Лабораторная работа №1. Тепловые и атомные электрические станции

Тепловые и атомные электрические станции

Исполнитель:
студент группы	З5Б13		Хасанович А.С.
Руководитель:
преподаватель			Цибульский С. А.

Томск ¾ 2015

Лабораторная работа №1

“ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОНОМИЧНОСТИ ЦИКЛОВ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК НАСЫЩЕННОГО ПАРА”

ОБЪЕКТ ИЗУЧЕНИЯ – идеальная паротурбинная установка (ПТУ), работающая по циклу:

1 – Ренкина;

2– с однократным газовымпромперегревом (ЦВД+ПП+ЦНД);

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Выявить зависимость тепловой экономичности установки ( и ), работающей при сухом насыщенном паре по циклу Ренкина, от давления свежего пара , давления отработавшего пара p₀, при перегретом паре по циклу Ренкина, от давления свежего пара , температуры свежего пара t₀, давления отработавшего пара p₀.

Схема идеальной паротурбинной установки работающей по циклу Ренкина:

Рис.1

Условные обозначения: ПГ – парогенератор, Т – паровая турбина, Г – электрический генератор, К – конденсатор, Н – насос.

2. Выявить зависимость тепловой экономичности установки ( и ), работающей по циклу ЦВД+ однократный газовый ПП+ЦНД при перегретом паре от давления свежего пара , температуры свежего пара t₀, давления отработавшего пара p₀.

Схема идеальной паротурбинной установки работающей по циклу ЦВД+ однократный газовый ПП+ЦНД:

Рис. 2

Условные обозначения: ПГ – парогенератор, Т – паровая турбина, Г – электрический генератор, К – конденсатор, Н – насос, ПП – пароперегреватель, ЦВД = цилиндр высокого давления, WYL – цилиндр низкого давления.

3. Вариантными расчетами схем 1…8 определить значение разделительного давления p_k соответствующее максимальной тепловой экономичности установки ( и ).

4. Установить зависимость влажности пара на выходе из цилиндров турбины от указанных выше факторов.

5. Построить графики следующих зависимостей:

§ и для схемы 1;

§ η_t =ƒ(p_k) и η_t =ƒ(p_k) для схемы 2

§ и для схемы 3;

§ η_t =ƒ(t₀) и η_t =ƒ(t₀) для схемы 4

§ η_t =ƒ(p_k) и η_t =ƒ(p_k) для схемы 5

§ и для схемы 6;

§ η_t =ƒ(t₀) и η_t =ƒ(t₀) для схемы 7

§ η_t =ƒ(p_k) и η_t =ƒ(p_k) для схемы 8

6. Посредством сравнительного анализа результатов расчетов и графиков сформулировать выводы о влиянии структуры тепловой схемы, давления свежего пара, разделительного давления и температурных напоров в ПП на тепловую экономичность установки.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: взять по сводной таблице параметров.

Таблица 1.

Варианты
P0, МПа
t0, °C
PК, МПа	0,0035

ХОД РАБОТЫ:

Опыт 1:

Таблица 2.

Po,МПа	КПДt,%	КПДi,%
8,00	0,3916	0,2754
8,86	0,3948	0,2761
9,71	0,3975	0,2764
10,57	0,3997	0,2499
11,43	0,4016	0,2492
12,29	0,4032	0,2483
13,14	0,4044	0,2473
14,00	0,4054	0,2737
14,86	0,4060	0,2444
15,71	0,4064	0,2426
16,57	0,4065	0,2406
17,43	0,4063	0,2668
18,29	0,4057	0,2642
19,14	0,4047	0,2610
20,00	0,4029	0,2570

Рис. 3 Зависимость КПД от P0 в ПТУ работающей по циклу Ренкина.

Вывод: В ПТУ работающей по циклу Ренкина, где в качестве рабочего тела используется насыщенный пар, при повышенииначального давления свежего пара Р₀, происходит монотонное увеличение показателя термического КПД циклаувеличивается, при этом увеличение абсолютного внутреннего КПД цикла происходит, как видно из графика,до значений близких к Р₀≈10МПа, далее происходит спад. Это можно объяснить тем, что влияние начального давления пара на КПД данного цикла неоднозначно.

Опыт 2.

Таблица 3

Pк,МПа	КПДt,%	КПДi,%
0,0020	0,4174	0,2807
0,0022	0,4153	0,2795
0,0024	0,4133	0,2783
0,0026	0,4115	0,2773
0,0029	0,4098	0,2763
0,0031	0,4083	0,2754
0,0033	0,4068	0,2745
0,0035	0,4054	0,2737
0,0037	0,4040	0,2729
0,0039	0,4028	0,2722
0,0041	0,4016	0,2715
0,0044	0,4004	0,2708
0,0046	0,3993	0,2702
0,0048	0,3983	0,2695
0,0050	0,3973	0,2689

Рис. 4 Зависимость КПД от P_k в ПТУ работающей по циклу Ренкина.

Вывод: В ПТУ работающей по циклуРенкина, где в качестве рабочего тела используется насыщенный пар, при повышении конечного давления отработавшего пара Р_к, термический КПД и абсолютный внутренний КПДпадает, из чего следует, что для достижения наибольшего КПД такого цикла необходимо, понижать значения конечного давления.

