Циклы комбинированных установок

ЦИКЛЫ КОМБИНИРОВАННЫХ УСТАНОВОК [c.157]

Так как ни одно из применяемых рабочих тел не может использоваться при указанных максимальных и минимальных температурах, то возникла идея создать комбинированные установки с использованием обоих рабочих тел. Циклы комбинированных установок с двумя рабочими телами называются бинарными циклами одним из них является парогазовый цикл. [c.156]

Мощности и параметры газотурбинной и паротурбинной установок выбираются таким образом, чтобы количество теплоты, отданной в подогревателе П газами, равнялось количеству теплоты, воспринятой питательной водой. Это определяет соотношение между расходами газа и воды через подогреватель П. Цикл комбинированной установки (рис. 6.16) строится для 1 кг водяного пара и соответствующего количества газа, приходящегося на I кг воды. [c.68]

Циклы комбинированных и атомных установок [c.213]

Стремление увеличить термический КПД и полнее использовать температурный интервал цикла, в котором могут работать реальные двигатели, привело к созданию комбинированных установок. Использование перегретого водяного пара в качестве рабочего тела не позволяет повысить температуру свыше 600°С, нижняя температура цикла Ренкина составляет примерно 25 °С. В то же время верхние температуры газотурбинных циклов значительно превосходят температуру перегрева пара в цикле Ренкина, однако их нижние температуры достигают 400—500 °С при расширении продуктов сгорания до атмосферного давления. [c.213]

Комбинированные установки выполняются как смешанного типа, так и с единым термодинамическим циклом. Комбинированные установки смешанного типа состоят из нескольких независимых установок, например ДВС и ГТУ. Такие установки применяются, когда судно имеет два ходовых режима, которые резко различаются мощностью и продолжительностью. Так, режим длительного малого хода может обеспечиваться ДВС, режим полного хода — ГТУ или совместно ГТУ и ДВС. [c.8]

Инженерам-энергетикам, занятым текущим и, в особенности, перспективным проектированием, необходимо свободно ориентироваться во всем многообразии известных к настоящему времени комбинированных схем и циклов. Между тем специальных книг, посвященных этому вопросу, у пас до сих пор не издавалось. Статьи же в тематических сборниках и отдельные главы в книгах более общего характера, посвященных парогазовым циклам вообще, содержат главным образом описание лишь тех комбинированных установок, которые действуют по циклу, разработанному ЦКТИ. Что касается других комбинированных циклов, то материал о них рассеян по журнальным статьям. [c.4]

За рубежом в последнее время также стали уделять значительное внимание комбинированным парогазовым циклам как средству создания энергетических установок высокой термической эффективности. Не ограничиваясь многочисленными проектными разработками, там вот уже несколько лет назад начали создавать и действующие установки [Л. 1-13]. Наряду с установками, предусматривающими применение высоконапорных парогенераторов, получили признание и схемы со сбросом отходящих газов ГТУ в топочную камеру котла, газоходы которого находятся под атмосферным давлением (Л. 1-14]. Следует, однако, отметить, что последний тип комбинированных установок, полностью воспроизводя комбинированный термодинамический цикл, осуществляемый в установках с высоконапорными парогенераторами, уступает ему по ряду технических показателей. Рассматриваются и возможности полузамкнутых схем 1Л. 1-15]. [c.16]

Решение проблемы охлаждения рабочих лопаток газовых турбин и переход к высоким температурам (порядка 1200° С) не снижает преимуществ установок, работающих по комбинированным циклам. Напротив, при правильном использовании пара не только в качестве рабочего тела, но и в качестве охлаждающего агента, относительные достоинства комбинированных установок возрастают. [c.181]

В учебнике рассмотрены циклы газотурбинных и комбинированных установок, даны методы их расчета и выбора термодинамических схем и параметров. Изложены конструктивные требования, предъявляемые к стационарным и транспортным установкам и приведен их технико-экономический анализ. [c.151]

Характер зависимости тепловой экономичности комбинированных установок от начальных параметров фреонового цикла одинаков для всех рассмотренных типов паротурбинных установок. [c.96]

Парогазовые установки. В Советском Союзе уже давно были предложены две основные принципиальные схемы комбинированных установок с раздельными контурами рабочих тел со сбросом газа в топку котла (схема, впервые разработанная в ЛПИ) и с высоконапорным парогенератором (схема ЦКТИ). В основе работы этих схем в принципе лежит один и тот же идеальный цикл. [c.253]

