Добавил:

whtswrngwu Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (бывш. СПбГПУ)

Предмет:

Газотурбинные установки

Файл:

Задача 4

.docx

Скачиваний:

Добавлен:

07.01.2026

Размер:

237.21 Кб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Институт энергетики

Высшая школа атомной и тепловой энергетики

РАСЧЕТНАЯ РАБОТА №4

Высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы с газотурбинными установками

по дисциплине: «Газотурбинные установки»

Вариант 44

Выполнил

студент гр. 3231401/20101

А.С. Школьнкиов

Преподаватель

М.А. Трещева

Санкт-Петербург

2025

Задача 4

На рис. 1.1 представлена принципиальная схема АЭС с ВТГР и газовой турбиной.

Рис. 1.1. Принципиальная схема АЭС с ВТГР и газовой турбиной: К – компрессор, Р – регенератор, ВТГР – высокотемпературный газоохлаждаемый реактор, ГТ – газовая турбина, ТО – теплообменник охладитель, ЭГ - электрогенератор

1.2. Принципиальная схема ВТГР с ГТУ регенеративного типа: 1 – компрессор, 2 – газовая турбина, 3 – теплообменник-охладитель, 4 – регенератор, 5 – ядерный реактор

Дано:

ГТУ замкнутого типа.

Рабочее тело – идеальный газ с постоянной теплоемкостью. Гелий.

Давление рабочего тела на входе в компрессор Р₁ = 4,29 МПа;

Температура рабочего тела на входе в компрессор t₁ = 29 ;

Температура рабочего тела на входе в турбину t₃ = 945 ;

Расход рабочего тела G_рт = 38 кг/с;

Степень регенерации δ = 0,935;

Потери давления в тракте подвода теплоты 0,021 от Р₂;

Потери давления в реакторе 0,03 от Р₂;

Потери давления в тракте отвода теплоты 0,039 от Р₁;

Адиабатный КПД компрессора η_oi^к = 0,885;

Адиабатный КПД турбины η_oi^т = 0,89.

Определить:

Оптимальную степень сжатия ГТУ с регенерацией и без;
Параметры реального цикла в характерных точках ГТУ с регенерацией и без;
Основные энергетические потоки: удельную работу компрессора и турбины, удельное количества тепла подводимое и отводимое из цикла для ГТУ с регенерацией и без;
Мощность компрессора, мощность газовой турбины, мощность ГТУ с регенерацией и без, подводимое тепло в реакторе и отводимое в окружающую среду;
Абсолютный внутренний КПД ГТУ с регенерацией и без.
Значение степени сжатия при которой регенерация невозможна для идеальной и реальной ГТУ.

Решение:

1. Характеристики рабочего тела:

Показатель адиабаты гелия k = 1,66

Удельная газовая постоянная R’ = 2078 Дж/(кг·K)

Теплоемкость С_р = 5194 Дж/(кг·К)

2. Параметры термодинамического цикла ГТУ в характерных точках.

2.1. ВТГР с ГТУ c регенерацией:

2.1.1. Параметры рабочего тела перед компрессором (пример для π_к=2):

Р₁ =4,29 МПа

Т₁ =302 К

2.1.2. Параметры рабочего тела за компрессором (пример для π_к=2):

2.1.3. Параметры рабочего тела перед турбиной (пример для π_к=2):

2.1.4. Параметры рабочего тела за турбиной (пример для πк=2):

π_к	2	2,05	2,1	2,15	2,28	4,4	4,47	4,55
Параметры рабочего тела перед компрессором
Р₁	4,29	4,29	4,29	4,29	4,29	4,29	4,29	4,29
Т₁	302	302	302	302	302	302	302	302
₁	0,146	0,146	0,146	0,146	0,146	0,146	0,146	0,146
Параметры рабочего тела за компрессором
Р₂	8,58	8,79	9,01	9,22	9,44	18,88	19,18	19,52
Т₂	410,3	414,7	419,1	423,4	427,6	575,8	579,7	584,0
₂	0,099	0,098	0,097	0,095	0,094	0,063	0,063	0,062
Параметры рабочего тела перед турбиной:
Р₃	8,14	8,35	8,55	8,75	8,96	17,91	18,20	18,52
Т₃	1218	1218	1218	1218	1218	1218	1218	1218
₃	0,311	0,303	0,296	0,289	0,283	0,141	0,139	0,137
Параметры рабочего тела за турбиной:
Р₄	4,46	4,46	4,46	4,46	4,46	4,46	4,46	4,46
Т₄	987,1	978,7	970,7	962,9	955,3	757,5	753,6	749,2
₄	0,460	0,456	0,453	0,449	0,445	0,353	0,351	0,349

2.1.5. Параметры нагреваемого рабочего тела за регенератором, при степени регенерации 0,935 (пример для π_к=2):

2.1.6. Параметры охлаждаемого рабочего тела за регенератором, при степени регенерации 0,95 (пример для πк=2):

π_к	2	2,05	2,1	2,15	2,28	4,4	4,47	4,55
Параметры рабочего тела за регенератором по холодной стороне
Р₅	8,40	8,61	8,82	9,03	9,58	18,48	18,77	19,11
Т₅	949,6	942,1	934,8	927,8	910,7	745,7	742,3	738,5
₅	0,235	0,227	0,220	0,214	0,198	0,084	0,082	0,080
Параметры рабочего тела за регенератором по горячей стороне
Р₆	4,29	4,29	4,29	4,29	4,29	4,29	4,29	4,29
Т₆	447,8	451,4	454,9	458,5	467,4	587,6	591,0	594,8
₆	0,217	0,219	0,220	0,222	0,226	0,285	0,286	0,288

2.2. ВТГР с ГТУ без регенерации:

