DAMPTURBINER TEP 4115 Termodynamiske systemer Introduksjon Introforelesning Semesteroppgave

DAMPTURBINER TEP 4115 Termodynamiske systemer - Introduksjon - Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Bruk av damp har en lang historie: TEP 4115 Termodynamiske systemer Hero(n) fra Alexandria (2000 år siden) Leketøy! Watt’s Dampmaskin (250 år siden) Industrielle anvendelser! Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Damp er også viktig i dagens virkelighet TEP 4115 Termodynamiske systemer • Ca 60% av verdens energiproduksjon kommer fra forbrenning av fossile brensler; ca 15% fra atomkraft. • Dampturbiner driver 80% av alle generatorer for produksjon av elektrisitet fra fossile kilder Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Eksempel: Gasskraftverk TEP 4115 Termodynamiske systemer Virkningsgrader: Gassturbin alene: η=0. 30 – 0. 35 Dampturbin alene: η=0. 30 – 0. 40 Kombinert: η=0. 45 – 0. 60 Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Fornybare kilder: Geotermi (Hellisheiði kraftverk, Island) TEP 4115 Termodynamiske systemer • Ca 200 MWe fra 4 parallelle turbiner og 1 lavtrykksturbin. Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Fornybare kilder: Soltermisk Solar driven steam cycle Source: http: //www. solugas. com/index/stp. html

Dampturbinprosessen TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Den idealiserte Carnot-syklusen TEP 4115 Termodynamiske systemer (kap. 5 i M&S) Wnet = W 2 -3 + W 3 -4 – W 4 -1 – W 1 -2 Wnet > 0 når vi roterer med urviseren Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Sykliske Prosesser (Kap. 2 i M&S) “Energi og Termodynamikkens 1. lov” TEP 4115 Termodynamiske systemer § Energianalyse av Sykliske Prosesser (1. Lov) ΔEcycle = Qcycle – Wcycle = 0 u Wcycle = Qcycle Tin Qin System Wcycle Eksempel: Kraftproduksjon Qout Tin > Tout Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Carnot type Dampkraftsyklus TEP 4115 Termodynamiske systemer Virkningsgrad: ηC = 1–TC / TH Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Ideell Rankine Syklus i Ts-diagram (dampturbinprosess) TEP 4115 Termodynamiske systemer 1 -2: Isentropisk kompresjon av matevann til kjeltrykket 2 -3: Oppvarming av vann til fordampningstemperatur 3 -4: Fordampning av vann 4 -5: Overheting av damp 5 -6: Isentropisk ekspansjon av damp i turbin 6 -1: Kondensasjon av damp Kjel omfatter 2 -3 -4 -5 Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Reell ekspansjonsprosess (Isentropisk Virkningsgrad for Turbin) TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Dampkraftverk: ”Rankine. Cykler” TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Rankineprosess TEP 4115 Termodynamiske systemer • Prosess • Kjel • Turbin • Kjøletårn Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Kjelen; T 1, p 1 TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Mengde vann (l) Tid (s) TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Turbin (inngang): T 2, p 2 TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Turbin (utgang): T 3, p 3 TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

TEP 4115 Termodynamiske systemer Brensel, massestrøm Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

TEP 4115 Termodynamiske systemer Volt, Ampere Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Semesteroppgaven: TEP 4115 Termodynamiske systemer Pel 1. a Bestem anleggets energivirkningsgrad (definert som forholdet mellom realisert energi ut over tilført energi: Pel / Hbr) 1. b Virkningsgraden er temmelig (svært ? ) lav; Hva er årsaken? Hbr Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Semesteroppgaven: TEP 4115 Termodynamiske systemer 1 2. Kjelvirkningsgrad er definert som forholdet mellom energi (effekt) tilført vannet og energi (effekt) tilført kjelen. Anta at oppvarming av vannet i kjelen skjer fra kokende tilstand for det gitte trykket. Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Semesteroppgaven: TEP 4115 Termodynamiske systemer Wt, is Wt 3. Bestem isentropisk virkningsgrad for dampturbinen: ηt, is = Wt / Wt, is Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Semesteroppgaven - osv. : TEP 4115 Termodynamiske systemer § Kapittel 8. 1 og 8. 2 i M&S forutsettes lest før § § det korte og hektiske laboratorieforsøket Sikkert smart å lese litt om entropi og virkningsgrader også. . Hva er teorien bak en Rankine prosess? Hvilke parametere skal dere måle for å kunne besvare spørsmålene i oppgaven? Lykke til med lab’en og termodynamikken videre fram mot eksamen!! Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin