朗肯（W.J.M.Rankine）

朗肯(W.J.M.Rankine，1820~1872年)，英国科学家。被后人誉为那个时代的天才，他在热力学、流体力学及土力学等领域均有杰出的贡献。他建立的土压力理论，至今仍在广泛应用。朗肯计算出的热力学循环(后称为朗肯循环)的热效率，被作为是蒸汽动力发电厂性能的对比标准。

在相同温限内，卡诺循环的热效率最高。在采用气体作工质的循环中，因定温加热和放热难以实施，而且在p-v图上气体的定温线和绝热线的斜率相差不多，以致卡诺循环的净功并不大。

温限小，膨胀末端干度太小，压缩两相物质的困难这些缺点使卡诺循环的定温过程转变为朗肯循环的定压相变的过程，如图1所示，从5-6-a-b-5的过程转变到1-2-3-4-5-6-1的过程。

图1 由卡诺循环到朗肯循环

简单的朗肯循环由水泵、锅炉、汽轮机和冷凝器四个主要装置组成。水在水泵中被压缩升压;然后进入锅炉被加热汽化，直至成为过热蒸汽后，进入汽轮机膨胀作功，作功后的低压蒸汽进入冷凝器被冷却凝结成水；再回到水泵中，完成一个循环。

主要包括等熵压缩、等压加热、等熵膨胀、以及一个等压冷凝过程。

图2   朗肯循环流程

再热朗肯循环是指当蒸汽膨胀到某一中间压力后撤出汽轮机，导入锅炉中特设的再热器或其他换热设备，使之再加热，然后再导入汽轮机继续膨胀。

再热循环本身不一定提高循环热效率，与再热压力有关。

汽轮机乏汽干度增加给提高初压创造了条件，选取再热压力合适，一般采用一次再热可使热效率提高2%-3.5%。

图3 再热朗肯循

回热循环把本来要放给冷源的热量利用来加热工质，以减少工质从热源的吸热量。利用蒸汽回热对水进行加热，消除朗肯循环中水在较低温度下吸热的不利影响，以提高热效率。

回热朗肯循环缺点：循环比功减小，汽耗率增加；增加设备复杂性；回热器投资。

回热朗肯循环优点：提高热效率；减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短；减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面。

小型火力发电厂回热级数一般为1-3级，中大型火力发电厂一般为4-8级。

图4 回热朗肯循环

界面具有一体化设置向导和嵌入式设置，用户可以自主选择不同模式完成设计参数的输入。

具备最先进准确的物性定义方式：NIST RefProp10和Redlich-Kwong-Aungier状态方程。

包括较全的热力过程，如等熵过程，多变过程以及等温过程。

循环模块和一维模块无缝对接，减少人力和时间输入。

可以导入已有的性能曲线进行分析。

设计和分析模式的多组合方式，可以满足用户多种多样的工况条件。

T-s图和p-v图的显示利于用户具体分析。

Turbotides计算的部分朗肯循环结果显示。

图5 基础朗肯循环

图6 再热朗肯循环

图7 回热朗肯循环