超临界压力下倾斜上升内螺纹管传热特性的试验研究

在超临界压力下,对倾角α=19.5°的28.6×5.8(mm)倾斜上升内螺纹管内水的传热特性及管壁温度分布进行了试验研究。试验参数范围:p=23~28 MPa,质量流速G=600~1200 kg/(m2s),平均内壁热流密度q=300~600 kW/m2。试验结果表明:管内螺纹造成的漩流作用可减弱内螺纹管截面上自然对流的影响。倾斜内螺纹管壁温及传热系数沿周向分布不均匀性很小。壁面热负荷越大,壁温越高;提高质量流速可降低壁温。在高焓值区,压力越高,传热越强。此外,还提出了传热系数的计算公式以供工程设计参考。图6表1参11     

超临界压力锅炉水冷壁倾斜并联内螺纹管内两相流不稳定性的试验研究

针对国产首台600 MW超临界机组在亚临界压力条件下的水动力特性,进行了倾斜并联内螺纹管内的汽液两相流不稳定性试验研究,观察到压力降型和密度波型两种类型的脉动。探讨了影响不稳定性的主要参数。并给出了发生不稳定性的阈值。试验表明:在超临界锅炉滑压运行设计参数条件下,水冷壁管内不会发生两相流不稳定性。图11表1参7     

超超临界直流锅炉垂直管屏水冷壁壁温分布特性

以燃用高钠煤的660MW超超临界压力直流锅炉为例,对不同工况下垂直管屏水冷壁壁温分布特性进行了试验研究.结果表明:提高高钠煤的掺烧比例,可降低燃烧区域热负荷,有利于水冷壁壁温分布的均匀性;超临界压力下低负荷运行时,水冷壁壁温偏差值会增大,节流孔圈未完全发挥控制工质质量流量的作用是造成水冷壁壁温偏差较大的原因之一;通过调整锅炉运行方式,可在一定程度上改善水冷壁壁温分布的均匀性.     

超临界压力下600 MW直流锅炉水冷壁管阻力特性的试验研究

研究国产600 MW直流锅炉水冷壁管在超临界压力下的摩擦阻力特性。试验段为25×3mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢管,试验参数为:压力p=23~25 MPa,质量流量G=400~1200 kg/(m2.s),工质比焓h=600~2600 kJ/kg,雷诺数Re=1.2×104~1.0×106。试验研究了工质压力、质量流速、工质比焓(工质温度)和雷诺数对摩擦阻力系数的影响。试验发现:在相变点附近,摩擦阻力系数有一阶跃增加,而且随着压力的增加,摩擦阻力系数在相变点的阶跃增加现象变弱。由试验数据得到超临界压力下水冷壁管摩擦阻力系数的经验关联式,计算值与试验值的相对误差在10%以内。图7参4     

超临界锅炉的汽温特性及控制

探索了几种超临界锅炉的汽温变化特性.根据实际数据获得了不同型式超临界锅炉过热器系统吸热量变化特性都是辐射特性的结论,并论证了此结论的合理性;分析了影响超临界锅炉汽温特性的几个主要因素;分析了1000 MW超超临界锅炉采用烟气挡板与摆动式燃烧器配合调温的技术优势;提出了超临界锅炉启动过程及变压运行各阶段汽温控制的要点.     

蒸汽侧氧化膜对超临界机组T92钢管壁温的影响

通过建立T92钢受热管及其蒸汽侧氧化膜的数值分析模型,定量分析了不同厚度氧化膜对T92钢受热管壁温的影响,并在此基础上得出了不同受热条件下导致T92钢管超温运行的氧化膜的临界厚度值.结果表明:随着氧化膜厚度的增加,管壁平均温度和平均温度升高幅度均呈近似线性增加;且管内壁温度越高、管外热流密度越大,氧化膜的临界厚度值越小.因此,当T92钢应用于高温受热面时,需综合考虑壁面热负荷和管内壁温度对氧化膜临界厚度的影响.     

1000 MW超超临界塔式锅炉水冷壁水动力特性计算及壁温分布研究

针对某电厂1 000 MW超超临界塔式锅炉结构特点,采用流动网络系统,根据质量、动量、能量守恒方程,建立了适用于超超临界塔式锅炉水冷壁水动力计算的模型。水动力计算结果得到：某电厂1 000 MW超超临界塔式锅炉在1 000 MW负荷、750 MW负荷和400 MW负荷下,压降计算结果与实炉数据吻合,并且,程序计算得到的上下炉膛出口汽温与某电厂实际运行数据整体上也比较符合。计算结果表明：下炉膛和上炉膛的水冷壁内壁温度、外壁温度、中间点壁温与鳍片温度均处于材料许用范围之内,水冷壁运行是安全可靠的。并对锅炉在400 MW低负荷运行时的流动稳定特性进行了计算校核,校核计算表明：在400 MW负荷下,流动处于稳定区,水冷壁不会发生流动不稳定性。     

