最新整理Chapter10PowerCycle蒸汽动力循环.ppt
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能达到的最低限度。冬 天热效率高
§10-2 蒸汽回热循环与再热循环
(regenerative cycle and reheat cycle)
1.蒸汽回热循环(regenerative)
1 1kg
a
α kg
6
5
4
抽汽式回热
2
3 (1-α )kg
Feedwater heater
抽汽 冷凝水
Closed Feed water heater 去凝汽器
朗肯循环与卡诺循环比较 • 卡诺最大；
等温吸热4’1难实现
T 4'
9 5
4 3 8 12
1 10
6
11 7 2
对比5678
• 由于温差小，所以 效率不会很高，且乏汽 干度过小，
卡诺< 朗肯；
went卡诺< wnet 朗肯 对比9-10-11-12
•11点x太小,不利于汽 机强度； • 12-9两相区难压缩；
水蒸气：火力发电、核电 低沸点工质：氨、氟里昂
太阳能、余热、地热发电 动力循环：以获得功为目的
在温限1234’
•
朗肯循环的提出与卡诺循环
卡诺最大；
等温吸热4’1难实现
T 4'
9 5
4 3 8 12
1 10
6
11 7 2
对比5678
• 由于温差小，所以 效率不会很高，且乏汽 干度过小，
卡诺< 朗肯；
(1)朗肯循环p-v图
p 4
3
12 汽轮机 s 膨胀
23 凝汽器 p 放热
1
34 给水泵 s 压缩
41 锅炉 p 吸热 2
v
(2) 朗肯循环T-s和h-s图
12 汽轮机 s 膨胀 34 给水泵 s 压缩
T 1
23 凝汽器 p 放热 41 锅炉 p 吸热
h 1
4
4
2
3
2 s
3
s
2. 朗肯循环功和热的计算
T
5' 5
4' 4
3
1' 1
6'
6
2' 2
s
优点：
•T1
• v 2'
寸小
t
，汽轮机出口尺
缺点：
• 对强度要求高
•汽轮x 2 '机安不全利。于一
般要求出口干度 大于0.85~ 0.88
B.蒸汽初温对朗肯循环热效率的影响
优点：
p1 , p2不变，t1
T
1' 1
5
6
4
3
2 2'
•T1
• x 2'
全。
t
，有利于汽机安
5
4
(2)抽汽回热循环的抽汽量计算
T
1
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
3
2
a kg
s
1kg
(1- )kg
5
4
以混合式回热器为例 热一律
h a1 h 41h 5
h5 h4
ha h4
忽略泵功
h
' a
h
' 2
ha
h
' 2
(2)抽汽回热循环热效率的计算
T
1
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
汽轮机作功： ws,12h1h2
凝汽器中的定压放热量：
h q2 h2h3
水泵绝热压缩耗功：
ws,34h4h3
锅炉中的定压吸热量：
4
q1h1h4
3
1 2
s
朗肯循环热效率的计算
t
wnet q1
ws,12ws,34 q1
h
一般很小，占 0.8~1%，忽略 泵功
t
h1 h2 h1 h3
4 3
1 2
s
在温限1234’
吸热量：
q1,R Gh1h5h1ha'
放热量：
q 2 ,R G1 h 2 h 2 '
3
2
净功：wRG h1 ha
汽轮机
锅
炉
发电机
四个主要装置： 锅炉 汽轮机 凝汽器
给水泵 凝汽器
给水泵
简化（理想化）：
锅 炉
4
12 汽轮机 s 膨胀
汽轮机 23 凝汽器 p 放热
1
34 给水泵 s 压缩
41 锅炉 p 吸热
发电机
2
凝汽器
3 给水泵
朗肯循环
RANKINE CYCLE
RANKINE CYCLE
12 Saturated or superheated steam enters the turbine at state 1, where it expands isentropically to the exit pressure at state 2.
went卡诺< wnet 朗肯 对比9-10-11-12
•11点x太小,不利于汽 机强度； • 12-9两相区难压缩；
s • wnet卡诺小
§10-1 Basic Power Cycle using Water VaporRankine Cycle
基本蒸汽动力循环---朗肯循环
1.水蒸气动力循环系统
23 The steam is then condensed at constant pressure and temperature to a saturated liquid, state 3.The heat removed from the steam in the condenser is typically transferred to the cooling water.
缺点：
பைடு நூலகம்
• 对耐热及强度要求
高，目前初温一般
在550℃左右
• 大
v
2
'
汽机出口尺寸
s
C.乏汽压力对朗肯循环热效率的影响
p1 , t1不变，p2
T
1
5
4 4' 3
3'
6
2 2'
s
优点：
•T2
t
缺点：
•受环境温度限制，现在 大型机组p2为 0.0035~0.005MPa，相 应的饱和温度约为27~ 33℃ ，已接近事实上可
表面式回热器 抽汽
给O水pen Feed冷wa凝te水r heater 混合式回热器
(1) 蒸汽抽汽回热循环
T
1
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
3
2
由 于 T-s 图 上 各 点 质 量 不同，面积不再直接 代表热和功
1 1kg
6
s 1kg
a2
α kg
3
5
4
(1-α )kg
a kg
(1- )kg
s • wnet卡诺小
3.如何提高朗肯循环的热效率 How can we increase the efficiency of the Rankine cycle
T 5
t
h1 h1
h2 h3
1
影响热效率的
6
参数？
4
3
2
p1 t1 p2
s
A.蒸汽初压对朗肯循环热效率的影响
t1 , p2不变，p1
34 The saturated liquid then flows through the pump which increases the pressure to the boiler pressure (state 4).
41 the water is first heated to the saturation temperature, boiled and typically superheated to state 1. Then the whole cycle is repeated.
