核电站设备冷却水系统热交换器传热性能试验方法研究

设备冷却水系统热交换器传热性能是核电厂运行期间需要监测的一项重要参数。为了解决当前已有试验方法不确定度较大的问题,根据典型CPR1000机组配置,采用热交换器传热模拟计算方法和误差传递计算方法,开展热交换器传热性能试验方法研究。研究发现,出口温度法优于其他试验方法,在热交换器的主要工作区间,由于热负荷远小于设备设计值,所有试验方法的不确定度都偏高。给出了对在役核电厂的建议,应结合试验特点和电厂生产计划优化试验时机的选择,并且将试验测量安排在就地仪控系统,以减小试验的不确定度,降低试验结果无效的可能性。开展污垢热阻与运行时间和热交换器压差之间定量关系的研究,对降低在役核电厂试验频率具有重要意义。     

基于计算流体力学数值模拟的板式热交换器传热与流动分析

以新型鼓泡板式热交换器作为研究对象,通过计算流体力学软件,对鼓泡板冷、热两侧通道进行了数值模拟。板内流体流动研究表明,相同流速下,冷侧通道流体湍流强度高于热侧,压力损失也高于热侧;热侧通道由于扭曲泡相互接触造成阻挡作用,相较于冷侧通道,传热效果较差。将数值分析结果与试验值进行了对比,验证了数值分析结果的准确性,该数值分析结果对改善板式热交换器传热效率有一定指导意义。     

波纹管在半容积式热交换器中的传热性能分析及应用

对采用不锈钢波纹管作为传热元件的半容积式热交换器,进行了样机的热工测试试验并将其结果与热交换器计算软件(HTRI)的计算结果比较,讨论了该类设备的传热计算方法。在实际大流量的工况下,设计了半容积热交换器重叠换热管束,该设计减小了换热面积,优化了设备的传热性能。实际运行效果表明,其传热系数达1 600 W/(m~2·K)。     

不同倾斜角度热交换器振动特性流固耦合模拟及试验研究

结合流固耦合基本理论,采用仿真模拟方法,在Workbench平台对不同倾斜角度热交换器壳程进行了流场分析与模态分析.在热交换器振动性能测试平台上进行试验,研究热交换器倾斜不同角度时壳程流体对换热管束振动特性的影响.试验结果与仿真模拟结果基本一致,验证了仿真模拟方法的正确性.试验结果与仿真模拟结果对比表明,热交换器水平安...     

圆弧形凸台板式热交换器传热及流阻性能数值分析

采用计算流体动力学模拟方法,对板式热交换器圆弧形凸台板片进行数值模拟,并将烟气出口温度模拟结果与相关文献中的试验数据进行比对分析,验证了数值模拟的准确性。运用Fluent软件,对圆弧形凸台板片烟气侧传热和流阻性能进行数值模拟分析。不同凸台倾角时流道内温度场和压力场的分布情况表明,随着凸台倾角的减小,热交换器传热效果变好,但流动阻力变大。凸台间距减小及凸台高度增大时,热交换器传热及流阻性能变化情况具有同样规律。拟合了热交换器传热和流阻性能变化曲线,归纳了各几何参数对热交换器传热和流阻性能的影响规律,可为板片优化设计提供依据。     

4种圆弧型开缝翅片特性数值模拟

热交换器是能源利用的重要设备,针对高效低能耗热交换器的开发,一些研究提出对热交换器翅片进行开缝处理。利用FLUENT软件对4种四排圆弧型开缝翅片的传热性能和阻力特性进行了数值模拟,在速度变化较大范围内,得到了传热和阻力特性曲线,引入一个评判综合传热性能的强化传热准则。模拟结果表明,在速度较低时,圆弧型组合开缝翅片的综合换热性能较好;在速度较高时,开窄缝的圆弧型翅片综合换热性能较好。     

