華科熱力學(xué)第11章 蒸汽動力裝置循環(huán)

1、2021-12-141第十一章第十一章 蒸汽動力循環(huán)蒸汽動力循環(huán)水蒸氣：水蒸氣：火力發(fā)電、核電火力發(fā)電、核電低沸點工質(zhì)：低沸點工質(zhì)：氨、氟里昂氨、氟里昂太陽能、余熱、地?zé)岚l(fā)電太陽能、余熱、地?zé)岚l(fā)電動力循環(huán)：動力循環(huán)：以獲得功為目的以獲得功為目的2021-12-142蒸汽動力循環(huán)蒸汽動力循環(huán) 循環(huán)中工質(zhì)偏離液態(tài)較近，時而處于液態(tài)，時而處于氣態(tài)，因而對蒸汽動力循環(huán)的分析必須結(jié)合水蒸氣的性質(zhì)和熱力過程。 由于水和水蒸氣均不能燃燒而只能從外界吸熱，必需配備制備蒸汽的鍋爐設(shè)備，因而裝置的設(shè)備也不同?！巴馊紕恿ρb置”。 燃燒產(chǎn)物不參與循環(huán)，因此蒸汽動力裝置可以使用各種常規(guī)的固體、液體、氣體燃料及核燃料，可

2、以利用劣質(zhì)煤和工業(yè)廢熱，還可以利用太陽能和地?zé)岬饶茉?，這是這類循環(huán)的一大優(yōu)點。2021-12-1432021-12-1442021-12-1452021-12-146Well simplify the power plant2021-12-14711.1 蒸汽動力裝置的基本循環(huán)蒸汽動力裝置的基本循環(huán) 朗肯循環(huán)朗肯循環(huán) 蒸汽動力裝置由以下基本設(shè)備蒸汽動力裝置由以下基本設(shè)備:鍋爐鍋爐、汽輪機(jī)、汽輪機(jī)、凝汽器凝汽器、給水泵給水泵 按圖中所示標(biāo)號按圖中所示標(biāo)號4-5-6-1給水在鍋爐中給水在鍋爐中定壓加熱定壓加熱形成為過熱蒸汽；形成為過熱蒸汽； 1-2過熱蒸汽（新蒸汽）在汽輪機(jī)中過熱蒸汽（新蒸汽）在汽

3、輪機(jī)中絕熱膨脹絕熱膨脹作功；作功； 2-3乏汽在凝汽器中乏汽在凝汽器中定壓凝結(jié)定壓凝結(jié)，成為凝結(jié)水；，成為凝結(jié)水； 3-4凝結(jié)水由給水泵凝結(jié)水由給水泵絕熱壓縮絕熱壓縮成給水，返回到鍋爐中成給水，返回到鍋爐中 冷卻水冷卻水汽輪機(jī)汽輪機(jī)鍋爐鍋爐給水泵給水泵凝汽器凝汽器234561聯(lián)接構(gòu)成聯(lián)接構(gòu)成蒸汽動力裝置蒸汽動力裝置 蒸汽動力裝置中水蒸氣經(jīng)歷蒸汽動力裝置中水蒸氣經(jīng)歷的的基本基本循環(huán)過程可理想化為：循環(huán)過程可理想化為： 2021-12-148sT4321t1P1 理想化的蒸汽動力裝置基本循環(huán)理想化的蒸汽動力裝置基本循環(huán)是朗肯循環(huán)是朗肯循環(huán) 1(P1,t1)進(jìn)入汽輪機(jī)時的進(jìn)入汽輪機(jī)時的新蒸汽新蒸汽（

