Do an tot nghiep Nguyên Cứu Hệ Thống Nhiệt Trong Nhà Máy Điện Và Giải Pháp Cải Thiện Hiệu Suất Nhà Máy

Đề Tài: Nguyên Cứu Hệ Thống Nhiệt Trong Nhà Máy Điện Và Giải Pháp Cải Thiện Hiệu Suất Nhà Máy TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN GVHD : TS. Lê Chí Kiên SVTH : Nguyễn Lê Khoan - 03102099 : Đào Quý Toàn - 03102194 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nội Dung I. Giới thiệu hệ thống nhiệt trong nhà máy điện 1) Chu trình tuabin hơi (Chu trình Rankine) 2) Chu trình tuabin khí (Chu trình Brayton) 3) Chu trình kết hợp (Combined cycle) 4) Lò Phản ứng hạt nhân II. Các biện pháp cải thiện hiệu suất nhiệt của nhà máy 1) Cải thiện hiệu suất chu trình hơi 2) Cải thiện hiệu suất chu trình khí 3) Hiệu suất chu trình kết hợp Chu Trình Tuabin Hơi (Chu Trình Rankine) 2. Các quá trình + 1-2: giãn nở qua tuabin (đoạn nhiệt, thuận nghịch). + 2-3: quá trình nhả nhiệt trong bình ngưng đây là quá trình đẳng áp và là một hỗn hợp hai pha (hơi và nước). + 3-4: nén bằng bơm (đây là quá trình đoạn nhiệt). + 4-1: quá trình nhận nhiệt trong lò hơi thành hơi bảo hòa (đây là quá trình đẳng áp). Lò hơi Nhiệt vào Bơm cấp nước Bộ ngưng tụ Nhiệt nhả ra Tuabin/Máy Phát 1 2 3 4 Q A 1. Các bộ phận chính của chu trình Rankine + Lò hơi (Steam generator) + Tuabin hơi + Bình ngưng (Condenser) Lò Hơi (Steam Generator) Không khí và nhiên liệu Các ống nướcBuồng đốt Ống lò Nước vào Hơi ra tới tua bin + Hỗn hợp nhiên liệu và không khí được đưa vào lò để đốt cháy. + Khí cháy từ buồng đốt sẽ nung nóng các đường ống nước đặt xung quanh buồng đốt để sinh hơi nước, hơi này sẽ được đua tới tuabin. Tuabin hơi • Dòng hơi áp suất cao sẽ được phun vào tuabin, đẩy các cánh gắn trên rotor, làm rotor xoay. • Tuabin này gồm 11 tầng cánh Cánh tuabin Một tầng cánh Rotor Vỏ tuabin Bình Ngưng (Condenser) Ngõ ra nước tuần hoàn Hộp nước Ngõ vào nướ c tuần hoàn. Nước ngưng (bơm trở lại lò hơi) Hơi vào Chu Trình Tuabin Khí (Chu Trình Brayton) Máy nén khí Buồng đốt Tuabi n áp cao Tuabin áp thấp Không khí vào Khói thải 1 2 3 4 Các quá trình : + 1-2: nén đoạn nhiệt + 2-3: quá trình đẳng áp + 3-4: giãn nở qua tuabin + 4-1: làm nguội Không khí vào Nhiên liệu 1. Không khí vào 2. Máy nén khí 3. Tuabin khí Chu Trình Kết Hợp (Combined Cycle) Khí thải Lò hơi phục hồi nhiệt Nhà máy tuabin hơi hơi Nước ngưng tụ Điện năng 4 9 8 10 Tháp làm mát Không khí làm mát Điện năng 6 5 1 2 3 Không khí Nhiện liệu Nhà máy tuabin khí 11 12 7 9 nước 1 Không khí vào 2 Máy nén 3 Tuabin khí 4 Lò hơi phục hồi nhiệt 5 Máy phát điện 6 Máy biến áp 7 Tuabin hơi 8 Bộ ngưng tụ 9 Bơm nước cấp 10 Máy phát điện 11 Máy biến áp 12 Bơm tuần hoàn Nhà máy tuabin khí Nhà máy tuabin hơi Chu Trình Kết Hợp Với Nồi Hơi Phục Hồi Nhiệt AC: Air Compresssor (Máy nén không khí) CC: Combustion Chamber (Buồng đốt) GT: Gas Turbine (Turbine khí) G: Generator (Máy phát) SF: Supplementary Firing Equipment (Buồng đốt nhiên liệu phụ) B: Boiler (Nồi hơi) SD: Steam Drum (Bao Hơi) SU: Superheater (Bộ quá nhiệt) EC: Economizer (Bộ tiết nhiệt) HRB: Heat Recovery Boiler (Nồi hơi phục hồi nhiệt) ST: Steam Turbine (Tuabin hơi) = Stack (ống khói) C: Condensor (Bình ngưng) CP: Condensate Pump (Bơm nước ngưng) FWH: Feedwater Heat (Bộ gia nhiệt nước cấp) DA: Deaerator Heat (Bộ hút khí) BFP: Boiler Feed Bump (Bơm nước cấp cho nồi hơi) Chu Trình Kết Hợp Với Hơi Đa Áp Suất Chu trình áp suất đôi: Nồi hơi phục hồi nhiệt với hai vòng hơi. Vòng áp suất cao cấp hơi cho tầng áp suất cao của tuabin, vòng áp suất thấp cấp hơi cho tầng áp suất thấp của tuabine hơi. [...]