蒸汽动力循环-回热循环（热力学基础）

回热循环的计算分析回热循环的计算分析为了分析上的方便，以一级抽汽回热循环为例进行讨论。

且将抽出的蒸汽直接和给水混和，并将给水加热到抽气压力相对应的饱和温度。其计算原则同样适用于多级回热循环。回热循环的计算分析抽汽回热循环每千克状态为1的新蒸汽进去汽轮机，绝热膨胀到状态01（p01，t01）后，即从汽轮机中抽出α㎏，将之引至回热加热器。剩下的（1-α）kg蒸汽在汽轮机内继续膨胀到状态2，然后进入冷凝器，被冷却凝结成冷却水，再经凝结水泵升压后进入回热加热器。在其中被αkg的抽汽加热成饱和水，并与αkg蒸汽凝结的水汇成1kg状态为01’的饱和水。然后被水泵加压后进入锅炉，加热、汽化、过热成新的蒸汽，完成循环。

8-10（a）一级抽汽回热循环装置3(4)2Ts1q01’

018-10（b）循环的T-s图回热循环的计算分析从上面的描述可知，回热循环中，工质经历不同过程时有质量的变化，因此T-s图上的面积不能直接代表1kg工质的过程热量。尽管如此，T-s图对分析回热循环仍是十分有用的工具。

8-10（a）一级抽汽回热循环装置3(4)2Ts1q01’

018-10（b）循环的T-s图抽汽回热循环回热循环的计算分析回热循环的分析计算回热循环的计算首先要确定抽汽率α，它可以从回热加热器的热平衡方程式及质量守恒式确定。

8-11混合式回热加热器的示意图热量平衡方程为:若忽略水泵功，则，可得：回热循环的计算分析循环净功为：

8-11混合式回热加热器的示意图从热源吸入的热量为：循环热效率为：回热循环的计算分析一级抽汽回热循环同参数朗肯循环水在锅炉里的起始加热温度提高了，而且kg的蒸汽在作了一部分功后不再向外热源放热，向外热源放热的只有（）kg蒸汽。因此，循环中工质自热源吸热量、向冷源放热量及循环净功都比朗肯循环的对应量小。但由于工质平均吸热温度提高，平均放热温度不变，故循环热效率提高。不同之处回热循环的计算分析式中抽汽率的大小不是可以任意选取的，而是由回热器的热平衡所规定的。抽汽率大则在回热器中有一部分蒸汽不能凝结；抽汽率小则回热器内的未饱和水不可能称为饱和水，这样都将会使循环热效率下降。即抽出kg蒸汽恰好将状态3的（1-）kg的水加热到状态01'的饱和水，且抽汽也全部凝结为相应状态的饱和水。回热循环的计算分析抽汽回热能显著提高循环热效率，但由于增加了回热加热器、管道、阀门及水泵等设备，使系统更加复杂，而且增加了投资。这方面的耗费可因下列优点而得到部分补偿：由于工质吸热量减少，锅炉热负荷减低，因而可减少受热面，节省金属材料；由于汽耗率增大，使汽轮机高压端的蒸汽流量增大，而低压端因抽汽使流量减小，这样有利于汽轮机设计中解决第一级叶片太短和最末级叶片太长的矛盾，提高单机效率；由于进入冷凝器的乏汽量减小，可减少冷凝器的换热面积，节省铜材。回热循环的计算分析采用回热循环利大于弊，故现代大中型蒸汽动力装置都采用回热循环。综上所述当然抽汽级数越多，循环热效率就越高。但抽汽级数过多会使系统过于复杂，维护困难，成本增加。所以，回热级数的选择应从经济、技术角度综合加以考虑。现代蒸汽动力装置实际多采用3-8级，最佳给水温度一般约为锅炉压力下饱和温度的0.65～0.75倍。国产机组采用的回热参数如表8-2所示。在采用大型机组的现代蒸汽电厂中，广泛采用一次再热与多级抽汽回热的循环。表8－2国产机组采用的回热参数循环初参数p/MPa/

t/℃3.5/4359.0/53513.5/550/55016.5/550/550给水温度

℃150～170220～230230～250250～270回热级数3～55～76～87～8回热循环的组成回热循环的组成

回热循环利用蒸汽回热对水进行加热，消除朗肯循环中水在较低温度下从外界吸热的不利影响，以提高热效率。回热循环的组成1抽汽回热循环的组成回热把本来要放给冷源的热量利用来加热工质，以减少工质从热源的吸热量。工程上采用的回热方式是从汽轮机的适当部位抽出尚未完全膨胀的压力、温度相对较高的少量蒸汽去加热低温凝结水。这部分抽汽没有经过冷凝器，因而没有向冷源放热，但是加热了凝结水，达到了回热的目的，这种循环称为抽汽回热循环。回热循环的组成1抽汽回热循环的组成蒸汽动力循环采用从汽轮机各段中抽出若干股部分在汽轮机中作过部分功的蒸汽，逐级加热锅炉给水，这种循环方式称为分级抽汽回热循环，循环中从进入汽轮机的1kg新蒸汽中抽出的蒸汽份额称为抽汽率，用α表示。现代大中型蒸汽动力装置全都采用了回热循环，抽汽的级数从2、3级到7、8级，参数越高、容量越大的机组，回热级数越多。回热把本来要放给冷源的热量利用来加热工质，以减少工质从热源的吸热量。回热循环的组成为了分析上的方便，以一级抽汽回热循环为例进行讨论。

且将抽出的蒸汽直接和给水混和，并将给水加热到抽气压力相对应的饱和温度。其计算原则同样适用于多级回热循环。回热循环的组成抽汽回热循环每千克状态为1的新蒸汽进去汽轮机，绝热膨胀到状态01（p01，t01）后，即从汽轮机中抽出α㎏，将之引至回热加热器。剩下的（1-α）kg蒸汽在汽轮机内继续膨胀到状态2，然后进入冷凝器，被冷却凝结成冷却水，再经凝结水泵升压后进入回热加热器。在其中被αkg的抽汽加热成饱和水，并与αkg蒸汽凝结的水汇成1kg状态为01’的饱和水。然后被水泵加压后进入锅炉，加热、汽化、过热成新的蒸汽，完成循环。

8-10（a）一级抽汽回热循环装置3(4)2Ts1q01’

018-10（b）循环的T-s图回热循环的组成从上面的描述可知，回热循环中，工质经历