Оглавление:
Бинарные циклы
- Вода как рабочая жидкость в энергетическом цикле пара имеет серьезные недостатки. Другими словами, он имеет относительно низкую критическую температуру (tKP-374,15 ° C) и высокое критическое давление (221, 15 бар). ■ В результате, чтобы увеличить термический КПД цикла, необходимо повысить начальную температуру пара в сочетании с высоким начальным давлением,
ограниченным существующими тугоплавкими металлами. Кроме того, поскольку процесс подачи тепла неэффективно выполняется в области перегрева пара, необходимо увеличить перегрев пара, поэтому термический КПД цикла Ренкина меньше, чем в цикле Это упадет относительно. По сравнению с изотермическим, изобарным процессом. Если вы можете найти рабочую жидкость с критической
Карно, который выполняется в том же температурном диапазоне. Людмила Фирмаль
температурой, намного превышающей температуру умеренно критической воды, вы можете повысить эффективность цикла Ранкина. Во-вторых, циклическая подача тепла может осуществляться при высоких температурах в области насыщенного пара без последующего перегрева, то есть изотермического процесса при низком начальном давлении. Кроме того, при низких
температурах давление насыщения рабочей жидкости не должно быть слишком низким. Однако такой рабочей жидкости пока не найдено. Это привело к идее создания сложного цикла, состоящего из двух рабочих органов, так называемого бинарного цикла. В таком сложном цикле одна рабочая жидкость должна иметь высокую критическую температуру при относительно низком давлении. Эта рабочая жидкость используется в циклах, которые работают при
- высоких температурах. Другая рабочая жидкость должна иметь относительно высокое давление насыщения при температуре окружающей среды. Вторая рабочая жидкость используется в циклах, которые работают при низких температурах. Комбинируя эти два цикла, можно значительно увеличить общую разность температур, тем самым увеличив общую тепловую эффективность по сравнению с паровым и водяным циклом. Ртуть используется в качестве первой
рабочей жидкости с высокой температурой насыщения, соответствующей относительно низкому давлению. Например, при температуре насыщенного пара ртути tH = 582,4 ° C давление составляет 20,23 бар. Критическая температура ртути составляет 1420 ° С. В области низких температур вода является более подходящей рабочей жидкостью с низкой изобарической линией.
Например, при температуре насыщенного пара Людмила Фирмаль
Принципиальная схема двойного расположения ртути и воды показана на рисунке. 19-15. Сплошная линия показывает ртутный контур. Пары ртути, образующиеся в ртутном котле, поступают в ртутную турбину 3. После расширения пар ртути направляется в испаритель-конденсатор 2, где он конденсируется и передает тепло воде, образуя водяной пар. Следовательно, конденсаторный испаритель также является паровым водогрейным котлом. Обычно
жидкая ртуть возвращается в ртутный котел под действием силы тяжести, а образующийся водяной пар поступает в перегреватель 4 и затем поступает. Рисунок 19-16 Рисунок 19-15 Паровая турбина 5} Это делает полезную работу. Отработанный водяной пар поступает в конденсатор 6 и затем подается в конденсатор-испаритель насосом 7. Пунктирная линия показывает водяной контур. На рисунке 19-16 показана диаграмма Ts для двойной циркуляции ртути и воды.
Поскольку энтальпия использованных паров ртути в несколько раз меньше энтальпии водяного пара, через испаритель конденсатора должны проходить пары ртути, в 10-12 раз превышающие энтальпию водяного пара. В этом контексте ^ -диаграмма показывает циклы 1-2-3-4-51 против 1 кг водяного пара и циклы 8-7-6-9-8 против t кг паров ртути. Участок Цикл устроен так, что адиабатическое расширение ртути происходит выше точки 5 сухого насыщенного водяного пара. В
бинарных установках сухой насыщенный «пар ртути» используется при температуре 517–557 ° C и давлении 10–15 бар. В ртутных турбинах адиабатическое расширение допускается до давления от 0,1 до 0,04 бар. Температура водяного пара на 10-15 ° ниже, чем температура паров ртути в конденсаторе (приблизительно 237-217 ° С), что соответствует давлению 33-25 бар. Для повышения эффективности бинарной установки рекомендуется использовать регенеративный нагрев питательной воды (процесс 10-11). Поскольку жидкая ртуть обладает очень небольшой теплоемкостью,
регенеративный нагрев ртути неэффективен и поэтому не применим. Перегрев Пар используется для снижения конечного содержания влаги при расширении пара в турбине. Фактическая эффективность бинарного цикла намного выше, чем эффективность установки паровой воды. Тепловая эффективность работает в том же температурном диапазоне и достигает величины эффективности цикла Карно 0,8-0,85. Если начальная температура паров ртути составляет 500 ° К, а конечная температура водяного конденсатора составляет 30 ° С, термический КПД бинарного цикла при
регенеративном нагреве питательной воды составляет% = 0,57. Использование паров ртути при температурах от 500 до 600 ° C дополнительно повышает эффективность бинарного цикла. Эффективность бинарного цикла без тепловой регенерации определяется из общего уравнения n _ 1 ^ + _ * •? ) + (‘*? -А?? P99h » Qt Qi ‘m (iS- «f). Привет? — / «‘ Где работа паров ртути в гп кг? / 0-1 кг работы водяного пара. Скорость циркуляции т-ртути (масса ртути на кг воды, кг). -Энтальпия паров ртути за ртутным котлом. Энтальпия паров ртути за ртутной турбиной. i J — энтальпия перегретого пара за перегревателем. я — энтальпия водяного пара за турбиной. if-
энтальпия ртути позади конденсатора; -энтальпия насыщенного водяного пара, покидающего котел. Значение m получается из теплового баланса испарителя конденсатора. m = * «) / (/? — если), (19-10) Где энтальпия воды за конденсатором? Первый бинарный ртутный гидротурбинный агрегат мощностью 1800 цифр был построен в 1923 году. В течение следующих нескольких лет мощность ртутных турбин увеличилась, и уже существуют установки для
гидротурбин мощностью 20 000 кВт. При работе с ртутными водными объектами качественная сварка и высокая эффективность использования обеспечивают полную эксплуатационную надежность и безопасность. В настоящее время ведутся работы по замене ртути другими недорогими материалами с высокой температурой кипения и созданием более полных циклов в развитом температурном диапазоне.
Смотрите также:
Решение задач по термодинамике
| Цикл Карно для водяного пара | Основы теплофикации |
| Влияние основных параметров на величину к. п. д. цикла Ренкина | Внутренний относительный к. п. д. паровой турбины |
