低质量流速下内螺纹管摩擦压降特性研究

在低质量流速下,对绝热水平布置的φ31.8 mm×6.0 mm西门子公司优化内螺纹管进行了高压汽水两相流摩擦压降特性试验研究;为进行比较,又对同规格的水平绝热光管的两相摩擦压降进行了测定。同时探讨超临界压力下优化内螺纹管摩擦压降特性。根据试验结果,得到了优化内螺纹管的两相摩擦压降倍率随压力、蒸汽干度和质量流速变化,分析超临界压力下优化内螺纹管的摩擦压降随质量流速、工质焓值和压力的变化。通过与水平光管比较发现:在高干度区,水平内螺纹管的两相摩擦压降倍率比水平光管有一明显得多的峰值存在。与亚临界压力下单相摩擦阻力系数相比,超临界压力下内螺纹管摩擦阻力系数的特点是在拟临界温度处摩擦阻力系数存在一个突跳变化,即存在一个峰值。     

优化内螺纹管传热特性实验研究

通过对600 MW超临界W火焰锅炉水冷壁的设计与应用,研究试验Φ32 mm×6.3 mm四头12Cr1 MoVG优化内螺纹管(OMLR)在亚临界、近临界、超临界区的流动传热特性.试验获得了不同工况(压力、热负荷、质量流速)下内螺纹管壁温分布和内壁换热系数随焓值的变化规律.并根据试验数据,拟合建立单相、两相换热系数计算关...     

亚临界及近临界压力区低质量流速垂直内螺纹管传热特性试验研究

在低质量流速条件下,对垂直上升内螺纹管内汽水两相流动沸腾传热特性进行了系统的试验研究。试验段采用了材料为SA-213T12的φ32mm×6.3mm四头内螺纹管。试验参数范围为压力p=12～21MPa,质量流速G=232～773kg/(m2·s),内壁热流密度q=132～663kW/m2。试验得到了不同工况下垂直上升内螺纹管的壁温分布特性,分析了压力、内壁热负荷和质量流速变化对内螺纹管传热特性的影响,探讨了传热恶化的发生机制,并给出了能用于工程实际的传热试验关联式。试验结果表明:在亚临界及近临界压力区,垂直上升内螺纹管会发生第2类传热恶化——干涸(dryout),而在试验中未观测到第1类传热恶化——膜态沸腾(departure from nucleate boiling,DNB)。压力与内壁热负荷的增大,以及质量流速的减小,均会导致干涸提前发生和干涸后的壁温飞升值增大。与亚临界压力区相比,内螺纹管在近临界压力区的传热特性变差,管壁温度显著升高,发生传热恶化时的临界焓值减小。     

优化内螺纹管在低质量流速直流锅炉设计中的应用

为解决传统UP炉存在的水冷壁热敏感性强、调峰能力受限制、锅炉运行安全性差等问题，姚孟发电有限责任公司1号锅炉水冷壁改造采用低质量流速设计，使用优化内螺纹管作传热元件，使运行中的水冷壁具有很适的正流量响应能力。这种特性使垂直管水冷壁具有很好的抗热偏差能力，全负荷范围内水动力稳定，并满足机组滑压运行要求。这种低质量流速设计开创了直流锅炉水动力设计的新理念，也为国产UP炉改造提供了新思路。     

内螺纹水冷壁管的传热及阻力特性研究

针对目前大型电站锅炉水冷壁广泛采用内螺纹管来防止或推迟传热恶化的发生，了内螺纹管的传热机理，并对国仙外内螺纹管在亚临界，近临界和超临界压力区的传热性能及阻力性能进行了综述。文中结论对采用内螺纹管的电站锅炉不冷壁的设计具有较高的价值。     

超临界变压运行直流锅炉内螺纹管螺旋管圈水冷壁的传热特性研究

在压力9~28MPa,质量流速600~1200kg/(m2s),内壁热负荷200~500kW/m2的工况范围内,研究了Φ38.1×7.5mm倾斜上升内螺纹管(倾角α=19.5o)中水的传热特性。试验结果表明:在亚临界压力区,内螺纹管传热强化作用明显,有效地抑制了膜态沸腾的发生,但在近临界压力区此传热强化作用有所减弱。超临界压力区拟临界温度附近,内螺纹管内壁面与流体之间的温差较之前有所增加,但是此增幅远没有亚临界压力区发生传热后的壁温飞升幅度大。随着系统压力接近临界压力,拟临界点附近管壁与工质的温差显著增加。在超临界压力区,不同的质量流速与热负荷比例下,在大比热区内螺纹管内流体传热可能被强化也可能被恶化。在超临界压力下,由于螺旋内槽的旋流作用减弱了自然对流的影响,倾斜上升内螺纹管内壁温度的周向分布比较均匀。在高焓值区内螺纹管的周向最大温差只有10℃左右。文中提出了在考虑大比热区工质物性剧烈变化对传热影响的情况下,倾斜上升内螺纹管顶部内壁传热系数的试验关联式。     

