第9章 蒸気サイクルmaru/sub/lecture/thermodynamics...2015/12/17 · 4 第9章...
TRANSCRIPT
![Page 1: 第9章 蒸気サイクルmaru/sub/lecture/thermodynamics...2015/12/17 · 4 第9章 蒸気サイクル 気液平衡状態図 ①圧縮液(compressed liquid) ②飽和液(saturated](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040614/5f0bfe3b7e708231d4333ada/html5/thumbnails/1.jpg)
1
第9章 蒸気サイクル
火力発電所の仕組みと蒸気サイクル
熱力学 圓山重直
http://www.yonden.co.jp/energy/p_station/thermal/page_02.html
第9章 蒸気サイクル
(phase equilibrium and transition)
熱力学 圓山重直
![Page 2: 第9章 蒸気サイクルmaru/sub/lecture/thermodynamics...2015/12/17 · 4 第9章 蒸気サイクル 気液平衡状態図 ①圧縮液(compressed liquid) ②飽和液(saturated](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040614/5f0bfe3b7e708231d4333ada/html5/thumbnails/2.jpg)
2
第9章 蒸気サイクル
相平衡と状態変化
物質には固体 液体 気体
647 K
22.1 MPa
c
c
T
P
物質には固体,液体,気体の三つの状態があり,各状態のことを (phase)という.
固相と液相の間の状態変化を(dissolution)あるいは (solidification)
熱力学 圓山重直
液相と気相間の状態変化は(condensation)あるいは (evaporation)
気相と固相間の状態変化は (sublimation)
第9章 蒸気サイクル
相平衡と状態変化
物質の状態の二相あるいは三相が共存する状態を(phase equilibrium)という.
例えば,大気圧下でお湯を沸かすと100℃で沸騰し,液体の水から水蒸気が発生するが,これは気相と液相が共存している状態で,
熱力学 圓山重直
気液平衡(gas-liquid equilibrium)にあるという
![Page 3: 第9章 蒸気サイクルmaru/sub/lecture/thermodynamics...2015/12/17 · 4 第9章 蒸気サイクル 気液平衡状態図 ①圧縮液(compressed liquid) ②飽和液(saturated](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040614/5f0bfe3b7e708231d4333ada/html5/thumbnails/3.jpg)
3
第9章 蒸気サイクル
相平衡と状態変化
(phase equilibrium and transition)
熱力学 圓山重直
第9章 蒸気サイクル
気液平衡状態図
① (compressed liquid)② (saturated liquid line)③ ( )③ (wet vapor)④
(dry saturated vapor line)⑤ (superheated vapor)
熱力学 圓山重直
![Page 4: 第9章 蒸気サイクルmaru/sub/lecture/thermodynamics...2015/12/17 · 4 第9章 蒸気サイクル 気液平衡状態図 ①圧縮液(compressed liquid) ②飽和液(saturated](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040614/5f0bfe3b7e708231d4333ada/html5/thumbnails/4.jpg)
4
第9章 蒸気サイクル
気液平衡状態図
①圧縮液(compressed liquid)②飽和液(saturated liquid line)③湿 蒸気
水の臨界点
647.3 K, 22.12 MPaT p
③湿り蒸気(wet vapor)④乾き飽和蒸気
(dry saturated vapor line)⑤過熱蒸気(superheated vapor)
熱力学 圓山重直
第9章 蒸気サイクル
(properties of wet vapor)
(heat of vaporization)または (latent heat of vaporization) :または (latent heat of vaporization) :液体を圧力一定の下で蒸発させるとき,必要な熱量
は飽和蒸気の比エンタルピー と飽和液の比エンタルピー の差に等しい
r hh
熱力学 圓山重直
r h h (9.2)
![Page 5: 第9章 蒸気サイクルmaru/sub/lecture/thermodynamics...2015/12/17 · 4 第9章 蒸気サイクル 気液平衡状態図 ①圧縮液(compressed liquid) ②飽和液(saturated](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040614/5f0bfe3b7e708231d4333ada/html5/thumbnails/5.jpg)
5
第9章 蒸気サイクル
湿り蒸気の性質(properties of wet vapor)
(quality) :湿り蒸気1kgの中に乾き飽和蒸気が (kg),xその湿り蒸気の乾き度は x
湿り蒸気の熱物性
熱力学 圓山重直
第9章 蒸気サイクル
(vapor power cycles)
高温高圧の蒸気のエネルギーをタービンにより機械仕事に変換する熱機関
熱力学 圓山重直
![Page 6: 第9章 蒸気サイクルmaru/sub/lecture/thermodynamics...2015/12/17 · 4 第9章 蒸気サイクル 気液平衡状態図 ①圧縮液(compressed liquid) ②飽和液(saturated](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040614/5f0bfe3b7e708231d4333ada/html5/thumbnails/6.jpg)
6
第9章 蒸気サイクル
蒸気原動機サイクル (vapor power cycles)
高温高圧の蒸気のエネルギーをタービンにより機械仕事に変換する熱機関
熱力学 圓山重直
第9章 蒸気サイクル
蒸気原動機サイクル (vapor power cycles)
熱力学 圓山重直
![Page 7: 第9章 蒸気サイクルmaru/sub/lecture/thermodynamics...2015/12/17 · 4 第9章 蒸気サイクル 気液平衡状態図 ①圧縮液(compressed liquid) ②飽和液(saturated](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040614/5f0bfe3b7e708231d4333ada/html5/thumbnails/7.jpg)
7
第9章 蒸気サイクル
(Rankine cycle)
ランキンサイクルは基本蒸気サイクルであり,ボイラ,タービン,復水器,給水ポンプより構成されている.