加氢裂化尾油沉浸式水槽热交换器传热特性及计算

结合中试装置加氢裂化尾油(HTO)沉浸式水槽热交换器的现场运行数据,分析了在不同冷却水用量条件下HTO沉浸式水槽热交换器的传热规律,对比了在夏季工况和冬季工况条件下热交换器的热损失、蒸发量及传热效果,提出了在同类型热交换器设计中以夏季工况作为设计工况,冬季工况作为校核工况的可行性。在实际运行中,采取向水槽内冷却水底部鼓泡措施来提高传热系数,取得了良好的效果。在一定气速下,鼓泡口个数对传热系数有显著影响。通过对比实际运行参数与设计计算值,明确了此类热交换器传热系数计算时宜选用的经验关联式,可为同类型热交换器设计计算提供参考。在保守计算时,也可选取总传热系数的经验值31.1～32.4 W/(m~2·℃)进行简捷计算。     

基于PXI和Lab VIEW技术的小热管传热性能测试平台

在小热管传热性能测试中,对小热管热阻测量值和热管传热极限状态的判断有着很高的准确性和可重复性要求。针对此特殊性,基于PXI总线技术的新一代工控计算机,在LabVIEW图形编程环境下,对传统的测量仪器进行控制,扩展传统电子仪器的功能,实现“软件即是硬件”的虚拟仪器效果,构建了小热管传热性能测控平台。该测控平台可实现热管性能参数的实时监控、数据的自动存储、热管工作温度的自动调节控制等功能。试验结果表明,该测控平台提高了小热管传热性能测试系统高效性和测试结果的准确性。     

新型螺旋折流板热交换器壳程传热性能数值模拟

通过Fluent数值模拟,比较了2种螺旋折流板热交换器的传热和流动性能,着重对比了不同流速下,新型螺旋折流板热交换器和传统螺旋折流板热交换器的性能参数及特征。结果发现,新型螺旋折流板热交换器的传热性能优于传统的螺旋折流板热交换器,在模拟范围内,随着流速的增加,传热优势最高可达10％,表现出较好的传热效果,但同时压降增大,需要引起注意。     

基于BP神经网络的板式热交换器传热与流阻性能预测

应用BP神经网络,建立了一种新的板式热交换器传热与流阻性能预测模型。它利用BP神经网络的函数拟合能力,通过拟合板式热交换器单板传热面积、板片厚度、波纹深度、波纹节距及波纹夹角等参数,来预测板式热交换器的传热系数、冷热侧压力降和传热准则关联式,对板式热交换器的传热与流阻性能做出综合评价。     

换热器系统的能质传递有效度

基于热力学能质传递理论定义并导出了换热器系统的能质传递有效度计算公式,系统地讨论了传热单元数、冷热流体热容量流率比以及单台换热器的流型对换热器系统能质传递有效度的影响,比较了换热器系统的能质传递有效度与换热器系统的传热有效度。结果表明,对于由多台结构和流型相同的换热器串一并联组合而成的换热系统,当其中的每台换热器为逆流布置时其热力学性能最佳;在相同的情况下,换热器系统的传热有效度总是大于换热器系统的能质传递有效度,且换热器系统的能质传递有效度和换热器系统的传热有效度以及两者之间的差值随传热单元数、冷热流体热容量流率比以及单台换热器的流型的变化呈现不同的规律。     

复合管在燃油锅炉烟气余热回收中的应用

目前国内石油仓储企业需要利用燃油锅炉产生蒸汽对高凝点、高黏度油品进行保温,而燃油锅炉的实际运行效率大都低于90％。介绍了复合管余热回收技术是通过利用复合管换热器来降低锅炉排出的高温烟气,使燃油锅炉烟气排放温度控制在120～160℃,同时回收利用其热能提高锅炉补水温度,达到锅炉烟气余热利用,可节约燃料4％～5％。文章结合工程实例阐明复合管技术回收利用锅炉烟气余热实现节能,具有重大的理论与现实意义。     