超临界600 MW机组W火焰锅炉特性分析

W火焰锅炉用于燃用无烟煤及难燃煤种,目前已投运的W火焰锅炉均采用亚临界参数、垂直管屏。超临界600 MW机组锅炉一般采用螺旋管带水冷壁布置,在设计制造上有较大困难。对此,采用低质量流速及优化内螺纹管技术,可应用于垂直管屏超临界参数W火焰锅炉。     

低质量流速设计在直流锅炉上的应用

垂直管与盘旋管水冷壁相比，具有制造、安装方便，工艺要求简单，支撑结构设计简便等突出优点，可以减少一次投资。由于采用了优化内螺纹管作传热元件，新型垂直管直流锅炉克服了传统UP炉的缺点，具有与盘旋管直流锅炉同样良好的操控性和可靠性。由于采用了低质量流速设计，水冷壁具有很好的正流量响应特性，新型UP炉抗热偏差性能可与盘旋管直流锅炉媲美，而且汽水系统阻力更小，运行经济性更好。对内螺纹管传热特性的研究开创了直流锅炉水动力设计的新理念。     

超临界压力下内螺纹管摩擦阻力特性研究

该文研究了国产６００ Ｍ Ｗ 直流锅炉水冷壁内螺纹管在超临界压力下的摩擦阻力特性。试验段为２８ ×５ ．４１ｍ ｍ 的四头１２ Ｃｒ１ Ｍｏ Ｖ 内螺纹管,试验参数为压力 Ｐ＝ ２３ ～２７ Ｍ Ｐａ ,质量流速 Ｇ＝ ６００ ～１８００ｋｇ／ｍ ２·ｓ,工质焓ｈ ＝ ６００ ～２６００ｋ Ｊ／ｋｇ ,雷诺数 Ｒｅ ＝ ５ ×１０４ ～１ ×１０６ 。通过试验,得到了内螺纹管的摩擦阻力系数及其随压力、质量流速、工质焓和雷诺数变化的规律。根据试验数据,总结出了超临界压力下内螺纹管的摩擦阻力系数经验关系式。为锅炉的设计和运行提供了可靠的依据。图８ 表１ 参３     

超临界压力下600 MW直流锅炉水冷壁内螺纹管摩擦阻力特性研究

研究国产 6 0 0MW直流锅炉水冷壁内螺纹管在超临界压力下的摩擦阻力特性。试验段为Φ2 8×5.4 1mm的四头 12Cr1MoV内螺纹管 ,试验参数为压力P =2 3MPa～ 2 7MPa ,质量流量G =6 0 0kg/ (m2 ·s)～180 0kg/ (m2 ·s) ,工质焓h =6 0 0kJ/kg～ 2 6 0 0kJ/kg ,雷诺数Re =5× 10 4 ～ 1× 10 6 。通过试验 ,得到了内螺纹管的摩擦阻力系数及其随压力、质量流速、工质焓和雷诺数的变化规律。根据试验数据 ,总结出了超临界压力下内螺纹管的摩擦阻力系数经验关系式。     

替代工质R123水平强化单管外凝结换热实验研究

由于制冷剂 R11 对臭氧层有巨大的破坏作用, 要完成用R123对R11的替代工作, 需要对其替代工质 R123换热性能进行细致研究。对替代工质R123饱和蒸汽在 5 种水平单管外凝结换热的特性进行了实验研究, 冷凝温度分别为38℃、40℃、42℃。实验结果表明, 光管外的凝结换热系数实验值与Nusselt理论值符合较好, 最大偏差不超过±10%。低肋管和锯齿管均能起到明显的强化换热作用,其强化倍率在 8 4~16 0 之间, 且锯齿管的性能优于低肋管。通过实验研究还对 R11 和 R123 在强化管外凝结换热特性进行比较, 证明选用 R123 来替代 R11 凝结换热方面有一定的可行性。     

