Рабочее тело бинарных циклов

II. ПАРОВОЙ ЦИКЛ С ДВУМЯ РАБОЧИМИ ТЕЛАМИ (БИНАРНЫЙ ЦИКЛ) [c.18]

Циклы с двумя рабочими телами — бинарные циклы. Бинарные циклы, состоящие из двух ступеней с двумя рабочими телами, дают возможность расширить температурные пределы термодинамического цикла и приблизить его к идеальному циклу Карно, повышая тем самым термический к. п. д. цикла. Наиболее распространенным бинарным циклом является ртутно-водяной цикл. [c.119]

Этот вывод привел к мысли о создании цикла с двумя рабочими телами — бинарного цикла. Термический к. п. д. бинарного цикла достигает 54%. [c.193]

Ввиду дополнительных требований, предъявляемых к рабочему телу паросиловых установок, и трудности подыскания такого вещества, которое удовлетворяло бы всем требованиям, осуществляют циклы с двумя рабочими телами, Такие циклы получили название бинарных циклов. [c.241]

Температуры теплоотдатчика и рабочего тела в ряде случаев, например, в паросиловых установках, существенно различны, так как ни свойства рабочего тела, ни свойства конструкционных материалов не позволяют довести температуру рабочего процесса цикла до температуры теплоотдатчика. Применение жаропрочных конструкционных материалов может несколько уменьшить эту разность температур того же самого можно достигнуть переходом на высокие давления рабочего тела в цикле (применительно к воде это будут закритические давления) использованием теплоты отходящих продуктов сгорания для подогрева топлива и предварительного подогрева рабочего тела можно улучшить общее использование выделяющейся при сгорании топлива теплоты. Но более перспективным (во всяком случае в паросиловых установках) является использование горячих продуктов сгорания, после того как завершено нагревание основного рабочего тела, в качестве вторичного рабочего тела (как это осуществляется в парогазовых установках) или применение бинарных циклов с использованием в верхнем цикле наиболее подходящего высокотемпературного рабочего тела. Возможно также использовать в качестве головного звена энергетической установки МГД генератор. В этом случае горячие газы сначала поступают в рабочий канал МГД-генератора, где часть кинетической энергии потока преобразуется в электри- [c.526]

Бинарные циклы — парогазовый и газопаровой. Другая возможность повышения начальной температуры рабочего тела — создание цикла с газовой турбиной на высокой стороне и паровой турбиной на низкой. Если в установке большая часть мощности создается за счет работы паровой турбины — цикла называется парогазовым в обратном случае — газопаровым. Гз-диаграмма парогазового цикла представлена на рис, 4-35. [c.198]

Как и в случае ртутно-пароводяного бинарного цикла, здесь циклы 1-2-3-4-5-6-7-1 и I-II-III-IV-V-I построены для различных количеств рабочего тела — пароводяной цикл для 1 кг воды, а собственно МГД цикл для т кг рабочего тела величина кратности расхода рабочего тела МГД контура по отношению к расходу воды т определяется следующим образом. [c.420]

Повышение экономичности паросиловых установок может быть достигнуто различными способами, а именно подогревом питательной воды паром (регенеративный цикл), вторичным перегревом пара, комбинированным использованием тепла (теплофикационный цикл) и применением цикла с двумя рабочими телами (бинарный). [c.136]

Циклы с двумя рабочими телами получили название бинарных циклов. На практике осуществлены пока только ртутно-водяные бинарные установки (рис. 18.28). [c.585]

Отсутствие рабочего вещества для паросиловых установок, которое удовлетворяло бы всем предъявляемым требованиям, привело к применению в одной установке двух рабочих веществ. Каждое из них в определенном интервале температур является оптимальным. Циклы с двумя рабочими телами получили название бинарных. [c.546]

Комбинированные циклы используются в ртутно-водяных бинарных установках. Ртутный пар, который имеет высокую температуру насыщения при умеренных давлениях, является рабочим телом в ртутном цикле. Последний, располагаясь над циклом водяного пара, позволяет поднять верхнюю температуру комбинированного цикла, в результате чего увеличивается термический КПД. [c.215]

