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。     

变压运行直流锅炉水冷壁内螺纹管壁温变化规律研究

在１３．０～２７．０ＭＰａ的宽广压力范围内，对２８×６ｍｍ的１２ＣｒｌＭｏＶ垂直上升四头内螺纹管的壁温特性进行了试验研究，试验在国产６００ＭＷ超临界锅炉水冷壁变压运行的参数范围内进行，研究了管壁温度随压力、质量流速、热负荷和工质焓的变化规律，为超临界变压运行锅炉的设计和运行提供可靠的数据。图８参３     

600MW超临界锅炉垂直管圈水冷壁及其优劣

论述６００ＭＷ超临界变压运行锅炉垂直管圈水冷壁及其水动力特性、传热特性、启动及低负荷运行的能力，并对垂直一次上升水冷壁管圈的优劣进行了总结。文中结论对电站超临界机组锅炉水冷壁的设计有较高的参考价值。     

超临界直流锅炉变压运行炉膛水冷壁管圈分析研究

该文对超临界直流锅炉变压运行时炉膛水冷壁管圈进行了试验和水动力特性分析,指出了螺旋管圈和垂直管圈各自的特点。     

变压运行超临界压力直流锅炉螺旋管圈水冷壁的技术特点分析

结合螺旋管圈和垂直管圈的特点,阐述了变压运行下超临界压力及超超临界压力直流锅炉水冷壁产生水动力不稳定和传热恶化的原因及其解决问题的方法.介绍了近几年在国产机组中出现的螺旋管圈水冷壁的结构,其基本型式是螺旋管圈与垂直管圈相结合,并分析了该结构型式的技术特点.认为采用螺旋管圈水冷壁可提高水动力稳定性、抗燃烧干扰能力和运行可靠性,能抑制传热恶化,尤其是内螺纹管的变压运行技术性能较优越,因此,螺旋管圈水冷壁必将成为超临界压力及超超临界压力直流锅炉水冷壁的主要结构型式.     

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。     

带有烟道蒸发器的600MW超临界锅炉垂直管圈水冷壁水动力特性研究

阐述了６００ＭＷ超临界压力锅炉垂直一次上升水冷壁水动力特性的研究结果，根据计算结果探讨了合适的节流圈组合方式和节流圈尺寸的选择，使水冷壁在各负荷下都获得满意的出口汽温分布，并对水冷壁系统的壁温分布进行了计算，从而保证在所有负何上水冷壁系统的金属壁温处在允许范围之内，并在此基础上，论证了６００ＭＷ超临界压力变压运行锅炉采用垂直管圈水冷壁的可能性。     

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。     

超临界锅炉水冷壁的设计特性

<正>1变压运行超临界锅炉水冷壁的特点和设计形式现代超临界直流锅炉普遍采用下炉膛螺旋管圈水冷壁和上炉膛垂直管水冷壁的组合方式,一方面满足了变压运行性能的要求;另一方面可在水冷壁的顶部采用结构上成熟的悬吊结构。     

锅炉内螺纹管汽液两相流摩擦压降特性试验研究

在压力为8～10 MPa、质量流速为350～600 kg/(m2.s)、含汽率为0～1的工况范围内,对直径为38.1 mm、壁厚为7.5 mm的六头内螺纹管中汽液两相流体的摩擦压降特性进行了试验研究,试验段采用水平绝热布置。试验结果表明:压力对两相流摩擦压降的影响很大,两相流摩擦压降倍率随压力增加而减小,在临界压力附近趋近于1;两相流摩擦压降倍率随含汽率增加而先增加,然后有减小的趋势;两相流摩擦压降倍率也随质量流速增加而减小。并对用于计算汽液两相流体摩擦压降的试验关联式中的B系数进行了讨论。     