4、過熱汽）狀態(tài)；（過熱汽）狀態(tài)； 2(P2)從汽輪機(jī)排出時的從汽輪機(jī)排出時的乏汽乏汽（濕蒸汽）狀態(tài)；（濕蒸汽）狀態(tài)； 1-2蒸汽在汽輪機(jī)中蒸汽在汽輪機(jī)中絕熱絕熱膨脹（膨脹（定熵定熵）的作功過程；）的作功過程； 2-3乏汽在凝汽器中乏汽在凝汽器中定壓定壓（定溫定溫）凝結(jié)）凝結(jié)放熱放熱過程過程； 3凝結(jié)水凝結(jié)水（飽和水飽和水）狀態(tài)）狀態(tài)(P2) ； 3-4凝結(jié)水在給水泵中凝結(jié)水在給水泵中絕熱絕熱壓縮（壓縮（定熵定熵）成為鍋爐）成為鍋爐給水；給水； 由于水幾乎不可壓縮，垂直線段由于水幾乎不可壓縮，垂直線段3-4幾乎重合成為一點幾乎重合成為一點2021-12-1494-5給水在鍋爐給水在鍋爐省煤器省煤器

5、中中定壓定壓加熱成加熱成飽和水飽和水 (P1 ts) ；5-6水在鍋爐水在鍋爐水冷壁水冷壁中中定壓加熱定壓加熱成為成為飽和汽飽和汽 (P1 ts)；6-1飽和汽在飽和汽在過熱器過熱器中中定壓加熱定壓加熱成為成為新蒸汽新蒸汽 (P1 t1)。（ 4-5-6-1給水在鍋爐中定壓加熱成給水在鍋爐中定壓加熱成新蒸汽）新蒸汽）65 4給水給水（未飽和水）（未飽和水）狀態(tài)狀態(tài)(P1) ；朗肯循環(huán)朗肯循環(huán)sT4321t1P12021-12-1410給水給水4(P1, h2)省煤器省煤器飽和水飽和水5(P1, ts)飽和汽飽和汽6(P1, ts)水冷壁水冷壁過熱器過熱器過熱汽過熱汽1(P1, t1)（新蒸汽）

6、（新蒸汽）汽輪機(jī)汽輪機(jī)絕熱膨脹絕熱膨脹乏汽乏汽2(P2, h2)凝汽器凝汽器定壓放熱定壓放熱凝結(jié)水凝結(jié)水3(P2, h2)給水泵給水泵絕熱壓縮絕熱壓縮給水給水4蒸汽動力裝置朗肯循環(huán)的蒸汽動力裝置朗肯循環(huán)的路徑：路徑：定壓加熱定壓加熱定壓加熱定壓加熱定壓加熱定壓加熱6sT54321t1P1朗肯循環(huán)朗肯循環(huán)（重新循環(huán)）（重新循環(huán)）2021-12-1411sP 4213PPs56hs132456 朗肯循環(huán)的朗肯循環(huán)的P-v圖和圖和h h-s圖圖P-v圖圖h h-s 圖圖sPPs2021-12-14126sT54321t1P11T2T 蒸汽動力裝置為什么不采用卡諾循環(huán)蒸汽動力裝置為什么不采用卡諾循環(huán)

7、平均吸熱溫度平均吸熱溫度1T 朗肯循環(huán)朗肯循環(huán)1234561 平均放熱溫度平均放熱溫度2T 朗肯循環(huán)朗肯循環(huán)1234561的熱效率的熱效率12t1TT 同溫限的卡諾循環(huán)同溫限的卡諾循環(huán)1234 14 q4 1q41 1234 1 1234561定溫吸熱過程定溫吸熱過程4 1難于實現(xiàn)難于實現(xiàn)過熱蒸汽不采用卡諾循環(huán)過熱蒸汽不采用卡諾循環(huán)2021-12-1413兩相壓縮過程兩相壓縮過程3 5難于實現(xiàn)難于實現(xiàn)6sT54321t1P11T2T2 3 2 濕度太大對汽輪機(jī)工作不利濕度太大對汽輪機(jī)工作不利wnet小小 若以飽和汽為工質(zhì)實行卡諾循環(huán)若以飽和汽為工質(zhì)實行卡諾循環(huán)62 3 56若若P1較低熱效率反

8、而不如朗肯循環(huán)較低熱效率反而不如朗肯循環(huán)蒸汽動力裝置不采用卡諾循環(huán)蒸汽動力裝置不采用卡諾循環(huán)142021-12-14蒸汽卡諾循環(huán)？蒸汽卡諾循環(huán)？nLow thermal efficiencynCompressor and turbine must handle two phase flowsnThe Carnot cycle is not a suitable model for vapor power cycles because it cannot be approximated in practice.2021-12-1415 朗肯循環(huán)的熱效率朗肯循環(huán)的熱效率 朗肯循環(huán)朗肯循環(huán)吸熱吸熱和

