文档介绍：卡琳娜( Kalina ) 动力循环技术简介卡琳娜循环: 一种利用氨和水混合物作为工作介质的新颖、高效的动力循环系统。卡琳娜循环电厂可以向诸如温度为 300-400 oF( 149-204 oC)的地热低能级热源提供效率比前者高出 50% 的循环效率。对诸如直燃式锅炉和燃气-蒸汽联合循环电厂中的燃气轮机废气等高温热源,循环效率约可提高 20% 。原则上,卡琳娜循环是在朗肯循环基础上的一种“改进”。这种重大的改进体现在对朗肯循环的循环过程的改变——将“纯”的循环介质(通常为水)变成了氨同水的“混合物”。这种从朗肯循环至卡琳娜循环的改进包含了专门的系统设计,该设计能最大程度的体现了氨水混合物的优点,在系统设计上也有诸如再热、再生式加热、超临界压力、双压设计等多种选择。在具体的电厂设计中,可将上述选择进行不同的组合使用。朗肯循环(目前最常见的蒸汽动力循环) 在朗肯循环中,水在锅炉(或余热锅炉)中被加热,产生高温和高压蒸汽。该蒸汽流过汽轮机时急剧膨胀后冷却至低温、低压的尾气,该汽轮机驱动一台发电机发出电力。从汽轮机排出的尾气被具有环境温度的空气,或被来自冷却水池或冷却塔中的冷却水冷却成水。我们把这种具有环境温度的空气,或冷却水池称之为热井。凝结水接着被泵入锅炉重复上述过程。这种简单的朗肯循环框图如图一所示。朗肯循环电厂的效率较差,即使是容量最大、采用朗肯循环的最新型的燃煤电厂,一般来说其循环效率都超不过 35% (译者注:目前国内亚临界参数燃煤电厂的循环效率已达 38% ,超临界和超超临界参数的燃煤电厂的循环效率分别可达 40 和 43 %左右) ,也就是说燃料燃烧产生的总热量中仅有 35% 被转换成了热能。这 65% 的能量损失是由于一系列的原因造成的。其中约 15% 的能量损失是由于燃料中的水分、炉墙的热辐射、排烟损失和自耗电所造成的。对另外的 50% 进行分析。基本上,这一损失的能量都蕴藏在汽轮机的排气中。尽管这股蒸汽中蕴藏着巨大的能量,但是因为它们的温度和压力较低。这部分热量主要通过循环冷却水带走。在汽轮机的排气侧,存在着一个基本上是恒温的热井,它被水或空气这些无限的冷却介质冷却。这些冷却介质随着从汽轮机排气端的蒸汽吸热,温度升高。反过来,蒸汽被冷凝时也是在恒温条件下完成的。图4为一幅更加精确的朗肯循环过程图。图 4A 中的面积表示了在给定热源和热井条件下系统可能作的功。而图 4B 则表示了该朗肯循环实际作功的能力。朗肯循环实际作功几乎只有可能作功的一半。氨- 水混合物氨-水混合物物理特性既不同于纯水,又不同于纯氨。这两种工质混合物的物理特性就像是一种全新的物质。它有下面四种基本特点: 首先, 氨- 水混合物的沸点和凝结点温度是不固定的。反之,纯水和纯氨的沸点和凝结温度是固定的。其次, 氨- 水混合物的热物理特性能随氨浓度的改变而改变。反之,纯水和纯氨的物理特性却是固定不变的。第三, 氨- 水混合物有一个在热容量的不变化的情况下,混合物的温度会升高或降低的热物理特性。若没有能量的变化, 纯水和纯氨的温度是不会改变的。最后一个差别并非基本特性真正的变化,但是确实是流体特性的重要改变, 即冰点温度。纯水的冰点温度为相对较高的 32 oF(0oC),而纯氨却为-108 oF ( -78 oC)。氨-水混合物溶液的冰点温度非常低。卡琳娜循环的基本出发点是在任