板翅式热交换器平直翅片流动与传热性能试验研究

通过空气-水传热试验,对平直翅片的流动传热性能进行了研究。试验结果表明,空气流速2.2~5.6m/s时,翅片间空气侧的对流传热系数为50~141W/(m2·℃),流动摩擦压降为40~90Pa。实现翅片高效换热的空气流速是2.2~3.7m/s,对应的翅片总效率在0.85~0.92。     

隔热涂层与真空技术在稠油热采中的应用探讨

在稠油井注热流体吞吐开采过程中,井筒隔热工艺一般以减小热传导和热对流为主,而对热辐射的控制考虑较少。为此提出了一种隔热涂层与真空技术相结合的隔热技术,该技术可将油套环空内导热系数降到最低,通过降低油管外壁发射系数达到降低热辐射的作用。通过WELLFLOW软件计算结果表明,该隔热技术可使井筒热损失相比传统井筒隔热工艺减小67%~80%,并且流程简单、设备便捷,在海上油田热采中具有很大的推广潜力。     

斜针翅管强化传热管的数值模拟

采用Fluent软件,以水和柴油为换热对象,利用三维模型对柴油在3种不同规格的直针翅管、30°和45°的斜针翅管套管换热器壳程层流流动时的温度场、压降及传热性能进行了模拟;并将斜针翅管与光滑管和直针翅管的结果进行比较。模拟结果表明,壳程为柴油时,针翅管的压降为光滑管的1～3倍,总传热系数约是光滑管的1.7～2.7倍;与直针翅管相比,斜针翅管的总传热系数提高约20%;斜针翅能使传热膜的系数增大,压降降低。     

循环水不锈钢换热器抗氯离子应力腐蚀研究

炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40％左右,占总投资的30％-45％,换热设备中大约有1／3是水冷器,其中不锈钢换热器容易受循环冷却水中Cl-影响而发生应力腐蚀,这就制约着有污水回用的循环水系统提升浓缩倍数。通过调研得出这种腐蚀受Cl-的含量、温度影响较大,pH值也有一定的影响。文章提出了当温度为50-80℃及pH值大于8时,工业循环水的Cl一质量浓度最大可达1000mg／L。还介绍了列管式和盘管式换热器的应力腐蚀开裂情况,并依据对现场调研结果得出换热器易发生应力腐蚀的部位主要包括胀接部位、U形管的弯曲部位、折流挡板和换热管其它部位等。并建议在循环水系统内进行挂片试验进一步研究不同因素和换热器不同部位对应力腐蚀的影响,以便提出防护措施。     

全焊接板式热交换器在硫磺回收装置中的应用

硫磺回收装置是化工环保装置,尾气处理单元中的贫液冷却、贫富液换热和急冷水后冷却等工艺中需使用多台热交换器,传统采用的碳钢管壳式热交换器常因垢下腐蚀或者应力腐蚀诱发失效,会造成停工、停产和一定的经济损失。通过对以往硫磺回收装置中使用管壳式热交换器过程中存在问题的分析,结合全焊接板式热交换器的优势,提出了在硫磺回收装置应用全焊接板式热交换器的可行性。对硫磺回收装置中已经应用的全焊接板式热交换器进行的工艺标定和验证结果表明,全焊接板式热交换器不但传热高效可靠,而且设备制造成本低,可以在硫磺回收装置中进一步推广应用。     

适用于高粘性流体冷却的新型热虹吸式螺旋板式换热器

介绍了一种由２台螺旋板式换热器叠置在一起的新型换热器，该型换热器可形成热虹吸效应来控制壁温，防止在壁面上形成粘滞的绝热层，从而实现高粘性流体的冷却。     

新型U形管换热器的结构特点及应用

阐述了新型U形管换热器的结构特点,介绍了该种换热器在粗甲醇系统的应用情况。工业应用结果表明,新型U形管换热器具有结构紧凑、防振和防垢性能好、传热效率高以及安全可靠等优点,值得大力推广应用。