回熱循環

理工科熱力學術語

回熱循環被現代蒸汽動力工程所普遍採用,它是在朗肯循環的基礎上,對吸熱過程加以改進而得到的。

概述


在朗肯循環中,新蒸汽的熱量在汽輪機中轉變為功的部分只佔30%左右,而其餘70%左右的熱量隨乏汽進入凝汽器,在凝結過程中被循環水帶走了。另外,進入鍋爐的給水溫度是凝汽器工作壓力下的飽和溫度。因為凝汽器內飽和溫度很低,在鍋爐內將給水加熱到過熱蒸汽的整個過程,吸熱平均溫度不高,致使朗肯循環熱效率也較低。為了提高工質的平均吸熱溫度,減少凝汽器中被冷卻水所帶走的熱量,人們採用了利用抽汽加熱給水的熱力循環——回熱循環。
右圖為具有一次抽汽回熱循環的系統示意圖。對1kg工質而言,當其進入汽輪機膨脹做功到p0壓力時,抽出akg工質送入混合式加熱器8中,提高其給水溫度。餘下的(1-a)kg工質在汽輪機內繼續膨脹做功,直至排入凝汽器。顯然,在凝汽器中被冷確水所帶走的熱量就減少了,從而使得循環熱效率提高。
另外,在蒸氣壓縮式製冷裝置中,使冷凝器流出的製冷劑液體與剛離開蒸發器製冷劑蒸氣換熱,使液體進一步過冷氣體進一步過熱,這樣的製冷循環也稱為回熱循環。

作用效果


1、顯著的提高了循環的熱效率,使鍋爐熱負荷下降,換熱面積減少,達到節省燃料的目的。
2、採用回熱循環后,汽輪機結構更加合理,給製造帶來方便。因為每千克蒸汽所做的功減少,汽耗率增大,是汽輪機高壓蒸汽流量增加,葉片長度也加長。而抽氣使汽輪機低壓端流量減少,從而使汽輪機末幾級葉片長度縮短。
3、因進入凝汽器的乏汽量減少了,故凝汽器換熱面也減少。
4、採用回熱循環使設備複雜,增設了加熱器、管道、閥門等設備,使投資費用和運行費用增加,也使運行的安全性降低。但是全面的技術經濟比較表明,回熱所帶來的有利方面大於其不利方面。所以,火力發電一般採用回熱循環的方式。