变压运行直流锅炉水冷壁中间集箱汽液分配特性的试验研究

利用空气-水试验回路,模拟了超临界变压运行直流锅炉在35%、50%和75%额定负荷(ECR)下汽-液两相流在中间集箱中的分配特性.采用快关阀门法和摩擦阻力法分别测量了各支管内的体积含气率和流量分布.试验结果表明:在入口干度x=0.7~0.95的范围内,35?R下并联支管的含气率分布最均匀,随着负荷的增加,各支管间的相分配偏差增加;锅炉负荷增加时,并联支管内流量分配的均匀性增加.     

超临界直流锅炉变压运行下水冷壁中间分配集箱的流量分配特性

研究了国产600 MW直流锅炉水冷壁中间分配集箱在亚临界压力下的流量分配特性.试验参数为:压力P=12～21 MPa,质量流速G=400～1200 kg/(m2·s),质量含汽率x=0～1.0.试验结果表明:随着分配集箱工作压力和分配集箱进口质量流速的增加,分配集箱并联支管之间流量分配的偏差降低;在入口质量含汽率较小时,并联支管问的流量分配偏差随着质量含汽率的增加而增大;在入口质量含汽率大于0.6时,并联支管间的流量分配偏差随着入口质量含汽率的增加而减小.     

枞树型叶根间隙流量试验与数值研究

为了研究气流在涡轮枞树型叶根间隙内的流动特性,以及校核与优化现有叶根间隙流量计算关联式。以某型地面燃气轮机涡轮一级转子枞树型叶根间隙为对象,对其进行了流量试验与三维数值模拟研究。测量了进出口压比范围为1～2工况下通过叶根间隙的流量值,该流量值对应的流动雷诺数范围为1 700～16 500。并在ANSYS/CFX中对相同模型及进出口边界条件下叶根间隙内的流动进行数值模拟,获得叶根间隙截面流动结构,同时计算了长径比39～118范围内,不同压比工况下通过叶根间隙的流量。研究表明：随着压比增大,流过叶根间隙的流量增大趋势逐渐减小;随着长径比增大,流过叶根间隙流量逐渐减小;文献[10-11]提供的叶根间隙流量计算关联式的计算结果与试验测量值平均误差16.3%;与关联式流量计算值随压比变化趋势不同,试验测量值分布曲线随压比增大无明显转折;两端宽、中间窄的叶根间隙通道结构使得流道内层流与湍流共存,从而造成了上述偏差;针对上述偏差,根据试验与三维数值模拟结果拟合了新的叶根间隙流量计算关联式。     

超临界变压运行直流锅炉中间集箱分配特性的试验研究

针对600 MW超临界锅炉炉膛下部的螺旋管圈水冷壁与炉膛上部垂直管水冷壁之间过渡联接的中间集箱的结构和参数特点,利用空气-水模拟了超临界锅炉在35%ECR、50%ECR和75%ECR负荷下气-液两相流在中间集箱中的分配特性.通过观察和高速摄影法,对分配集箱并联支管中的流型进行了测量和分析.采用快关阀门法和摩擦阻力法分别测量了各支管的含气率和流量.试验结果表明,在3种工况下,入口干度x=0.7-0.95的范围内,空气-水两相流通过分配集箱并联支管内的流量分配较为均匀,绝大多数情况下流量偏差小于10%.     

锅炉风箱二次风流量分配对燃烧特性的影响

为了研究风箱二次风流量分配特性及其对锅炉燃烧特性的影响,在不同二次风风门开度工况下对一台600 MW超临界前后墙旋流对冲锅炉进行数值模拟。结果表明:在相同的二次风风门开度下,各燃烧器流量分配呈现出中间大、两边小的不均匀特性;随着二次分风风门开度减小,燃烧器流量分配不均匀特性逐渐增强,当二次风风门开度由100%减小到40%时,燃烧器之间的流量偏差系数由3.51%增加到6.17%;沿炉膛宽度方向,中心区域氧体积分数较高,两侧区域氧体积分数较低,靠近两侧墙燃烧器的煤粉未燃尽部分是锅炉煤粉未燃尽部分的主要来源;二次风流量分配不均匀性越大,飞灰含碳量、烟气中CO质量分数和炉膛出口NO_x质量分数越大;燃烧器流量分配不均,锅炉燃烧效率下降。     

