基于喉部出口流场的核电机组凝汽器壳侧蒸汽流场数值研究

对凝汽器喉部流动进行数值模拟并提取数据,将喉部出口流场数据作为入口边界条件,对凝汽器壳侧蒸汽流场进行了更准确的数值模拟和研究。结果表明,入口蒸汽均匀分布情况下,蒸汽在4个管束模块区域均呈现向心式的流动趋势;蒸汽入口不均匀分布情况下,蒸汽在两侧蒸汽通道内和中间蒸汽通道内有下冲流动,形成了对管束模块的包绕流动。因此,对于开展与凝汽器壳侧蒸汽流场分布相关性能的研究,建议基于喉部出口流场对凝汽器壳侧蒸汽流动进行数值模拟。     

600MW机组凝汽器汽侧流动与传热性能模拟

利用建立于PHOENICS操作平台上的凝汽器汽侧流场的三维模型,对某电厂600 MW凝汽器壳侧复杂的混合物流动过程进行了计算模拟,并在此基础上做出了理论分析,找出了换热器性能薄弱的环节,提出了改造方案.计算结果与实验情况基本吻合.     

600MW机组凝汽器汽侧流动与传热性能模拟

利用建立于PHOENICS操作平台上的凝汽器汽侧流场的三维模型，对某电厂600MW凝汽器壳侧复杂的混合物流动过程进行了计算模拟，并在此基础上做出了理论分析，找出了换热器性能薄弱的环节，提出了改造方案．计算结果与实验情况基本吻合。     

套管式直流蒸汽发生器稳态特性分析

新型核动力装置采用结构紧凑的双面加热型套管式直流蒸汽发生器,单相一次侧流体在中心管及环形通道外的空间内由上而下流动;二次侧流体在环形狭窄流道内由下而上流动,经过相变在出口处变为过热蒸汽.由于套管式直流蒸汽发生器工作原理与自然循环蒸汽发生器有着本质的不同,为保证其安全可靠的运行,需要研究其稳态和动态运行特性,解决启停过程和升降负荷过程所可能遇到的问题以及水动力不稳定性、脉动问题,基于此,采用最佳估算程序RE-LAP5/SCDAP/MOD3.4分析了单台套管式直流蒸汽发生器有效传热区的稳态运行特性和规律,从而为启停特性分析、动态特性分析以及控制方案的制定提供稳态参考.     

正弦波脉动流对微通道内流体流动与传热特性的影响

采用数值计算方法研究了两种结构微通道内由于入口速度的正弦变化而发展的非稳态层流流动与换热特性.分别研究了脉动频率、振幅以及雷诺数对流体在微通道内流动与传热的影响.研究结果表明,在雷诺数为100～400时,脉动流动对矩形通道底面温度与换热性能影响较小,但对三角凹穴结构通道有着显著影响.随着脉动频率的增加,通道底面温度先增加后减小.证明存在一极限频率使得小于该频率时通道底面温度升高,大于该频率时则降低.随着振幅的增加,通道底面温度在减小,换热不断增强.但是,随着雷诺数的增加,脉动流动的作用逐渐减小.脉动频率与振幅的增加都会使得通道的压降增加.     

轴流管壳式换热器壳侧流体进/出口分布挡板的理论研究

大型、超大型壳程轴流管壳式换热器壳侧流体的流动分布不均严重影响着换热器的整体传热性能,而在壳侧入口和出口位置安装流体分布挡板是解决这一问题的方法之一.文中从流体分布挡板的影响参数入手,从理论上推导了挡板的开孔率与各种结构参数之间的数学模型,并且推导出优化的挡板设计参数方程,为壳侧流体的实验研究与数值研究提供了参考与方向.     