Бинарный цикл Карно. Каждое из рассмотренных до сих пор рабочих тел характеризуется рядом свойств, положительно или отрицательно влияющих на экономичность цикла. Продукты горения топлив как рабочее тело в тепловых двигателях характеризуются тем, что могут иметь высокую начальную температуру, получаемую как результат процесса горения. Высокая начальная температура обеспечивает и высокий термический к. п. д. цикла. В зависимости от условий горения она достигает [c.193]

I 500—3 000° С. Это значительно выше того, что могут выдержать металлы, но стенки камеры, в которой происходит горение, можно охлаждать, к в этом случае такие температуры становятся приемлемыми. Однако конечная температура продуктов горения при расширении их в газовых турбинах до атмосферного давления оказывается еще значительно выше температуры окружающей среды, что неблагоприятно для термического к. п. д. цикла. Обратное наблюдается у другого рабочего тела — водяного пара. Он получается в перегревателе парогенератора путем подвода тепла от горячих газов через металлическую стенку труб перегревателя, и его температура всецело определяется жаропрочностью металла, которая не позволяет получать пар с температурами более 600—650° С, да и то при использовании весьма дорогих высоколегированных сталей. С другой стороны, как это было показано при анализе циклов паросиловых установок, конечная температура водяного пара при расширении его до принятых давлений в конденсаторе ненамного отличается от температуры окружающей среды, что благоприятно для экономичности цикла. Рассмотренные свойства того и другого рабочего тела привели к мысли о создании бинарного цикла, т. е. такого цикла, в котором участвовали бы два рабочих тела, каждое из которых вносило бы в цикл свое благоприятное для термического к. п. д. СВОЙСТВО. Такой бинарный цикл получил название парогазового цикла. В нем в высокотемпературной части рабочим телом служат продукты горения топлив, а в низко- [c.193]

На рис. 4-34 показана 7 з-диаграмма идеального бинарного цикла с плазменным генератором. Как видно, в нем будут значительные потери на необратимость, связанные с передачей тепла от отходящих из плазменного генератора продуктов сгорания к водяному пару. Для лучшего совпадения кривых отдачи тепла продуктами горения (процесс 1-4) и получения тепла водяным паром (процесс 5-6) параметры последнего берут сверхкритическими. И, кроме того, так как теплоемкости этих рабочих тел значительно [c.198]

Парогазовый цикл. Парогазовый цикл является бинарным циклом, где в качестве рабочих тел для превращения теплоты в работу кроме воды используются продукты сгорания топлива. [c.98]

Наиболее действенный путь для повышения эффективного к. п. д. и экономичности паросиловой установки лежит в увеличении средней температуры рабочего тела в процессе подвода тепла, которое может быть достигнуто повышением начальных параметров пара, увеличением степени перегрева пара или введением промежуточного перегрева, применением регенерации тепла в цикле н бинарных циклов. [c.451]

Из полученного выражения для термического КПД бинарного цикла видно, что термический КПД при введении в паросиловую установку второго рабочего тела (например, ртути) существенно повышается. Пусть л = 0>3 и т = = 0,3, тогда т , = 0,51. [c.72]

В ГПУ по разделенной схеме все топливо или основная его часть сжигается в камере сгорания ГТУ. Простейшая схема ГПУ разделенной схемы без дожигания топлива показана на рис. 4.27, г. Иногда тепловой цикл без подвода теплоты топлива к пароводяному рабочему телу называют бинарным газопаровым циклом. В ряде случаев предусматривается некоторый небольшой (не более 15-20% расхода топлива газового контура) подвод топлива перед котлом-утилизатором. [c.210]

Рассмотрим двухконтурную схему, в которой применяется бинарный цикл (оба контура являются энергетическими). Первый высокотемпературный контур работает со сбросом тепла во второй контур с другим рабочим телом и более низким температурным уровнем. [c.14]

Паросиловые установки с двумя рабочими телами получили название бинарных установок. В бинарных (ртутно-водяных) установках термический к. п. д. цикла превышает термический к. п. д. обычных паросиловых установок высокого давления и составляет более 57% [Ю]. [c.52]