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。     

锅炉螺旋水冷壁T2钢内螺纹管渗漏事故分析

采用宏观形貌检查、化学成分分析、力学性能测试、金相组织检验及扫描电镜分析等方法,对某660 MW超临界燃煤发电机组锅炉中部螺旋水冷壁T2钢内螺纹管的渗漏事故进行分析。结果表明,T2钢内螺纹管渗漏处的线性裂纹是在热轧成荒管时因工艺不当或管坯表面存在缺陷而形成的。建议制造厂加强对热轧荒管表面质量的检查;电厂对同批T2钢内螺纹管端头进行扩大检查,及时发现并消除类似缺陷。     

粗糙管强化传热性能的熵产分析和评价

以反映粗糙管流动和传热性能的Ｒ函数和Ｇ函数为基础，结合熵产分析法，并在定性考虑粗糙管制造成本等因素的条件下，对粗糙管的强化传热性能进行了综合分析和评价。结果和方法可为在锅炉和热交换器的设计时有关强化传热管的选择和评价提供参考。     

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。     

低质量流速优化内螺纹管的传热特性试验研究

在亚临界、近临界及超临界压力区,对600MW超临界W火焰锅炉水冷壁中垂直上升低质量流速优化内螺纹管的传热特性进行了试验研究,得到了不同运行工况下内螺纹管的壁温分布,分析了压力、外壁热流密度、质量流速对传热特性的影响。结果表明：低质量流速优化内螺纹管具有良好的传热特性,能够有效避免膜态沸腾;在亚临界压力区,压力与热流密度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,随着压力的增大,管壁温度显著升高,发生传热恶化时的临界干度减小。在超临界压力区,内螺纹管在拟临界点附近出现了传热强化;压力越接近临界压力,传热强化越明显;压力与热流密度的增大以及质量流速的减小均会导致壁温增大。     

燃气热水器换热器管内强化对流换热的研究

本文采用 fluent数值模拟的方法,将内插弹簧管与光管的对流换热特效进行研究,得到内插弹簧管比普通光管具有更优的传热性能,并分析其原因。引入综合性能评价标准指数,对不同水流量下的换热情况进行了进一步研究,得到在热水器水流量工作范围内管内弹簧有一定的强化换热效果。为便于热水器扰流弹簧的选择,本文进一步在研究扰流弹簧的尺寸对强化换热的影响,对不同钢丝直径、不同弹簧外径、不同节距的弹簧进行对比研究,为燃气热水器的设计提供参考。     

超超临界锅炉水冷壁管传热恶化对横向裂纹影响的有限元分析

为研究不同传热条件下水冷壁管的温度及热应力分布特征,以某1 000 MW超超临界锅炉水冷壁管为对象,建立了水冷壁管的三维有限元模型,分正常传热和传热恶化2种情况进行了计算。计算结果显示,向火侧壁面热负荷、管内传热系数对传热恶化后的温度和热应力有显著影响,在尚未达到屈服前,水冷壁管的热应力与温度基本呈线性关系。传热正常时,水冷壁管鳍片处温度和热应力值大于水冷壁管向火侧顶点相应值,而向火侧顶点发生破坏的可能性较小;在传热恶化时,水冷壁管向火侧顶点的温度和热应力迅速增大,并明显高于水冷壁管鳍片处,传热恶化的反复出现引起的交变应力最终导致水冷壁管横向裂纹的产生。     

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。     

叶片旋流管内核心流强化传热分析与结构优化

管内湍流强化传热方法一般是增加壁面换热面积,但这会显著提高管内流动阻力。本文根据管内核心流强化传热的原理,提出了一种高效低阻的叶片旋流管,分析其传热强化的机理,建立相应的物理和数学模型。数值分析的结果表明,在圆管内置若干组旋流叶片后,可显著强化管内湍流换热,且流动阻力的增幅低于换热强化的增幅;当常温水流过管长为960 mm,管径为20 mm的圆管,且在管内核心流区域设置4组4叶片旋流单元时,其性能评价系数SPEC在Re数为3 000~15 000的范围内均超过1.5,最高可达1.9左右。