q1
h1 h7
37
蒸汽抽汽回热循环的特点
•优点：>缺点
提高热效率； 减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短； 减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面； 可兼作除氧器。
•缺点：
循环比功减小，汽耗率增加； 增加设备复杂性； 回热器投资大；
✓ 小型火力发电厂回热级数一般为1～3级； ✓ 中大型火力发电厂一般为 4～8级。
再热循环：将汽轮机高压段中膨胀到一定压力的蒸汽重新引到锅
炉的中间加热器(称为再热器)加热升温， 然后再送入汽轮机使之
继续膨胀作功。
T
1 1′
1x2
4
56
再
热
2′
6b
22′
3
2
x2
x2
4
x2 x2
s
1a′
3
32
二、再热对循环效率的影响
忽略泵功：
wnet h1 h6 h1 h2
T
4
1 1′ 56
ws，t h1 - h2 3490 1908.93 1581.07 kJ kg
循环净功
w0 ws,t - ws,p 1581.07 0.0251 1581.04 kJ
kg 23
（5）循环热效率
w0 1581.04 0.469 q1 3368.6
T
4 3’
3
1 5
2 s
24
例2,一理想朗肯循环，以水作为工质，在循环最高压
s2 s1 1 x2 s x2s
T
1
（4）汽轮机的排气干度
4
5
x2
s2 s
s s
6.34 0.4221 8.4725 0.4221
0.735
3’ 3
2
（3）汽轮机的做功量和循环净功
s
h2 1 x2 h x2h
1 0.735121.30 0.735 2553.45 1908.93kJ kg
✓水蒸汽朗肯循环、回热循环、再热循环; ✓热效率计算及提高热效率的方法和途径。
本章重点:
1、熟悉朗肯循环图示与计算； 2、朗肯循环与卡诺循环； 3、蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响； 4、再热、回热原理及计算；
3
动力循环研究目的和分类
➢动力循环：工质连续不断地将从高温热源取得
的热量的一部分转换成对外的净功。热机的工作循 环称为动力循环
优点：
• T2 t
缺点：
•受环境温度限制（t2>t0）， 现在大型机组p2为3~4KPa， 相应的饱和温度约为24~ 29℃ ，已接近事实上可能达 到的最低限度。一般冬天热 效率高。
T
5 4
4' 3 3'
1
6
2
2'
s
19
例题1:
• 假定某朗肯循环的蒸汽参数为： t1 600 oC, p2 4kPa,
➢研究目的：以获得功为目的。
合理安排循环，提高热效率。
➢分类 按工质
气体动力循环： 内燃机 活塞式 叶轮式
工质：空气，理想气体 蒸汽动力循环： 外燃机
工质：水蒸汽，实际气体
4
§10-1 蒸汽动力基本循环—朗肯循环
一、装置和流程
1、四个主要装置：
✓锅炉 ✓汽轮机
锅 炉
✓凝汽器
✓给水泵
汽轮机 发电机 凝汽器
34
10-3 回热循环
一、抽汽回热循环（regenerative cycle with steam extraction） 目的：提高等效卡诺循环的平均吸热温度
回热器两种方式 1. 混合式
35
2. 间壁式
36
一、抽气式回热循环 目的：提高等效卡诺循环的平均吸热温度
热效率： wnet ( h1 h6 ) (1 1 )( h6 h8 ) (1 1 2 )( h8 h2 )
s 0.4221kJ kg K ,s 8.4725kJ kg K
h 121.30 kJ kg ,h 2553.45kJ kg
21
（2）凝结水泵耗功量 ws，p h3 - h3 v3 p1 - p2 0.001004125 0.004 0.0251kJ kg
进出口水的温差：t t3 - t3 0
第十章 蒸汽动力装置循环
Vapor power cycles
10-1 简单蒸汽动力装置循环-朗肯循环 10-2 再热循环 10-3 回热循环 *10-4 热电合供 *10-5 燃气-蒸汽联合循环
