超临界变压运行锅炉垂直上升内螺纹管的传热特性

在压力为10～28 MPa、质量流速为500～1 220 kg/(m2·s)、热负荷为140～400kW/m2的工况范围内,在试验台上进行了直径38.1 mm、厚度7.5 mm垂直上升内螺纹管的传热特性研究.结果表明:在亚临界压力区,内螺纹管的旋流作用使内螺纹管具有明显的传热强化效果;随着压力的升高,特别是在近临界压力区,由于汽-液比体积的差值减小,内螺纹管的旋流作用降低,所以强化传热效果降低.在超临界压力区,管内流体属于单相流体,当管中心处工质温度与贴壁处工质温度均低于拟临界温度时,管中心工质与管内贴壁处工质之间的比体积相差很小,使得内螺纹管的旋流作用降低,管壁温度升高较快,传热恶化;当管中心工质温度低于拟临界温度、而贴壁处工质温度高于拟临界温度时,两处工质之间的比体积差增大,使得内螺纹管的旋流作用增强,传热强化,壁温降低.     

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。     

亚临界及近临界压力区垂直水冷壁光管和内螺纹管传热特性的试验研究

本文阐述国产大型电站直流锅炉采用的φ2×5.5mm碳钢四头内螺纹管和φ18×3mm1 Cr18Ni9Ti不锈钢光管在亚临界及近临界压力区汽水两相流沸腾传热特性的试验研究结果.内螺纹管的试验参数范围为压力P=19.6～22.6MPa、质量流速G=650～1750kg/m~2s,内壁热负荷q=200～610kw/m~2.光管的试验参数范围为P=17.2～22.6MPa,G=800～2000kg/m~2s,q=240～630kW/m~2.通过试验得出了在上述参数范围内的壁温变化特性,确定了发生传热恶化的规律及内螺纹管抑制传热恶化的效果,并对几种结构相近的内螺纹管的传热特性进行了比较和评价.     

亚临界及近临界压力区水平管沸腾传热特性的试验研究

本文阐述了在我校高压电加热水回路装置上所进行的亚临界及近临界压力区水平沸腾管传热特性的试验研究结果。试验管为φ25×2mm不锈钢管,试验参数范围为压力从16.7MPa到22.6MPa、质量流速从600kg/m~2·s到1200kg/m~2·s、热负荷从200kw/m~2到530kw/m~2。试验得出了亚临界及近临界压力区水平沸腾管中不同质量流速、热负荷和含汽率条件下沿管子周界的壁温分布曲线,确定了水平沸腾管中发生传热恶化的位置和壁温飞升值。     

跨临界压力下倾斜下降管内水的传热特性试验研究

在压力11.5~28 MPa,质量流速450~1 550 kg/(m~2·s),外壁热负荷50~585 k W/m~2的工况范围内,对水平倾角为45°的倾斜下降光管内水的传热特性进行了试验研究。实验结果表明:倾斜下降管壁温沿管子周向分布不均匀。在亚临界压力区,倾斜下降管上下母线处的壁温有明显不同,壁温飞升时上下母线的临界干度差值较大。在近临界压力区,倾斜下降管内各母线处的壁温分布相似,壁温飞升时上下母线的干度差值很小。在超临界压力区,传热在拟临界焓值区得到强化,本研究工况下,压力的影响会改变热负荷的作用;在高焓值区,上母线处的壁温会有所降低。根据试验结果,得到了亚临界和近邻界压力区的临界干度关联式和超临界压力水的强制对流传热关联式。     

亚临界及近临界压力区内螺纹管汽水两相流的传热

本文阐述了在西安交通大学高压汽水两相流实验回路上进行的垂直上升内螺纹管内汽水两相流传热特性的试验研究。试验管采用φ28×6mm的螺纹管,试验管材料为:12Cr1MoV。试验参数为压力P=13.0～22.0MPa,内壁热负荷q=200～800kW/m~2质量流速G=400～1800kg/m~2·s。试验确定了在上述参数范围内的壁温变化特性,得出了发生传热恶化的临界热负荷和界限质量流速。文中结论对采用内螺纹管的电站锅炉水冷壁的设计具有较高的价值。     

超临界压力锅炉炉膛水冷壁系统的设计研究

文章结合600MW超临界压力变压运行的垂直上升管圈水冷壁的设计实例.进行可行性的论证.论述和分析了水冷壁中质量流速和热负荷、水冷壁的水动力特性、相邻管间允许的工质温差和水冷壁的连接系统等问题.分析和计算表明:设计取用的额定负荷时的质量流速1929kg/m~2s能对水冷壁管起有效的冷却作用.无论是超临界压力或变压运行(系指在50～90%MCR负荷时变压运行),水动力特性是可靠的.超临界压力时没有传热恶化现象发生.运行在亚临界压力时,中辐射上部的偏差管虽可能发生膜态沸腾,但已避开最大热负荷区,最高管壁温度不超过412℃.没有停滞和倒流现象,水力偏差也不大.     

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     

半周加热内螺纹管中超临界水传热特性的数值模拟及机理分析

为了研究700℃高效超超临界锅炉和超超临界循环流化床锅炉水冷壁管中工质水的流动传热规律和机理,采用SST k-ω湍流模型模拟了大比热容区内半周加热条件下长度为2 m、水力直径为19 mm的垂直上升四头内螺纹管中超临界水的流动传热特性。结果表明:半周加热条件下内螺纹管内壁温度和热流密度呈现类似抛物线分布,在内壁热流密度变化不大的局部区域(圆周角φ=0°～90°),内壁温度在肋底与背风侧交点处达到最大值,在肋顶与迎风侧交点处达到最小值,内壁热流密度的变化趋势与之相反,这是由内螺纹肋的旋流作用造成的,内壁热流密度的周向分布不是影响超临界水传热特性的唯一因素;超临界水发生传热强化现象主要是由于其在边界层内的比热容份额较大导致的,而与湍动能的大小无关。     

超临界CO_2在内凸管内对流传热强化试验研究

以超临界CO_2为工质,试验研究其在内凸管内的对流传热特性,并与相同工况下的光滑管试验作对比,由此获取内凸管结构对超临界CO_2传热过程的强化效果。试验参数范围:系统压力7.6～8.4 MPa、质量流速400～700 kg/(m~2·s)、热流密度100～200 kW/m~2、流体温度18～64℃和雷诺数1.2×10~4～4.9×10~4。对比了相同工况下内凸管与光滑管换热过程的努赛尔数及阻力系数,并采用综合性能指标PEC来定量评价内凸管传热强化效果。结果显示,内凸管结构能以较小的阻力代价获取较高的传热系数增幅,其综合性能指标PEC为1.24～1.52,表明内凸管能有效强化超临界CO_2的对流传热。根据试验数据,拟合了适用于该文内凸管的传热关联式,预测误差小于±10%。