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Chapter 11 Vapor power cycles蒸汽动力循环 主讲：张金翠 TelE-mail: zjc0404@163.com Chapter 11 Vapor power cycles蒸汽动力循环 §11-1 概述 §11-2 蒸汽卡诺循环 §11-3 朗肯循环 §11-4 提高朗肯循环热效率的途径 §11-5 再热循环 §11-6 回热循环 §11-7 热电循环 §11-1 Introduction 概述 动力循环：热机的工作循环 热机：将热能转换为机械能的设备（蒸汽机、汽轮机、内燃机、燃气轮机） 蒸汽动力循环（外燃动力装置） 气体动力循环（内燃动力装置） 蒸汽电厂示意图 §11-2 Carnot vapor cycles 蒸汽卡诺循环 §11-3 Rankine cycle朗肯循环 一、循环构成 §11-3 Rankine cycle朗肯循环 二、朗肯循环的图示 §11-3 Rankine cycle朗肯循环 三、能量分析 §11-3 Rankine cycle朗肯循环 三、能量分析 §11-4 提高朗肯循环热效率的途径 影响热效率的参数? §11-4 提高朗肯循环热效率的途径 2、提高蒸汽初温t1 §11-5 Reheat Rankine cycles再热循环 一、工作原理及图示 §11-5 Reheat Rankine cycles再热循环 二、循环的能量分析 §11-6 Regenerative cycles回热循环 一、工作原理 §11-6 Regenerative cycles回热循环 二、图示 §11-6 Regenerative cycles回热循环 三、分析计算 §11-6 Regenerative cycles回热循环 三、分析计算 §11-7 热电循环 一、热电循环形式 §11-7 热电循环 二、能量利用系数 小结----提高循环热效率的途径 Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学） 分析方法： 引入平均温度的概念 1 3 4 2 T s 4-1 水蒸汽的定压吸热 1-2 汽轮机中的定熵膨胀 2-3 冷凝器中的定压放热 3-4 压气机中的定熵压缩 理论上的过程组成： 思考题： 1、上述循环能否实现？ 2、为何不采用虚线所示循环？ 锅 炉 汽轮机 发电机 水泵 凝汽器 1?2 汽轮机中的定熵膨胀 2?3 凝汽器中的定压放热， 冷凝为饱和水 3?4 水泵 中的定熵压缩 1 2 3 4 4?1 锅炉中的定压预热， 变为过热蒸汽 思考题：郎肯循环与蒸汽卡诺循环的区别？ v 1 3 4 2 p 4 3 2 1 T s h s 1 3 2 4 1?2 汽轮机 s 膨胀 2?3 凝汽器 p 放热 3?4 给水泵 s 压缩 4?1 锅炉 p 吸热 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： h s 1 3 2 4 循环热效率： 功比： 汽耗率：装置每输出单位功量1kW.h 所消耗的蒸汽量kg： 相对内效率： h s 1 3 2 4 2` 2 4 3 2 1 T s p1, t1, p2 1、提高蒸汽初压p1 s T 6 5 4 3 2 1 对强度要求提高 s T 6 5 4 3 2 1 s T 6 5 4 3 2 1 3、降低蒸汽终压p2 受环境温度限制，现在大型机组p2为 0.003~0.004MPa，相应的饱和温度约为24~ 29℃ 对耐热及强度要求高，目前 最高初温一般在600℃左右 T s 6 5 4 3 1 b 思考：p-v图和h-s图如何表示？ 吸热量： 放热量： 净功（忽略泵功）： 热效率： T s 6 5 4 3 1 b 抽汽 去凝汽器 冷凝水 表面式回热器 冷凝水 抽汽 给水 混合式回热器 (1- ?)kg ? kg 6 5 a s 4 3 2 1 1kg T 思考：p-v图和h-s图如何表示？ a ? kg 4 (1- ?)kg 5 1kg 以混合式回热器为例： 由热一律 1、抽汽系数的计算 2、热效率的计算 吸热量： 放热量： 净功： 热效率： (1- ?)kg ? kg 6 5 a s 4 3 2 1 1kg T 背压式热电循环 抽汽式热电循环 Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学）