Реферат. Цикл Ренкина (насыщенного пара). Схема паросиловой установки цикла Ренкина
 Скачать 107.08 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Иркутский национальный исследовательский технический университет Институт энергетики Кафедра электроснабжения и электротехники Реферат на тему: Цикл Ренкина (насыщенного пара). Схема паросиловой установки цикла Ренкина Выполнил студент :группы ЭПб-20-1 Жимбеев Д.Б. Проверил преподаватель : Селезнев А.С. Иркутск 2021 Оглавление 1.1 Обратный цикл Ренкина 5 1.2КПД цикла 5 1.3Применение 5 8 Введение Цикл Ренкина, идеальный термодинамический цикл (Круговой процесс), в котором совершается превращение теплоты в работу (или работы в теплоту); принимается в качестве теоретической основы для приближённого расчёта реальных циклов, осуществляемых в паросиловых установках (энергетическая установка, обычно состоящая из паровых котлов (парогенераторов) и паровых двигателей (паровых машин или паровых турбин) для пароходов, паровозов, паровых автомобилей или электрических генераторов (тепловых и атомных электростанций).Назван по имени У. Дж. Ранкина, одного из создателей технической термодинамики. Известно, что большая часть мировых энергетических ресурсов направляется на выработку электроэнергии и работу транспорта, где бесчисленное количество тепловых преобразователей энергии, превращают их в полезную работу. Эффективность преобразователей энергии, к которым относятся двигатели внутреннего сгорания, газотурбинные, паротурбинные и другие энергетические установки, способна снизить не только экономические, но и экологические проблемы, что заставляет постоянно совершенствовать их конструкцию.
Цикл Ре́нкина — термодинамический цикл преобразования тепла в работу с помощью рабочего тела, претерпевающего фазовый переход пар-жидкость (конденсация) и обратный фазовый переход жидкость-пар (испарение). В качестве рабочего тела используется вода, ртуть, различные фреоны и другие вещества. Цикл Ренкина был предложен в середине XIX века инженером и физиком У. Ренкином. По состоянию на начало 2000-х годов по циклу Ренкина в разных его вариациях, с использованием паровых турбин, вырабатывалось около 90 % всей электроэнергии, потребляемой в мире, включая паросиловые установки солнечных, атомных, а также тепловых электростанций, использующих в качестве топлива мазут, газ, уголь или торф. Цикл Ренкина с водой в качестве рабочего тела состоит из следующих процессов: изобара (термодинамика) — линия 4—5—6—1. Происходит нагрев и испарение воды, а затем перегрев пара. В этом процессе затрачивается теплота. адиабата — линия 1—2. Процесс расширения пара в турбине и преобразования части внутренней энергии пара в механическую работу. изобара — линия 2—3 конденсация отработавшего пара с отводом теплоты в конденсаторе охлаждающей конденсатор водой. адиабата — линия 3—4. Сжатие сконденсировавшейся воды до первоначального давления в парогенераторе с затратой работы.  Рис. 1
При прохождении рабочим телом цикла Ренкина в обратном направлении (1—6—5—4—3—2—1) он описывает рабочий процесс холодильной машины с двухфазным рабочим телом (то есть, претерпевающим в ходе процесса фазовые переходы от газа к жидкости и обратно). Холодильные машины, работающие по этому циклу, с фреоном в качестве рабочего тела широко используются на практике в составе бытовых холодильников, кондиционеров и промышленных холодильников с температурой охлаждаемой камеры до −40 °C.
Термодинамические исследования цикла Ренкина показывают, что его эффективность в большей степени зависит от разности величин начальных и конечных параметров (давления и температуры) пара. КПД цикла Ренкина выражается: 
Цикл Ренкина повсеместно применяется в современных тепловых и атомных электростанциях большой мощности, использующих в качестве рабочего тела воду.
Схема простейшей паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина, приведена на рис. 2  Рис. 2 Принцип работы паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина, заключается в последовательном проведении следующих процессов. 1. Рабочее тело — вода, находится в питательном баке (БП). Питательным насосом (НП) вода подается в паровой котел (КП), при этом давление воды повышается до значения, равного давлению в барабане парового котла (КП). 2. В барабане КП вода нагревается до температуры насыщения за счет теплоты выделяющейся при сгорании топлива, подаваемого в топку котла, и затем вода преобразуется в насыщенный пар. 3. Насыщенный пар поступает в пароперегреватель (ПП), являющийся конструктивным узлом котла. В пароперегревателе пар перегревается, его температура становится выше температуры насыщения при давлении в барабане котла. 4. Перегретый пар по трубопроводу поступает в паровую турбину (ТП), где тепловая энергия пара преобразуется в механическую энергию вращения рабочего колеса, жестко насаженного на вал турбины. Вал турбины в свою очередь жестко связан с ротором электрического генератора (ГЭ), который вращается внутри статора. Таким образом, механическая энергия вращения вала генератора преобразуется в электрическую энергию. 5. Отработавший в турбине пар поступает в конденсатор турбины (К), в котором поддерживается низкое давление (рк 0,003н- 0,005 МПа). Таким образом, расширение пара в турбине происходит до давления в конденсаторе, значительно более низкого, чем атмосферное. В конденсаторе пар конденсируется за счет отнятия от пара теплоты парообразования циркуляционной водой, которая поступает в трубки, размещенные внутри конденсатора при помощи циркуляционного насоса (НЦ). 6. Получившаяся в конденсаторе вода (конденсат) стекает в нижнюю часть конденсатора. Скопившийся конденсат засасывается при помощи конденсатного насоса (НК) и направляется в питательный бак (БП). Далее цикл повторяется. Заключение Цикл Ренкина с перегревом пара является основным циклом теплосиловых установок, применяемых в современной теплоэнергетике. Список использованной литературы 1. Мазур Л.С. Техническая термодинамика и теплотехника: Учебник.-М.: ГЭОТАР - МЕД, 2003.-352с. 2. Цикл Ренкина // [Электронный ресурс] URL: https://dev.abcdef.wiki/wiki/Rankine_cycle |