垂直上升管内临界压力区水的传热恶化研究

在压力p=19.0-22．5MPa,管内质量流速（7=540-1200kg／（m2·s）,内壁热流密度q=150-650kW／m2的参数范围内,对垂直上升管内水在临界压力区的传热恶化进行了比较系统的试验研究。在试验的基础上,结合前人研究数据,对临界压力区内,水在垂直上升光管和内螺纹管内的沸腾传热恶化进行了比较全面的对比、分析。研究发现,不论是光管还是内螺纹管,在临界压力区p／p。r=0．96-0．98的区域内最易发生膜态沸腾（departurefromnucleateboiling,DNB）,即发生传热恶化的临界干度最小;随着压力接近临界压力,内螺纹管的传热特性有变坏的趋势,其抑制DNB的能力有所降低：内螺纹管抑制DNB的能力主要取决于内螺纹管的结构参数,采用具有更大旋流作用的螺纹结构,有助于改善其传热性能。     

螺旋槽管强化管内换热试验研究

针对电厂锅炉管式空气预热器的管内运行工况,对螺旋槽管管内流动阻力和换热性能进行的试验研究,分析了管内Re数、槽深以及节距对螺旋槽管管内阻力和换热的影响,得到了管内阻力和换热的准则关联式,并对螺旋槽管的热力性能进行了定量分析。     

钢螺旋槽管替代高压加热器中的铜光滑管的传热特性研究

电站高压加热器中的铜管由于受锅炉给水ｐＨ值提高的影响,易于腐蚀而造成使用寿命短的问题,开展了采用钢质螺旋槽管替代原来的铜质光滑管并使其达到原来的换热性能的研究．以钢质光滑管、钢质螺旋槽管和铜质光滑管为元件,以水蒸汽－水为介质的立式单管凝结换热试验的结果表明．钢质螺旋槽的总传热系数比钢质光滑管提高了１０％～１７％．这一提高幅度虽没有达到铜螺旋槽管所提高的幅度,但它还是达到了与铜质光滑管的总换热系数相当的程度．因此可以采用钢质螺旋槽管替代高压加热器中的铜质光滑管,实现锅炉给水系统的无铜化要求．     

真空下不同换热管束换热特性的分析研究

分析了普通铜管和不锈钢管改性前后在真空状态下的换热特性,通过4种管束在不同雷诺数和真空度下换热性能的比较得出:在真空下,表面改性后的铜管管束和不锈钢管管束的换热性能强于同等条件下的普通铜管和普通不锈钢管.因此表面改性技术可广泛应用于化工、发电和动力领域,以此来提高换热表面的传热性能.     

管壳式换热器壳侧流动与传热的实验研究

对不同壳程结构的管壳式热交换器壳侧流动的流型、流阻及其传热特性进行了系统的实验研究。实验表明 ,直挡流板的壳侧流道由于存在滞留区 ,流阻高且不利于换热 ,螺旋板的壳侧流道的Nu比直挡流板高 4 9.4 % ,而具有螺旋板和多孔介质组合的壳侧流道的对流换热系数比直挡流板高 79.5%。同时得到了最佳螺旋角为 4 0°,多孔介质的最佳孔隙率为 0 .985。图 9参 6     

基于波形翅片扁平管传热性能的直接空冷凝汽器低温冻结规律研究

以火电空冷机组常用的蛇形翅片扁平管为实验件,设计并搭建了风洞实验台,研究蛇形翅片扁平管顺流单元的传热性能,得到顺流单元翅片管空气侧在不同风速下的换热系数和水侧在不同流量下的换热系数,并拟合成Nu随Re变化的无因次关联式。将得到的关联式应用到火电厂实际的运行工况中,得到在不同迎面风速、不同环境温度及不同水流量下管内凝结水温度的变化规律。据此,以实际低温运行直接空冷机组为例,预测出空冷凝汽器顺流单元在不同迎面风速、环境温度和机组负荷下管内凝结水的冻结特性。     

直接空冷扁平翅片管束散热性能的实验研究

扁平翅片管束是电站直接空冷系统的基本散热元件,研究其结构特点和流动换热特性,对于电站空冷系统的优化设计与高效运行具有重要意义。以直接空冷系统典型的连续蛇形翅片扁平管束为研究对象,通过实验研究不同的翅片间距对翅片间冷却空气的流动换热特性的影响,以及垂直进风和倾斜进风工况下,翅片散热性能的变化。结果表明,在相同的风速下,随着翅片间距的减小,翅片的换热系数增大,而阻力系数的变化相对复杂。实验条件下,翅片间距为56.8 mm时整体性能较优。翅片间距一定时,随着风速的增大,换热系数逐渐增大,阻力系数逐渐减小。但随着风速的增加,两者变化趋势渐缓。研究结果为扁平管连续翅片结构的进一步优化提供了基础数据。