... Cho Nhà Máy Điện Hạt Nhân Lò Nước Áp Lực (Pressurized-Water Reactor) Sơ đồ khối của một nhà máy điện PWR + Gồm hai vòng liên tiếp: vòng nước tải nhiệt gọi là vòng sơ cấp và vòng hơi-nước gọi là vòng lưu chất làm việc + Nước tải nhiệt nhận nhiệt từ lò phản ứng và truyền nhiệt này tới lưu chất đang làm việc trong lò hơi + Hơi nước được sử dụng trong một chu trình Rankine để quay tuabin và phát ra điện. .. = ηG + ηS − ηG ηS ηG = 30%  ⇒ ηcc = 58% ηS = 40%  Kết luận - Đề nghị • Chu trình kết hợp được xem như giải pháp hiệu quả nhất để cải thiện hiệu suất của các nhà máy nhiệt điện • Cần thêm vào nhà máy nhiệt điện tuabin khí đơn một chu trình hơi nước để đạt được hiệu suất tối ưu ... nhận vào qA giảm từ (H3H2) đến (H3-H2”), dẫn đến tăng hiệu suất chu trình Nâng cao hiệu suất chu trình khí với làm mát khí nén và nung lại Cơng sinh ra trong tuabin hoặc máy nén: 2 W = − ∫ mRT 1 dP P Cơng thực của chu trình: Wthực = Wtuabin − Wmáy nén Nâng cao hiệu suất chu trình khí với phun nước Cơng sinh ra trong tuabin hoặc máy nén: 2 W = − ∫ mRT 1 dP P Cơng thực của chu trình: Wthực = Wtuabin − Wmáy... Nước tách ra từ hơi nước trong bộ tách hơi sẽ chảy theo đường ống nước xuống và trộn với nước ngưng để đưa trở lại lò Các Biện pháp cải thiện hiệu suất Nâng cao hiệu suất chu trình hơi với q nhiệt và nung lại T Q nhiệt Nung lại Tuabin áp cao a 1 3 Tuabin áp thấp e 7 8 2 Nồi hơi b ECO Bơm bộ ngưng tụ 6 5 4’ 4 S Công tuabin tăng 2 dP WT = − ∫ mRT P 1 ∆Wnet ηth = qA Nâng cao hiệu suất chu trình hơi với... 10 (b) Nhiệt nhận vào giảm q A = h1 − h 8 ∆Wnet ηth = qA s Nâng cao hiệu suất chu trình hơi 100J Tuabin η = 40% 40J 70J Lò hơi 60J 30J 60J 20J bộ trao đổi nhiệt 40J 60J bộ ngưng tụ 20J 30J η = 50% Nâng cao hiệu suất chu trình khí với hồi nhiệt Sử dụng khí thải của tuabin để hâm nóng sơ bộ khí nén trước khí đi vào buồng đốt Từ đồ thị , nhiệt độ khí nén tăng từ 2 đến 2’, nên enthalpy tăng theo Nhiệt lượng... Nâng cao hiệu suất nhờ chu trình kết hợp Sơ đồ thay thế cho chu trình kết hợp Hiệu suất chu trình kết hợp W WG + WS ηcc = = Q in Q in Q in − Q1 + ( Q1 − Q out ) ηcc = Q in  Q1   Q out  Q1  ηcc = 1 −  + 1 − Q  Q    Q in    1   in  ηcc = ηG + ηS (1 − ηG ) ηcc = ηG + ηS − ηG ηS ηG = 30%  ⇒ ηcc = 58% ηS = 40%  Kết luận - Đề nghị • Chu trình kết hợp được xem như giải pháp hiệu quả... một hệ thống BWR Bộ tách hơi Hơi bão hòa tới tuabin Lõi Nước cấp  md Hơi bảo hòa Tuabin Tải Hỗn hợp hơi-nước Lõi Bình ngưng Bơm nước Bơm nước ngưng cấp + Nước tải nhiệt đi vào lõi lò phản ứng tại đáy lò, tại đây nó sẽ được gia nhiệt và ra khỏi lò phản ứng là hỗn hợp hơi-nước Hỗn hợp này sẽ đi qua bộ tách hơi để tách hơi bão hòa đưa đến tuabin để giãn nở sinh cơng Sau đó được ngưng tụ tại bình ngưng và . Đề Tài: Nguyên Cứu Hệ Thống Nhiệt Trong Nhà Máy Điện Và Giải Pháp Cải Thiện Hiệu Suất Nhà Máy TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN GVHD : TS. Lê Chí Kiên SVTH : Nguyễn Lê Khoan - 03102099. biện pháp cải thiện hiệu suất nhiệt của nhà máy 1) Cải thiện hiệu suất chu trình hơi 2) Cải thiện hiệu suất chu trình khí 3) Hiệu suất chu trình kết hợp Chu Trình Tuabin Hơi (Chu Trình Rankine) 2 khí 4 Lò hơi phục hồi nhiệt 5 Máy phát điện 6 Máy biến áp 7 Tuabin hơi 8 Bộ ngưng tụ 9 Bơm nước cấp 10 Máy phát điện 11 Máy biến áp 12 Bơm tuần hoàn Nhà máy tuabin khí Nhà máy tuabin hơi Chu