§10-2 蒸汽回热循环与再热循环
(regenerative cycle and reheat cycle)
1.蒸汽回热循环(regenerative)
1 1kg
a
α kg
6
5
4
抽汽式回热
2
3 (1-α )kg
Feedwater heater
抽汽 冷凝水
Closed Feed water heater 去凝汽器
朗肯循环与卡诺循环比较 • 卡诺最大；
等温吸热4’1难实现
T 4'
9 5
4 3 8 12
1 10
6
11 7 2
对比5678
• 由于温差小，所以 效率不会很高，且乏汽 干度过小，
卡诺< 朗肯；
went卡诺< wnet 朗肯 对比9-10-11-12
•11点x太小,不利于汽 机强度； • 12-9两相区难压缩；
水蒸气：火力发电、核电 低沸点工质：氨、氟里昂
太阳能、余热、地热发电 动力循环：以获得功为目的
在温限1234’
•
朗肯循环的提出与卡诺循环
卡诺最大；
等温吸热4’1难实现
T 4'
9 5
4 3 8 12
1 10
6
11 7 2
对比5678
• 由于温差小，所以 效率不会很高，且乏汽 干度过小，
卡诺< 朗肯；
(1)朗肯循环p-v图
p 4
3
12 汽轮机 s 膨胀
23 凝汽器 p 放热
1
34 给水泵 s 压缩
41 锅炉 p 吸热 2
v
(2) 朗肯循环T-s和h-s图
12 汽轮机 s 膨胀 34 给水泵 s 压缩
T 1
23 凝汽器 p 放热 41 锅炉 p 吸热
h 1
4
4
2
3
2 s
3
s
2. 朗肯循环功和热的计算
T
5' 5
4' 4
3
1' 1
6'
6
2' 2
s
优点：
•T1
• v 2'
寸小
t
，汽轮机出口尺
缺点：
• 对强度要求高
•汽轮x 2 '机安不全利。于一
般要求出口干度 大于0.85~ 0.88
B.蒸汽初温对朗肯循环热效率的影响
优点：
p1 , p2不变，t1
T
1' 1
5
6
4
3
2 2'
•T1
• x 2'
全。
t
，有利于汽机安
5
4
(2)抽汽回热循环的抽汽量计算
T
1
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
3
2
a kg
s
1kg
(1- )kg
5
4
以混合式回热器为例 热一律
h a1 h 41h 5
h5 h4
ha h4
忽略泵功
h
' a
h
' 2
ha
h
' 2
(2)抽汽回热循环热效率的计算
T
1
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
汽轮机作功： ws,12h1h2
凝汽器中的定压放热量：
h q2 h2h3
水泵绝热压缩耗功：
ws,34h4h3
锅炉中的定压吸热量：
4
q1h1h4
3
1 2
s
朗肯循环热效率的计算
t
wnet q1
ws,12ws,34 q1
h
一般很小，占 0.8~1%，忽略 泵功
t
h1 h2 h1 h3
4 3
1 2
s
在温限1234’
吸热量：
q1,R Gh1h5h1ha'
放热量：
q 2 ,R G1 h 2 h 2 '
3
2
净功：wRG h1 ha
汽轮机
锅
炉
发电机
四个主要装置： 锅炉 汽轮机 凝汽器
给水泵 凝汽器
给水泵
简化（理想化）：
锅 炉
4
12 汽轮机 s 膨胀
汽轮机 23 凝汽器 p 放热
1
34 给水泵 s 压缩
41 锅炉 p 吸热
发电机
2
凝汽器
3 给水泵
朗肯循环
RANKINE CYCLE
RANKINE CYCLE
12 Saturated or superheated steam enters the turbine at state 1, where it expands isentropically to the exit pressure at state 2.
went卡诺< wnet 朗肯 对比9-10-11-12
•11点x太小,不利于汽 机强度； • 12-9两相区难压缩；
s • wnet卡诺小
§10-1 Basic Power Cycle using Water VaporRankine Cycle
基本蒸汽动力循环---朗肯循环
1.水蒸气动力循环系统
23 The steam is then condensed at constant pressure and temperature to a saturated liquid, state 3.The heat removed from the steam in the condenser is typically transferred to the cooling water.
缺点：
பைடு நூலகம்
• 对耐热及强度要求
高，目前初温一般
在550℃左右
• 大
v
2
'
汽机出口尺寸
s
C.乏汽压力对朗肯循环热效率的影响
p1 , t1不变，p2
T
1
5
4 4' 3
3'
6
2 2'
s
优点：
•T2
t
缺点：
•受环境温度限制，现在 大型机组p2为 0.0035~0.005MPa，相 应的饱和温度约为27~ 33℃ ，已接近事实上可
表面式回热器 抽汽
给O水pen Feed冷wa凝te水r heater 混合式回热器
(1) 蒸汽抽汽回热循环
T
1
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
3
2
由 于 T-s 图 上 各 点 质 量 不同，面积不再直接 代表热和功
1 1kg
6
s 1kg
a2
α kg
3
5
4
(1-α )kg
a kg
(1- )kg
s • wnet卡诺小
3.如何提高朗肯循环的热效率 How can we increase the efficiency of the Rankine cycle
T 5
t
h1 h1
h2 h3
1
影响热效率的
6
参数？
4
3
2
p1 t1 p2
s
A.蒸汽初压对朗肯循环热效率的影响
t1 , p2不变，p1
34 The saturated liquid then flows through the pump which increases the pressure to the boiler pressure (state 4).
41 the water is first heated to the saturation temperature, boiled and typically superheated to state 1. Then the whole cycle is repeated.