汽水分离再热器内部流场模拟分析研究

对核电常规岛设备MSR(汽水分离再热器)进行了数值模拟,针对该汽水分离再热器的结构特点,应用UG软件对其进行三维几何建模,采用Fluent软件进行数值模拟,得出蒸汽流场的静压分布规律,速度分布规律,对MSR的结构设计有着重要的参考价值。     

波形板汽水分离器流场的计算模拟

文中对波形板汽水分离器进行数值模拟,针对不同波形板汽水分离器的结构特点,应用UG软件对其进行三雏几何建模,采用Fluent软件进行数值模拟,得出蒸汽流场的静压分布规律,速度分布规律,对波形板汽水分离器的结构设计有重要的参考价值。     

锅炉过热器进口集箱三通区域静压分布的数值模拟及三通的结构改进

为解决过热器超温爆管问题,根据电站锅炉过热器带三通集箱的结构特点,采用数值模拟方法对采用径向引入方式的过热器进口集箱三通区域的静压分布和流动规律进行了研究,并在此基础上对三通区域结构进行了改进.结果表明:三通区域集箱中存在涡流区,使该区域的静压变低,导致布置在该区域的支管蒸汽流量减少;适当增大三通区域集箱内径可提高集箱涡流区的静压,但当三通区域集箱内径增大到一定程度后,继续增大三通区域集箱内径,集箱涡流区的静压已不再有明显升高.     

大容量锅炉屏式过热器利用系数的研究

采用三维数值计算方法,对1台660 Mw超超临界Ⅱ型锅炉分隔屏和后屏过热器在5种负荷工况下的传热情况进行了模拟,并结合锅炉热力计算标准方法对两类屏式过热器的利用系数进行了修正.结果表明:炉膛火焰辐射及烟气对管屏的不均匀冲刷导致了管屏壁面传热不均匀;锅炉负荷变化对屏式过热器利用系数的影响很大,在5种负荷工况下,两类屏式过热器的利用系数均随着锅炉负荷的提高而增大.     

垃圾焚烧锅炉高温过热器腐蚀冲蚀数值模拟研究

文章针对某垃圾焚烧锅炉高温过热器的管道,模拟垃圾焚烧锅炉高温过热器内的流动和传热过程,为延长电站锅炉过热器的使用寿命。采用高温过热器局部管径的数值模拟,来分析流场特征和高温腐蚀规律。同时还通过管径和截距对于流场的影响和积灰沉积规律的研究,探究了三角形法、同心圆法和正方形法三种管径排列方式对过热器腐蚀的影响。结果表明,前排管束最容易发生高温腐蚀,不同截距不会明显改变高温过热器温度场分布;三角形法的排布方式最为合理。     

切圆燃烧锅炉过热器和再热器沿炉膛宽度吸热偏差的分布规律

在对某电厂３５０ＭＷ锅炉炉内过程数值模拟的基础上,结合现场实验数据,分析了炉膛出口区域过热器和再热器沿炉膛宽度吸热偏差的分布规律。分析结果表明：在炉膛出口区域对流型过热器和再热射型过热器和再热器之间沿炉膛宽度吸热偏差的分布有藿然不同的规律,前者呈“Ｍ”形分布,后者呈两侧低中间高的凸菜分布。     

亚临界锅炉汽温提升受热面改造方案数值模拟研究

为降低亚临界机组的供电煤耗和碳排放,提出了一种在保持机组亚临界蒸汽压力前提下将锅炉主/再热蒸汽温度从540 ℃提升至600 ℃的锅炉受热面改造方案,并以某330 MW亚临界四角切圆锅炉为研究对象,采用三维CFD数值模拟方法对此锅炉的改造方案进行了验证。结果表明,仅需将炉膛折焰角以下3.6 m高度的炉墙水冷壁替换为墙式过热器,即使不对再热器进行改造,锅炉的主/再热蒸汽温度也可同时提升至600 ℃水平。此改造方案可最小程度地改造锅炉受热面,大幅降低锅炉的改造成本和风险。     

