二定律指出在相同温限内，卡诺循环的热效率最高。

以气体为工质的卡诺循环中，由于定温加热与放热过程难以实现，而且在p-v图上气体的定温线和绝热线的斜率相差不多，以致卡诺循环净功并不大，故在实际中难以采用。

在采用蒸汽作为工质时，压力不变时液体的汽化和蒸汽的凝结的温度也不变，因而也就有了定温加热和放热的可能。

尽管如此，实际的蒸汽动力循环装置中也并不采用卡诺循环，其原因有三。

其一，也是最主要的原因，就是压缩机中绝热压缩过程难以实现，因为此时工质为气液混合物会导致压缩机工作不稳定，同时对压缩机的体积要求也很高。

其二，循环限于饱和区，上限温度受制于临界温度，故即使实现卡诺循环，其热效率也不高。

其三，膨胀末期，湿蒸汽干度过小，不利于动力机安全。

故实际动力循环均以朗肯循环为基础。

朗肯循环的进行过程为：水在锅炉中定压吸热，汽化成饱和蒸汽，饱和蒸汽在过热器中吸热成为过热蒸汽；高温高压的新蒸汽在汽轮机内绝热膨胀做功，从汽轮机排出的做过功的乏汽在冷凝器内等压向冷却水放热，冷凝为饱和水，此为定压也是定温过程，凝结水在水泵内绝热压缩后产生的未饱和水在进入锅炉完成循环。

朗肯循环与水蒸气额卡诺循环主要不同之处在于乏汽的凝结是完全的。

完全凝结减小了循环的平均温差，因而对热效率不利。

但是对简化设备确实很有利的。

现今各种复杂的蒸汽动力循环都是在朗肯循环的基础上予以改进得到的。

本文将根据朗肯循环过程计算，将简单蒸汽动力循环清晰化。

给定相关参数T1，T3，P1，P2，利用EES软件建立热力过程，最终求出循环的热效率，并利用图像及控制变量法探究相关参数与热效率的影响，以此来优化循环。

实际朗肯循环

实际朗肯循环
实际朗肯循环是一种热力学循环过程，由朗肯循环发展而来，用于描述内燃机的工作原理。

与理想朗肯循环不同的是，实际朗肯循环考虑了内燃机的实际工作条件，包括气体的压力和温度变化、摩擦和泄漏等因素。

实际朗肯循环包括四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。

在进气阶段，空气和燃料混合物被吸入内燃机中。

在压缩阶段，活塞向上移动，压缩气体和燃料混合物，使它们达到高压状态。

在燃烧阶段，点火器点燃燃料混合物，产生高温高压的燃烧气体，推动活塞向下运动。

在排气阶段，剩余的燃烧气体被排出内燃机。

在实际朗肯循环中，燃烧气体的压力和温度变化是非常关键的，因为它们直接影响内燃机的性能和效率。

例如，在高压状态下燃烧气体的温度会升高，这可以提高内燃机的功率输出。

但是，高温会导致燃烧气体的压力下降，从而减少内燃机的效率。

另一个影响内燃机效率的因素是摩擦和泄漏。

活塞和缸体之间的摩擦会导致能量损失，而气缸之间的泄漏会导致燃烧气体压力下降，从而影响内燃机的效率和性能。

总之，实际朗肯循环是描述内燃机工作原理的重要模型，它考虑了内燃机的实际工作条件，可以帮助工程师设计和改进内燃机的性能和效率。

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朗肯循环资料

朗肯循环
朗肯循环是热力学中的一个重要概念，它描述了一种理想的热力学循环过程。

朗肯循环是一个理想化模型，用来分析热机的性能。

该循环在理论分析和工程实践中广泛应用，特别是在内燃机和蒸汽机等热机领域。

1. 朗肯循环的基本原理
朗肯循环由四个基本过程组成：等焓膨胀、等熵膨胀、等焓压缩和等熵压缩。

这些过程描述了在热机中工质（气体或蒸汽）的压力、温度和体积随时间的变化。

通过这些过程，热机可以实现能量的转换，从热能转化为机械能。

2. 朗肯循环的特点
朗肯循环具有以下几个特点：
•效率高：朗肯循环在理论上具有较高的热机效率，是一种能够最大限度利用燃料热能的循环。

•简单可控：朗肯循环的过程相对简单，易于控制和优化。

•理想化假设：朗肯循环是基于一系列理想化假设得出的模型，实际工程中可能存在一定的偏差。

3. 应用领域
朗肯循环在内燃机和蒸汽机等热机领域得到广泛应用。

例如，内燃机通过朗肯循环将燃料燃烧产生的热能转化为机械能，从而驱动车辆或发电机工作。

蒸汽机也是利用朗肯循环原理来实现能量转换的。

4. 总结
朗肯循环作为热力学中重要的概念，为理解和优化热机的性能提供了有力的工具。

虽然朗肯循环是一个理想化模型，在实际应用中可能存在一定的误差，但其简单可控的特点使其在工程实践中仍然具有重要意义。

朗肯循环的研究和应用将继续推动热机技术的发展，促进能源利用效率的提升。