![提供全球一半电力的热电厂究竟如何运作的?没你想的那么简单!](http://p2.ttnews.xyz/loading.gif)
热电厂总览图
热电厂提供了全球近一半的电力,它们使用水作为工作流体。提起热电厂,大家可能首先想到的还是重污染的大烟囱,但是现代化的热电厂的发电效率已经优化到很高了,它们可以通过全球最严苛的环保标准。
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蒸汽循环
首先我们来看看发电机。发电机是直接产生电力的,通过外力转动发电机的轴(下图中红色箭头),就可以产生电力。
那么谁负责去转动这根轴呢?它就是蒸汽轮机(下图中红色箭头所指),蒸汽轮机是整个发电厂的心脏。
蒸汽轮机
为了让蒸汽轮机转起来,只需向涡轮的入口(下图中的白色管)提供高温高压的蒸汽。这些高温高压的蒸汽流向两侧出口,由于蒸汽对涡轮做功,出口处的蒸汽压力、温度都变得很低,这部分能量转化为驱动发电机的能量。
蒸汽轮机内的蒸汽流向与温度压力变化
一台完整的蒸汽轮机往往有多级涡轮,一般情况下有高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮。见下图
多级涡轮
我们已经介绍完了核心部件,现在,让我们看看蒸汽的循环吧。下图中蓝色箭头代表蒸汽轮机的做功过程,高温高压蒸气经多级涡轮最终流向发电机组。只要将涡轮中排出的蒸汽,再次加压加温,就可以实现整个循环了!那现在问题明确了,我们要将循环后的蒸汽
再次加温加压,然后再次送入蒸汽轮机,推动发电机工作。蒸汽流向
加压
将低压蒸汽变为高压蒸汽的方法有很多,比如可以使用压缩机。但是压缩机是非常耗能的,这样一来我们发的电要分出来压缩气体,效率就大大下降。热电厂为了解决这个问题,引入了冷凝热交换器,其原理是先液化,再增压。这台机器位于蒸汽轮机的下方。
循环后的蒸汽经过冷凝液化
液化工作原理
液化后的水经过多级离心机泵即可恢复初始压力。
加温
下面该考虑如何将这些液化水再次加温了。加温没什么神秘的,靠的就是锅炉。
锅炉加温
锅炉能量来源是煤粉,工作细节如下图所示,
经过锅炉,水被气化,又变成了可以进入蒸汽轮机的高温高压蒸汽了!
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