316 热力学-热机-热力发电装置

316 热力学-热机-热力发电装置

内涵

消耗热能对外输出电能的装置；热能来源可以是燃料、核能、太阳能、废热能等。

专业名称

蒸汽动力装置，即是以水蒸气为工作介质实现热-功-电连续转换的装置。

构成及工作原理

蒸汽热力发电装置通常包括锅炉、汽轮机、凝汽器、水泵等基本部件，如下图。

蒸汽动力装置的基本工作过程为：锅炉燃烧燃料把进入锅炉的过冷水加热为高温高压过热蒸汽，高温高压过热蒸汽进入汽轮机做功发电，汽轮机排出的乏汽进入凝汽器凝结为冷凝水，冷凝水进入水泵再被升压后返回锅炉；总体运行效果是锅炉消耗高温热能，汽轮-发电机组输出电能，凝汽器向环境排放低温废热。

装置基本部件的基本功能如下。

锅炉通常用于燃烧燃料产生热能，把进入锅炉的过冷水加热为高温高压过热蒸气。

锅锅所制取的过热蒸汽通常压力在几十大大气压以上，温度为几百度以上，所采用的燃料也可在很大范围内变化，主要的技术点如燃料适应性、燃料燃烧效率、产汽压力及温度、烟气净化及能量回收等。

汽轮机-用于把锅炉产生的高温高压过热蒸气蕴含的能量转化为功，进而带动发电机输出电能。

汽轮机类型很多，其材料、设计及制造均有很高的技术要求，大型机组输出功率可达几十万甚至上面万千瓦。

凝汽器-用于把汽轮机排出的乏汽冷凝为凝结水。

凝汽器处理的乏汽压力通常为10～30kPa，主要技术点如冷却方式（水冷、空冷等）、热能回收利用等。

水泵-用于把凝汽器产生的低压水升压泵送入锅炉。

发展

典型的发展点如：

采用有机工质、可实现应用低温热源或废热来发电的有机工质动力循环。

流程及参数的改进或优化，如再热循环流程、回热循环流程、超临界循环装置、燃气-蒸汽联合循环流程等。

电、热、冷等多种能量或物质联产。

分布式发电单元。

新型发电、储电技术与装置等。