增压锅炉燃烧监测试验研究

增压锅炉是船用蒸汽动力装置中的700 K左右,而在高负荷运行时火焰温度约为1 900 K,辐射温度与数值模拟结果吻合较好;同时,对锅炉6种不同运行负荷下火焰辐射能信号监测分析发现,辐射能信号与过热蒸汽温度和烟气温度的变化趋势也基本一致,有利于将辐射能作为反馈信号引入到控制系统中,从而优化锅炉控制.     

凝汽器喉部蒸汽流动的三维数值模拟

应用具有超粒子模型的直接模拟蒙特卡罗方法,对汽轮机凝汽器喉部进行区域分解和数学建模,及对具有典型结构的凝汽器喉部蒸汽流动进行了三维数值模拟,重点分析了凝汽器喉部流场的流动分布情况,揭示了喉部流场不均匀性流动特点及其产生原因。     

基于燃烧与水动力耦合模型的锅炉蒸汽管超温特性研究

提出一种基于燃烧与水动力耦合模型的锅炉蒸汽管壁温度数值模拟方法,对某660 MW超临界切圆燃烧锅炉壁温进行了计算分析。以均匀外壁温为边界条件,利用Fluent软件模拟了煤粉气固流动、燃烧和辐射等过程,获得了炉内不同位置受热管的传热热流。再以热流分布为边界,采用MATLAB软件建立了工质流动及气-壁-汽换热方程组,Fluent软件重新计算的壁温边界。通过编写模型间的网格映射函数,实现壁温的耦合计算。研究表明:壁温计算值与实测值的最大相对误差在2%以内;炉膛出口残余旋转使水平烟道左侧和右上方热流较大,高温再热器和末级过热器的外壁温沿炉宽方向呈双峰分布;高温再热器整级受热管出口壁温的峰谷差值远高于末级过热器,实际运行中应特别注意高温再热器靠烟道左侧管屏外圈管子向火侧弯头处的超温。     

蒸汽吹灰方式对高参数垃圾焚烧炉过热器爆管的影响分析

通过某高参数垃圾焚烧发电厂的卧式余热锅炉中温过热器爆管问题进行了分析,根据管壁厚度分布情况和爆管口形貌特征进行蒸汽吹灰的影响分析,并进行壁厚减薄理论探讨.分析结果显示:高温腐蚀是过热器减薄的主要原因,蒸汽吹灰加速了过热器管束减薄的过程.因此,腐蚀严重的区域应当谨慎运行蒸汽吹灰器,包括蒸汽吹灰频次、压头以及维护.     

喷孔参数对高压共轨船用柴油机燃烧与排放影响的仿真研究

为研究喷孔参数对高压共轨船用柴油机燃烧与排放的影响,应用三维CFD软件对采用3种不同喷孔方案的某船用柴油机燃烧流场和排放进行了数值计算,计算的缸内示功图与实测结果基本吻合.模拟得到了不同喷孔方案下的燃油液滴分布、流场分布、缸内燃烧温度和压力分布,以及NOx和Soot质量分数分布等,同时还得到了油耗与指示功率.对比分析表明:喷孔直径和数目影响燃油雾化和蒸发,影响油气混合质量,进而影响NOx与Soot的排放.通过综合考虑动力性、经济性和环保性,选择喷孔孔数为8、喷孔直径为0.37 mm的喷孔方案为最优方案.     

600MW四角切向燃烧锅炉汽温特性分析

阐述了四角切向燃烧600MW锅炉过热器系统蒸汽温度分布特性,分析了这种温度分布特性产生的原因,并提出了解决过热器系统存在的蒸汽温度偏差的措施.     