По вопросу выбора параметров пара для таких турбин в настоящее время высказываются различные мнения. Некоторые специалисты считают, что для термоядерных установок потребуются турбины, рассчитанные на начальное давление до 40— 50 МПа с температурой пара до 1300 К. Такие турбины могут оказаться эффективными при использовании чисто паротурбинного цикла. При их создании будет полезен опыт проектирования, изготовления и эксплуатации высокотемпературных паровых турбин (в частности, Р-100-300/650), а также успехи в разработке высокотемпературных газовых турбин с охлаждаемыми лопатками. Другой путь, с нашей точки зрения более эффективный,— использование комбинированных установок с МГД-генераторами и высокотемпературными газовыми [c.260]

Результаты исследования термодинамической эффективности комбинированных установок с МГД-генераторами открытого цикла приведены на рис. 5.11, а, б. В целях сопоставления выбран базовый вариант исходных данных в двух видах без ограничения температуры подогрева окислителя и с ограничением (по условиям работы высокотемпературного подогревателя). Основные исходные и расчетные значения параметров для базового варианта комбинированной энергетической установки с МГД-гене-ратором а — с ограничением температуры подогрева окислителя б — без ограничения) следующие [c.130]

Под комбинированными установками понимают совокупность двух или нескольких установок, имеющих различные рабочие тела и обменивающихся теплотой. Термодинамические циклы таких установок называют комбинированными циклами. Наибольшее распространение получили бинарные циклы, представляющие собой совокупность двух термодинамических циклов и осуществляемые двумя рабочими телами так, что теплота, отводимая в одном цикле, используется в другом. Возможные схемы таких циклов приведены на рис. 2.50. В простейшем случае теплота от верхнего теплового источника подводится только к верхнему циклу /, а отвод теплоты нижнему тепловому источнику осуществляется только от нижнего цикла 2. КПД такого бинарного цикла [c.157]

Книга посвящена термодинамическому анализу процессов тепловых и холодильных машин, тепловых насосов, а также комбинированных установок, которые вырабатывают наряду с различными носителями эксергии также пресную воду. Все такие устройства в книге обозначены термином термотрансформаторы . Термодинамический анализ позволяет оценить эффективность не только уже существующих систем, но и новых схем и циклов термотрансформаторов еще на ранней стадии проектирования. [c.2]

Одним из основных вопросов современной энергетики является вопрос повышения экономичности. На паротурбинных электростанциях сверхвысоких параметров уже получены КПД 40—41%. Однако такие установки необходимо выполнить из дорогих жаростойких и высокопрочных материалов. Дальнейшее повышение экономичности происходит при внедрении новых принципов генерирования и преобразования энергии, а также при комбинировании известных циклов и установок. В парогазовых установках сочетаются паровой и газовый циклы, при этом используются основные термодинамические преимущества газового цикла — высокая начальная температура рабочего тела tl = 750—800° С) и низкая температура рабочего тела в конце цикла ( 2 = 25— 0° С). Парогазовые установки могут быть с высоконапорным парогенератором (рис. 150) со сбросом газов газотурбинной установки в топку низконапорного (обычного) парогенератора и с газовыми турбинами, работающими на парогазовой смеси. [c.203]

Идеальные циклы комбинированных силовых установок приведены на рис. 4.4. Цикл при раздельном выпуске /—2—3—4—5—6—7— 8 состоит из следующих процессов /—2 — адиабатическое сжатие в наддувочном агрегате, 2—3 — сжатие в цилиндре дизеля, 3—4—5 — смешанный подвод тепла, 5—6 — адиабатическое расширение в цилиндре дизеля, 6—7—8 — продолженное расширение и 8—/ — отвод тепла при постоянном давлении, заменяющий собой процесс истечения отработавших газов в атмосферу. [c.69]

Топки с псевдоожиженным слоем под давлением могут применяться на ТЭС в комбинированном цикле производства электроэнергии, который по сравнению с традиционным дает преимущество в эффективности использования угля и тепла с большими возможностями по обеспечению требований к защите окружающей среды. Термодинамический к.п.д. таких установок увеличивается с ростом температуры поступающих в газовую турбину газов и повышением доли газотурбинной части в суммарной мощности установки. [c.16]

Комбинированные (бинарные) циклы. Как уже отмечалось, верх ний температурный предел для паросиловых установок, работаю щих на водяном паре, ограничивается прочностью стали (при дав лении порядка 30 МПа температура не допускается выше 600°С) [c.126]