1
–讲授： 第十章 蒸汽动力装置循环
•10-1 简单蒸汽动力装置循环—朗肯循环
2
本章基本要求: • 熟练掌握
给水泵
5
2、流程
简化（理想化）：两个定压过程和两个定熵过程
3’ 45 1
锅炉，水 p 吸热
变为过热水蒸气 锅 12 汽轮机，过热水蒸气 炉
s 膨胀
23 凝汽器，湿蒸汽
p T 放热
33’给水泵，凝结水 s 压缩
汽轮机
5
1
发电机
4
2
3’
凝汽器
给水泵
3
6
水蒸气朗肯循环p-v图 p
3’ 4 5 1
3
2
力为14MPa（p1），循环最高温度为（t1）540℃，和循
环最低压力为（p2）5KPa下运行。若忽略水泵耗功，试 求（1）平均放热温度，（2）平均吸热温度，（3）利用平 均吸热温度和平均放热温度计算循环效率。
25
解：由h-s图， 初态焓值及循环的加热量；
t1 540oC, p1 14MPa
h1 3432.1kJ kg，s1 6.52 kJ kg K
p1 , p2不变，t1
增加循环的高温加热段，循环温差增大
优点：
• T1 t
T
1'
1
• x，2' 有利于汽机安全。 5
6
缺点：
4
• 对耐热及强度要求高，
目前最高初温一般在
3
2 2'
550℃左右;
• v2' 汽机出口尺寸大。
s
18
3、排汽压力（背压）p2对朗肯循环热效率的影响
p1 , t1不变，p2 增加循环平均温差。
v
3’ 45 1
锅炉，水 p 吸热 变过热水蒸汽
12 汽轮机，过热水蒸汽
s 膨胀
5
锅
1 汽轮机
炉
4
发电机
2
3’
凝汽器
给水泵 3
23 凝汽器，湿蒸汽
p T 放热
33’给水泵，凝结水 s 压缩 7
郎肯循环T-s图和h-s图
T 1
45
3’
3
2
s
3’ 45 1
锅炉，水 p 吸热 变过热水蒸汽
12 汽轮机，过热水蒸汽
t
h1 h2 h1 h3
T
1
影响热效率
的参数？
4
5
3’
p1, t1, p2
3
2
s
13
第十九次课 第十章 蒸汽动力装置循环
•复习：
10-1 水蒸气朗肯循环原理
• 讲授：
10-1 提高蒸汽动力循环热效率的途径 10-2 再热循环 10-3 回热循环
14
朗肯循环与卡诺循环比较
•
卡诺循环热效率：t，c
I T0Sg
01
4
39
3. 循环热效率
wnet h1 h01 1 h01 h2
wnet 1 h1 h2 h1 h01
q1 h1 h01'
q2 1 h2 h2'
t
wnet q1
h1
h01 1 h01 h2
h1 h01'
t
1
q2 q1
1
1 h2 h2'
2′
q1 h1 h3 h1 h6
3
热效率：
t
wnet q1
(h1 h6 ) (h1 h2 ) (h1 h3 ) (h1 h6 )
t
2
x2
x2
s
？
其他影响：
✓ x末上升（根本目的）；
✓ 中间压力p6在（20%～30%）p1,对热效率提高作用大；
✓ 含湿量d0下降；
✓ 复杂化，投资上升。
38
二、回热循环计算
1. 抽汽量
热平衡方程：
1 h01' h4 h01 h01'
4
忽略泵功 h4 h2' h01' h2'
h01 h2'
2. 回热器(regenerator)R
熵方程：
1 s2' s01 s01' Sf Sg
01′
sCV 0 Sg s01' s01 1 s2'
T放 T吸
2）回热器是间壁式，α怎么求？
3）回热器中过程不可逆，为什么 循环ηt 上升？
41
例A466266再热—回热循环循环理论热效率 例A460200二级抽汽回热抽汽量，循环内部热效率，（研究生）
42
作业
s3 s 0.4761kJ kg K
s7 s3
平均吸热温度：
Tm 1
q1
s1 - s3
h1
s1
h3
- s3
3432.1-137.72 545.07K 6.52- 0.4761
272 o C
27
循环热效率
t
1
T2 Tm 1
1
273 32.879 273 272
0.44
28
作业
郎肯循环热效率的计算
h
t
收获＝ w0 消耗 q1
ws.t ws.p q1