Рабочее тело замкнутого газотурбинного цикла

Диссоциирующие газы представляют значительный интерес и как рабочие тела газотурбинных установок. При использовании в замкнутом газотурбинном цикле газ сжимается в компрессоре и нагревателе, диссоциируя с поглощением теплоты и увеличением числа молей вещества. После расширения в турбине и охлаждения в регенераторе и холодильнике происходит ассоциация молекул выделением теплоты. Далее цикл повторяется. Уменьшение числа молей газа в турбине по сравнению с их числом в компрессоре позволяет уменьшить долю мощности, затрачиваемую на сжатие газа, что приводит к росту эффективного КПД цикла. [c.272]

Диссоциирующие газы представляют значительный интерес не только как теплоносители, но и как рабочие тела газотурбинных установок [6]. При использовании в замкнутом газотурбинном цикле газ сжимается в компрессоре, нагревается в регенераторе и нагревателе до максимальной температуры цикла. При этом он диссоциирует с поглощением тепла и увеличением числа молей. После расширения в турбине и охлаждения в регенераторе и холодильнике происходит обратный процесс. Далее цикл повторяется [7, 8]. [c.209]

Применение твердого топлива пли низкосортного жидкого топлива возможно только при замкнутой схеме газотурбинной установки, в которой в качестве рабочего тела используется -истый воздух или другой газ, нагреваемый и охлаждаемый на соответству -(щих участках цикла в поверхностных теплообменниках. [c.548]

Основными термодинамическими признаками различия поршневых ДВС и газотурбинных двигателей — ГТУ и РД являются особенности осуществления, в них круговых процессов. В поршневых двигателях основные процессы цикла (сжатие подвод теплоты, расширение) последовательно происходят в одном и том же замкнутом пространстве (система цилиндр — поршень), а в газотурбинных двигателях те же процессы непрерывно осуществляются в потоке рабочего тела, проходящего через отдельные последовательно расположенные элементы двигателя (компрессор, камера сгорания, турбина). [c.132]

Применение твердого топлива или низкосортного жидкого топлива возможно при замкнутом цикле газотурбинной установки, в котором 3 качестве рабочего тела используется чистый воздух или другой газ, нагреваемый н охлаждаемый на соответствующих участках цикла в поверхностных теплообменниках. [c.413]

Газотурбинная установка (ГТУ) открытого цикла, одна из схем которой показана на рис. 4.1, в общем случае состоит из компрессора (или компрессоров) I, сжимающего рабочее тело — воздух или газ — и потребляющего мощность нагревателя — камеры (или камер) сгорания 6, в которую насосом 3 подается органическое топливо, либо воздушного котла (в ГТУ замкнутого цикла на органическом топливе), либо ядерного реактора (в атомных замкнутых ГТУ) газовой турбины (или турбин) 4, в которой расширяется газ, производя работу [c.178]

Наиболее близкое из них к осуществлению — это, по-видимому, газотурбинная установка замкнутого цикла (авторское свидетельство № 166202). Суть изобретения — в замене традиционных рабочих тел — воздуха или инертного газа — такими экзотическими составами и смесями, как газообразная сера или йод, окислы азота, хлористый алюминий и т. д. Во время сжатия в компрессоре эти газы ведут себя вполне благопристойно и мало чем отличаются от воздуха. Но при нагреве перед турбиной их молекулы начинают диссоциировать, распадаться на две, три или даже четыре части. Значит, в два, три или четыре раза увеличивается и газовая постоянная — произведение объема одного моля газа на его давление, деленное на абсолютную температуру. Газа как бы становится во столько же раз больше. Соответственно больше проходит его через турбину, и мощность ее значительно увеличивается. Конечно, это не происходит совсем даром на диссоциацию расходуется много тепла, которое приходится дополнительно подводить к газу. Но каждая порция газа становится как бы более энергоемкой сначала она больше поглощает энергии, а потом при рекомбинации больше ее отдает. В результате полезная работа цикла существенно возрастает. А кроме того, когда мы подводим к газу тепло, оно большей частью уходит не на нагрев, а на диссоциацию, так что температура газа почти не меняется. Фактически теплоподвод идет по кривой, приближающейся к изотерме, и рабочий цикл газовой турбины становится более выгодным. Так, его эффективный к.п.д. возрастает на некоторых режимах примерно втрое по сравнению с циклом на обычных газах. [c.273]

Цикл рабочего тела в таких установках осуществляется подобно циклам газотурбинных установок замкнутой схемы. Газ выходит в компрессор с наименьшей температурой цикла, и масса его имеет наименьший объем (минимальная газовая постоянная), что обусловливает уменьшение работы сжатия при соответствующей степени повышения давления в цикле. Далее рабочее тело последовательно нагревается в регенераторе и нагревателе с внешним подводом тепла до максимальной температуры цикла. При этом происходит диссоциация с увеличением объема до максимума (максимальная газовая постоянная), что приводит к увеличению работы расширения. [c.32]

