Бинарные циклы в паро вых турбинах

В бинарных установках общая полезная работа слагается из работ турбин ртутного и водяного паров за вычетом работы, затрачиваемой на привод насосов. Термический к. п. д. бинарного цикла с перегревом водяного пара без регенерации (без учета работы насосов) [c.586]

В бинарных установках общая полезная работа состоит из работ паровых турбин вспомогательного и основного рабочих веществ за вычетом работы, затрачиваемой на привод насосов. Термический КПД бинарного цикла с перегревом водяного пара без регенерации [c.547]

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]

Усложняя представления о бинарном ртутно-водяном цикле, можно допустить применение перегрева водяного пара в нижнем цикле путем отборов пара в ртутной турбине в процессе расширения. Тогда величины к. п. д. для бинарного цикла возрастут (табл. 22). [c.92]

В таком бинарном цикле топливо расходуется на парообразование ртути ртутная турбина работает с противодавлением, потери в холодном источнике всего комбинированного цикла ограничиваются потерями тепла отработавшего водяного пара. Работа (механическая энергия) получается в обеих ступенях цикла — в турбинах ртутного и водяного пара. [c.530]

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]

Эффективность фреоновой ступени бинарного цикла в установках с турбинами на насыщенном паре более высокая в схемах без промежуточного перегрева. [c.96]

Непрерывный рост нашей энергетики, необходимость снижения эксплуатационных расходов и получения максимальной экономии топлива требуют создания высокоэкономичных энергетических установок с одновременным укрупнением единичных мощностей. В настоящее время осваиваются блоки мощностью 300 тыс. кет с котлом производительностью 950 г/ч, на параметры пара 240 ата и 565/565° С. Изготавливаются паровые турбины мощностью 500, 800 и 1000 кет. Но дальнейшее укрупнение мощности и повышение параметров пара связаны со значительными трудностями. Увеличение габаритов оборудования сопряжено с усложнением в строительной части фундаментов, перекрытий и зданий. Поэтому впредь развитие энергетики СССР должно базироваться не только на увеличении единичных мощностей и параметров, но и на относительном уменьшении габаритов энергооборудования. Вместе с тем должна повышаться экономичность его работы. Наиболее прогрессивным решением этой задачи является применения комбинированных парогазовых установок, работающих по бинарному циклу [Л. 1—4]. [c.3]

ПГУ с утилизационными паровыми котлами позволяют использовать уходящие газы газовых турбин для генерации пара. На таких установках возможна реализация чисто бинарного цикла без дополнительного сжигания топлива с получением пара низких параметров. На рис. 20.11 приведена предложен-ная МЭИ схема такой ПГУ, в которой используются газовая турбина ГТЭ-150-1100 и турбина насыщенного пара К-70-29, применяемая на АЭС. Параметры пара перед турбиной 3 МПа, 230 С. По условию допустимых температурных перепадов между газами и паром и наиболее полного использования теплоты уходящих газов промежуточный пароперегреватель выполнен газопаровым и раз- [c.301]

Энергетические ГТУ наиболее эффективно используются в бинарных циклах, которые реализуются в ПГУ (подробно об этом см. 4.2). Установки сравнительно небольшой мощности (порядка 30 МВт) выгодно применять на газотурбинных ТЭЦ (ГТУ ТЭЦ) в небольших городах, где они ус-пеи/но могут заменить котельные. ГТУ большей мощности (60—120 МВт) могут служить для технического перевооружения более крупных ТЭЦ с паровыми турбинами типа Т или ПТ В этих случаях выхлопные газы используются для подогрева сетевой воды или для производства промышленного пара — ГТУ ТЭЦ (см. 4.3). Агрегаты такой мощности со сбросом газов в топку котла могут быть применены для надстройки действующих ТЭЦ, если их основное оборудование имеет еще значительный остаточный ресурс. Более мощные [c.367]

Бинарный цикл в Г-х-диаграмме имеет вид, как указано на рис. 13 46. В верхней ступени бинарного цикла применяется сухой насыщенный ртутный пар, давление р которого при температурах ii = 515—550° С составляет всего лишь 10- 15 ата. После адиабатического расширения в турбине до давления рг=0,1—0,06 ата, что соответствует температуре 250—230° С, ртутный пар конденсируется, отдавая [c.269]