虹吸管气液两相流过流能力影响因素分析

基于系列工况下虹吸管的过流量、压降和含气率的试验结果,分析了虹吸管内分别出现气泡流、过渡流和气团流时影响其过流能力的主要因素。结果表明,当虹吸管内为气泡流时,气体存在对流动沿程阻力系数的影响可忽略不计,不同安装高度时管道实际过流量小于计算值的原因是由于实际过水断面面积小于液相满流过水断面面积,面积减小率与流量减小率相等;当虹吸管内为气团流和过渡流时,过流断面面积减小率与流量减小率相差较大,实际过流能力减小不仅与面积减小有关,气体存在对虹吸管道沿程阻力系数的影响也不可忽略,且含气率的增大使气液两相流动阻力增大、沿程阻力系数增大、流量减小。     

考虑气体压缩性的液力透平内气液两相流场分析

为研究在气液两相条件下液力透平内部的流动规律,选择比转速为55.7的单级单吸离心泵反转作液力透平(Pumps as Turbines,PAT),在考虑气体可压缩的基础上对该模型在不同流量、不同含气率下进行数值计算。分析含气率对液力透平外特性和液力透平各过流部件内流场的影响规律,总结不同工况下液力透平内气液两相流动规律。研究发现:随着含气率的增大,液力透平的效率和功率逐渐减小、扬程逐渐增加,气体的存在对液力透平效率影响较大;液力透平叶片进口有明显的旋涡,随着流量和含气率的增大,混合介质的相对速度均增加;含气率从液力透平进口到出口逐渐增大,叶片背面的含气率要比工作面大,过流部件内的气体分布不对称,随着含气率的变大,气体分布的均匀性变差。     

非能动余热排出系统C型管换热器数值模拟

为保证在事故工况下非能动余热排除系统有效导出余热,对其主要设备PRHR热交换器进行换热特性研究,建立了非能动余热排出系统C型管换热器的内外耦合传热分析模型,采用一维均相流模型计算管内冷凝换热与CFD程序分析水池空间的自然对流。研究进口质量流量、进口流体含气率、管倾角和水箱温度对C型管换热器换热特性的影响。结果表明:C型管换热器入口倾斜段管内始终为饱和的两相流体,在竖直段与出口倾斜段,管内流体温度逐渐下降;管内压力、流体焓值和换热系数沿管长逐渐降低;大约在冷凝70 s后,管内流体参数趋于稳定;管壁温度在入口倾斜段迅速下降,在竖直段和出口段趋于平缓。增大进口质量流量与进口流体含气率,流体温度、流体焓以及管内外换热系数增加,并且沿流动方向受两者的影响逐渐减小;若管倾斜角度增大20°,出口倾斜段管内流体温度下降约3℃;当水箱温度升高10℃,汽泡生成与脱离速度加快,水箱内部换热增强,入口倾斜段外壁温升高2℃左右,出口倾斜段外壁温大约升高0.2℃。CFD模拟结果展示出水箱内汽泡大部分聚集在C型管上部并逐渐向上流动,致使热流体向上运动,冷流体向下流动,形成自然循环。     

超临界压力600 MW直流锅炉流量分配特性的试验研究

研究国产600 MW直流锅炉分配集箱在亚临界压力下的流量分配特性.试验段由φ42 mm×5.5mm的分配集箱、φ25 mm× 3 mm分配集箱径向引入管和φ10 mm×1.5 mm的垂直并联水冷壁管组成,材料为1Cr18Ni9Ti钢管;试验参数为:压力p=4 MPa～19 MPa,质量流速G=400 kg/(m2·s)～1 200 kg/(m2·s),质量含汽率x=0～1.0.试验研究了工质压力、质量流速和集箱入口质量含汽率对分配集箱垂直水冷壁管流量分配和质量含汽率分配特性的影响.随着分配集箱工作压力和分配集箱进口质量流速的增加,分配集箱并联支管之间的质量含汽率分配的偏差降低;在入口质量含汽率较小时,并联支管之间的质量含汽率的分配偏差随着质量含汽率的增加而增大;在入口质量含汽率>0.55时,并联支管之间质量含汽率的分配偏差随着入口质量含汽率的增加而减小.     

并联管组流体特性分析及均流模型设计

对某采油厂太阳能集热系统并联管组进行实地调研,基于流体力学基本原理和FLUENT软件对该并联管组进行理论分析和仿真,提出通过增大集管直径可提高并联管组的流量分布均匀性。将集管直径改变前后并联管组内流体的压力与速度分布、支管流量进行对比,计算得出该并联管组的最大流量偏差系数Δη从33.57%减小到1.43%,为今后并联管组的设计提供一种方法。