结构推理 请指出提高燃气轮机装置工作性能的方向及措施。
【正确答案】研制新的耐热材料以承受更高的循环极限温度T3,是改善燃气轮机装置性能的一个主要方向。在升温比τ一定的条件下,又如何提高燃气轮机装置的工作性能呢?
   在燃气轮机装置中,汽轮机输出的功率有很大一部分用于驱动压气机,因此,与其他动力装置相比,它的循环净功是比较小的。压气机及汽轮机的绝热效率,是影响循环净功大小的最敏感的因素。所以,深入研究气体的流动情况,改变叶片形状及气流通道的设计,来提高ηsc及ηsT对整个装置性能的改善也是很重要的。
   汽轮机的排气温度T4很高,循环吸收的热量中,有50/%以上是随高温废气排走的。因此,如何回收并利用这部分能量,对提高燃气轮机装置的热效率有重要意义。如果采用回热措施,利用高温废气的余热来加热压缩空气,可以减少循环从外热源的吸热量并提高平均吸热温度;同时,废气在回热器中放热后再排向大气,可以减少循环向环境的放热量并降低了平均放热温度。因此,采用回热器,可以明显地提高热效率。
   采用多级压缩中间冷却,可以使压气机的耗功减小,出口温度降低;采用多级膨胀中间再热,可以使汽轮机输出更大的功量并提高其出口温度。这样,在相同的增压比下,不仅可以提高循环的净功,而且也为采用回热措施来提高热效率创造了有利条件。可见,在升温比τ一定的条件下,采用多级压缩中间冷却及多级膨胀中间再热的回热循环,是全面提高燃气轮机装置性能的重要措施。
【答案解析】