Исходные данные:

Хладон – R11

Решение:

7

8

8

Рис.1. Принципиальная схема геотермальной электростанции бинарного типа:

4

1 – скважина 5 – питательный насос

2 – расширитель 6 – испаритель

3 – турбина 7 – насос

4 – конденсатор 8 – генератор

12. Оптимальное давление геотермальной воды в расширителе .

8. Построим процесс расширения и определим энтальпии для паровой турбины:

Рис. 2. Процесс расширения пара в h-s диаграмме.

Температура определится, как:

_{По температуре определим конечное давление:}

_{Зададимся некоторым давлением воды в расширителе :}

Определим параметры:

_{Энтальпия воды из скважины:}

9. Запишем уравнения теплового и материального баланса для расширителя:

Где - расход пара на паровую турбину, - расход в испаритель.

Решим систему уравнений:

10. Определим мощность паровой турбины:

11. Для нахождения оптимального давления в расширителе из условия максимальной мощности паровой турбины проведем аналогичные расчеты п.1-3 для пяти точек из следующего диапазона давлений:

от до

Результаты вычислений запишем в таблицу 1:

Таблица 4. Результаты вариантных расчетов:

, МПа	0,004	0,25	0,3	0,45	0,62
, кДж/кг	121	535	561	623	676
, кДж/кг	2554	2717	2725	2743	2757
, кДж/кг	2490	2072	2054	2014	1982
, кг/с	23,7	6,5	5,3	2,3	-0,3
, МВт	1152,426	3184,503	2697,085	1289,711	-178,313

По полученным значениям построим график зависимости мощности паровой турбины от выбранного давления в расширителе:

Рис. 3. График зависимости мощности паровой турбины от давления Р_Р.

Из графика определили, что при

2. Расходы рабочих тел.

1. Определим параметры:

• Температура на входе в испаритель:

• Температура воды на выходе из испарителя:

• Энтальпия на выходе из испарителя:

2. Построим процесс расширения в хладоновой турбине и определим энтальпии:

• Точку 0 определим при температуре

• Точку kt определим из условия адиабатного расширения паров хладона в турбине на пересечении изотермы и адиабаты

• Точку k’ находим на линии насыщения (х=0) при температуре

Рис. 4. Термодинамическая диаграмма i-lgP хладагента R11

Энтальпии: , ,

Давления: ,

_{Удельный объем:}

2. Определим расходы рабочих тел из уравнений теплового и материального балансов для испарителя:

Где - расход пара на хладоновую турбину, - расход в испаритель.