华北电力大学工程热力学课件第11章 蒸汽动力装置循环

多媒体教学课件华北电力大学能源与动力工程学院工程热力学11-5热电冷三联产第11章蒸汽动力装置循环11-2再热循环11-3抽汽回热循环11-4热电联产循环11-1朗肯循环211-5热电冷三联产第11章蒸汽动力装置循环11-2再热循环11-3抽汽回热循环11-4热电联产循环11-1朗肯循环3蒸汽动力装置循环示意图锅炉Boiler（B）汽轮机Turbine（T）冷凝器Condensor（C）水泵Pump（P）锅炉汽轮机发电机水泵冷凝器CBPTG4工质为水蒸气的卡诺循环卡诺循环有可能实现，但存在缺点：两相物质压缩困难温限小，热效率不高膨胀末端蒸汽干度低

5对卡诺循环的改进针对：两相物质压缩困难改进：使乏汽完全凝结针对：热效率不高；乏汽干度低改进：增加了过热蒸汽段6简单蒸汽动力循环—朗肯循环7朗肯循环基本过程1-2：过热蒸汽等熵膨胀2-3：乏汽定压放热3-4：冷凝水等熵压缩4-1：给水定压加热8朗肯循环T-s图中各点状态1:主蒸汽（汽轮机入口，过热蒸汽）2:乏汽（汽轮机出口，湿饱和蒸汽）3:冷凝水（冷凝器出口，饱和水）4:给水（水泵出口，未饱和水）9朗肯循环热效率10忽略水泵耗功时的热效率水泵耗功相对较低，不作精解计算时可忽略11汽耗率、热耗率和煤耗率每产生1kW•h的功所消耗的蒸汽质量称为汽耗率，用符号d表示，单位为kg/（kW•h）12汽耗率、热耗率和煤耗率把每产生1kW•h的功需要锅炉提供的热量称为热耗率，用q0

表示，单位为kJ/（kW•h）13汽耗率、热耗率和煤耗率火电厂把每产生1kw•h电能消耗的标准煤的克数称为标准煤耗率，常常简称煤耗率，用b0

表示，单位为g/（kW•h）低位发热量为29308kJ/kg（7000kcal/kg）的煤称为标准煤。14汽轮机相对内效率汽轮机相对内效率是指在汽轮机内实际作功与理论作功（定熵）的比值。15提高朗肯循环热效率的途经平均吸热温度和平均放热温度。提高平均吸热温度或降低平均放热温度都可以提高循环的热效率。16主蒸汽温度t1的影响保持p1、p2不变，将t1提高，则平均吸热温度提高，循环热效率将提高；乏汽干度增加有利于汽轮机安全工作。但提高t1受材料耐热强度限制。17主蒸汽压力p1的影响保持t1、p2不变，提高p1，将提高平均吸热温度，提高循环的热效率。但乏汽的干度减小，将影响汽轮机后几级叶片安全。18乏汽压力p2的影响保持t1、p1不变，降低p2，则对应的饱和温度t2（即放热温度）降低，循环热效率将有所提高。但是，终压的降低受冷凝器冷却环境温度的限制。不能人为地将降至比环境温度还低,否则会得不偿失.19例:朗肯循环计算

谋朗肯循环，新蒸汽参数为p1=3MPa、t1=450℃，汽轮机某朗肯循环，新蒸汽参数为p1=3MPa、t1=450℃，汽轮机排汽压力p2=5kPa，不计水泵功耗。求此朗肯循环的热效率、汽耗率、热耗率、煤耗率。20解：利用h-s图和蒸汽参数表查得：h1=3345kJ/kg,h2=2158kJ/kg5kPa对应饱和水的比焓为：h2/=137.7kJ/kg循环净功：kJ/kg吸热量：kJ/kg热效率：汽耗率：kg/（kW•h）热耗率：kJ/（kW•h）煤耗率：g/（kW•h）21核动力系统中的蒸汽循环