超临界水煤气化工艺发电气轮机排气压力分析

为确定超临界水煤气化工艺热力发电系统中的混合工质(H_2O+CO_2)气轮机排气压力,本文进行了水蒸汽和混合工质在凝汽器内部流动阻力的分析,研究了混合工质的凝结过程,定量分析了最佳排气压力的影响因素,为混合工质气轮机排气压力取值提供参考。结果表明:混合工质在凝汽器内气阻很小,为定压降温凝结。凝汽器内所建立的真空不仅与环境温度、凝汽器端差有关,还取决于蒸汽凝结率。环境温度、凝汽器出口端差和凝结率一定时,凝汽器内存在最低工作压力。所研究工况范围内,其他参数不变,蒸汽凝结率提高3%,最佳排气压力增加180%,系统净功率减小56%,系统效率降低3.3个百分点;环境温度提高10℃,最佳排气压力增大79.6%,净增功率减小23%,效率降低了2.8个百分点。     

折流板开孔改进管壳式换热器性能的CFD分析

利用计算流体动力学(CFD)技术对管壳式换热器弓形折流板附近流场进行了数值模拟,发现在弓形折流板背面,有部分区域的流速较低,一定程度上存在着流动死区.采用在弓形折流板上开孔的方法后,CFD计算结果显示其传热效率提高了5.4%,壳侧压降减小了7.3%.     

铝合金薄板电子束穿透焊熔池的数值模拟

为有效地控制电子束焊接后的焊缝成形,得到符合要求的焊接结构,本文基于电子束焊接熔池物理过程的分析,使用有限体积法(FVM)数值模拟软件Fluent,对2mm厚的2219铝合金电子束穿透焊的温度场和流场进行数值模拟,研究了电子束穿透焊时熔池的流动行为及规律.模拟结果表明,电子束焊接形成穿透型匙孔时,熔池中液态金属的流速大小和方向迅速发生改变,最大流速可以达到10 m/s;产生的金属蒸汽反冲压力会使熔池剧烈震荡,熔池中远离匙孔的液态金属在Marangoni对流的驱动下,使熔池上、下两部分形成了较中间部分更长、更不稳定的拖尾,同时促进了熔池宽度的增加;熔池宽度和熔池拖尾长度分别在35 ms、90 ms左右达到了稳定.模拟焊接熔池凝固后,正面焊缝有一定的余高,背面焊缝有一定的收缩,其表面焊缝形态与实际焊缝形态吻合良好.此外,通过对熔池中液态金属的流速分析,还可以得出结论:金属蒸汽反冲压力对熔池的驱动作用远大于重力和表面张力的影响.     

矩形微通道内流动沸腾压力降实验研究

对去离子水在矩形微通道(0.54 mm×1.6 mm×330 mm)中的流动沸腾压力降特性进行了实验研究.结果表明:质量流速和出口干度对压力降有重要影响,总压力降随质量流速和出口干度的增加而增大;各分压力降中摩擦压力降占主要部分,其次是重力、加速和单相流压力降.在实验数据基础上拟合微通道内单相流摩擦系数关联式,预测值与实验数据吻合良好,对微通道内流动沸腾摩擦压力降的研究有重要的参考价值.     

630MW超临界机组低压缸排汽通道的优化

对国产引进型630 MW汽轮机低压缸排汽通道进行优化,以降低排汽压力、提高机组运行的经济性.在凝汽器喉部加装导流装置,使其排汽流场趋于合理,凝汽器换热管的热负荷更均匀.实际运行和试验证明,排汽压力降低0.3 k Pa以上,功率相应增加了0.18%,排汽通道优化取得显著效益.     

直接空冷系统冬季防冻问题研究

冬季直接空冷系统面临的一个最为严重的问题是凝汽器管束发生冻结,在环境温度低于0℃时,直接空冷凝汽器翅片管内饱和蒸汽热负荷与翅片管冷却能力不平衡是导致直接空冷凝汽器的管束发生冻结的主要因素,而不凝气体的聚集则加剧冻结。控制蒸汽流量与冷却空气流量、避免不凝气体的聚集能够避免凝汽器冻结的发生。     