Следует иметь в виду, что хотя последнее выражение и дает правильный суммарный результат, однако, при построении зависимости для т , несколько исказится представление о действительном использовании отдельных тепловых потоков. Это обусловливается, с одной стороны, влиянием тепла трения, с другой стороны — разными изменениями энтропии при теплообмене в отдельных рабочих телах, вследствие конечного температурного напора. Так, например, фактическое бинарное использование тепла начнется в точке 6, которой соответствует состояние воды за водяным экономайзером. В то же время энтропии отвечает точка 6. Однако соответствующее искажение невелико. Другое более важное отклонение связано с заменой реального цикла Ренкина контуром /5д—7—8—9—10 —/5q. Такая замена, вполне оправданная при анализе суммарного к. п. д., дает совершенно неправильное представление о роли бинарной части пароводяного цикла. [c.44]

Необходимой частью рационального парогазового цикла является бинарный газопаровой цикл, во второй ступени которого тепло используется в оптимальном круговом процессе, являющемся частью парового цикла. Однако, как отмечалось в 1-2, в настоящее время нет возможности реализовать этот процесс вне связи с испарительной частью парового цикла. В автономной бинарной газопаровой установке, в которой отсутствует непосредственный подвод тепла высокого потенциала к пароводяному рабочему телу, последнее вынуждено совершать не оптимальный треугольный цикл, а цикл Ренкина, как это было показано на рис. 1-4. Соответствующая принципиальная схема, изображенная [c.55]

В парогазовых установках, где основную часть тепла высокого потенциала подводят непосредственно к пароводяному рабочему телу, повышение давления генерируемого пара всегда увеличивает общий к. п. д. В бинарной же установке повышение этого давления, с одной стороны, увеличивает к. п. д. цикла Ренкина, а с другой, может снизить что следует из формул (2-13)— (2-16). [c.57]

Если бы газы и водяной пар пропускались через отдельные турбины, имелась бы обычная бинарная схема. Идеальные циклы, совершаемые газовоздушным и пароводяным рабочими телами. [c.117]

Современные тепловые двигатели, использующие пар как рабочее тело (паровые турбины или паровые поршневые машины), работают главным образом на водяном паре. Исключение составляют машины, работающие по бинарным циклам, где наряду с водяным паром используются в турбине также пары ртути, дифенила и других тел. Такие установки, обладая термодинамическими преимуществами, широкого распространения пока не получили. Что касается различных нагревательных устройств или теплообменных аппаратов, то в них также исключительное распространение как теплоноситель имеет водяной пар. [c.121]

Авторы первых проектов установок с использованием низко-кипящих веществ в качестве рабочего тела считали целесообразным применение таких веществ в низкотемпературной части комбинированных каскадных циклов (с двумя или тремя рабочими телами). Простейшим из таких комбинированных циклов является бинарный (двухступенчатый) каскадный цикл, в верхней температурной ступени которого используется водяной пар, а в нижней ступени — пар низкокипящей жидкости [97]. [c.9]

Возникли предложения об осуществлении бинарных циклов с высококипящими рабочими телами, в частности путем надстройки высокотемпературной ступени над пароводяным циклом [91, 102]. [c.10]

Еще более интересна идея осуществления комбинированного цикла, в котором каждое рабочее тело используется в оптимальном для него термодинамическом диапазоне температур. Наиболее изучен вариант такого бинарного цикла с ртутью в верхней ступени и с водой в нижней ступени. Накопленный в США и СССР опыт производства и эксплуатации ртутно-водяных установок достаточен для их применения в энергетике. [c.15]

Отсутствие рабочих тел, обладающих необходимыми термодинамическими свойствами для обеспечения высокого к. п. д. одноступенчатого цикла, вызвало применение двухступенчатого (бинарного) цикла, в верхней ступени которого используется рабочее тело с высокой температурой кипения, а в нижней — с относительно низкой температурой кипения. [c.33]

Использование бинарных циклов — один из путей повышения экономичности циклов и газотурбинных установок. Эта идея осуществляется путем подстройки к газотурбинному циклу ступени низкотемпературного рабочего тела, обеспечивающего изотермический отвод тепла к холодному источнику. Один из вариантов такого цикла с использованием фреона в подстраиваемой ступени показан на рис. 19. [c.38]

Кроме бинарных циклов разрабатываются другие комбинированные циклы, в которых каждое рабочее тело используется в оптимальном для него диапазоне температур. [c.39]