ВПГ, где испаряется и перегревается (состояние 5). Перегретый пар, отработав в турбине высокого давления ТВД (состояние о), снова перегревается за счет тепла топочных газов ВПГ (состояние 7), затем работает в турбине низкого давления ТНД (состояние S) и конденсируется в конденсаторе Кр. Водяной цикл, таким образом, замыкается. Идеальный бинарный цикл этой установки изображен на рис. 14-11. [c.169]

Бинарные циклы. До последнего времени рабочим телом паровых турбин являлся исключительно водяной пар. Однако в последние годы с целью повышения экономичности установок возник вопрос о возможности применения в паровых турбинах других паров. [c.381]

На рис. 2-12, б показан пример соответствующей схемы, разработанной в ЛПИ для установки той же мощности и тех же начальных параметров, что и установка по схеме рис. 2-12, а. Здесь исключены водяной экономайзер 3, работающий параллельно с регенераторами паровой турбины высокого давления, и концевой водяной экономайзер 4 (см. рис. 2-12, а). Их место заняли вторичный пароперегреватель 6 (рис. 2-12, б) и водяной экономайзер 5, включенный параллельно с регенеративными. подогревателями низкого давления. Благодаря снижению начальной температуры воды в экономайзере, температуру уходящих газов удалось снизить до 110° С. Выбранные параметры пара за вторичным пароперегревателем р = 5,1 ama, t = 400° С), возможно, не являются оптимальными. Тем не менее конечная влажность за турбиной 2 в схеме рис. 2-12, б оказалась на 3,5% меньше, чем в схеме рис. 2-12, а. Данный фактор и термодинамически более совершенный процесс во второй ступени бинарной части цикла позволили сохранить к. п. д. на том же уровне, что и в схеме рис. 2-12, а, несмотря на уменьшение температуры вторичного перегрева. Главное достоинство второй схемы состоит в том, что вторичный пароперегреватель и все его коммуникации более надежны, хотя и выполнены из сталей перлитного класса. [c.49]

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]

При использовании в схеме АЭС бинарного ртутно-водяного цикла промежуточный контур становится элементом термодинамического цикла. При освоенных температурах натриевого контура реактора возможно получение ртутного пара с температурой перед турбиной порядка 550° С, что позволяет получить значительную мош,ность от ртутной турбины и повысить к. п. д. установки. [c.68]

До сих пор мы рассматривали перспективы применения ртутно-водяных бинарных установок, недостатком которых для условий легких самолетов является наличие двух турбин водяного пара и ртутного пара. Теплофизические свойства ртути позволяют рассчитывать на осуществление ртутнопаровой авиационной установки и без водяной ступени, в комбинации с газовыми и реактивными циклами. [c.257]

На рис. 1.82 приведена схема ртутно-водяной бинарной установки, а на рис. 1.83 — ее идеальный цикл . В ртутном котле I образуется насыщенный ртутный пар. Процессу парообразования соответствует в идеальном цикле линия 5р—6р. Из ртутного котла пар поступает в турбину ртутного пара 3, где расширяется до давления и температуры 4, по изоэнтропе 6р—2р идеального цикла. Отработавший ртутный пар идет в теплообменный ап- [c.131]

Бинарный цикл на Т—з-диаграмме показан на рис. 18.29. В верхней ступени бинарного цикла применяется сухой насыщенный ртутный пар, давление р, которого при температуре —515- 550 С составляет всего лишь 10—15 бар. После адиабатического расширения в турбине до давления / 2 = 0,1- -0,06 бар температура ртутного пара составляет 250—230 С. Так как теплота испарения ртути относительно мала и составляет в применяемом интервале давлений от 284 до 297 кдж1кг, то для испарения 1 кг воды необходимо сконденсировать около 10 кг ртути. Отношение массы ртути к массе воды в цикле бинарной установки называют кратностью ртути и обозначают через т [c.585]

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]

Таким образом, имеется полная аналогия с циклом бинарной газопаровой установки на рис. 2-16. Разница только в том, что в первой ступени бинарного цикла вместо газовой турбины применяется МГД. Температура газов за МГД намного выше того предела, который ограничивает выбор оптимального давленця пара в цикле второй ступени (см. рис. 2-18). Поэтому с термодинамической точки зрения в цикле второй ступени целесообразно увеличивать давление вплоть до сверхкритических значений. Однако к. п. д. второй ступени при этом обычно будет все же значительно ниже к. п. д. обычной паросиловой установки при тех же параметрах пара. Объясняется это двумя обстоятельствами. Во-первых, в схеме отсутствует регенеративный подогрев питательной воды во-вторых, при той же температуре уходящих газов, что и в обычных котельных установках, потеря с уходящими газами составит величину [c.61]

