C．比体积和熵增加 A．汽耗率提高
C．循环热效率提高 二、填空题
D．熵和焓增加
B．热耗率提高
20.朗肯循环采用回热后会使 A C D
D．平均吸热温度提高
1.朗肯循环提高循环初压主要受到乏汽干度的限制。 2.朗肯循环提高初温主要受到材料耐热性能的限制。 3.朗肯循环降低循环终参数主要受到环境温度的限制。
4.朗肯循环的新汽焓h1＝3400KJ/㎏，汽轮机排汽焓为1980 KJ/kg，排汽压力下对应得饱和水焓h2＝138 KJ/kg,水泵耗功wp＝17 KJ/kg。该循环的热效率等于43.24%。
5.再热循环锅炉出口蒸汽焓h1＝3290 KJ/kg，汽轮机在高压缸做功396 KJ/kg，再热器出口焓h?＝3570 KJ/kg，汽轮机排汽压力下的饱和水焓h2＝174 KJ/kg，排汽在凝汽器放热q2=2148 KJ/kg，水泵耗功16 KJ/kg。其循环热效率等于43.11%。
6.已知再热循环锅炉进出口蒸汽焓分别为hfw＝190 KJ/kg，h1＝3490 KJ/kg，汽轮机的排汽焓h2＝2322 KJ/㎏，蒸汽在锅炉再热器中吸热476 KJ/kg，汽轮机排汽压力下的饱和水焓h2＝174 KJ/kg。其循环热效率等于43.11%。
7.已知一级回热循环（无再热，混和式加热器）的参数如下：新汽焓h1＝3436 KJ/kg,抽汽焓2922 KJ/kg，抽汽压力下饱和水焓719 KJ/kg，汽轮机排汽焓2132 KJ/kg，排汽在凝汽器放热1994 KJ/kg。如果不考虑泵功，该循环的热效率为41.71%。
三、简答题
1.试用T－s图分析朗肯循环的参数对循环热效率的影响？
2.蒸汽参数对循环热效率有何影响？改变蒸汽参数以提高循环热效率受到什么限制？ 3.分析电厂蒸汽动力循环为何要采用再热？
4.将图示再热循环表示在T－s图上，并以此说明再热的目的？ 5．分析电厂蒸汽动力循环为何采用回热？
四、计算题
1.已知再热循环锅炉进出口蒸汽焓分别为 hfw＝190 KJ/kg，h1＝3490 KJ/kg，汽轮机的排汽焓h2＝2322 KJ/kg，锅炉再热器进出口的焓分别为hb＝3094 KJ/kg，h?＝3570 KJ/kg，汽轮机排汽压力下的饱和水焓h2＝174 KJ/kg，求其水泵功和循环热效率。
【解】已知：h1＝3490kJ/kg，h2＝2322kJ/kg，hfw＝190kJ/kg，hb＝3094 kJ/kg，ha＝3570 kJ/kg，h2′＝174 kJ/kg
（1）水泵功τb=hfw-h2′＝16kJ/kg
（2）循环吸热量q1＝(h1-hfw)+(ha-hb)＝3776kJ/kg （3）循环放热量q2＝h2-h2′＝2148kJ/kg （4）循环热效率ηt=1-q2/q1=43.11%
''''2.水蒸气再热循环的初压为17Mpa，初温为535℃，背压为5kPa。高压缸排汽压力为3.5Mpa,再热至新蒸汽温度。求（1）循环热效率；（2）若因节流使进入中压缸的蒸汽压力降为3Mpa，则热效率又为多少?
