Chapter10PowerCycle蒸汽动力循环.ppt

T
1
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
3
2
1 1kg
a2
α kg
6
3
5
4
(1-α )kg
(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
kg
以混合式回热器为例 热一律
ha1h41h5
h5 h4 ha h4
忽略泵功
(2)抽汽回热循环热效率的计算
T
1
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
2. 朗肯循环功和热的计算
汽轮机作功： ws,12 h1h2
凝汽器中的定压放热量：
h
q2 h2 h3
1
水泵绝热压缩耗功：
ws,34 h4h3
朗肯循环热效率的计算
t
wnet q1
ws,12 ws,34 q1
Chapter 9 Vapor Power Cycle 蒸汽动力循环
9.1 Basic Power Cycle using Water Vapor--Rankine Cycle (基本蒸汽动力循环---朗肯循环)
9.2 The Diesel Cycle (狄塞尔循环)
9.3 燃气轮机装置循环
水蒸气：火力发电、核电 低沸点工质：氨、氟里昂
T 5
t
h1 h1
h2 h3
1
影响热效率的
6
参数？
4
p tp
A.蒸汽初压对朗肯循环热效率的影响
t1 , p2不变，p1
T
5' 5
4' 4
1' 1 6'
6
优点：
•T1
• v 2'
寸小
t
，汽轮机出口尺
缺点：
• 对强度要求高
•x
不利于
B.蒸汽初温对朗肯循环热效率的影响
优点：
p1 , p2不变，t1
T
h
一般很小，占
1
0.8~1%，忽略
泵功
在温限1234’
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
1 10
6
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
3.如何提高朗肯循环的热效率 How can we increase the efficiency of the Rankine cycle
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
3
2
吸热量：
q1,RGh1h5h1ha'
放热量：
q2,R G1 h2h2 '
净功：wRG h1 ha 1 ha h2
为什么抽汽回热热效率提高？
T t,RG t 1
教材P.256推导
4
6
5
1kg kg
(1- )kg
t,RG a 1 h1h2'
§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
a2
Baidu Nhomakorabea
α kg
6
3
5
4
抽汽 冷凝水
Closed Feed water heater 去凝汽器
表面式回热器 抽汽
给水
(1) 蒸汽抽汽回热循环
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.
1' 1
5
6
4
•T1
• x 2'
全。
t
，有利于汽机安
缺点： • 对耐热及强度要求 高，目前初温一般 在550℃左右
C.乏汽压力对朗肯循环热效率的影响
p1 , t1不变，p2
T
1
5
6
4 2
优点：
•T 2
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~
• 我国常见机组，10、12.5、20、30万机组，
p1>13.5MPa，一次再热
蒸汽再热循环的定量计算
基本蒸汽动力循环---朗肯循环
1.水蒸气动力循环系统
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
锅 炉
4
简化（理想化）：
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
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.
T
5 4 3
1a 6b
2
1
再 热
4
b 2
a
3
蒸汽再热循环的热效率
T
5 4 3
1a 6b
2
再热循环本身不一定 提高循环热效率
与再热压力有关
x2降低,给提高初压 创造了条件，选取再热 压力合适，一般采用一 次再热可使热效率提高
蒸汽再热循环的实践
• 再热压力 pb=pa0.2~0.3p1 • p1<10MPa，一般不采用再热
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
1 10
6
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
§10-1 Basic Power Cycle using Water VaporRankine Cycle
h2h2'
1h1ha
3
简单朗肯循环：
2
t
1
h2
h2'
'
小结: 蒸汽抽汽回热循环的特点
•优点 >缺点
提高热效率 减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短 减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面 可兼作除氧器
•缺点
循环比功减小，汽耗率增加 增加设备复杂性
2. 蒸汽再热循环 (reheat cycle)
34 The saturated liquid then flows through the pump which increases the pressure to the
(1)朗肯循环p-v图
p
4
1
12 汽轮机 s 膨胀 23 凝汽器 p 放热 34 给水泵 s 压缩 41 锅炉 p 吸热
(2) 朗肯循环T-s和h-s图