Другим направлением в использовании бинарных циклов является применение низкокипящих жидкостей в нижней части цикла паротурбинных установок. В частности, изучаются возможности использования водо-фреонового цикла для мощных турбоагрегатов закритических параметров пара, а также для турбин насыщенного пара. [c.37]

Предполагае+ся, что при максимальной температуре бинарного цикла 870° С температура на выходе из МГДГ будет 620° С, температура пара на выходе из парогенератора 550° С и при однокомпонентном рабочем теле (калий) может быть достигнут к. п. д. до 25% от к. п. д. цикла Карно. При использовании двухкомпонентного рабочего тела (калий—литий, цезий—литий) к. п. д. может достигать 40% от к. п. д. цикла Карно для данного интервала температур. При мощности турбинной установки выше 100 МВт и при к. п. д. ее 40% надстройка повышает тепловую [c.104]

Газ и пар могут применяться в энергетической установке в виде смеси (монарный цикл) или в раздельных контурах (бинарный цикл). Во втором случае, рассмотренном выше, цикл газовой турбины сочетается с циклом паровой турбины в общей схеме установки. Схемы монарных и бинарных парогазовых установок будут рассмотрены ниже. [c.6]

Из сказанного становится ясным, что оптимальная температурная граница между ртутной и водяной ступенями бинарного цикла, вопреки предположению Гафферта, зависит как от величины внутреннего относительного к п. д. турбины водяного пара, 1ак и or числа отборов в ней на регенерацию. [c.30]

Если т<1кже изобразить изменение внутренних теплоперепадов в бинарном цикле, то кривые имели бы явно выраженный максимум, внутренний относитгльный к. п. д. ртутнопаровой турбины при низких противодавлениях имел бы более низкие значения, соответственно более высокой конечной влажности ртутного пара. [c.31]

В данной статье приводится термодинамический анализ бинарного цикла для стационарной АЭС с МГДП при использовании жидкометаллического рабочего тела. Как показали эксперименты [5], сталь ЭИ-695Р выдерживает 700° С при давлении водяного пара 225 атм. С учетом соотношений сопря кенных параметров при давлении жидкометаллического рабочего тела 5—7 атм возможно рассмотрение МГД-преобразовательной установки с начальной температурой термодинамического цикла 800—850° С. Начальная температура 870° С для турбинного цикла на парах калия на [c.35]

При температуре конденсации 10—30°С давление насыщенных паров воды чрезмерно мало. Это усложняет конструкцию паросиловой установки из-за необходимости поддерживать в конденсаторе вакуум, а большой объем насыщенного пара вызывает увеличение размеров конденсаторов, паропроводов и турбины (по крайней мере нижней ступени ее). Из этого становится ясной целесообразность применения в паросиловых установках бинарного цикла с водой в верхней части цикла и с низ-кокипящим рабочим веществом (наиболее подходящи, по-видимому, вещества типа фреона) в низкотемпературной части цикла. [c.168]

В связи с этим главнейшей проблемой для создания рентабельных ГеоТЭС является повышение термодинамической эффективности схемы преобразования теплоты. В РФ на Пара-тунской опытно-промышленной установке (Камчатка) еще в 1967 г. испытывалась система с бинарным циклом, где термальная вода при температуре 78 С нагревала жидкий фреон, пары которого. поступали к турбине. В США и Японии эти исследования были значительно расширены и созданы установки, работающие на изобутане, изопентане, пропане, хладоне и [c.83]

С развитием газовых турбин и их применением создалась возможность осугцествления парогазовых циклов с рабочим телом, являющимся смесью газов и пара, а также комбинированных парогазовых установок. Работа комбинированных парогазовых установок, по существу приближается к работе бинарных установок, верхняя ступень которых (газовая турбина) работает по газовому циклу, а нижняя (паровая турбина) — по паровому. Нижняя ступень использует теплоту газов, отходящих из газовой турбины. В 1964 г. в СССР была пущена первая парогазовая установка мощностью 18 тыс. кет. Эта установка (газовая и паровая турбины), выполненная по схеме, предложенной ЦКТИ имени Ползунова, была установлена на 1-й Ленинградской ГРЭС. [c.322]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...