湖南大学 工程热力学 第十一章 蒸汽动力循环装置课件

第十一章

蒸汽动力循环装置StreamPowerCycle分类（按工质）：热机定义：将热能转换为机械能的设备蒸汽动力循环燃气动力循环（内燃机、燃气轮机等）（蒸汽机、汽轮机等）动力循环：热机的工作循环.蒸汽动力装置系统简图汽轮机冷凝器发电机水泵锅炉蒸汽机简易图锅炉飞轮滑动阀活塞汽缸蒸汽50年代蒸汽机车汽轮机示意图汽轮机

给水泵

冷凝器

蒸汽

冷水

汽轮机低压缸汽轮机高压缸一、工质为水蒸气的卡诺循环sT12643P1W0nmOP2578在相同范围内卡诺循环的热效率最高气体工质的定温加热与放热难于进行，且功不大水蒸气汽化与凝结时既定压又定温，功大实际气体不采用卡诺循环8-5难于实现；V8>>v5需用比水泵大得多的压缩机；循环局限于饱和区，热效率不高；膨胀末期湿空气，不利于动力机安全；实际蒸汽动力循环均以朗肯循环为基础二、朗肯循环及其热效率1523锅炉过热器汽轮机发电机冷凝器给水泵冷却水朗肯循环工作原理朗肯循环可理想化为两个定压过程、两个定熵过程.W015432vp3’-4-5-1：水定压加热变为过热水蒸气1-2：过热水蒸气在汽轮机内定熵膨胀2-3：湿蒸汽在冷凝器内定压冷却3-3’：凝结水在水泵中的定熵压缩sT12543P1W0670P21523锅炉过热器汽轮机发电机冷凝器给水泵冷却水3’4

水的压缩性很小，经过水泵绝热压缩后温度升高极小，认为点与点3重合，

-4与下界限3-4重合。T-s图sT12543P1W0670P2sT12543P1W0670P2q1wspwstq215432shh-s图

sT12543P1W0670P2整个装置为热力系统，有三、蒸汽参数对热效率的影响提高卡诺循环热效率途径

朗肯循环工质吸热温度变化，于是引入平均吸热温度

以一个等效的卡诺循环代替朗肯循环等效卡诺循环热效率：1.提高平均吸热温度的直接方法是提高蒸汽压力和温度sT12354有利：乏汽比容，设备体积

;不利：乏汽湿度，腐蚀汽轮机最后几级叶片；不利汽轮机的安全运行.有利：乏汽干度12354Ts目前大容量蒸汽动力装置，其初参数都是高温、高压的；发电机组初压普遍为亚临界压力，甚至为超临界压力。不利：比容设备，设备体积材料要求高.11-2再热循环Reheat

Cycle再热目的：

克服汽轮机尾部蒸汽湿度太大的危害：热效率腐蚀153过热器冷凝器给水泵再热器6再热循环也是提高热效率的途径之一3%左右

11-3回热循环Extractingcycle抽汽回热循环工作循环图23锅炉汽轮机发电机冷凝器水泵1冷却水1水泵2水泵3一号回热器二号回热器过热器8679在回热器内先后与两次抽汽混合加热每次加热终了水温达到相应的抽汽压力下的饱和温度利用膨胀作了功的蒸汽预热锅炉给水，以提高热效率抽汽回热循环目的工作循环图23锅炉汽轮机发电机水泵11水泵2水泵3一号回热器二号回热器过热器867912354Ts6879T-s图回热抽汽率、的计算，根据凝结水被加热到抽汽压力下的饱和温度的原则，由质量守恒和能量平衡式来确定。以二号回热器为控制体h6、h8

是第一、第二次抽汽的焓；h7、h9

是第一、第二次抽汽压力下的饱和水的焓；h3

是乏汽压力下的凝结水的焓以一号回热器为控制体12354Ts6879二级回热循环的热效率：理论上抽汽级数越多，最佳水温越好，平均吸热温度越高，热效率也越高；