基于场协同理论的重力错流式热管传热强化

针对传统重力式热管管外对流换热效果较差、携带极限制约传热性能的提高等问题,运用场协同理论,提出一种新式重力式热管的设计方法,以解决传统重力式热管冷凝段与外部流体场协同程度不均匀的问题。依据声速极限确定蒸汽腔的横截面积,依据蒸发段吸热与冷凝段放热基本平衡确定新结构蒸发段的最大长度,并给出重力式热管的最小壁厚和最小端盖厚度,该新式重力式热管具有能改善冷凝段场协同均匀程度的可供冷流体通过的内部流道。本文给出的错流式热管设计参数对于生产实际应用具有指导意义。       

基于Flowmaster的平流式冷凝器性能仿真及优化

为分析平流式冷凝器传热性能并对其结构进行优化,使用热力学系统仿真软件Flow-master,基于几何参数的冷凝器模型,对一平流式冷凝器进行仿真,通过与有关试验数据对比验证仿真结果.分析冷凝器各流程性能参数,指出该冷凝器第三个流程对冷凝器性能影响较小.通过改变流程布置并分析其对冷凝器性能的影响,发现该冷凝器尺寸设计过于保守.对减少冷凝器扁管的数量和长度进行一系列仿真分析,得到性能保持不变且结构更加紧凑的冷凝器优化方案.     

火电厂循环冷却水应用中水的试验研究

生活污水处理以后，仍具有含氨量、微生物、悬浮物均较高的特点，如果直接用作火电厂循环冷却水，将会因藻类骤生增加冷凝器水侧热阻，降低机组运行的热经济性．对中水作为火电厂循环冷却水的合理处理方法与工艺流程进行了研究，对影响中水作为火电厂循环冷却水的因素进行了分析和优化，使中水在2台12MW的燃煤机组上进行了工业性试验研究，经过2年多的连续运行表明，在每周投胶球1次的情况下，冷凝器端差常年保持小于5℃，在环境温度38℃时，仍能使排汽温度不超过45℃．运行结果表明，生活污水经过合理的处理和工艺优化以后，完全能够满足火电厂循环冷却水的要求，不仅降低了火电厂循环冷却水的取水费用，而且减少了生活污水对环境的污染．     

利用弯管测量流体流量的实验研究

利用火力发电厂中循环水管道与凝汽器之间连接所形成的弯管,首先从弯管流量测量基本理论入手,分别用自由涡流理论和强制涡流理论,建立了循环水在弯管内流动过程中,弯管内外径的压力差与循环水流量之间关系的数学关系模型.其次,利用实验室实验确定循环水流量与弯管内外径之间压差的关系,实现了利用弯管对流体流量进行测量.     

间歇精馏分离喹啉和异喹啉的模拟

采用Aspen Batch Distillation对喹啉、异喹啉二元体系进行间歇精馏模拟计算。研究塔板数、回流比、塔顶压力、进料组成、塔底蒸汽流量、精馏时间对塔顶喹啉质量分数和收率的影响。得出较优的间歇精馏参数：塔板数为60,回流比为8,塔顶压力为6 k Pa,进料喹啉质量分数为70%,塔釜蒸汽流量为30 kg/h,精馏时间为16 h。此时,塔顶喹啉的纯度最高可达99.2%,收率为71.0%。     

多元平行流冷凝器传热与流动性能模拟研究

采用分布参数法对平行流冷凝器建立了数学模型,对目前广泛使用的制冷剂R134 a和替代制冷剂R404A以及R410A在平行流冷凝器中的传热和流动性能进行了模拟计算和分析比较.同时,对多元平行流冷凝器7种不同的各流程管数分配方案进行了模拟比较.结果表明:在采用平行流冷凝器的汽车空调工况范围内,R410A和R404A的流动和传热性能均优于传统的R134 a,且R410A比R404A性能更优越,更适宜作为中低温制冷剂用于汽车空调中.具有较好传热和流动性能的管数分配规律是各流程扁管数从前向后依次递减,且递减的速率逐渐加快.由于过冷段对压降的影响较大,扁管数不宜过少.