11 蒸汽动力循环 (1)

第十一章蒸汽动力

一、是非题

1．在目前的技术条件下，水蒸气卡诺循环是难以实现的。（）

2．在目前的技术条件下，即使实现了水蒸气卡诺循环，其热效率也是不高的。（）

3．热效率随着蒸汽初压的提高而增加，因此，设计时总是选择装置所能承受的最大压力。（）

4．热效率随着蒸汽初温的提高而增加，因此，设计时总是选择金属材料所能承受的最大温度。（）

5．汽轮机的背压总是高于冷却水温度所对应的饱和压力。（）

6．从热电循环的经济性角度考虑，应尽可能提高热电循环的能量利用系数。（）

7．蒸汽动力循环在采用高的初参数和再热、回热等措施以后，热效率距相同温度范围的卡诺循环热效率尚有相当大的距离。主要是因为平均吸热温度比金属容许温度还低得较多。（）

二、思考题

1．蒸汽中间再过热的主要作用是什么？是否任何条件下再过热都有好处？为什么？

2．蒸汽动力循环的热效率不高，其冷源损失很大，若取消冷凝器而代以压缩机将湿蒸汽压回锅炉其结果将如何？

3．回热是什么意思？为什么回热能提高循环的热效率？

4．假如保持给水温度不变，回热抽汽的压力是高些好是低些好（只讨论一级回热）？5．总结一下，蒸汽动力循环是根据哪些原则并利用了哪些方法提高热效率的。

6．循环的热效率t与整个装置的效率是一回事吗？它们有什么区别和联系。

7．在织造厂、造纸厂以及制药厂等较集中的地区兴建发电厂时，选用哪种蒸汽循环比较合适？

三、习题

11-1 某朗肯循环的蒸汽参数为：t1=500°C，p2=0.004MPa试计算p1分别为3,6,12MPa时的：

（1）水泵所消耗的功量及进出口水温差；

（2）汽轮机作功量及循环功比；

（3）汽轮机出口汽干度；

（4）循环热效率；

（5）分析以上结果可以说明什么问题。

11-2 朗肯循环中，蒸汽参数为：p1=3.5MPa,t1=435°C。试计算背压p2分别为0.004MPa, 0.01MPa, 0.1MPa时的循环热效率。

11-3 某热电厂中，装有按朗肯循环工作的功率为1.2万千瓦的背压式汽轮机，蒸汽参数为p1=3.5MPa、t1=435°C，p2=0.6MPa。经过热用户后，蒸汽机变为p2下的饱和水返回锅炉。锅炉的效率B=0.85，所用燃料的发热量为26 000kJ/kg。求锅炉每小时的燃料消耗量。

11-4 具有二级混合式加热器的回热循环如图11-14所示。已知其参数为p1=3.5MPa，

t1=435°C，p2=0.004MPa，p A=0.6MPa，p B=0.1MPa。若忽略泵功不计，试求：

（1）抽汽系数A、a B；

（2）循环吸热量q1；

（3）循环功量w；

（4）循环热效率；并与无回热的朗肯循环相比较（参数相同）。

11-5 具有一次再热的动力循环的蒸汽参数为：p1=9.0MPa，再热温度t A=t1==535°C，

p2=0.004MPa。如果再热压力p A分别为：4MPa,2MPa,0.5MPa，试与无再热的朗肯循环作如下比较：

（1）汽轮机出口乏汽干度；

（2）循环热效率；

图11-22

（3）汽耗率；

（4）说明再热压力对提高乏汽干度和循环热效率的影响。

11-6 三级抽汽回热循环系统如图11-22所示。已知其参数为p1=4MPa,t1=450°C，

P2=0.004MPa，汽轮机的相对内效率T=0.80，给水温度为150°C。试计算：

（1）按理想情况确定抽汽压力；

（2）各次抽汽系数；

（3）循环功量及汽耗率；

（4）循环热效率t。

注：除氧器可视为一级混合式加热器

四、计算机应用、工程设计及讨论

5，温 1．写一程序确定凝汽压力对朗肯循环热效率的影响。假定水蒸气进口压力为MPa

度为500°C，忽略泵功。列表表示凝汽压力为100kPa、75kPa、50kPa、25kPa、10kPa及5kPa时的热效率。

2．写一程序确定锅炉压力对朗肯循环热效率的影响。假定水蒸气初温为500°C，凝汽压力为10kPa，忽略泵功，列表表示锅炉压力为0.5、1、3、6、10、15及20 MPa时的热效率。

3．写一程序确定蒸汽过热温度对朗肯循环热效率的影响，假定汽轮机入口水蒸气的压力为3 MPa，出口压力为10 kPa，忽略泵功。列表表示，蒸汽初温为250、300、400、500°C时的热效率。

4．写一程序确定再热压力对再热循环热效率的影响。假定水蒸汽进入汽轮机时压力为15 MPa、温度为600°C，凝汽压力为10kPa，忽略泵功，采用一次再热，再热蒸汽温度为600°C。列表表示再热压力为10、8、6、5、4、3.5、3、2及1 MPa时的循环热效率。

5．写一程序确定回热级数对回热循环热效率的影响。假定汽轮机进口水蒸汽的压力为15 MPa，温度为600°C，凝汽压力为5kPa，忽略泵功，列表表示出当级数分别为1、2、3、4、6、8、10时的循环热效率。假定每级回热器温升相同，给水温度为250°C。

6．蒸汽动力装置中热损失最大的设备是什么？损失最大的设备是什么？由此讨论提高蒸汽动力装置效率的有效途径。