压力为17Mpa的过热蒸汽表
t（℃） 530 540 33v(m/kg) 0.019159 0.019542 3h(kJ/kg) 3370.90 3399.12 s(kJ/kgK) 6.3746 6.4095 压力为0.005MPa的饱和水和饱和蒸汽性质表 v' (m/kg) 0.00100524 3v”(m/kg) 28.1941 3h'(kJ/kg) 137.77 h”(kJ/kg) 2561.59 s' (kJ/kgK) 0.4763 s”(kJ/kgK) 8.3960 压力为3.5MPa的饱和水和饱和蒸汽性质表 v' (m/kg) 0.00123454 v”(m/kg) 0.057025 h'(kJ/kg) 1049.76 3h”(kJ/kg) 2801.96 s' (kJ/kgK) 2.7253 s”(kJ/kgK) 6.1228 压力为3.5Mpa的过热蒸汽表 t（℃） 280 290 530 540 33v(m/kg) 0.064768 0.066626 0.103347 0.104758 h(kJ/kg) 2922.62 2951.30 3518.19 3540.77 s(kJ/kgK) 6.3490 6.4004 7.2438 7.2717 压力为3MPa的饱和水和饱和蒸汽性质表 v' (m/kg) 0.00123454 v”(m/kg) 0.057025 h'(kJ/kg) 1049.76 3h”(kJ/kg) 2801.96 s' (kJ/kgK) 2.7253 s”(kJ/kgK) 6.1228 压力为3Mpa的过热蒸汽表 t（℃） 530 540 【解】
v(m/kg) 0.120998 0.122629 h(kJ/kg) 3523.26 3545.68 s(kJ/kgK) 7.3196 7.3474 已知：p1＝17Mpa，t1＝535℃；p2＝0.005Mpa；prh＝3.5Mpa，trh＝535℃；prh′＝3Mpa （1）确定1点状态：
由p1、t1查压力为17Mpa的过热蒸汽表，经插值得到h1＝3385.01kJ/kg，s1=6.3921kJ/kg·K （2）确定再热前a点状态：
由于1-a为定熵过程，sa=s1，查压力为3.5Mpa的饱和水和饱和蒸汽表可知，sa＞s” ，故a点状态为过热蒸汽。
由sa查3.5Mpa的过热蒸汽表，经插值得到ta＝288.38℃，ha＝2946.67kJ/kg 1kg蒸汽在高压缸内的作功量wTH =h1-ha＝438.34kJ/kg （3）确定再热后b点状态：
再热过程a-b为定压过程，pb＝pa＝prh，tb＝trh，查压力为3.5Mpa的过热蒸汽表，经插值得到hb＝3529.48kJ/kg，sb=7.2578kJ/kg·K
1kg蒸汽在再热器中的吸热量qrh=hb-ha＝582.81kJ/kg （4）确定排汽2点状态：
由于b-2为定熵过程，s2=sb，查压力为p2的饱和水和饱和蒸汽表可知，s'< s2< s” ，故在背压p2＝0.005Mpa下为湿蒸汽状态。
x2=(s2-s')/(s”-s')=0.8563 h2=x2h”+(1-x2)h'＝2213.24kJ/kg
1kg蒸汽在中低压缸内的作功量wTL =hb-h2＝1316.24kJ/kg （5）确定锅炉给水3点状态：
3点为排汽压力下的饱和水状态，故h3＝137.77kJ/kg 1kg新蒸汽在锅炉中的吸热量q1=h1-h3＝3247.24kJ/kg （6）计算再热循环热效率
1kg新蒸汽在汽轮机中的作功量wT = wTH＋wTL＝1754.58kJ/kg 循环热效率ηt=wT/（q1＋qrh）=45.81%
（7）由于节流使再热后的压力降低，于是pb′＝prh′，tb′＝trh，查压力为3Mpa的过热蒸汽表，经插值得到hb′＝3534.47kJ/kg，sb′=7.3335kJ/kg·K 1kg蒸汽在再热器中的吸热量qrh′=hb′-ha＝587.8kJ/kg
由于b′-2′为定熵过程，s2′=sb′，查压力为p2的饱和水和饱和蒸汽表可知，s'< s2′< s” ，故在背压p2＝0.005Mpa下为湿蒸汽状态。 x2′=(s2′-s')/(s”-s')=0.8658 h2′=x2′h”+(1-x2′)h'＝2236.42kJ/kg