Циклы с двумя рабочими телами — бинарные циклы. Бинарные циклы, состоящие из двух ступеней с двумя рабочими телами, дают возможность расширить температурные пределы термодинамического цикла и приблизить его к идеальному циклу Карно, повышая тем самым термический к. п. д. цикла. Уже освоенным бинарным цикл ом является ртгаг/тгено-водяной цикл. В настоящее время советскими учеными предложены и разработаны также бинарные и комбинированные парогазовые циклы. [c.94]

Температуры теплоотдатчика и рабочего тела, например в паросиловых установках, существепно различны, так как ни свойства рабочего тела, ни свойства конструкционных материалов не позволяют довести температуру рабочего процесса до температуры продуктов сгорания топлива. Применение жаропрочных конструкционных материалов может несколько уменьшить эту разность температур такого же результата можно частично достичь при переходе на высокие давления рабочего тела в цикле (применительно к воде это будут закритические давления). Использование теплоты отходящих продуктов сгорания для подогрева топлива и предварительного подогрева рабочего тела дает возможность повысить эффективность применения выделяющейся при сгорании топлива теплоты. Перспективно (во всяком случае в паросиловых установках) использование горячих продуктов сгорания, после того как с их помощью завершен нагрев основного рабочего тела, в качестве вторичного рабочего тела в дополнительном цикле (как это осуществляется в парогазовых установках) нли применение бинарных циклов с использованием в верхнем цикле оптимального высокотемпературного рабочего тела. Можно также использовать в качестве головного звена энергетической установки МГД-генератор. В этом случае горячие газы вначале поступают в рабочий канал МГД-генератора, где кинетическая энергия потока преобразуется в электрическую энергию. На выходе из канала газы направляются в основную энергетическую установку, где отдают теплоту рабочему телу. Кроме использования МГД-генератора возможно создание термоэмиссиоиной надстройки . Целесообразным представляется также использование высоких температур продуктов сгорания для осуществления высокотемпературных химических реакций, в частности для получения водорода из водяного пара. [c.516]

Для более полного использования природных запасов ядер-ного топлива развитие ядерной энергетики целесообразно строить на сочетании реакторов на тепловых нейтронах, работающих на воде, с реакторами-размножителями на быстрых нейтронах. По ядерно-физическим и теплофизическим свойствам наиболее пригодными теплоносителями в реакторах на быстрых нейтронах могут быть натрий, литий, гелий. Успехи, достигнутые в области технологии жидких металлов, выдвинули на первое место натрий. Интенсивные исследовательские работы проводятся по использованию щелочных металлов в качестве рабочих тел в циклах с МГД-преобразованием и паротурбинных. Изучается использование указанных циклов для транспортных установок, а также применение их в качестве надстройки на обычных тепловых электростанциях. Бинарные циклы со щелочными металлами позволяют заметно повысить КПД станций. [c.3]

Сприменениемв реакторостроепии двуокиси урана с предельной температурой центра ТВЭЛ 2800° С оптимальная температура подвода тепла к термодинамическому циклу АЭС возрастает до 700° С [1], что для циклов с водяным паром и кр = 374° С не может быть достигнуто из-за свойств рабочего тела. В связи с этим жидкометаллическое рабочее тело более чем какое-либо другое отвечает возможности применения высоких температур на АЭС. Так как в ряде работ [1—3] указывается на перспективность использования в атомной энергетике реактора на быстрых нейтронах, охлаждаемого жидким металлом, то целесообразно изучение возможности использования жидкого металла одновременно в качестве теплоносителя в реакторе и рабочего тела в цикле. Некоторые вопросы осуществления турбинного цикла на парах жидкометаллического рабочего тела рассматриваются в [2]. Возможности использования МГД-преобразователя (МГДП) с жидкометаллическим рабочим телом иа АЭС анализируются в [3, 4]. Свойства жидких металлов как теплоносителей и высокий температурный уровень отводимого тепла позволяют рассмотреть возможность использования этих устройств в виде надстройки над паротурбинной установкой (ПТУ), т. е. осуществить бинарный энергетический цикл. [c.35]