9、和放熱放熱過程是過程是定壓定壓的的循環(huán)的循環(huán)的吸熱量吸熱量4145611hhqq32232hhqq循環(huán)的循環(huán)的放熱量放熱量朗肯循環(huán)的朗肯循環(huán)的熱效率熱效率)()()()()()(413421413241121Rt,hhhhhhhhhhhhqqq汽輪機(jī)輸出的汽輪機(jī)輸出的技術(shù)功技術(shù)功給水泵消耗的給水泵消耗的技術(shù)功技術(shù)功sT4321t1P1562021-12-1416 水泵消耗的技術(shù)功遠(yuǎn)小于水泵消耗的技術(shù)功遠(yuǎn)小于汽輪機(jī)作出的技術(shù)功汽輪機(jī)作出的技術(shù)功h4=h3=h2wt,B=h4h30)()()(413421Rt,hhhhhh汽輪機(jī)輸出的汽輪機(jī)輸出的技術(shù)功技術(shù)功給水泵消耗的給水泵消耗的技術(shù)功技術(shù)功 一

10、般占一般占0.81%不計給水泵消耗的技術(shù)功不計給水泵消耗的技術(shù)功2121Rt,hhhhsT4321t1P1562021-12-1417 影響朗肯循環(huán)熱效率的因素影響朗肯循環(huán)熱效率的因素根據(jù)狀態(tài)參數(shù)關(guān)系根據(jù)狀態(tài)參數(shù)關(guān)系 不計給水泵消耗的技術(shù)功時，朗肯不計給水泵消耗的技術(shù)功時，朗肯循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率t,R受受P1、P2、t1控制控制h1= f (P1,t1)h2= f (P2)h2= f (P2) P2、t1不變不變，將，將初壓初壓P1提高提高 t,R會有較顯著的提高會有較顯著的提高乏汽干度乏汽干度x2會降低會降低乏汽干度乏汽干度x2不得小于不得小于0.86P1sT1 12 342t1P1P1提

11、高初壓力的影響提高初壓力的影響 平均吸熱溫度平均吸熱溫度明顯提高明顯提高1T對機(jī)器的強(qiáng)度要求提高對機(jī)器的強(qiáng)度要求提高2121Rt,hhhh5 6 562021-12-1418 熱效率與初壓的關(guān)系熱效率與初壓的關(guān)系 2021-12-1419P1、P2不變，將不變，將初溫初溫 t1提高提高 t,R會有較顯著的提高會有較顯著的提高乏汽干度乏汽干度x2會提高會提高同時提高同時提高P1、 t1是方向是方向提高初溫的影響提高初溫的影響P11432t1sTt11 2 t1 平均吸熱溫度平均吸熱溫度明顯提高明顯提高1T金屬耐熱要求提高金屬耐熱要求提高對機(jī)器的強(qiáng)度要求提高對機(jī)器的強(qiáng)度要求提高目前可應(yīng)用的目前可應(yīng)

12、用的t1為為55056汽機(jī)出口尺寸增大汽機(jī)出口尺寸增大 提高初溫的結(jié)果相當(dāng)于在原循環(huán)提高初溫的結(jié)果相當(dāng)于在原循環(huán)1234561基礎(chǔ)上附加循環(huán)基礎(chǔ)上附加循環(huán)11 2 212021-12-1420熱效率與初溫的關(guān)系熱效率與初溫的關(guān)系 2021-12-1421P1、t1不變，將終壓不變，將終壓P2降低降低wt,T增大增大 P2目前實際已采用至目前實際已采用至3.5 4kPa，對應(yīng)的飽和溫度為對應(yīng)的飽和溫度為27 33限于循限于循環(huán)水的溫度，已基本達(dá)到極限低值環(huán)水的溫度，已基本達(dá)到極限低值sT12342t1P1降低終壓力的影響降低終壓力的影響34P2對對 t,R總是總是有利有利略有下降；略有下降；56