Повышение топливной экономичности комбинированных турбинных установок может быть достигнуто путем увеличения средней температуры подвода теплоты в ГТУ и уменьшением средней температуры отвода теплоты к холодному источнику в конденсационно й части ПТУ. Перспективными являются ПГУ и ГПУ, включающие процесс газификации угля для получения низкокалорийного газа в качестве топлива в ГТУ (рис. 4.28). ГПУ и ПГУ, схемы которых показаны соответственно на рис. 4.28, а и б, отличаются от ПГУ и ГПУ, приведенных на рис. 4.27, б и г, наличием включенной в циклы системы газификации с очисткой получаемого горючего газа от несгоревших частиц и серы. Лучшим для ПГУ и ГПУ считается способ газификации в кипящем слое, при его применении можно получать термический КПД до 44 — 46% при начальной температуре газа 1350-1400 РС. При [c.211]

Главные возможности технического прогресса мощных теплоэнергетических установок базисного типа связаны с разработкой комбинированных циклов с раздельными контурами рабочих тел. Эти установки могут [c.203]

Дальнейший существенный рост термической эффективности энергетических турбинных установок может быть достигнут за счет применения комбинированных циклов, использующих одновременно газ и пар в качестве рабочих тел, действующих по раздельным контурам. [c.209]

Вода (HjO) является наиболее распространенным теплоносителем и в достаточной мере удовлетворяет указанным выше требованиям. Она используется также в качестве рабочего тела в большинстве существующих ядерных энергетических установок и является незаменимым теплоносителем нижней ступени комбинированных энергетических циклов. Хороший растворитель многих веществ — вода позволяет создавать установки с использованием растворов урановых солей одновременно в качестве ядерного топлива и теплоносителя. Основной ее недостаток — высокое давление пара при сравнительно небольших температурах (1 ата при 99° С и 225,5 ата при 374,2 С). Это вызывает дополнительные трудности при создании паросиловых установок высокой экономичности. Присутствие в воде растворенных солей, удаление которых довольно сложно, также является недостатком. Особо высокие требования предъявляются к обессоливающим устройствам первого контура. [c.20]

Наряду с обзором уже известных схем, книга содержит очерк путей дальнейшего технического развития комбинированных парогазовых установок и циклов. В частности, в ней рассмотрены такие новые решения, как охлаждение лопаток газовых турбин водяным паром и глубокая утилизация отходящего тепла. [c.2]

Во всех рассмотренных до сих пор схемах (за исключением схемы по рис. 1-3, е) основная выработка механической энергии приходится на паровую часть цикла. Поэтому применение комбинированных парогазовых циклов с раздельными контурами рабочих тел следует рассматривать в качестве метода улучшения характеристик обычных паросиловых установок. Иное положение складывается при непосредственном смешении продуктов сгорания с пароводяным рабочим телом. Здесь, как правило, в основных чертах сохраняются все особенности обычных ГТУ. Больше того, как будет выяснено в дальнейшем, ввод пара в газовую турбину уже действующих ГТУ можно осуществить в ряде случаев, не внося в имеющееся оборудование сколько-нибудь существенных изменений. [c.24]

Прежде всего следует упомянуть о методах повышения к. п. д. паровых циклов, использующих тепло атомных реакторов. При ограниченной температуре в реакторе неизбежны большие потери в турбине, работающей на влажном паре. Предлагается осуществлять перегрев пара, полученного за счет ядерного горючего в пароперегревателе, работающем на органическом горючем [Л. 2-12 ]. При этом за счет повышения сухости пара уменьшаются потери в паровой турбине и тем самым увеличивается к. п. д. ядерной части установки. Если в пароперегревательной части применить комбинированный парогазовый цикл, то органическое горючее будет использоваться с к. п. д. порядка 40%, а удельный расход тепла понизится на 6—12%. Тепловая схема такой установки, рассчитанной на одновременное использование ядерного и органического горючего, весьма близка к схеме Фойта, изображенной на рис. 2-14. Условия для применения подобных установок отпадут, если реактор сможет обеспечить перегрев генерируемого пара. [c.60]

Для установок, выполненных по схеме без промежуточного охлаждения и без промежуточного нагрева, оптимум к. п. д. комбинированного цикла имеет место при степенях повышения давления, близких к оптимальным значениям сг,( для цикла ГТУ без регенерации. [c.86]

Внедрение в энергетику дешевого газообразного топлива, легко транспортируемого и удобного в эксплуатации, в еще большей степени снижает конкурентоспособность тепловых насосов. Вместе с тем переход на газообразное топливо открывает и некоторые новые возможности использования принципа теплового насоса. Эти возможности связаны с осуществлением установок, работающих по комбинированным циклам. [c.153]