1kg蒸汽在中低压缸内的作功量wTL′ =hb′-h2′＝1298.16kJ/kg 1kg新蒸汽在汽轮机中的作功量wT ′= wTH＋wTL′＝1736.5kJ/kg 循环热效率ηt′=wT′/（q1＋qrh′）=45.28%
3.某简单朗肯循环，蒸汽的初压力6MPa、初温600℃，冷凝器内维持压力10kPa，蒸汽质量流量为80k/s。假定锅炉内传热过程是在1400K的热源和水之间进行，冷凝器内冷却水的平均温度为25℃。试求：
(1) 汽轮机作功； (2) 循环热效率；
(3) 各过程及循环作功能力的不可逆损失。已知T0=290.15K。
压力为6Mpa的过热蒸汽表
t（℃） 600 33v(m/kg) 0.065184 3h(kJ/kg) 3656.21 s(kJ/kgK) 7.1664 压力为0.01MPa的饱和水和饱和蒸汽性质表 v' (m/kg) 0.00101023 【解】
已知：p1＝6Mpa，t1＝600℃；p2＝0.01Mpa；qm=80kg/s；TB=1400K，tw=25℃；T0=290.15K （1）确定1点状态：
由p1 、t1查过热蒸汽表，得到h1＝3656.21kJ/kg，s1=7.1664kJ/kg·K （2）确定2点状态：
由于1-2为定熵过程，s2=s1，查压力为p2的饱和水和饱和蒸汽表可知，s'< s2< s” ，故在本题给定的背压p2下均为湿蒸汽状态。 x2=(s2-s')/(s”-s')=0.8687 h2=x2h”+(1-x2)h'＝2270.68kJ/kg （3）计算朗肯循环热效率
1kg新蒸汽在汽轮机中的作功量wT =h1-h2＝1385.53kJ/kg 汽轮机作功量PT＝qm×wT =1.108×10kW
1kg新蒸汽在锅炉中的吸热量q1=h1-h2'＝3464.38kJ/kg 1kg蒸汽在凝汽器中的放热量q2=h2-h2'＝2078.85kJ/kg
5
v”(m/kg) 14.6746 h'(kJ/kg) 191.83 h”(kJ/kg) 2584.78 s' (kJ/kgK) 0.6493 s”(kJ/kgK) 8.1511 循环热效率ηt=wT/q1＝40％
（4）计算锅炉内传热过程的作功能力损失 锅炉内蒸汽的熵增ΔsB=s1-s2'＝6.5171kJ/kg·K 熵流ΔsfB=q1/TB＝2.4746kJ/kg·K 熵产ΔsgB=ΔsB-ΔsfB＝4.0425kJ/kg·K
4
作功能力损失IB＝qm×T0×ΔsgB=9.3836×10kW （5）计算凝汽器内传热过程的作功能力损失 凝汽器内蒸汽的熵增ΔsC=s2'-s2＝-6.5171kJ/kg·K 熵流ΔsfC=-q2/Tw＝-6.9725kJ/kg·K 熵产ΔsgC=ΔsC-ΔsfC＝0.4554kJ/kg·K
4
作功能力损失IC＝qm×T0×ΔsgC=1.057×10kW
4
（6）循环的作功能力损失I＝IB+IC＝10.441×10kW
4.一次再热循环，蒸汽的初压力6MPa、初温600℃，从高压汽轮机排出的蒸汽压力为0．5MPa，加热到500℃后再进入低压汽轮机。冷凝器内维持压力10kPa，蒸汽质量流量为80k/s。假定锅炉内传热过程是在1400K的热源和水之间进行，冷凝器内冷却水的平均温度为25℃。试求：
(1) 低压汽轮机末端蒸汽的干度；
(2) 高压汽轮机和低压汽轮机产生的总功率； (3) 循环热效率；
(4) 各过程及循环作功能力的不可逆损失。已知T0=290.15K。
压力为6Mpa的过热蒸汽表
t（℃） 600 33v(m/kg) 0.065184 3h(kJ/kg) 3656.21 s(kJ/kgK) 7.1664 压力为0.01MPa的饱和水和饱和蒸汽性质表 v' (m/kg) 0.00101023 3v”(m/kg) 14.6746 3h'(kJ/kg) 191.83 h”(kJ/kg) 2584.78 s' (kJ/kgK) 0.6493 s”(kJ/kgK) 8.1511 压力为0.5MPa的饱和水和饱和蒸汽性质表 v' (m/kg) 0.00109284 v”(m/kg) 0.37468 h'(kJ/kg) 640.12 3h”(kJ/kg) 2747.53 s' (kJ/kgK) 1.8604 s”(kJ/kgK) 6.8192 压力为0.5Mpa的过热蒸汽表 t（℃） 220 230 500 【解】