13、 冬天循環(huán)水溫較低，循環(huán)熱效率較高冬天循環(huán)水溫較低，循環(huán)熱效率較高1T下降明顯下降明顯2T2021-12-1422熱效率與終壓的關(guān)系熱效率與終壓的關(guān)系 2021-12-1423蒸汽參數(shù)對循環(huán)熱效率的影響歸納蒸汽參數(shù)對循環(huán)熱效率的影響歸納 1.提高蒸汽提高蒸汽p1、T1、降低、降低p2可以提高循環(huán)的熱效率，可以提高循環(huán)的熱效率，因而現(xiàn)代蒸汽動力循環(huán)都朝著采用因而現(xiàn)代蒸汽動力循環(huán)都朝著采用高參數(shù)、大容量高參數(shù)、大容量的方向發(fā)展。的方向發(fā)展。 2. 提高初參數(shù)提高初參數(shù)p1、T1后，因循環(huán)熱效率增加而使動后，因循環(huán)熱效率增加而使動力廠的運行費用下降。但由于高參數(shù)的采用，設(shè)備力廠的運行費用下降。但由于

14、高參數(shù)的采用，設(shè)備的投資費用和一部分運行費用又將增加，因而在一的投資費用和一部分運行費用又將增加，因而在一般中小型動力廠中不宜采用高參數(shù)。究竟多大容量般中小型動力廠中不宜采用高參數(shù)。究竟多大容量采用多高參數(shù)方為合適，須經(jīng)全面地比較技術(shù)經(jīng)濟(jì)采用多高參數(shù)方為合適，須經(jīng)全面地比較技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)后確定。指標(biāo)后確定。 2021-12-1424 3. 盡管采用較高的蒸汽參數(shù)，但由于水蒸汽性盡管采用較高的蒸汽參數(shù)，但由于水蒸汽性質(zhì)的限制，循環(huán)吸熱平均溫度仍然不高，故對質(zhì)的限制，循環(huán)吸熱平均溫度仍然不高，故對蒸汽動力循環(huán)的改進(jìn)主要集中于對吸熱過程的蒸汽動力循環(huán)的改進(jìn)主要集中于對吸熱過程的改進(jìn)，即采用種種提高吸熱

15、平均溫度的措施。改進(jìn)，即采用種種提高吸熱平均溫度的措施。 蒸汽參數(shù)對循環(huán)熱效率的影響歸納蒸汽參數(shù)對循環(huán)熱效率的影響歸納(續(xù)續(xù)) 2021-12-1425表11-1 國產(chǎn)鍋爐、汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的初參數(shù)簡表低參數(shù)中參數(shù)高參數(shù)超高參數(shù)亞臨界參數(shù)汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力（MPa）1.33.5913.516.5汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度（）340435535550,535550,535發(fā)電機(jī)功率 （P/ kW）15003000600025000510萬12.5萬,20萬20萬，30萬，60萬2021-12-1426 汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率和汽耗汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率和汽耗率率實際的汽輪機(jī)內(nèi)部過程是不可逆的實際的汽輪機(jī)內(nèi)部過程是不可逆的

16、汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率（定熵效率）汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率（定熵效率）s2121Thhhh汽耗率汽耗率Steam Rate (d) 單位為單位為kg/J,kg/kJ,也使用也使用kg/(kW h)為單位為單位 不計給水泵耗功時，若不計給水泵耗功時，若理想理想汽輪機(jī)的輸出功率為汽輪機(jī)的輸出功率為P0kW，耗汽率為，耗汽率為Dkg/s，兩者有以下關(guān)系：，兩者有以下關(guān)系：)(2s10hhDP理想汽耗率理想汽耗率 hkg/kW 3600kg/kJ 12s12s100hhhhPDd裝置每輸出單位功量所消耗的蒸汽量裝置每輸出單位功量所消耗的蒸汽量The mass of steam used to perform a