2.2.1. Параметры рабочего тела перед компрессором (пример для π_к=2):

Р₁ = 4,29 МПа

Т₁ = 302К

2.2.2. Параметры рабочего тела за компрессором (пример для π_к=2):

2.2.3. Параметры рабочего тела перед турбиной (пример для πк=2):

2.2.4. Параметры рабочего тела за турбиной (пример для π_к=2):

π_к	2	3	4,4	4,47	4,6	6,6	7,5	8
Параметры рабочего тела перед компрессором
Р₁	4,29	4,29	4,29	4,29	4,29	4,29	4,29	4,29
Т₁	302	302	302	302	302	302	302	302
₁	0,146	0,146	0,146	0,146	0,146	0,146	0,146	0,146
Параметры рабочего тела за компрессором
Р₂	8,58	12,87	18,876	19,305	19,734	28,314	32,175	34,32
Т₂	410,3	488,9	575,8	581,3	586,8	683,4	721,0	740,8
₂	0,099	0,079	0,063	0,063	0,062	0,050	0,047	0,045
Параметры рабочего тела перед турбиной:
Р₃	8,14	12,21	17,91	18,32	18,73	26,87	30,53	32,57
Т₃	1218	1218	1218	1218	1218	1218	1218	1218
₃	0,311	0,207	0,141	0,138	0,135	0,094	0,083	0,078
Параметры рабочего тела за турбиной:
Р₄	4,46	4,46	4,46	4,46	4,46	4,46	4,46	4,46
Т₄	987,1	860,1	757,5	752,0	746,6	664,7	638,4	625,6
₄	0,460	0,401	0,353	0,351	0,348	0,310	0,298	0,292

3. Основные энергетические потоки ВТГР с ГТУ:

3.1. ВТГР с ГТУ с регенерацией:

3.1.1. Удельная работа компрессора (пример для π_к =2):

3.1.2. Удельная работа газовой турбины (пример для π_к =2):

3.1.3. Удельное количества теплоты, подводимое в цикл (пример для π_к =2):

3.1.4. Удельное количества теплоты, отводимое из цикла (пример для π_к =2):

3.1.5. Удельное количество теплоты, регенерируемое в цикле (пример для π_к =2):

3.1.6. Удельная полезная работа ГТУ (пример для π_к =2):

π_к	2	2,05	2,1	2,15	2,28	4,4	4,47	4,55
Основные энергетические потоки ВТГР с ГТУ с регенерацией
l_к	562,4	585,4	608,1	630,5	687,3	1422,0	1442,1	1464,9
l_т	1199,4	1242,7	1284,6	1325,0	1424,4	2391,8	2412,1	2434,7
l_ц	637,0	657,3	676,4	694,5	737,1	969,8	969,9	969,8
q₁	1394,2	1433,2	1470,8	1507,2	1596,4	2453,2	2470,8	2490,5
q₂	757,1	775,9	794,4	812,6	859,3	1483,4	1500,9	1520,7
q_р	2801,1	2739,1	2678,8	2620,0	2474,1	882,5	844,7	802,3

3.2. ВТГР с ГТУ без регенерации.

3.2.1. Удельная работа компрессора (пример для πк=2):

3.2.2. Удельная работа газовой турбины (пример для πк=2):

3.2.3. Удельное количества теплоты подводимое в цикл (пример для πк=2):

3.2.4. Удельное количества теплоты отводимое из цикла (пример для πк=2):

3.2.5. Удельная полезная работа идеальной ГТУ (пример для πк=2):

π_к	2	3	4,4	4,47	4,6	6,6	7,5	8
Основные энергетические потоки ВТГР с ГТУ без регенерации
l_к	562,4	970,8	1422,0	1450,7	1479,0	1980,8	2176,5	2279,2
l_т	1199,4	1859,1	2391,8	2420,6	2448,6	2874,0	3010,6	3077,0
l_ц	637,0	888,3	969,8	969,9	969,6	893,2	834,1	797,8
q₁	4195,3	3786,9	3335,7	3307,0	3278,7	2776,9	2581,2	2478,5
q₂	3558,3	2898,6	2365,9	2337,1	2309,1	1883,7	1747,1	1680,7

4. Мощность компрессора, мощность газовой турбины, мощность ГТУ с регенерацией и без, подводимое тепло в реакторе и отводимое в окружающую среду.

4.1. ВТГР с ГТУ с регенерацией:

4.1.1. Мощность компрессора (пример для π_к =2):

4.1.2. Мощность газовой турбины (пример для π_к =2):

4.1.3. Мощность ГТУ (пример для π_к =2):

4.1.4. Количество теплоты, подводимое в реакторе (пример для π_к =2):

4.1.5. Количество теплоты, отводимое в окружающую среду (пример для π_к =2):

π_к	2	2,05	2,1	2,15	2,28	4,4	4,47	4,55
Основные мощностные характеристики ВТГР с ГТУ с регенерацией
N_к	21,37	22,25	23,11	23,96	26,12	54,04	54,80	55,67
N_т	45,58	47,22	48,81	50,35	54,13	90,89	91,66	92,52
N_гту	24,21	24,98	25,70	26,39	28,01	36,85	36,86	36,85
Q₁	52,98	54,46	55,89	57,27	60,66	93,22	93,89	94,64
Q₂	28,77	29,48	30,19	30,88	32,65	56,37	57,03	57,79

1 / 21 2 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете Газотурбинные установки

#
07.01.2026100.42 Кб0гту 4.xlsx
#
07.01.202616.23 Кб0ГТУ1.xlsx
#
07.01.2026309.1 Кб0Задача 1.docx
#
07.01.2026179.86 Кб0Задача 2 .docx
#
07.01.2026309.77 Кб0Задача 3 .docx
#
07.01.2026237.21 Кб0Задача 4 .docx