Ladda ner presentationen
Presentation laddar. Vänta.
1
Rankine cykel
4
Rankine cykel kraftvärmeverk
Pump (1-2) Panna [Värmeväxlare] (2-3) Turbin (3-4) Kondensor [Värmeväxlare] (4-1)
6
Termiska verkningsgraden
Rankine cykelns termiska verkningsgrad kan höjas genom att öka medeltemperaturen när värme tillförs till arbetsmediet och / eller minska medeltemperaturen vid värmeavgivningen
7
Låt oss pröva öka den termiska verkningsgraden vid enkel cykel
Minska avloppstrycket efter turbinen Minskar kondensor temperaturen Ökar mängden avgivet arbete Ökar värmetillförseln Minskar kvaliten på ångan vid turbinavloppet
8
Minskning av turbinens avloppstryck
Medeltemperaturen vid värmeavgivningen minskas om man sänker trycket vid turbinens avlopp.
10
Effekten av minskat kondensortryck på en ideal Rankine cykel
11
Överhettning och mellanöverhettning
Notera att en minskning av kondensor trycket också minskar kvaliten på ångan vid turbinens avlopp. Turbiner tycker inte om vatten vid turbinavloppet Lägre kvalite innebär att vattendroppar förekommer I turbinen innan ångan lämnar turbinen Vatten ger erosion på turbinbladen. Åtgärder görs för att försöka hålla kvaliten > 90%.
12
Ökning av panntrycket Medeltemperaturen vid värme tillförseln kan ökas genom att öka arbetsmediets tryck I pannan eller genom att överhetta arbetsmediet till höga temperaturer. Material egenskaper begränsar temperaturen på arbetsmediet
13
Effekter av ökat panntryck :
För en ideal Rankine cykeln, en ökning av panntrycket kommer att: Öka totalverkningsgraden, Öka temperaturen på kokartuberna Minska ångkvaliten vid turbinavloppet
15
Ökning av ångans överhettning
Ökning av överhettning Ökar värmetillförseln Ökning av avgivet arbete Förbättrar ångkvaliten vid turbinavloppet Kan ge materialproblem vid höga temperaturer
16
Resultatet av ökat panntryck
17
Ett alternativ: Mellanöverhettning
Som tidigare visats vill vi inte ha vatten-ångblandning I turbinavloppet En metod för att förbättra ångkvaliten är att mellanöverhetta ångan Med mellanöverhetnning menas att låta ångan expandera I ett första steg I turbinen för att sedan överhettas I pannan igen innan den går vidare genom It does two useful things for us: Ökad verkningsgrad Ökad ångkvalite I turbinavloppet
18
Över- och mellan överhettning
För att kunna dra nytta av den ökade verkningsgraden vid högre panntryck och lägre kondensortryck används mellanöverhettning Detta görs genom att låta ångan expandera I högtrycksturbin, för att sedan återvända till pannan för att överhettas igen innan ångan får expandera fulständigt genom turbin till kondensorn
19
Enkel schematisk skiss av mellanöverhettning I Rankine cykel
22
Vad sker I processen: 1-2 Reversibel adiabatisk (isentrop) kompression i pumpen 2-3 Värme tillförsel vid konstant tryck I pannan ( högt tryck) 3-4 Isentropisk expansion genom turbinens högtrycksdel. 4-5 Värme tillförsel vid konstant tryck I pannan ( mellan högt tryck) 5-6 isentropisk expansion genom turbinens lågtryckssteg 6-1 Värmeavgivning vid konstant tryck I kondensorn
23
Huvudförluster I den enkla rankinecykeln
Turbin – använd isentropverkningsgrad friktion Pump – kan använda isentropverkningsgrad Kondensor Friktionsförluster I tuberna Värmeöverföring över DT Panna Friktionsförluster I kokartuberna Pannverkningsgrad = Värmeeffekt/bränsleeffekt
24
Principiella irreversibiliteter och förluster
Turbin Pump
25
Effekter på T-s diagram
26
Matarvatten förvärmning
Ett annat sätt att öka den termiska verkningsgraden på en Rankine cykel är att använda sig av matarvatten förvärmning. Detta innebär att man förvärmer matarvattnet som lämnar pumpen med ett mindre ångflöde som avleds från turbinen De två flödena blandas I en öppen förvärmare och blandningen lämnar förvärmaren I form av en mättad vätska vid aktuellt tryck. I en sluten förvärmare överförs värmen från ångan till vattnet utan att blandas med varandra I förvärmaren
Liknande presentationer
© 2024 SlidePlayer.se Inc.
All rights reserved.