17、 unit of work.P11432s2t1sT實際的基本循環(huán)實際的基本循環(huán)2021-12-1427相對于汽輪機(jī)的實際輸出功率相對于汽輪機(jī)的實際輸出功率實際汽耗率實際汽耗率 hkg/kW 360021hhPDd 因此實際蒸汽動力裝置整體上講尚需考慮因此實際蒸汽動力裝置整體上講尚需考慮鍋爐的熱損失鍋爐的熱損失鍋爐效率鍋爐效率 B管道的熱損失管道的熱損失管道效率管道效率 tu 實際蒸汽動力裝置循環(huán)的熱效率實際蒸汽動力裝置循環(huán)的熱效率 t= t,R B tu T燃料的發(fā)熱量裝置輸出的功效率實際蒸汽動力裝置的熱2021-12-1428例例5-1一簡單蒸汽動力裝置循環(huán)一簡單蒸汽動力裝置循環(huán)(即朗即朗

18、肯循環(huán)肯循環(huán))，蒸汽的初壓，蒸汽的初壓P1 = 3 MPa，終壓終壓P2 = 6 kPa，初溫分別為，初溫分別為300和和500 。試求不同初溫時循環(huán)的熱。試求不同初溫時循環(huán)的熱效率效率 t、耗汽率、耗汽率d及蒸汽的終干度及蒸汽的終干度x2，并將所求得的各值填入下表內(nèi)，以并將所求得的各值填入下表內(nèi)，以比較所求得的結(jié)果。比較所求得的結(jié)果。 解：解：P1=3 MPa（過熱汽）（過熱汽）t1=300 h1=2992.4 kJ/kg s1=6.5371 kJ/(kgK)t1=500 h1=3454.9 kJ/kg s1 =7.2314 kJ/(kgK)P2=6 kPa的飽和參數(shù)的飽和參數(shù)：s =0.5

19、209 kJ/(kgK)，s =8.3305 kJ/(kgK)h =151.50 kJ/kg， h =2567.1 kJ/kg P11432t1sTt112忽略水泵功耗。忽略水泵功耗。查水蒸氣表得：查水蒸氣表得：2021-12-1429 8593. 05209. 03305. 85209. 02314. 71)500(2ssssx具體計算如下：具體計算如下： 7708. 05209. 03305. 85209. 05371. 61)300(2ssssxkJ/kg 44.20135 .151)7708. 01 (1 .25677708. 01 )300(2)300(2)300(2hxhxhkJ/

20、kg 23.22275 .151)8593. 01 (1 .25678593. 01 )500(2)500(2)500(2hxhxh3446. 05 .1514 .299244.20134 .29922121)300(hhhhtP11432t1sTt1122021-12-14303716. 05 .1519 .345423.22279 .34542121)500(hhhhtkg/J 100215. 11044.20134 .29921101633)300(21)300(0hhdkg/J 108146. 01023.22279 .34541101633)500(21)500(0hhd計算結(jié)果匯總

21、：計算結(jié)果匯總： t1，300500t0.34460.3716d，kg/J1.02151060.8146106x20.77080.85932021-12-143111.2 蒸汽動力裝置再熱循環(huán)蒸汽動力裝置再熱循環(huán) 帶再熱的蒸汽動力裝置帶再熱的蒸汽動力裝置 再熱再熱蒸汽在汽輪機(jī)蒸汽在汽輪機(jī)中工作至某一中間壓力后中工作至某一中間壓力后重新送回到鍋爐的再熱器重新送回到鍋爐的再熱器中加熱，然后再引回汽輪中加熱，然后再引回汽輪機(jī)中繼續(xù)作功，或稱重?zé)釞C(jī)中繼續(xù)作功，或稱重?zé)?一次汽一次汽再熱前的蒸汽再熱前的蒸汽二次汽二次汽再熱后的蒸汽再熱后的蒸汽一般都再熱至初溫；理論上可進(jìn)行多次再熱，但實際只一般都再熱至初

