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

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

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)

+ 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

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 nước Buồng 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

Vỏ tuabin

Bình Ngưng (Condenser)

Ngõ ra nước tuần hoàn

Chu Trình Tuabin Khí (Chu Trình Brayton)

Máy nén khí

Buồng đốt

Tuabi

n áp cao

Chu Trình Kết Hợp (Combined Cycle)

Khí thải

Lò hơi phục hồi nhiệt

Nhà máy tuabin hơi hơi

Điện năng

Không khí Nhiện

liệu Nhà máy tuabin khí

11

12 7

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

Chu Trình Kết Hợp 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.

Lò Nước Sôi (Boiling-Water Reactor)

Sơ đồ khối của một hệ thống BWR

Bộ tách hơi Hơi bảo hòa

Tuabin Tải

Bình ngưng

Bơm nước ngưng

Bơm nước cấp

Lõi

+ 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 công Sau đó được ngưng tụ tại bình ngưng và được bơm trở lại lò phản ứng nhờ bơm nước cấp

+ 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 quá

nhiệt và nung lại

Tuabin

áp thấp

bộ ngưng tụ

Bơm

A

net th

2 1 T

q W

P

dP mRT W

taêng tuabin

1 3

2

4’ 4 T

S

Nâng cao hiệu suất chu trình hơi với bộ hâm

nước cấp

Lị hơi

A

net th

8 1

A

q W

h h

q

giảm vào

nhận Nhiệt

7 9 10 12

11 8 B

1

2

3 4

(b)

Nâng cao hiệu suất chu trình hơi

Lò hơi

bộ trao đổi nhiệt

40J

60J

30J 30J

70J

Nâng cao hiệu suất chu trình khí với hồi nhiệt

Nhiệt lượng nhận vào qA giảm từ (H3

-H2) đến (H3-H2”), dẫn đến tăng hiệu suất chu trình

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

Nâng cao hiệu suất chu trình khí với làm mát

Cơng thực của chu trình:

nén máy tuabin

Nâng cao hiệu suất chu trình khí với phun

Cơng thực của chu trình:

nén máy tuabin

Nâng cao hiệu suất nhờ chu trình kết hợp

out in

1 cc

in

out 1

1

in cc

in

S G

in cc

Q

Q Q

Q 1

Q

Q 1

Q

Q Q

Q Q

Q

W

W Q

W

S G S

%

30

cc S

S G

cc      

