核能发电技术

核能发电技术主讲：韩奎华山东大学能源与动力工程学院热力过程与热力基础

22023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环

四个主要装置：锅炉

汽轮机

凝汽器给水泵朗肯循环RankineCycle朗肯循环的装置系统

锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器32023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环23凝汽器p

放热34给水泵s

压缩水蒸气动力循环系统的简化锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器朗肯循环1234简化（理想化）：12汽轮机s

膨胀41

锅炉p

吸热42023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环4321Tshs1324朗肯循环T-s和h-s图12汽轮机s

膨胀23凝汽器p

放热34给水泵s

压缩41

锅炉p

吸热52023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环hs1324朗肯循环热经济性指标汽轮机作功：凝汽器中的定压放热量：水泵绝热压缩耗功：锅炉中的定压吸热量：62023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环hs1324朗肯循环热效率的计算一般很小，占0.8~1%，忽略泵功

72023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环工程上常用耗汽率,反映装置经济性，设备尺寸耗汽率：蒸汽动力装置每输出1kW.h

功量所消耗的蒸汽量kg耗汽率(SteamRate)的概念的单位：kJ/kg1kW=1kJ/s82023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环热耗率：蒸汽动力装置每输出1kW.h

功量所消耗的热量kJ热耗率(HeatRate)的概念92023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环朗肯循环的汽耗率和热耗率朗肯循环汽耗率：朗肯循环热耗率：102023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环sp1t1p2654321蒸汽参数对循环热效率的影响影响热效率的参数？T112023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环sT6543211、蒸汽初温对朗肯循环热效率的影响优点：

，有利于汽机安全。缺点：

对耐热及强度要求高，目前初温一般在550℃左右汽机出口尺寸大p1,p2不变，t1122023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环sT6543212、蒸汽初压对朗肯循环热效率的影响t1,p2不变，p1优点：

，汽轮机出口尺寸小缺点：

对强度要求高

不利于汽轮机安全。一般要求出口干度大于0.85~0.88132023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环sT6543213、降低蒸汽终压对朗肯循环热效率的影响优点：耗汽率减少

缺点：受环境温度限制，现在大型机组p2为0.0035~0.005MPa，相应的饱和温度约为27~33℃

，已接近事实上可能达到的最低限度。冬天热效率高；p1,t1不变，p2142023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环有摩擦阻力的实际朗肯循环2′对于汽轮机定义内部效率为1432Ts(2’)对于汽轮机相对内部效率为152023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环循环计算2act1432sTs(2’)162023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环提高循环热效率的途径改变循环参数提高初温度提高初压力降低乏汽压力改变循环形式回热循环再热循环联合循环热电联产燃气-蒸汽联合循环新型动力循环ReheatRegenerativeCogeneration172023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环回热循环(regenerative)抽汽去凝汽器冷凝水表面式回热器抽汽冷凝水给水混合式回热器抽汽式回热182023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环蒸汽抽汽回热循环(1-)kgkg65a(0)s43211kgTakg4(1-)kg51kg由于T-s图上各点质量不同，面积不再直接代表热和功192023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环抽汽回热循环的抽汽量计算(1-)kgkg65as43211kgTakg4(1-)kg51kg以混合式回热器为例热一律忽略泵功(2’)202023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环抽汽回热循环热效率的计算(1-)kgkg65as43211kgT吸热量：放热量：净功：热效率：212023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环为什么抽汽回热热效率提高？(1-)kgkg65as43211kgT简单朗肯循环：物理意义：

kg工质100%利用

1-kg工质效率未变222023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环蒸汽抽汽回热循环的特点小型火力发电厂回热级数一般为1～3级中大型火力发电厂一般为4～8级。优点提高热效率减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面可兼作除氧器缺点循环比功减小，汽耗率增加增加设备复杂性回热器投资>缺点232023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环Ts65431b再热循环(reheat)242023/5/4核能发电技术——热力过程与热力循环Ts65431b蒸汽再热循环的热效率

再热循环本身不一定提高循环热效率

与再热压力有关

x2降低,给提高初压创造了条件，选取再热压力合适，一般采用一次再热可使热效率提高2％～3.