v(m/kg) 0.44497 0.45486 0.71078 h(kJ/kg) 2897.95 2919.11 3483.77 s(kJ/kgK) 7.1478 7.1903 8.0879 已知：p1＝6Mpa，t1＝600℃；p2＝0.01Mpa；prh＝0.5Mpa，trh＝500℃；qm=80kg/s；TB=1400K，tw=25℃；T0=290.15K （1）确定1点状态：
由p1 、t1查过热蒸汽表，得到h1＝3656.21kJ/kg，s1=7.1664kJ/kg·K （2）确定再热前a点状态：
由于1-a为定熵过程，sa=s1，查压力为0.5Mpa的饱和水和饱和蒸汽表可知，sa＞s” ，故a点状态为过热蒸汽。
由sa查0.5Mpa的过热蒸汽表，经插值得到ta＝224.38℃，ha＝2907.21kJ/kg 1kg蒸汽在高压缸内的作功量wTH =h1-ha＝749kJ/kg （3）确定再热后b点状态：
再热过程a-b为定压过程，pb＝pa＝prh，查压力为0.5Mpa的过热蒸汽表，得到hb＝3483.77kJ/kg，sb=8.0879kJ/kg·K
1kg蒸汽在再热器中的吸热量qrh=hb-ha＝576.56kJ/kg （4）确定排汽2点状态：
由于b-2为定熵过程，s2=sb，查压力为p2的饱和水和饱和蒸汽表可知，s'< s2< s” ，故在背压p2＝0.01Mpa下为湿蒸汽状态。 x2=(s2-s')/(s”-s')=0.9916 h2=x2h”+(1-x2)h'＝2564.68kJ/kg
1kg蒸汽在中低压缸内的作功量wTL =hb-h2＝919.09kJ/kg （5）确定锅炉给水3点状态：
3点为排汽压力下的饱和水状态，故h3＝h2'＝191.83kJ/kg，s3= s2'＝0.6493kJ/kg·K 1kg新蒸汽在锅炉中的吸热量q1=h1-h3＝3464.38kJ/kg （6）计算再热循环热效率
1kg新蒸汽在汽轮机中的作功量wT = wTH＋wTL＝1668.09kJ/kg 汽轮机作功量PT＝qm×wT =1.334×10kW
1kg蒸汽在凝汽器中的放热量q2=h2-h2'＝2372.85kJ/kg 循环热效率ηt=wT/（q1＋qrh）=41.28%
（7）计算锅炉内传热过程的作功能力损失
锅炉内蒸汽的熵增ΔsB=（s1-s2'）＋（sb-sa）＝7.4386kJ/kg·K 熵流ΔsfB=（q1＋qrh）/TB＝2.8864kJ/kg·K 熵产ΔsgB=ΔsB-ΔsfB＝4.5522kJ/kg·K
4
作功能力损失IB＝qm×T0×ΔsgB=10.5665×10kW （8）计算凝汽器内传热过程的作功能力损失 凝汽器内蒸汽的熵增ΔsC=s3-s2＝-7.4386kJ/kg·K 熵流ΔsfC=-q2/Tw＝-7.9586kJ/kg·K 熵产ΔsgC=ΔsC-ΔsfC＝0.52kJ/kg·K
4
作功能力损失IC＝qm×T0×ΔsgC=1.207×10kW
4
（9）循环的作功能力损失I＝IB+IC＝11.7735×10kW
5.一级抽汽回热循环，蒸汽的初压力6MPa、初温600℃，抽汽压力为0．5 Mpa，冷凝器内维持压力10kPa，蒸汽质量流量为80k/s。假定锅炉内传热过程是在1500K的热源和水之间进行，冷凝器内冷却水的平均温度为30℃。试求：
(1) 汽轮机作功率； (2) 循环热效率；
(3) 各过程及循环作功能力的不可逆损失。已知T0=290.15K。
压力为6Mpa的过热蒸汽表
5
t（℃） 600 33v(m/kg) 0.065184 3h(kJ/kg) 3656.21 s(kJ/kgK) 7.1664 压力为0.01MPa的饱和水和饱和蒸汽性质表 v' (m/kg) 0.00101023 3v”(m/kg) 14.6746 3h'(kJ/kg) 191.83 h”(kJ/kg) 2584.78 s' (kJ/kgK) 0.6493 s”(kJ/kgK) 8.1511 压力为0.5MPa的饱和水和饱和蒸汽性质表 v' (m/kg) 0.00109284 v”(m/kg) 0.37468 h'(kJ/kg) 640.12 3h”(kJ/kg) 2747.53 s' (kJ/kgK) 1.8604 s”(kJ/kgK) 6.8192 压力为0.5Mpa的过热蒸汽表 t（℃） 220 230
v(m/kg) 0.44497 0.45486 h(kJ/kg) 2897.95 2919.11 s(kJ/kgK) 7.1478 7.1903