熱力学 圓山重直
第9章 蒸気サイクル
ランキンサイクル (Rankine cycle)
ランキンサイクルは基本蒸気サイクルであり,ボイラ,タービン,復水器,給水ポンプより構成されている.
熱力学 圓山重直
![Page 8: 第9章 蒸気サイクルmaru/sub/lecture/thermodynamics...2015/12/17 · 4 第9章 蒸気サイクル 気液平衡状態図 ①圧縮液(compressed liquid) ②飽和液(saturated](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040614/5f0bfe3b7e708231d4333ada/html5/thumbnails/8.jpg)
8
第9章 蒸気サイクル
ランキンサイクル
状態1→2:
(9 51)(9.51)
状態2→3:
(9.52)
状態3→4:
熱力学 圓山重直
(9.53)
状態4→1:
(9.54)
第9章 蒸気サイクル
34 12 411l l q
23 23q q
ポンプ仕事は、タービン仕事に
熱力学 圓山重直
比べて無視できる場合が多いので,理論熱効率は 近似的に
3 4 3 4
3 2 3 1
h h h h
h h h h
(9.57)
![Page 9: 第9章 蒸気サイクルmaru/sub/lecture/thermodynamics...2015/12/17 · 4 第9章 蒸気サイクル 気液平衡状態図 ①圧縮液(compressed liquid) ②飽和液(saturated](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040614/5f0bfe3b7e708231d4333ada/html5/thumbnails/9.jpg)
9
第9章 蒸気サイクル
(9.55)
ポンプ仕事は、タービン仕事に
熱力学 圓山重直
比べて無視できる場合が多いので,理論熱効率は 近似的に
3 4 3 4
3 2 3 1
h h h h
h h h h
(9.57)
第9章 蒸気サイクル
熱力学 圓山重直東京電力火力(汽力)発電の高効率化
![Page 10: 第9章 蒸気サイクルmaru/sub/lecture/thermodynamics...2015/12/17 · 4 第9章 蒸気サイクル 気液平衡状態図 ①圧縮液(compressed liquid) ②飽和液(saturated](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040614/5f0bfe3b7e708231d4333ada/html5/thumbnails/10.jpg)
10
第9章 蒸気サイクル
(combined cycle)
熱力学 圓山重直
第9章 蒸気サイクル 複合サイクル (combined cycle)
ガスタービン 廃熱回収ボイラ
熱力学 圓山重直東北電力仙台火力発電所の複合発電プラント
廃熱回収ボイラ用熱交換器
![Page 11: 第9章 蒸気サイクルmaru/sub/lecture/thermodynamics...2015/12/17 · 4 第9章 蒸気サイクル 気液平衡状態図 ①圧縮液(compressed liquid) ②飽和液(saturated](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040614/5f0bfe3b7e708231d4333ada/html5/thumbnails/11.jpg)
11
第9章 蒸気サイクル 複合サイクル (combined cycle)
熱力学 圓山重直廃熱回収ボイラ用熱交換器のフィン
第9章 蒸気サイクル
複合サイクル (combined cycle)
熱力学 圓山重直
![Page 12: 第9章 蒸気サイクルmaru/sub/lecture/thermodynamics...2015/12/17 · 4 第9章 蒸気サイクル 気液平衡状態図 ①圧縮液(compressed liquid) ②飽和液(saturated](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040614/5f0bfe3b7e708231d4333ada/html5/thumbnails/12.jpg)
12
第9章 蒸気サイクル
熱力学 圓山重直
ガスタービン入口ガス温度:1300~1500℃ガスタービン出口ガス温度:700~800℃排気ガスを用いて排熱回収ボイラで水蒸気を発生させ,蒸気サイクルの熱源とする