MAX
Подпишись
стань автором. присоединяйся к сообществу!

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в наш Телеграм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈

Источник: file-rf.ru

Поделись позитивом в своих соцсетях

Комментарии 0

Для комментирования необходимо войти на сайт

все комментарии
  • 0
    Нет аватара guest31.05.15 18:21:33

    Парообразование- это переход из жидкой фазы в газообразную, для этого нужна энергия, но она никуда не девается и переходит в пар (ускоряет в нем движение молекул воды). Проходя через турбину и расширяясь, тепловая энергия пара переходит в кинетическую энергию пара вращая турбину, при этом пар охлаждается. На выходе из турбины мы имеем очень холодный пар с t30C, то есть большую часть энергии он отдает в турбине охлаждаясь со 130 (к примеру) до 30, естественно попутно ее нагревает, но не на 65% своей энергии. Затем пар конденсируется и отправляется обратно в бойлер охлаждаясь ну пусть до 20С, вот эта разница 30С-20С и попадает в окружающую среду, + потери на нагрев турбины, трубопроводов, паропроводов и.т.д. Куда все-таки девается 60-65% энергии непонятно. По таким грубым прикидкам выходит, что на конденсации теряется энергии в 10 раз меньше чем остается в турбине.

    #654337 ↑
    • 0
      Нет аватара Worker01.06.15 19:24:47

      вот эта разница 30С-20С и попадает в окружающую среду…Куда все-таки девается 60-65% энергии непонятно.

      Чтобы это понять необходимо открыть таблицу свойств воды и водяного пара, например справочник Ривкина или современный вариант программа WaterSteamPro.

      Давайте грубо прикинем сколько энергии отдаётся на турбине, а сколько уходит на простое превращение пара в воду.

      Допустим у нас реактор ВВЭР-1000, тогда перед турбиной у нас пар с давлением 6000 кПа. Для простоты оценки считаем, что у нас сухой насыщенный пар без перегрева, тогда энтальпия пара будет равна 2784,6 кДж/кг, а температура его 275,6 °С. Считаем, что на выходе из турбины у нас также сухой насыщенный пар (хотя реально там уже есть немного влаги) с давлением 4 кПа, температурой 29,2 °С и энтальпией 2554,1 кДж/кг. Таким образом, на турбине с каждого килограмма пара мы получим примерно 2784,6 — 2554,1 = 230,5 кДж энергии. Умножаем это значение на расход пара (кг/с) получим мощность турбины.

      После турбины пар попадает в конденсатор и охлаждается до 25 °C. А это значит, что водяной конденсат при давлении 4 кПа будет иметь энтальпию 104,8 кДж/кг (!!!). То есть просто сконденсировав пар мы у каждого килограмма воды отняли 2554,1 — 104,8 = 2449,3 кДж энергии. Итого, КПД «голого» парового цикла, без всяких подогревателей и рекуператоров 230,5/(2784,6-104,8)=8,6%. А ещё есть потери в окружающую среду, в результате, получим ещё меньший КПД. Именно такой КПД и был у первых паровозов.

      Поэтому когда вы написали, что

      По таким грубым прикидкам выходит, что на конденсации теряется энергии в 10 раз меньше чем остается в турбине.

      то ошиблись с точностью до наоборот. На конденсации теряется энергии в 10 раз больше, чем на турбине.

      Однако такой низкий КПД никого не устраивает, поэтому есть промежуточный отбор пара с турбины, который идёт на подогрев конденсата. Для этого используют подогреватели низкого и высокого давления (ПНД и ПВД). Ещё один метод поднятия КПД это увеличить температуру пара на входе в турбину, то есть произвести перегрев пара. Кроме того, производят и промежуточный перегрев пара, то есть на выходе из ступени высокого давления, после охлаждения пара до температуры насыщения пар подогревают, а затем подают на ступень низкого давления. В результате чего и удаётся поднять КПД до 33%. Что по сравнению с 8% смотрится уже не плохо. Всё-так в 4 раза сумели поднять КПД. Но за это приходиться платить дополнительными трубопроводами и теплообменниками, а чем их больше тем дороже строительство. Вот тут и смотрят на баланс, что выгоднее поднять КПД за счёт дополнительного устройства, заплатив за него деньги, или просто охладить пар в градирне.

      #654724 ↑
      • 0
        Нет аватара guest05.06.15 14:49:45

        Спасибо за ответ     Получается, что с космическим реактором все совсем плохо? Очень сильно ограничена масса и габариты, соответственно доступны лишь простые решения, что приводит к низкому КПД, а рассеивать тепло в космосе вообще задача непростая, а в гигаваттах или хотя бы в мегаваттах вообще фантастическая.

        #656285 ↑
        • 0
          Нет аватара Worker05.06.15 18:00:53

          Получается, что с космическим реактором все совсем плохо?

          Скорее сложно.    

          Там действительно не просто получить высокий КПД. Кроме того, преобразование воды в пар и обратно требует дополнительного оборудования, а значит не выгодно по массе. Оптимально использовать газовый цикл, но там проблема в подъёме давления перед турбиной. Подъём давления у жидкости менее энергозатратен, чем у газа, поэтому с водой и проще работать. Газовый цикл отличается и в нём КПД увеличивают подъёмом температуры перед турбиной и давлением газа. Но тут ограничением являются конструкционные материалы. Если бы были материалы выдерживающие температуры в несколько тысяч градусов при высоком давлении, то с КПД вообще не заморачивались бы, он в газовом цикле был бы всегда большой. А так нужно бороться за увеличение рассеивания «лишнего» тепла. В космосе тепло можно убрать только излучением, ведь там нечему отдать тепло, вот поэтому холодильник-излучатель во много раз больше по габаритам самой энергоустановки. И тут возникает ещё и проблема метеоритной опасности. Нужно предусмотреть возможность повреждения части холодильника без потери всего теплоносителя и без остановки энергоустановки. А увеличение длины трубопроводов в холодильнике увеличивает гидравлические потери, что ещё больше снижает КПД.

          Поэтому действительно задача получить мегаватты в космосе весьма нетривиальна. Мегаватты энергии — это гектары холодильника излучателя. До последнего времени мощность космических установок исчислялась киловаттами, но не мегаваттами, да и предпочитали прямое преобразование тепла в электроэнергию с помощью термопар. Там хоть КПД и небольшой, но можно сильно сэкономить на массе и упростить конструкцию, сделать более надёжной, что для космоса весьма ценно. Ведь ремонтников там нет.

          Отредактировано: Worker~19:01 05.06.15
          #656365 ↑