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

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 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 TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

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) Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin TEP 4115 Termodynamiske systemer Ca 200 MWe fra 4 parallelle turbiner og 1 lavtrykksturbin.

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

Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin Dampturbinprosessen TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin Den idealiserte Carnot-syklusen (kap. 5 i M&S) Wnet = W2-3 + W3-4 – W4-1 – W1-2 TEP 4115 Termodynamiske systemer Wnet > 0 når vi roterer med urviseren Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

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

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

Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin Ideell Rankine Syklus i Ts-diagram (dampturbinprosess) 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 TEP 4115 Termodynamiske systemer 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: ”RankineCykler” TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

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

Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin Kjelen; T1, p1 TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

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

Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin Turbin (inngang): T2, p2 TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin Turbin (utgang): T3, p3 TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin TEP 4115 Termodynamiske systemer Brensel, massestrøm Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin TEP 4115 Termodynamiske systemer Volt, Ampere Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin

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

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

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

Semesteroppgaven - osv.: 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!! TEP 4115 Termodynamiske systemer Introforelesning Semesteroppgave om Dampturbin