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]

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]

Однако схема парогазовой установки с высоконапорным парогенератором и ее модификации далеко не исчерпывают возможностей использования комбинированных паровых и газовых циклов в энергетике. Наряду с установками, имеющими раздельные контуры потоков рабочих тел и предусматривающими наличие отдельных паровых и газовых турбин, известны установки контактного типа с непосредственным смешением пароводяного рабочего тела с продуктами сгорания. Такие установки рассматриваются за рубежом в качестве оптимального средства для снятия пиков электрической нагрузки. Работы, проведенные в Ленинградском политехническом институте имени М. И. Калинина, показали, что в ряде других случаев установки с подачей пара в проточную часть газовой турбицы оказываются экономичнее не только обычных ГТУ, но и комбинированных установок с высоконапорными парогенераторами. Оригинальная схема комбинированной установки контактного типа разрабатывается акад. С. А. Христиановичем и его сотрудниками. [c.3]

Неводяные рабочие тела могут быть использованы и в газотурбинных циклах. Комбинированный цикл, состоящий из газовой ступени и ступени с парами низкокипящих жидкостей приближается по величине к. п. д. к циклу Карно. В ряде стран исследуются возможности осуществления комбинированных установок, состоящих из газотурбинного агрегата и фреоновой паровой турбины или турбины на парах углекислоты. [c.16]

Повышение термической эффективности комбинированных установок будет идти прежде всего по пути повышения начальных параметров высокотемпературной части цикла, используемой в газовой турбине или МГД-генераторе. Повышение параметров низкопотенциальной паровой части цикла приводит к уменьшению работы его высокопотенцпаль-ной части. Поэтому для каждой конкретной установки существуют оптимальные параметры парового цикла, превышение которых снижает ее экономичность. Можно ожидать, что для комбинированных установок найдут применение паровые турбины с начальными параметрами, не превышающими их освоенных значений на обычных тепловых электростанциях. [c.253]

Энергетическая постановка задачи. В тепловой схеме теплоэнергетических установок значительное место занимают группы однородных элементов, имеющих одинаковое технологическое назначение. Такие элементы или узлы оборудования соединяются последовательно или параллельно для постадийного осуществления какого-либо технологического процесса в термодинамическом цикле. Это, например, поверхности нагрева парогенераторов группа теплообменников, служащая для передачи тепла между контурами тепловой схемы АЭС теплообменные аппараты разных типов, утилизируюш,ие тепло в хвостовой части установок с МГД-генераторами и других комбинированных установок. [c.40]

В цикле Реикина и регенеративном цикле степень использования тепла есть не что иное, как термический к. п. д. цикла. Следовательно, для чисто конденсационных установок степень использования тепла может достичь лишь 52—53% В теоретическом цикле комбинированной выработки электроэнергии и тепла (иначе говоря— выработки электроэнергии на базе теплового потребления) степень использования тепла составляет 100%. [c.227]

Основными областями технического применения термодинамики являются анализ циклов тепловых двигателей и теплосиловых установок, в которых полезная внешняя работа производится за счет выделяющейся при сжигании топлива теплоты анализ циклов ядерных энергетических установок, в которых источником теплоты служит реакция деления расщеп-ляюпгихся элементов анализ принципов и методов прямого получения электрической энергии, в которых стадия превращения внутренней энергии тел или, как говорят еще, химической энергии в теплоту не имеет места, и последняя непосредственно преобразуется в полезную внешнюю работу в форме энергии электрического тока анализ процессов тепловых машин (компрессоров и холодильных машин), в которых за счет затраты работы рабочее тело приводится к более высокому давлению или к более высокой температуре анализ процессов совместного или комбинированного производства работы и получения теплоты (или холода) для технологических или бытовых нужд анализ процессов трансформации теплоты от одной температуры к другой. [c.513]