22、溫；理論上可進(jìn)行多次再熱，但實際只有有12次再熱次再熱冷卻水冷卻水汽輪機(jī)汽輪機(jī)鍋爐鍋爐給水泵給水泵凝汽器凝汽器帶再熱的蒸汽動力裝置帶再熱的蒸汽動力裝置234561(再熱器再熱器)(過熱器過熱器)二次汽二次汽一次汽一次汽ab 以朗肯循環(huán)為基礎(chǔ)以朗肯循環(huán)為基礎(chǔ)2021-12-1432 蒸汽動力裝置再熱循環(huán)蒸汽動力裝置再熱循環(huán) 設(shè)一次汽的參數(shù)為設(shè)一次汽的參數(shù)為P、t，中間，中間再熱壓力為再熱壓力為Pb，再熱至初溫，再熱至初溫 t工質(zhì)循環(huán)路徑：工質(zhì)循環(huán)路徑：一次汽一次汽1(P, t)再熱器再熱器過熱汽過熱汽1(P, t)（新蒸汽）（新蒸汽）凝結(jié)水凝結(jié)水3(P2, h2)給水泵給水泵絕熱壓縮絕熱壓縮給水

23、給水4定壓加熱定壓加熱（新蒸汽）（新蒸汽）汽輪機(jī)前缸汽輪機(jī)前缸絕熱膨脹絕熱膨脹前缸排汽前缸排汽a(Pa)1-a一次汽在汽輪機(jī)前缸中絕熱膨脹作功一次汽在汽輪機(jī)前缸中絕熱膨脹作功 (h1 ha) ；a-b蒸汽在鍋爐再熱器中蒸汽在鍋爐再熱器中定壓再熱，吸熱定壓再熱，吸熱 (hb ha)；b-2二次汽在汽輪機(jī)后缸中絕熱膨脹作功二次汽在汽輪機(jī)后缸中絕熱膨脹作功 (hb h2) ；sTb1atP2c34蒸汽動力裝置再熱循環(huán)蒸汽動力裝置再熱循環(huán)二次汽二次汽b(Pa, t)汽輪機(jī)后缸汽輪機(jī)后缸絕熱膨脹絕熱膨脹乏汽乏汽2(P2, h2)凝汽器凝汽器定壓放熱定壓放熱（循環(huán)）（循環(huán)）2021-12-1433 再熱循

24、環(huán)的熱效率再熱循環(huán)的熱效率 忽略給水泵的功耗時，再熱循環(huán)忽略給水泵的功耗時，再熱循環(huán)輸輸出的功出的功為一次汽和二次汽在汽輪機(jī)中為一次汽和二次汽在汽輪機(jī)中所作的技術(shù)功之和所作的技術(shù)功之和 對于具有對于具有1次再熱的蒸汽動力循環(huán)次再熱的蒸汽動力循環(huán))()(2ba1nethhhhw 循環(huán)的循環(huán)的吸熱量吸熱量為蒸汽分別在鍋爐為蒸汽分別在鍋爐的過熱器和再熱器中所吸熱量之和的過熱器和再熱器中所吸熱量之和 )()(ab211hhhhq再熱循環(huán)的再熱循環(huán)的熱效率熱效率為為 )()()()()()()()(ab21ab21ab212ba11netreh.t,hhhhhhhhhhhhhhhhqw一次汽作的功一次汽

25、作的功二次汽作的功二次汽作的功一次汽吸的熱量一次汽吸的熱量二次汽吸的熱量二次汽吸的熱量sTb1atP2c342021-12-1434再熱措施能否提高循環(huán)的熱效率取決于中間壓力再熱措施能否提高循環(huán)的熱效率取決于中間壓力 存在著一個存在著一個最佳最佳的中間再熱壓力的中間再熱壓力1opta,) 3 . 02 . 0(PP再熱的目的不全在于靠其直接再熱的目的不全在于靠其直接提高循環(huán)的熱效率提高循環(huán)的熱效率 無再熱時乏汽的狀態(tài)為無再熱時乏汽的狀態(tài)為c；有再；有再熱時乏汽的狀態(tài)為熱時乏汽的狀態(tài)為2x2xc 與與Pa有關(guān)有關(guān) 再熱的目的更重要地還在于它能提高汽輪機(jī)乏汽的干再熱的目的更重要地還在于它能提高汽輪