近临界及超临界压力区垂直光管和内螺纹管传热特性的试验研究

阐述了眚上升布置的内螺纹管和光管在近临界及超临界压力区的传热牧场 生的试验结果。在近临界压力区。随着压力向临界压力造近,光管的传热特性变差,传热恶化的临界干度下降得很厉害,甚至在过冷区就会发生壁温飞升;内螺纹管在近临界压力区可以消除传热恶化,但是随着靠近临界压力其抑制传热恶化的能力下降。传热恶化后的光管和内螺纹管的最小传热系数分别在压力为21．0MPa和22．0MPa。超过临界压力后,光管和内螺纹管的传热特性得到改善,内螺纹管在高焓值区可以降低壁温。     

超临界CO2锅炉气冷壁壁温及炉内烟温分布

为了从超临界CO₂锅炉实验数据中挖掘出更多的参数信息,应用固体导热计算、工质管路分配计算、炉膛辐射传热仿真等研究方法对气冷壁及其内、外部热边界进行求解,基于DO模型、支持向量机提出了一种气冷壁壁温和炉内烟温预测模型,并根据实验数据进行了计算。该算法的数据源为运行监测数据,可以实现炉内烟气温度分布、壁温及热负荷等物理量的在线求解。研究结果表明：气冷壁导热计算获得的管壁特定点温度与工质温度温差拟合公式准确性高,相关性在0.99以上;气冷壁壁温与外部热边界求解计算中获得热负荷波动情况一致;烟温预测模型的有效性在传热数据库测试中得到验证,其最大相对误差不超过8.5%。     

1000MW超超临界塔式锅炉过热器、再热器管壁壁温超温分析与试验研究

某厂1号锅炉1 000 MW超超临界塔式锅炉,在投产后一直存在高温过热器和高温再热器局部管壁超温的问题,严重限制了主再热蒸汽温度的提高,使主蒸汽温度较设计值偏低约10℃,再热蒸汽温度偏低约25℃。针对该问题,通过优化运行氧量和SOFA风的配风方式,使主蒸汽温度提高了10℃,达到设计值要求,再热蒸汽温度提高了约15℃,同时高温过热器和高温再热器局部超温问题得到有效控制;受高温再热器受热面的布置和积灰等因素的影响,再热蒸汽温度较设计值仍偏低约10℃,这需要进一步分析研究。     

超临界压力W火焰锅炉炉膛水冷壁热负荷分布的试验研究

对某2×600 MW超临界压力变压运行W火焰直流锅炉炉膛水冷壁壁温进行了测量,获得了水冷壁热负荷的分布,并对不同工况下的热负荷进行了分析.结果表明:磨煤机投运方式对炉拱下方冷灰斗区域热负荷的影响较大;启动过程中,下部水冷壁热负荷的分布不均匀,但大部分测点的热负荷维持在400kW/m2以内;在满负荷工况下,热负荷很高且分布不均匀;炉内形成了前墙压后墙的燃烧形式.     

两类过热器壁温分布特性的仿真研究

以一种分布式传热模型为基础,对后屏过热器和高温过热器的壁温分布特性进行了仿真研究.结果表明:这两类过热器的壁温分布特性存在较明显的差异:对于后屏过热器,随着高度方向烟温偏差的增大,各个管圈出口段壁温下降,水平段壁温显著升高;对于高温过热器,当高度方向烟温偏差较小时,壁温最高点位于尾部上升段内,且各点壁温相近;随着这一偏差的增大,壁温最高点逆工质流程向管屏下部移动.     

超临界直流锅炉螺旋管圈水冷壁流量分配及壁温计算

根据回路和节点所遵守的质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,建立了计算螺旋管圈水冷壁流量和壁温的数学模型.在此基础上,对1台350 MW超临界燃煤锅炉在不同负荷下的水冷壁流量分配及壁温分布进行了计算.结果表明:在锅炉最大连续蒸发量(BMCR)、75%BMCR及30%BMCR负荷下,螺旋管圈水冷壁的流量偏差不超过±6%,工质出口温差不超过10 K,流量偏差和热偏差均较小;各负荷下管壁温度均处于管子的许用温度范围之内,锅炉运行安全可靠.     

超临界和超超临界锅炉单相受热管的动态特性

采用分布参数模型对锅炉单相受热管受热过程的动态特性进行模拟，在原始模型中增加κ-ω湍流模型描述工质流动的湍流状态，仿真结果更加接近实际情况。通过比较不同参数下单相受热管动态特性的差异，分析了超临界以及超超临界参数对单相受热管动态特性的影响。仿真结果表明：采用超临界以及超超临界参数时，由于蒸汽的比热和密度都显著增大，单相受热管出口温度的动态响应在响应时间、纯延迟时间以及温度终值等方面都与亚临界参数时有明显差异。     

超临界区水的拟临界温度的确定

以水和蒸汽性质国际协会推荐的IAPWS-IF97为基本框架，推导了临界区域内水的拟临界温度计算方程。并在此基础上得出了拟临界温度和压力的关系式，可对临界区水的拟临界温度进行快速计算。该公式可广泛应用于超临界蒸汽发生器等的设计计算。图3参3