极低负荷工况下单缸核湿汽轮机末三级流动特性分析

基于Bladegen-Turbogrid实体叶片参数化建模方法与叶栅流道结构化网格划分方法,采用两相均质数值模型与湿蒸汽平衡相变模型,对不同容积流量工况下船用核动力湿汽轮机末三级进行了全三维定常数值计算,重点分析了极低负荷工况下湿汽轮机末三级的流动特性.结果表明:随着容积流量的降低,湿汽轮机末三级级内蒸汽流动紊乱度增加...     

船用柴油机相继增压系统电磁阀三维流动数值模拟

通过对船用柴油机相继增压电磁阀流道的数值仿真计算,得到电磁阀进、出口压力差对其流量的影响,以及可压缩气体在流道内的压力分布。使用Pro/E软件建立电磁阀的三维实体模型,以ASCII形式导出,同时导入到GAMBIT,建立电磁阀流道的三维计算模型;利用FLUENT软件进行可压缩气体在流道内的流场模拟,对模拟结果进行分析。通过对电磁阀流动特性的数值模拟研究可为改善蝶阀气动控制系统的启闭特性提供理论依据。     

船用柴油机相继增压系统电磁阀三维流动数值模拟

通过对船用柴油机相继增压电磁阀流道的数值仿真计算,得到电磁阀进、出口压力差对其流量的影响,以及可压缩气体在流道内的压力分布。使用Pro/E软件建立电磁阀的三维实体模型,以ASCII形式导出,同时导入到GAMBIT,建立电磁阀流道的三维计算模型;利用FLUENT软件进行可压缩气体在流道内的流场模拟,对模拟结果进行分析。通过对电磁阀流动特性的数值模拟研究可为改善蝶阀气动控制系统的启闭特性提供理论依据。     

大型电站锅炉炉内温度场的数值试验研究

运用计算机辅助优化数值试验方法对大型电站锅炉内温度场的特性进行了基础性研究,通过对炉内介质辐射传热的三维数值模拟,得出锅炉炉内温度场分布的相应规律。多数数值试验的计算结果和实际的现场测试结果吻合较好。     

水平管降膜蒸发器的全三维数值模拟

针对水平管降膜蒸发器运行和优化设计中存在的流动与传热问题,建立了水平管降膜蒸发器实体的三维分布参数模型,采用数值模拟方法对蒸发器内海水流场、温度场等特性进行了深入研究,获得了相应热力参数分布的详细信息,直观地刻画了蒸发器内部的工作过程以及复杂流动与换热现象。通过数值解与实际值的比较,对模型进行了验证,结果表明:第1、2管程蒸汽进口区总传热系数最大,海水表现出喷淋密度上高下低、盐度上小下大等细观规律;供入海水流量在280～370 t/h范围内变化对二次蒸汽与加热蒸汽的温差影响较大,而对二次蒸汽产量没有明显的影响,说明海水流量偏离设计值会造成整个海水淡化系统无法正常运行。     

基于Fluent的某型号锅炉末级过热器流动特性数值研究

针对某型号锅炉末级过热器的泄漏情况,基于CFD软件FLUENT,建立过热器的二维模型,采用k-ε湍流模型对烟气的速度场和离散项颗粒的轨迹场进行了数值模型。针对末级过热器管道多根管道密集布置的狭小空间,定量分析炉管黑线烟气流速分布的差异,颗粒的速度场及其轨迹特点,可为进一步研究锅炉末级过热器管道的剩余寿命提供理论依据。     

工业锅炉过热器安全性分析及壁温计算软件的开发

低中压工业锅炉过热器管子内壁向蒸汽的放热系数往往低于1000～1200 W/(m2·℃),甚至低到500～600 W/(m2·℃),加之为适应锅炉大范围变工况,必需加大单级过热器的蒸汽焓增,从而使管壁温度与蒸汽温度之差大于100℃.列举出3个算例,算例应用了所开发的壁温计算软件,其中D型油炉的管壁--蒸汽温差高达275℃.