全世界已经有400多座核电站，正在给30多个国家和地区提供和火电价格不相上下的核电，总装机容量为3.7亿千瓦，年发电量占全世界总发电量的17％，其中:法国核电装机占总装机的78％日本核电装机占总装机的36％美国核电装机占总装机的20％韩国核电装机占总装机的42％在中国大陆仅占1.6％222006年3月国务院常务会议审议并原则通过《核电中长期发展规划（2005—2020年）》，提出积极推进核电建设，是国家重要的能源战略，对于满足经济和社会发展不断增长的能源需求，提升我国综合经济实力和工业技术水平，具有重要意义。国家核电自主化工作领导小组提出的关于中国核电发展的最新目标是：计划在今后15年里建设至少30座核电机组，到2010年在运行核电装机容量1200万千瓦；到2020年，在运行核电装机容量4000万千瓦占总装机的4％。

23压力水反应堆系统2411-5热电冷三联产第11章蒸汽动力装置循环11-2再热循环11-3抽汽回热循环11-4热电联产循环11-1朗肯循环25再热循环再热循环主要目的：提高乏汽干度26再热循环基本过程3-1：给水在锅炉内吸热（定压吸热）1-b：主蒸汽在汽轮机高压缸中膨胀作功（等熵膨胀）b-a：蒸汽在再热器中加热（定压吸热）a-2：再热蒸汽在低压缸中膨胀作功（等熵膨胀）2-2′：乏汽在冷凝器中放热（定压定温放热）27再热循环热效率28关于再热循环采用再热后，每千克蒸汽所携带的热能增加，循环汽耗率将较无再热时减少。一般选择中间再热压力为初压的20％～30％之间，可使循环热效率提高2％～3.5％。采用再热循环后使系统运行变得更加复杂，我国的情况是在机组功率大于125MW时采用再热循环。29例：再热循环计算某再热循环，新蒸汽参数为p1=12MPa、t1=500℃，再热压力为pb=3MPa，再热后的温度ta=500℃，乏汽压力p2=5kPa，不计水泵功耗。求此再热循环的热效率、汽耗率。

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解：利用h-s图和蒸汽参数表查得：h1=3348kJ/kgha=3455kJ/kghb=2990kJ/kgh2=2205kJ/kgh2/=137.7kJ/kg吸热量kJ/kg放热量kJ/kg循环净功kJ/kg循环热效率汽耗率kg/（kW•h）3111-5热电冷三联产第11章蒸汽动力装置循环11-2再热循环11-3抽汽回热循环11-4热电联产循环11-1朗肯循环32抽汽回热循环抽汽回热即是利用在汽轮机内作过功的蒸汽来加热锅炉给水，采用回热可提高循环平均吸热温度，提高循环热效率。33回热循环基本过程1-01：1kg过热蒸汽在汽轮机作功；01-2：（1-α）kg蒸汽在汽轮机作功；2-3：（1-α）kg乏汽在冷凝器中定压放热；01-01′：αkg蒸汽在回热器中定压放热；4-01′：（1-α）kg冷凝水在回热器中定压吸热升温；01′-1：给水在锅炉中定压吸热。34回热循环热效率35抽汽量的计算可得：根据：3611-5热电冷三联产第11章蒸汽动力装置循环11-2再热循环11-3抽汽回热循环11-4热电联产循环11-1朗肯循环37热电联产循环的两种形式背压式热电联产循环抽汽调节式热电联产循环38经济性评价指标燃料在锅炉中释放的能量为Qf，热电厂提供的热能为QH，提供的电能为We燃料利用系数电能生产率（电热比）39热电联产循环的供热方式热电厂的供热系统根据载热介质的不同可分为水热网（也称水网）和汽热网（也称汽网）。水网的特点：输送热水的距离较远;可以使用较低的汽轮机抽汽，提高了热电厂的经济性;蓄热能力较汽网高等。但输送热水要消耗电能；水网的水力工况的稳定和分配较为复杂；由于水的密度大，事故时水网的泄漏是汽网的20-40倍。汽网的特点是通用性好，可满足各种用热形式的需要，特别是某些生产工艺用热必须用蒸汽。40热电联产循环的供热方式直接供汽系统图间接供汽系统图4111-5热电冷三联产第11章蒸汽动力装置循环11-2再热循环11-3抽汽回热循环11-4热电联产循环11-1朗肯循环42热电冷三联产热电冷三联产是指在热电联产基础上，利用做过部分功的供热蒸汽(或热水)作为吸收式制冷机的热源，以制取冷量供生产与生活需要，实现热、电、冷三种产品的联合生产。热电冷三联