Применение газов в качестве высокотемпературных рабочих тел в современном энергомашиностроении связано с созданием газотурбинных установок замкнутого цикла в сочетании с высокотемпературными газоохлаждаемыми реакторами (ВГР) на тепловых и на быстрых нейтронах. Такие установки и определяют современные требования к газам-рабочим телам и теплоносителям [13, 110]. [c.51]

Как двигатели внутреннего сгорания поршневого типа, так и газотурбинные установки, циклы которых были исследованы выше, работают по разомкнутому циклу. Так, в рассмотренных циклах турбин внутреннего сгорания компрессор засасывает из атмосферы воздух, а из выходного патрубка турбины (в установке, работающей по регенеративному циклу,— из регенератора) в атмосферу выбрасываются отработавшие газы. Таким образом, каждый новый цикл в таких установках осуществляется с новой порцией рабочего тела. Изображение и рассмотрение в р, и- и Т, -диаграммах таких циклов в виде замкнутых было, как мы отмечали, условным. [c.344]

Применение твердого топлива или низкосортного жидкого топлива возможно при замкнутом цикле газотурбинной установки, в котором в качестве рабочего тела используется чистый воздух или другой газ, нагреваемый и [c.274]

Газотурбинные установки, работающие по замкнутой схеме. Рассмотренные выше установки отличаются тем, что во время их работы происходит непрерывная смена рабочего тела и изменение его химического состава компрессор непрерывно забирает из атмосферы свежий воздух, в камере сгорания в результате химической реакции образуются продукты сгорания, из выпускного патрубка в атмосферу непрерывно удаляются отработавшие газы. При этом, естественно, параметры и состав уходящих газов резко отличаются от параметров и состава всасываемого воздуха. В силу всех этих причин рабочий цикл рассмотренных установок будет разомкнутым. [c.190]

Для термодинамического рассмотрения цикла такого газотурбинного агрегата надо идеализировать процессы, протекающие в нем, считая их обратимыми, заменив действительный процесс работы замкнутым и предположив, что в нем участвует неизменное количество рабочего тела. [c.75]

Известно, что для термодинамического исследования цикла такого газотурбинного агрегата нужно идеализировать процессы, протекающие в нем, считая их обратимыми. Для этого действительный рабочий процесс представляют замкнутым и предполагают, что в нем участвует неизменное количество рабочего тела. Рассмотрим такой идеальный цикл без регенератора, изобразив его в pv-w Ts-диаграммах (рис. 11.10). В этом цикле рабочее тело подвергается сжатию по адиабате 1—2, затем от бесконечного ряда внешних источников подводится теплота [c.161]

Применительно к проблеме создания газотурбинных энергетических установок на неводяных рабочих телах можно рассматривать лишь замкнутые газотурбинные циклы. Такие циклы имеют перспективы широкого использования в атомных установках как в одноконтурных с высокотемпературными газоохлаждаемыми реакторами, так и в двухконтурных с другими перспективными [c.26]

В одноконтурных схемах может применяться также газовый теплоноситель, который после непосредственного нагрева в активной зоне реактора используется в замкнутом цикле газотурбинной установки. Недостатками этих схем являются возможность загрязнения турбины продуктами коррозии тепловыделяющих элементов реактора, опасность работы обслуживающего персонала из-за наличия следов радиактивности рабочего тела. [c.128]

Газотурбинная установка замкнутого цикла (ЗГТУ, рис. 4.25) включает газо-охладитель 1, понижающий температуру газа до начального значения Гн, и регенератор 3. Вместо камеры сгорания в ЗГТУ устанавливается подогреватель 4, в котором рабочее тело не смешивается с продуктами сгорания топлива. Выбор рабочего тела в ЗГТУ определяется требованиями, предъявляемымик установке. Наиболее часто в ЗГТУ в качестве рабо- [c.207]

Газотурбинные установки замкнутого цикла (ЗГТУ) широко используются, особенно в ядерной энергетике зарубежных стран. Это вызвано не только технологической необходимостью, но и возможностью получения высокого КПД установки. Несмотря на большую в некоторых случаях первоначальную стоимость ЗГТУ, их экономическая эффективность определяется, в конечном итоге, коэффициентом полезного действия. Сообщается, что КПД электростанции мощностью 25 МВт в зависимости от наи-Бысшей температуры замкнутого цикла с воздухом в качестве рабочего тела составляет при 750 °С 37 %, при 800 С 45 %, при 1000 °С 53 % (рис. 5-15) [45]. [c.158]