Опыт 3:

Таблица 4

Po,МПа	КПДt,%	КПДi,%
8,00	0,4179	0,3209
8,86	0,4211	0,3213
9,71	0,4240	0,3214
10,57	0,4265	0,3214
11,43	0,4288	0,3211
12,29	0,4308	0,3207
13,14	0,4326	0,3202
14,00	0,4342	0,3196
14,86	0,4356	0,3188
15,71	0,4369	0,3180
16,57	0,4381	0,3171
17,43	0,4391	0,3161
18,29	0,4400	0,3150
19,14	0,4408	0,3139
20,00	0,4416	0,3127

Рис. 5 Зависимость КПД от P0 в ПТУ работающей по циклу Ренкина для перегретого пара.

Вывод: В паросиловой установке работающей по циклу Ренкина, с использованием перегретого пара при увеличении начального давления свежего пара Р₀, можем наблюдать монотонное увеличение термического КПД, а значение абсолютного внутреннего КПД увеличивается лишь до Р₀≈10Мпа.

Опыт 4: Таблица 5
To,гр	КПДt,%	КПДi,%
430,0	0,4261	0,3013
437,1	0,4273	0,3041
444,3	0,4285	0,3069
451,4	0,4296	0,3096
458,6	0,4308	0,3122
465,7	0,4319	0,3147
472,9	0,4331	0,3172
480,0	0,4342	0,3196
487,1	0,4353	0,3219
494,3	0,4364	0,3243
501,4	0,4375	0,3265
508,6	0,4386	0,3287
515,7	0,4397	0,3309
522,9	0,4408	0,3330
530,0	0,4419	0,3351

Рис. 6 Зависимость КПД от Т0 в ПТУ работающей по циклу Ренкина для перегретого пара.

Вывод: В паросиловой установке работающей по циклу Ренкина, с использованием перегретого пара при увеличении начальной температуры свежего пара Т₀, можем наблюдать увеличение КПД цикла.

Опыт 5:

Таблица 6

Pк,МПа КПДt,% КПДi,% 0,0020 0,4462 0,3252 0,0022 0,4441 0,3243 0,0024 0,4421 0,3233 0,0026 0,4403 0,3225 0,0029 0,4386 0,3217 0,0031 0,4371 0,3210 0,0033 0,4356 0,3203 0,0035 0,4342 0,3196 0,0037 0,4328 0,3190 0,0039 0,4316 0,3183 0,0041 0,4304 0,3178 0,0044 0,4292 0,3172 0,0046 0,4281 0,3167 0,0048 0,4271 0,3162 0,0050 0,4261 0,3157

Рис. 7 Зависимость КПД от Т0 в ПТУ работающей по циклу Ренкина для перегретого пара.

Вывод: При повышении конечного давления в данном цикле, можем наблюдать уменьшение КПД данного цикла, с перегретым паром, аналогично этому же циклу с использованием насыщенного пара.

Опыт 6:

Таблица 7

Po,МПа	КПДt,%	КПДi,%
8,00	0,4295	0,3569
8,86	0,4325	0,3598
9,71	0,4350	0,3622
10,57	0,4372	0,3642
11,43	0,4390	0,3658
12,29	0,4405	0,3672
13,14	0,4418	0,3683
14,00	0,4428	0,3693
14,86	0,4438	0,3700
15,71	0,4446	0,3706
16,57	0,4452	0,3711
17,43	0,4458	0,3714
18,29	0,4463	0,3716
19,14	0,4467	0,3717
20,00	0,4470	0,3717

Рис. 8 Зависимость КПД от Р₀ вцикле ЦВД+газовый ПП+ЦНД для перегретого пара.

Вывод: В цикле ЦВД+газовый ПП+ЦНД для перегретого пара при увеличении значений давления свежего пара Р₀, КПД цикла увеличивается до Р₀≈16МПа. Дальнейшее увеличение начального давления не приводит к значительному росту КПД цикла.

Опыт 7:

Таблица 8

To,гр	КПДt,%	КПДi,%
430,0	0,4349	0,3608
437,1	0,4361	0,3621
444,3	0,4372	0,3634
451,4	0,4384	0,3646
458,6	0,4395	0,3658
465,7	0,4406	0,3670
472,9	0,4417	0,3682
480,0	0,4428	0,3693
487,1	0,4440	0,3704
494,3	0,4451	0,3715
501,4	0,4461	0,3725
508,6	0,4472	0,3736
515,7	0,4483	0,3746
522,9	0,4493	0,3757
530,0	0,4503	0,3767

Рис. 9 Зависимость КПД от Т₀ в цикле ЦВД+газовый ПП+ЦНД для перегретого пара.

Вывод: В цикле ЦВД+газовый ПП+ЦНД для перегретого пара при увеличении температуры свежего пара Т₀, наблюдаем рост показателей термического КПД аналогично показателям абсолютного внутреннего КПД действительного цикла.

Опыт 8:

Таблица 9

Pк,МПа	КПДt,%	КПДi,%
0,0020	0,4553	0,3770
0,0022	0,4531	0,3756
0,0024	0,4511	0,3744
0,0026	0,4492	0,3733
0,0029	0,4475	0,3722
0,0031	0,4458	0,3712
0,0033	0,4443	0,3702
0,0035	0,4428	0,3693
0,0037	0,4415	0,3684
0,0039	0,4402	0,3676
0,0041	0,4389	0,3668
0,0044	0,4377	0,3660
0,0046	0,4366	0,3653
0,0048	0,4355	0,3646
0,0050	0,4344	0,3639

Рис. 8 Зависимость КПД от Р_к в цикле ЦВД+газовый ПП+ЦНД для перегретого пара.

Вывод: В цикле ЦВД+газовый ПП+ЦНД при повышении значений конечного давления в данном цикле, можем наблюдать уменьшение показателей термического КПД аналогично показателям абсолютного внутреннего КПД настоящего цикла.