发电厂热力设备 第四章 热力发电与核电.ppt

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1、概述第一节热力发电常用循环第二节热力系统第三节热经济性指标第四节新型热力循环/能源系统第五节核能发电原理及系统第六节核电的经济性与安全性、可靠性第四章热力发电与核电概述以煤、石油、天然气等化石燃料及铀等核燃料作为能源的发电，均称为热力发电。对于用核燃料的发电，常称为核能发电，简称核电。图4-1表示了蒸汽动力的热力发电的生产过程和所需的主要设备。热力发电厂通常按照蒸汽参数（即蒸汽的压力和温度）来分类。电厂容量的单位是兆瓦（MW）。蒸汽参数较低的电厂，其容量一般较小，而蒸汽参数高的电厂，容量则较大。今将我国热电厂采用的蒸汽参数和相应的电

2、厂容量归纳成表4-1。表中的数据仅是提供一个参考值,不是一种严格的分类标准。插图4-1及4-2是两张热电厂的全景照片，由此可看到煤场、锅炉房等各工作场所。项目电厂类型气压//MPa汽温/℃电厂和机组容量的大致范围锅炉汽轮机锅炉汽轮机中温中压电厂高温高压电厂超高压电厂亚临界压力电厂超临界压力电厂超超临界压力电厂4.010.014.018.0>22.0>32.03.59.013.517.0>22.0>32.0450540540540545>600435535535535540>60010－200MW的中小型电厂(6－50MW机组)100

3、－600MW的大中型电厂(25－100MW机组)250MW以上的大型电厂（125－200MW机组）600MW以上的大型电厂（300，600MW机组）1000MW以上的大型电厂（300，600，800MW机组）1000MW以上的大型电厂（1000MW机组）表4－1我国热电厂按蒸汽参数的分类插图4-1热力发电厂插图4-2热力发电厂第一节热力发电常用循环一．回热循环图4-2是只从汽轮机中间抽一次汽来回热加热的蒸汽动力装置示意图。具有一次抽汽的蒸汽动力回热循环热效率计算式（其中忽略水泵功耗）为（4-1）图4-2具有一次抽汽的回热循环装置示意

4、图a)系统简图b)回热循环图1-给水泵；2-锅炉；3-过热器；4-汽轮机；5-发电机；6-冷凝器；7-凝结水泵；8-加热器。式中，α为抽汽份额，可由下式求得（4-2）回热循环的热效率必大于朗肯循环，抽汽回热的级数常用的是2-4级。二、再热循环再热循环及其装置表示在图4-3。通过分析，可求得理想的再热循环的热效率为（4-3）图4-3再热循环装置示意图a)系统简图b)再热循环图1-凝结水泵；2-锅炉；3-过热器；4-再热器；5-高压汽轮机；6-低压汽轮机；7-发电机；8-冷凝器再热的目的主要在于增加乏汽干度，以便在一定的初温限度下能够采

5、用更高的初压力，从而提高循环热效率。通常只有大型火力发电厂并且压力在13MPa以上时采用。而采用再热循环的发电厂同时也采用回热循环。三、热电联产循环将电厂中为了实现热变为功所必须放出的热量的部分或全部用来供给热用户的需要，从而形成既产热又产电的热电联产循环，或叫热电循环。热电厂的热电联产循环有背压式汽轮机热电联产和抽汽式汽轮机热电联产两种，分别如图4-4和图4-5所示。对于背压式汽轮机，在承担基本负荷的情况下比较合适。抽汽式汽轮机热电联产的应用更为普遍。热电联产既供热又供电，常用两个指标来确定其经济性：（1）热电厂的燃料利用系数η（

6、旧称为总热效率）图4-4背压式热电厂汽水系统简图1-锅炉；2-过热器；3-背压式汽轮机；4-热用户；5-凝结水泵；6-发电机图4-5抽汽式热电厂汽水系统简图1-锅炉；2-过热器；3-抽汽式汽轮机；4-发电机；5-冷凝器；6-凝结水泵；7-热用户；8-加热器；9-给水泵（4-4）（2）热电比ω（4-5）热电厂的燃料利用系数年平均应大于45%；单机容量5-20万千瓦以下热电机组，热电比平均应大于50%。插图4-3及插图4-4分别是在燃气轮机发电的条件下，进行热电联供和热电/冷联供系统图。插图4-3插图4-4四、燃气—蒸汽联合循环不补燃的

7、余热锅炉型的燃气—蒸汽联合循环，如图4-6所示。目前这种联合循环使用的是液体燃料或天然气（也可为焦炉煤气）。其供电效率已达到50-52％，远高于其它形式的发电设备，并能成为承担基本负荷的大功率的独立电厂。燃气—蒸汽联合循环有四种基本方式：不补燃的余热锅炉型方案。②有补燃的余热锅炉型方案，如图4-7所示。可增大联合循环的单机功率。图4-6不补燃的余热锅炉型方案1-压气机2-燃烧室3-燃气透平4-余热锅炉5-蒸汽透平6-发电机7-凝汽器8-给水加热器图4-7有补燃的余热锅炉型方案1-压气机2-燃烧室3-燃气透平4-余热锅炉5-蒸汽透平6

8、-发电机7-凝汽器8-给水加热器③增压锅炉型方案，如图4-8所示。④加热锅炉给水型方案，如图4-9所示。仅在用燃气轮机来改造和扩建原有蒸汽轮机电站时才会应用。图4-10为上述燃气—蒸汽联合循环前三种基本方式的T-S图。燃气—蒸汽联合循