Харитонов Енергетика-Технико-економические основы 2007

Внутренняя энергия топли- ва

Тепло

2

Механическая энергия

1

Электроэнергия

Рис. 3.1. Схема преобразования внутренней энергии топлива в электрическую: 1 – пароили газотурбинное преобразование, 2 – прямое преобразование внутренней энергии в электрическую, 3 – прямое преобразование тепла

в электроэнергию

P

2

dH

1

P

					V1		V2		V
	Рис 3.2. Схема к определению
				Рис. 3.3. Работа конечного процесса
		работы расширения		равна (численно) заштрихованной
				площади под кривой p(V)

P

B

C

A

D

V

Рис. 3.4. Замкнутый термодинамический цикл в координатах давление-объем

TQ1

B

Tмакс

Tподв

C

Tотв A

Tмин		Q2
	D
SA	SC	S

Рис. 3.5. TS-диаграмма замкнутого термодинамического цикла

Q 1

Т

Т макс

Т мин

Q 2

S 1

S 2

S

Рис. 3.6. TS-диаграмма цикла Карно

T

B

Q 1

C1

C

A A1

D	Q 2

S

Рис. 3.7. TS-диаграмма цикла с регенерацией тепла

а

Q1	T		1
p	1
4
			Q1
		4	2
	2
3
	Q2	3	Q2
	V		S
	б		в

Рис. 3.8. Теплова схема (а), pV-диаграмма (б) и TS-диаграмма (в) цикла Брайтона

Рис. 3.9. Зависимость КПД газотурбинного цикла от степени расширения газа в турбине: 1 – цикл Брайтона для одноатомного газа, 2 – цикл Брайтона

для двухатомного газа, 3 – газотурбинный цикл с идеальной регенерацией тепла

при Tмакс = 727 °С и Tмин = 27 °С, 4-газотурбинный цикл с регенерацией тепла

при Tмакс = 727 °С и Tмин = 27 °С (при степени регенерации 90 %, КПД турбины и компрессора 90 %)

Рис. 3.10. Тепловая схема газотурбинного цикла с регенерацией тепла и двухступенчатым сжатием и промежуточным охлаждением газа: 1 – источник тепла (нагреватель), 2 – газовая турбина,

3 – компрессор низкого давления, 4 – компрессор высокого давления, 5 – электрогенератор, 6, 7 – промежуточные холодильники,

8 – регенератор-теплообменник, 9 – контур охлаждения корпуса реактора, 10 – система запуска и расхолаживания

	2
		4
Q1	3	W

1

5

6	Q2
7

8

Рис. 3.11. Тепловая схема паротурбинного цикла Рэнкина: 1 – парогенератор, 2 – сухой пар, 3 – паровая турбина, 4 – электрогенератор, 5 – влажный пар,

6 – конденсатор (холодильник), 7 – насос циркуляционный, 8 – вода питательная

Рис. 3.12. Взаимосвязь давления и температуры насыщения воды (диаграмма Кокса). Область работы: 1 – конденсаторы паровых турбин, 2 – сетевые подогреватели, 3 – парогенераторы АЭС, 4 – турбины ТЭС

Рис. 3.13. Диаграммы состояний воды и водяного пара в координатах T, S и i, S

Рис. 3.14. TS-диаграмма паротурбинного цикла Рэнкина с перегревом пара (без регенерации тепла). Красный цвет – цикл Карно

Рис. 3.15. Схема паротурбинного цикла со сверхкритическими параметрами и промежуточным перегревом пара: 1 – горячий теплоноситель; 2 – холодный теплоноситель; 3 – парогенератор; 4 – турбина ВД; 5 – турбина НД; 6 – электрогенератор; 7 – холодильник-конденсатор; 8 – насос; 9 – регенератор; 10 – деаэратор

Рис. 3.16. TS-диаграмма паротурбинного цикла

со сверхкритическими параметрами и промежуточным перегревом пара

1

2

3

4

а

Рис. 3.17. Внешний вид космических энергетических установок с ядерным реактором и термоэмиссионным преобразованием энергии «Топаз» (а) и с термоэлектрическим преобразованием «Бук» (б): 1 – ядерный реактор с термоэмиссионным или термоэлектрическим преобразователем, 2 – радиационная защита, 3 – блок приборов управления, 4 – холодильникизлучатель с теплоносителем, циркулирующим через реактор и излучатель

б