华科热力学第11章蒸汽动力装置循环ppt课件.ppt

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1、第十一章蒸汽动力循环水蒸气：火力发电、核电低沸点工质：氨、氟里昂太阳能、余热、地热发电动力循环：以获得功为目的2021/9/141蒸汽动力循环循环中工质偏离液态较近，时而处于液态，时而处于气态，因而对蒸汽动力循环的分析必须结合水蒸气的性质和热力过程。由于水和水蒸气均不能燃烧而只能从外界吸热，必需配备制备蒸汽的锅炉设备，因而装置的设备也不同。“外燃动力装置”。燃烧产物不参与循环，因此蒸汽动力装置可以使用各种常规的固体、液体、气体燃料及核燃料，可以利用劣质煤和工业废热，还可以利用太阳能和地热等能源，这是

2、这类循环的一大优点。2021/9/1422021/9/1432021/9/1442021/9/145We’llsimplifythepowerplant2021/9/146§11.1蒸汽动力装置的基本循环⑴朗肯循环蒸汽动力装置由以下基本设备:锅炉、汽轮机、凝汽器、给水泵按图中所示标号4-5-6-1——给水在锅炉中定压加热形成为过热蒸汽；1-2——过热蒸汽（新蒸汽）在汽轮机中绝热膨胀作功；2-3——乏汽在凝汽器中定压凝结，成为凝结水；3-4——凝结水由给水泵绝热压缩成给水，返回到锅炉中冷却水汽轮机锅炉

3、给水泵凝汽器234561联接构成蒸汽动力装置蒸汽动力装置中水蒸气经历的基本循环过程可理想化为：2021/9/147sT4321t1P1理想化的蒸汽动力装置基本循环是朗肯循环1(P1,t1)——进入汽轮机时的新蒸汽（过热汽）状态；2(P2)——从汽轮机排出时的乏汽（湿蒸汽）状态；1-2——蒸汽在汽轮机中绝热膨胀（定熵）的作功过程；2-3——乏汽在凝汽器中定压（定温）凝结放热过程；3——凝结水（饱和水）状态(P2)；3-4——凝结水在给水泵中绝热压缩（定熵）成为锅炉给水；由于水几乎不可压缩，垂直线段3-

4、4几乎重合成为一点2021/9/1484-5——给水在锅炉省煤器中定压加热成饱和水(P1'ts)；5-6——水在锅炉水冷壁中定压加热成为饱和汽(P1'ts)；6-1——饱和汽在过热器中定压加热成为新蒸汽(P1't1)。（4-5-6-1——给水在锅炉中定压加热成新蒸汽）654——给水（未饱和水）状态(P1)；朗肯循环sT4321t1P12021/9/149给水4(P1,h’2)省煤器饱和水5(P1,ts)饱和汽6(P1,ts)水冷壁过热器过热汽1(P1,t1)（新蒸汽）汽轮机绝热膨胀乏汽2(P2,h2

5、)凝汽器定压放热凝结水3(P2,h’2)给水泵绝热压缩给水4蒸汽动力装置朗肯循环的路径：定压加热定压加热定压加热6sT54321t1P1朗肯循环（重新循环）2021/9/1410sP4213PPs56hs132456⑵朗肯循环的P-v图和h-s图P-v图h-s图sPPs2021/9/14116sT54321t1P1⑶蒸汽动力装置为什么不采用卡诺循环平均吸热温度朗肯循环1234561平均放热温度朗肯循环1234561的热效率同温限的卡诺循环123414q41>q4112341>12345

6、61定温吸热过程41难于实现过热蒸汽不采用卡诺循环2021/9/1412两相压缩过程35难于实现6sT54321t1P1232湿度太大对汽轮机工作不利wnet小若以饱和汽为工质实行卡诺循环62356若P1较低热效率反而不如朗肯循环蒸汽动力装置不采用卡诺循环2021/9/1413蒸汽卡诺循环？LowthermalefficiencyCompressorandturbinemusthandletwophaseflowsTheCarnotcycleisnotasuitablemodelfor

7、vaporpowercyclesbecauseitcannotbeapproximatedinpractice.2021/9/1414⑵朗肯循环的热效率朗肯循环吸热和放热过程是定压的循环的吸热量循环的放热量朗肯循环的热效率汽轮机输出的技术功给水泵消耗的技术功sT4321t1P1562021/9/1415水泵消耗的技术功远小于汽轮机作出的技术功h4=h3=h'2wt,B=h4−h3≈0汽轮机输出的技术功给水泵消耗的技术功一般占0.8~1%不计给水泵消耗的技术功sT4321t1P1562021/9/14

8、16⑷影响朗肯循环热效率的因素根据状态参数关系不计给水泵消耗的技术功时，朗肯循环热效率t,R受P1、P2、t1控制h1=f(P1,t1)h2=f(P2)h'2=f(P2)①P2、t1不变，将初压P1提高t,R会有较显著的提高乏汽干度x2会降低乏汽干度x2不得小于0.86P1'sT112342t1P1P1提高初压力的影响平均吸热温度明显提高对机器的强度要求提高56562021/9/1417热效率与初压的关系2021/9/1418P1、P2不变，将初温t1提