Тепловой насос (рис. 9.6,а) работает следующим образом. В испарителе 1 происходит испарение низкоки-пящего теплоносителя (например, хладона) при поступлении теплоты из внешней среды (вода больших водоемов, почва, наружный воздух). Этот процесс изображается линией 8—5 на Т—5-диаграмме (рис. 9.6,6). Образовавшийся пар сжимается в компрессоре 2 по линии 5—6 с повышением температуры от То до Ть В конденсаторе 3 пар конденсируется, отдавая теплоту в систему отопления (линия 6—7). Образовавшаяся жидкость направляется в дроссельный вентиль 4, в котором происходит понижение давления до ро и температуры до То (линия 7—8), и цикл 8—5—6—7—8 повторяется. На рис. 9.6,6 изображен также цикл 1—2—5—4—1 холодильной установки, отдающей теплоту в процессе 2—3 окружающей среде при температуре То- Видно, что цикл теплового насоса лежит выше изотермы То, а цикл холодильной установки — ниже этой линии. Холодильная установка отдает теплоту в окружающую среду, тепловой насос отбирает теплоту из этой среды для того, чтобы повысить ее температурный уровень и передать в систему отопления. Анализ двух циклов показывает, что возможно создание установок для совместного получения холода и теплоты. В таких комбинированных установках тепловой насос может повышать температурный уровень теплоты, отводимой холодильной машиной большой мощности, и направлять эту теплоту в отопительные системы. [c.235]

Несмотря на то, что в настоящее время осуществляется массовое освоение высоких и сверхвысоких параметров пара (р1 = 23... 30 МПа = 570...600 °С) и глубокого вакуума в конденсаторе (97 %, или р2 = 0,003 МПа), термический к. п. д. цикла Ренкина не превышает 50 %. В реальных установках доля полезно используемой теплоты еще меньше из-за потерь, связанных с внутренней необратимостью термодинамических процессов. В связи с этим были предложены различные способы повышения тепловой эффективнс.с-тп паросиловых установок, в частности предварительный подогрев питательной воды за счет отработавшего в турбине пара (регенеративный цикл), вторичный перегрев пара (цикл со вторичным перегревом), комбинированное использование теп.яоты (теплофик цн-онный цикл). [c.122]

Между тем во многих комбинированных схемах, рассмотренных на рис. 1-3, независимо от принятой системы охлаждения проточной части газовой турбины, имеются потоки водяного пара, соизмеримые по расходу с потоками газовоздущного рабочего тела. В отдельных элементах установок этот пар все равно должен иметь достаточно низкую температуру. Паровые циклы значительно менее чувствительны к необратимым потерям, нежели газовые, а теплоемкость даже сухого пара в 1,5—2,0 раза превосходит теплоемкость воздуха и продуктов сгорания. Расширяясь в области насыщения, пар увлажняется, причем образовавшаяся влага оказывает на конвективный теплообмен такое же воздействие, как и влага, впрыскиваемая искусственным путем. Разница, однако, состоит в том, что увлажнение пара происходит в паровых циклах естественным образом, без конструктивных усложнений и без затраты мощности, неизбежных при впрыске воды в поток воздуха. Кроме того, во всех рассмотренных комбинированных схемах (кроме схемы ГПУ-К по рис. 1-3, ж) пар генерируется в поверхностных теплообменниках. Парообразование в ряде случаев происходит при относительно невысоких давлениях, когда исключен селективный унос, и капельная влага, образующаяся при расширении пара, практически может не содержать солей. [c.28]

Определенное внимание в последнее время уделяется попыткам использовать испарение капельной влаги в сжимаемом потоке для увеличения его давления торможения, т. е. для осуществления процесса тепловой компрессии. По существу, здесь речь идет о разновидности газопаровых контактных установок, простейшая схема которых рассматривалась на рис. 1-3, ж. В иностранной литературе соответствующие устройства получили название аэротермопрессоров. Из сказанного следует, что применение комбинированных циклов выдвигает задачу специального исследования процессов преобразования энергии в сжимаемых неадиабатных струях. [c.29]

Появление комбинированных строгально-фрезерно-шлифоваль-ных станков весьма благоприятно сказывается на всем процессе изготовления уникальных корпусных деталей. Повышается точность выполнения деталей в связи с исключением дополнительных установок и соответственно уменьшается доля вспомогательного времени. Создается возможность наиболее рационально использовать различные виды механической обработки (строгание, фрезерование и шлифование) в зависимости от конфигурации, размеров, требуемой точности и чистоты обрабатываемых поверхностей сокращается производительный цикл изготовления крупных деталей, так как уменьшается межоперационное нролеживание их. [c.76]

В современной теплоэнергетике наряду с дющными котлотурбинными паровыми блоками, работающими по циклу Ренкина, стали широко применяться новые схемы и циклы. К их числу относятся газотурбинные, комбинированные парогазовые схемы и контактные парогазовые схемы. Хотя по мощности эти установки уступают в настоящее время котлотурбинным паровым блокам, меньшие капиталовложения (на 40—50%) и металлозатраты, а также эксплуатационные преимущества энергетических установок, выполненных по новым схемам, позволяют им уже в недалеком будущем занять достойное место в энергетике. [c.267]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...