26、機(jī)乏汽的干度，從而為提高初壓力創(chuàng)造條件度，從而為提高初壓力創(chuàng)造條件 此外，此外，乏汽干度提高對汽輪機(jī)的內(nèi)部效率有利乏汽干度提高對汽輪機(jī)的內(nèi)部效率有利sTb1atP2c34 精心設(shè)計的再熱循環(huán)有望直接提精心設(shè)計的再熱循環(huán)有望直接提高循環(huán)熱效率高循環(huán)熱效率4% 5% (23.5%)2021-12-1435 蒸汽再熱循環(huán)的實踐蒸汽再熱循環(huán)的實踐P1600，P125MPa (超臨界機(jī)組超臨界機(jī)組)系統(tǒng)復(fù)雜，初投資增加系統(tǒng)復(fù)雜，初投資增加 再熱也帶來一些負(fù)面影響再熱也帶來一些負(fù)面影響鍋爐、汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化鍋爐、汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化100、125、200、300 MW，P113.5MPa 一次一次再熱再熱 二

27、次二次再熱再熱2021-12-1436例例5-2(習(xí)題習(xí)題11-3部分部分)蒸汽動力裝置再熱循環(huán)，蒸汽的初蒸汽動力裝置再熱循環(huán)，蒸汽的初參數(shù)為參數(shù)為P1=12 MPa、t1=450，終壓為，終壓為P2=0.004 MPa。再。再熱時蒸汽的壓力為熱時蒸汽的壓力為0.5 MPa，再熱后蒸汽的溫度為，再熱后蒸汽的溫度為400。試確定該再熱循環(huán)的熱效率和終濕度，將所得的熱效率、試確定該再熱循環(huán)的熱效率和終濕度，將所得的熱效率、終濕度和朗肯循環(huán)作比較，并在終濕度和朗肯循環(huán)作比較，并在 T-s圖上畫出該再熱循環(huán)。圖上畫出該再熱循環(huán)。附水蒸氣表（節(jié)錄）附水蒸氣表（節(jié)錄） 飽和水蒸氣表飽和水蒸氣表 P, MP

28、ah , kJ/kg,h , kJ/kgs , kJ/(kg K)s , kJ/(kg K)0.004121.412554.10.42248.47470.5640.12748.51.86046.8215過熱水蒸氣表過熱水蒸氣表 t, 0.5， MPa12MPah, kJ/kgs, kJ/(kg K)h, kJ/kgs, kJ/(kg K)4003271.87.79443053.36.07874503377.07.94523209.96.30322021-12-1437sT1234解：解： 由水蒸氣表查得：由水蒸氣表查得： P2=4 kPa 時時 s =0.4224 kJ/(kg K) s =8

29、.4747 kJ/(kg K) h =121.41 kJ/kg h =2554.1 kJ/kg, P1=12 MPa t1=450 h1=3209.9 kJ/kg s1=6.3032 kJ/(kg K) 題給再熱后（題給再熱后（設(shè)為設(shè)為b，過熱汽）過熱汽）Pb=0.5 MPa tb=400 hb=3271.8 kJ/kg sb=7.7944 kJ/(kg K) 2021-12-1438sT1234bcaP=0.5MPa 時時 s =1.8604 kJ/(kg K) s =6.8215 kJ/(kg K) h =640.1 kJ/kg h =2748.5 kJ/kg, 已知再熱時的狀態(tài)（設(shè)為已知

30、再熱時的狀態(tài)（設(shè)為a）Pa = 0.5 MPasa值在值在s 與與s 之間之間，故知故知a點為點為濕蒸汽濕蒸汽狀態(tài)狀態(tài)8955. 08604. 18215. 68604. 13032. 6aassssxsa = s1 = 6.3032 kJ/(kg K) 并且并且 2021-12-1439由此由此ha=xah +(1-xa)h =0.8955 2748.5+(1 0.8955) 640.1 =2528.17 kJ/kg 由于由于3730. 02244 . 04747. 84224. 03032. 622212ssssxh2= x2h2 +(1-x2)h2 =0.7303 2554.1+(1 0.7303) 121.41=1898.00 kJ/kg 9155. 04224. 04747. 84224. 07944. 7bcssssx以及以及hc=xch +(1 xc)h =0.9155 2554.1+(1 0.9155) 121.41=2348.54 kJ/kgsT1234bca2021-12-1440該再熱循環(huán)的終濕度該再熱循環(huán)的終濕度(1 xc)