山西能源学院：《工程热力学》课程教学资源（PPT课件）第10章 蒸汽动力装置循环 10.1 朗肯循环装置与流程

工程热力学朗肯循环装置与流程

工程热力学 朗肯循环装置与流程

Part01水蒸气作为工质的卡诺循环目录Part02水蒸气朗肯循环

目录 Part 01 水蒸气作为工质的卡诺循环 Part 02 水蒸气朗肯循环

PART 01水蒸气作为工质的卡诺循环

PART 01 水蒸气作为工质的 卡诺循环

水蒸气作为工质的卡诺循环水蒸气作为工质的卡诺循环P热力学第二定律通过卡诺定理证明了，5在相同的温度界限间，卡诺循环的热效率最高。动力循环以蒸汽为工质时，原则上可采08用如上图中6-7-8-5-6所示的卡诺循环。但实际上存在种种困难和不利因素，过程8-55难以实现，故在实际的蒸汽动力装置中不采用卡诺循环，但卡诺循环在理论上仍具有很大的意义。图10-1水蒸气的卡诺循环

水蒸气作为工质的卡诺循环 水蒸气作为工质的卡诺循环 热力学第二定律通过卡诺定理证明了， 在相同的温度界限间，卡诺循环的热效率最 高。动力循环以蒸汽为工质时，原则上可采 用如上图中6-7-8-5-6所示的卡诺循环。但 实际上存在种种困难和不利因素，过程8-5 难以实现，故在实际的蒸汽动力装置中不采 用卡诺循环，但卡诺循环在理论上仍具有很 大的意义

水蒸气作为工质的卡诺循环>为什么不能采用卡诺循环？6-7绝热膨胀（汽轮机）7-8定温放热（冷凝器）可以实现卡诺循环5-6定温加热（锅炉）8-5绝热压缩（压缩机）难以实现上1、工质处于低干度的湿汽状态（点8）水汽混合物的压缩（状态8）有困难，压缩机工作不稳定，而且8点的湿蒸汽比容比水大得多（通常大1～2干倍），需用比水泵大得多的压缩机，使得输出的净功大大减少，同时对压缩机不利。2、循环仅限于饱和区，上限T受临界温度的限制，即使是实现卡诺循环，其理论效率也不高。3、膨胀未期，湿蒸汽所含的水分太多，不利于动力机的安全。为了改进上述的压缩过程人们将汽凝结成水，同时为了提高上限温这就需要对卡诺循环进行改进，温度采用过热蒸汽使T1高于临界温度，改进的结果就是下面要讨论的另一种循环--朗肯循环

➢ 为什么不能采用卡诺循环？ 6-7 绝热膨胀（汽轮机） 7-8 定温放热（冷凝器） 5-6 定温加热（锅炉） 8-5 绝热压缩（压缩机） 可以实现 难以实现 卡诺循环 1、工质处于低干度的湿汽状态（点8）水汽混合物的压缩（状态8）有困难，压缩机工作不稳定，而且8点的湿蒸汽比容 比水大得多（通常大1～2千倍），需用比水泵大得多的压缩机，使得输出的净功大大减少，同时对压缩机不利。 2、循环仅限于饱和区，上限T1受临界温度的限制，即使是实现卡诺循环，其理论效率也不高。 3、膨胀末期，湿蒸汽所含的水分太多，不利于动力机的安全。 为了改进上述的压缩过程人们将汽凝结成水，同时为了提高上限温这就需要对卡诺循环进行改进，温度采用过热蒸汽 使T1高于临界温度，改进的结果就是下面要讨论的另一种循环-朗肯循环。 水蒸气作为工质的卡诺循环

PART 02水蒸气朗肯循环

PART 02 水蒸气朗肯循环

水蒸气朗肯循环朗肯循环示意图发电机过程：从锅炉过热器与出来的过热蒸汽通过管道进入汽轮机T，蒸汽部分热能在T中转换为机械带动发电机q1B发电，作了功的低压乏汽排入冷凝器C，对冷却水放出汽化潜热y，凝结成水，凝结成的水由给水泵P送进省煤器D进行预热，然后在锅炉B内吸热汽化，饱和蒸汽进入过热器S继续吸热成过热蒸汽，过程可理想化为两个定压过程，两个绝热过程一朗肯循环。3(2)图10-2简单蒸汽动力装置流程示意图

朗肯循环示意图 过程： 从锅炉过热器与出来的过热蒸汽通过管道进入汽 轮机T，蒸汽部分热能在T中转换为机械带动发电机 发电，作了功的低压乏汽排入冷凝器C，对冷却水放 出汽化潜热γ，凝结成水，凝结成的水由给水泵P送 进省煤器D′进行预热，然后在锅炉B内吸热汽化，饱 和蒸汽进入过热器S继续吸热成过热蒸汽，过程可理 想化为两个定压过程，两个绝热过程—朗肯循环。 水蒸气朗肯循环

水蒸气朗肯循环发电机实际的蒸汽动力循环都是以朗肯循环为基础的轮机锅四个主要装置：q1B炉锅炉922汽轮机凝汽器凝汽器C给水泵给水泵A3(2)P图10-2简单蒸汽动力装置流程示意图

实际的蒸汽动力循环都是以朗肯循 环为基础的。 四个主要装置： 锅炉 汽轮机 凝汽器 给水泵 水蒸气朗肯循环

水蒸气朗肯循环1一2：汽轮机中绝热膨胀2一3：冷凝器中定压冷凝4—56：锅炉中定压加热3一4：给水泵中绝热压缩6一1：过热器中定压加热DPiD3(2)3(2)87图10-3水蒸气的朗肯循环

1—2：汽轮机中绝热膨胀 2—3：冷凝器中定压冷凝 3—4：给水泵中绝热压缩 4—5—6：锅炉中定压加热 6—1：过热器中定压加热 水蒸气朗肯循环