Повышение температуры газа перед турбиной приведет к еще большему КПД газотурбинных установок замкнутого цикла с контактными регенераторами. Могут быть и другие схемы и типы ЗГТУ. В настоящем параграфе были рассмотрены ЗГТУ с высококипящими жидкими промежуточными теплоносителями, когда можно было не учитывать их испарения и конденсации при непосредственном контакте с газами в регенераторах ЗГТУ. Необходимо исследовать не только такие установки, но и ЗГТУ с низкокипящими жидкими промежуточными теплоносителями, так как испарение теплоносителей и насыщение газа парами жидкости в высокотемпературном регенераторе ведет к увеличению расхода рабочего тела в турбине и должно способствовать увеличению совершаемой полезной работы и КПД установки в целом. [c.161]

В реакторах на быстрых нейтронах используются в качестве теплоносителей жидкие металлы, возможно использование газов (гелия, углекислоты), расплавов солей. В МГД-преобразовате-лях энергии, термоэмиссионных, термоэлектрических и других преобразователях так же будут находить применение неводяные теплоносители. Высокотемпературные реакторы с газовым охлаждением будут использоваться с газотурбинными установками замкнутого цикла, в которых рабочим телом будут неводяные теплоносители. Более высокая экономичность таких мощных энергетических установок обеспечит уменьшение загрязняющих выбросов в атмосферу земли. [c.4]

Можно, однако, осуществить действительно замкнутый цикл, имеющий в ряде случаев определенные преимущества перед разомкнутым циклом. На рис. 10-30 изображена принципиальная схема газотурбинной установки при p= onst, работающей по замкнутому циклу. В компрессоре 1 рабочее тело сжимается до нужного давления и далее направляется в регенератор 2, где оно подогревается при p= onst за счет тепла газа, выходящего из турбины. Затем подогретое в регенераторе рабочее тело поступает в подогреватель 3, где и происходит подвод тепла извне. Подогреватель по существу подобен паровому котлу, в котором вместо воды и пара нагревается газ. Подвод тепла в подогревателе осуществляется за счет сгорания топлива, подаваемого топливным насосом 4 (если топливо жидкое). Необходимый для сгорания топлива воздух подается вентилятором 5, подогреваясь предварительно за счет тепла отходящих газов в подогревателе 3. Нагретое в подогревателе при p= onst рабочее тело поступает в турбину 6, где, расширяясь, производит работу. Отработавшие газы из турбины направляются в регенератор, где они отдают часть располагаемого тепла сжатому газу, поступающему из компрессора. [c.344]

С 50-х годо XX в. газотурбинные установки стационарного назначения начали строиться в ряде стран в широком диапазоне мощностей 50—30 000 квт. Был достигнут экономический к. п. д. (в зависимости от мощности) 15—34%. Температура газа в начале расширения у большинства газовых турбин имеет величину порядка-650—750° С, что определяется длительностью эксплуатации и возможностями металлургии жароупорных сталей. Проектируются газотурбинные установки на 40 000 и 50 000кег. В газовых турбинах замкнутого цикла (см. стр. 192) можег быть достигнуто значение экономического к. п. д. 50% и выше, хотя их сооружение усложняется необходимостью создавать в теплообменниках громадные теплообмен ные поверхности. Весьма перопективным является использование в газотурбинных установках в качестве рабочего тела гелия или углекислоты, нагреваемых в атомных реакторах на атом ньпх электростанциях. В етом случае возможно достижение высоких мощностей порядка 200 000—300 000 квг в одном агрегате. [c.542]

Газотурбинная установка, работающая по замкнутому циклу, схематически изображена на рис. 61. Здесь а представляет собой воздушный котел с топкой Ь и воздухоподогревателем с. В воздушном котле рабочий воздух, циркули-рующий в замкнутом цикле, подогревается, далее он совершает работу в газовой турбине с , отдает часть остаточного тепла в регенеративном теплообменнике е, подогревая воздух, поступающий из компрессора, и наконец, охлаждается в воздушном хладителе / до возможно более низкой температуры. Далее воздух поступает в компрессор где сжимается до высокого давления, подогревается в регенеративном теплообменнике и затем поступает в воздушный котел. На рис. 62 изображена Т, 5-диаграмма описанного цикла с максимальным давлением рабочего тела 24 ат и минимальным 6 ат. Линия АВ соответствует подводу тепла в котле, а ВС — расширению в турбине. Вдоль линии СО происходит отвод тепла в регенеративном теплообменнике е линия ОЕ соответствует охлаждению в водяном охлади- [c.116]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...