Однако такого рабочего тела до сих пор найти не удалось. Поэтому возникла идея создания сложного цикла с двумя рабочими телами, или так называемого бинарного цикла. В таком сложном цикле одно рабочее тело должно иметь высокую критическую температуру при сравнительно низком давлении. Это рабочее тело используется в цикле, осуществляемом в области высоких температур. Другое рабочее тело должно иметь сравнительно высокое давление насыщения при температуре окружающей среды. Второе рабочее тело используется в цикле, осуществляемом в области низких температур. Соединение этих двух циклов дает возможность значительно расширить общий перепад температур и тем самым увеличить общий термический к. п. д. по сравнению с паро-водяным циклом. [c.308]

Бинарный термодинамический цикл — совокуп-нос гь двух термодтшмических циклов, осуществляемых двумя рабочими телами так, что теплота, отводимая в одном цикле, используется в другом цикле. [c.88]

Парогазовый цикл представляет собой бинарный цикл, в котором используются два рабочих тела — продукты сгорания и водяной пар. В газовом цикле температура газов на входе в т фбину 900—1000 С, а на выходе 350 С и более. В паросиловых установ- [c.177]

Идеализированный бинарный цикл ГТУ (рис. 11.12) состоит из двух частей. Цикл ГТУ с подводом теплоты при р = idem и с утилизацией теплоты отработавших в газовой турбине продуктов сгорания изображен линиями I—II—III—IV—IV —I. На диаграмме I—II — адиабатное сжатие воздуха в компрессоре II—III — изобарный подвод теплоты к газообразным продуктам сгорания III—IV — адиабатное расширение продуктов сгорания в газовой турбине I—IV — изобарный отвод теплоты, в том числе IV—IV — в экономайзере. Количество теплоты, отведенное на участке IV—IV, затрачивается на подогрев питательной воды в цикле Ренкина. Нижняя часть данного бинарного цикла представляет собой обычный цикл Ренкина перегретого пара — линии 1—2—3—5—5 —4—6—1. На диаграмме 1—2— адиабатное расширение пара в паровой турбине 2—3 — отвод теплоты в конденсаторе и конденсация пара 3—5 — повышение давления в насосе 5—5 — подвод теплоты к питательной воде в экономайзере 5 —4—6—1 — процессы парообразования и перегрева пара в парогенераторе за счет теплоты продуктов сгорания топлива. Считаем, что в пароводяной части цикла, т. е. в цикле Ренкина, 1 кг рабочего тела, а в цикле ГТУ — m кг рабочего тела. [c.174]

Композиция курса, обсужденная для пятого издания в Московском энергетическом техникуме и утвержденная для предыдущего издания в МВиССО, оставлена прежней. В текст книги внесен ряд изменений, позволивших при почти прежнем объеме книги поместить в нее новый материал. Так, включен новый параграф о бинарных циклах с рабочими телами пар и газ, а именно рассмотрены идеальные циклы с плазменными генераторами и парогазовые. [c.7]

Максимально достижимая энергетическая эффективность при использовании современной техники оценивается в 42 %. Использование пара в качестве рабочего тела достигло своего асимптотического предела эффективности. Далее необходима разработка новых технологий. Это возможно на основе использования различных рабочих тел путем комбинирования, а в некоторых случаях исключением одного или более устройств из многокомпонентных систем. Примером нового или усовершенствованного подхода могут служить топливные элементы, паро-газовый цикл, бинарные пиро-аммиачные циклы. Потребуются дальнейшие иеследовапия в области магнитогидродинамики, термоионных и термоэлектротехнических конвертеров, процессов газовой динамики, фотоэлектрических систем и т. д. Некоторые из систем, для того чтобы стать рентабельными, потребуют технического прорыва в одном направлении, другие — во многих. [c.198]

Общий термический к. п. д. такой установки с двумя рабочими телами (ртутным паром в верхней части цикла и водяным паром — в нижией), или, как ее назышют, бинарной установки, может быть определен и.з следую- [c.31]

Применение бинарного цикла с низкокипящим рабочим телом позволяет использовать низкие температуры холодного источника и повысить к. п. д. цикла за счет понижения его нижней температурной границы. Таким образом, бинарный цикл с низкотемпературной ступенью на неводяном рабочем теле позволяет решить две задачи — увеличение мощности турбоагрегата и повышение его тепловой экономичности. [c.14]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...