超临界压力区倾斜上升光管壁温分布与传热特性的试验研究

在超临界压力下,对倾角α=20°的φ25×2.5(mm)不锈钢倾斜上升光管内水的传热特性及管壁温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:倾斜管壁温及传热系数沿周向分布不均匀;不均匀分布特性在不同焓值区不同;在略低于拟临界焓值区,管壁面换热系数有一个峰值;提高质量流速可减小不均匀性,压力对拟临界焓值区的传热特性和不均匀性影响较明显;内壁平均热流密度对不均匀性和传热的影响大,在较低热流密度时,上母线温度最高,下母线的温度最低,而在高热流密度时,侧面的温度最高.并研究了因为浮力引起的自然对流对不均匀性的影响.

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.

圆形斜壁氯化镁溶液太阳池梯度区温度分布的研究

对圆形斜壁小型太阳池梯度区温度的非线性分布问题进行了理论分析,并与实验进行对比,两者吻合较好。对这类太阳池梯度区温度的非线性分布问题作出了初步的理论解释。

超临界水在倾斜光管中的传热不均匀特性研究

对超(超)临界压力下水在倾斜光管内的传热特性进行了比较系统的实验研究。实验段管径为φ32×3mm,倾角α=20°;试验压力P=23～34 MPa,内壁热负荷q=300～500 kW/m^2,管内质量流速G=300～2000 kg/m^2s。得到了不同工况下倾斜光管内壁温和管内换热系数的周向分布及其变化规律,考察了压力、质量流速及热负荷对倾斜光管内壁温度的周向分布的影响,重点分析了管内上下母线处内壁温度差随工质焓值变化的特性及机理,讨论了大比热区水的物性变化对倾斜光管内传热不均匀性的影响,并与亚临界压力下的对应实验结果进行了比较.

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。

宝钢无缝钢管张力减径有限元模拟与验证

为了提高无缝钢管产品的精度,依据宝钢张力减径实际的生产工艺,基于MSC·Marc软件,建立了14机架无缝钢管张力减径三维热力耦合有限元模型。分析得到了荒管通过各机架时的壁厚以及成品管周向壁厚的分布、应变场、温度场,壁厚与温度的模拟结果和实测结果相吻合,验证了模型的可靠性。模拟结果显示,张力减径过程中,钢管的壁厚并非一直降低或一直增大;成品管外表面温度低,内表面温度高。结合张力减径的特点对模拟结果进行了分析。为了进一步研究影响成品管壁厚的因素,通过控制单一变量法,分别研究了摩擦系数和荒管入口温度对成品管壁厚的影响,并得到相应的规律,为优化实际生产工艺和提高产品精度提供可靠依据。

卧式螺旋管内流动沸腾传热研究

在较宽广的参数范围内对卧式螺旋管内水／水蒸汽两相流沸腾传热特性进行了详细的试验研究，螺旋管内径ｄ＝１１ｍｍ，曲率直径比Ｄ／ｄ为２３．２７。试验参数范围：压力０．５－３．０ＭＰａ：质量流速２００－２５００ｋｇ／ｍ２·ｓ；热负荷２３０－５００ｋＷ／ｍ２：出口干度０－０．８６。得到了沸腾传热系数的实验关联式，并深入分析了局部传热与壁温特性，沿流动方向，管截面平均传热系数在螺旋管的上升段最大，而在下降段最小；沿管截面内表面圆周方向上，局部传热系数在外侧最大，在内侧最小，在顶部和底部处的值居中。得到了管截面局部传热系数的分布实验关联式。同一管截面外表面圆周方向上，外侧壁温最低而内侧最高。

焊接工艺对1000 MW超临界锅炉水冷壁鳍片温度分布的影响

为研究水冷壁管单面焊接的危害,以某1 000 MW超超临界锅炉水冷壁管为研究对象,采用有限元数值模拟技术,分双面焊接、向火侧未焊接、背火侧未焊接3种典型情况,建立水冷壁管的三维有限元模型,并分正常传热和传热恶化两种工况,计算水冷壁管的温度分布情况。结果表明,单面焊接对水冷壁管鳍片中心温度影响较大,对水冷壁管顶点的温度影响相对较小。向火侧未焊接对温度场分布的影响大于背火侧未焊接。向火侧未焊接情况下,算例显示,传热恶化时,鳍片中点温度比正常焊接时的温度高8.8%,更容易被破坏。

四角风粉偏差对烟道烟温分布偏差的影响研究

切圆燃烧锅炉烟道烟温分布偏差及由此引发的高温对流受热面管壁局部超温问题,对锅炉的安全经济运行影响较大。引起烟道烟温分布偏差的原因除主烟气流的“残余旋转”外,四角风粉偏差也是不可忽视的重要因素。因此,对于高温对流受热面管壁超温问题,除采用提高受热面材质水平、部分燃烧器反切、蒸汽侧导汽管交叉等技术措施外,还可以通过各个角一次风粉、三次风粉、二次风量等调整改变锅炉四角风粉偏差来进行缓解或解决,而且该方法可能更为直接和有效。

喷淋水膜对半椭圆管壁面温度分布影响

搭建单根半椭圆管水平降膜换热性能测试装置,试验研究不同热流密度、喷淋密度对降膜换热过程的管外壁面温度分布和变化的影响。结果表明:无喷淋情况下,沿着圆周向角从0°增加到150°,管外壁面温度均匀;喷淋情况下,管外壁面温度明显降低,不同圆周向角的管外壁面温度分布不一致。随着热流密度的增加,管外壁面温度分布不均匀性增大,壁面温度变化率变化不明显。随喷淋密度的增加,管外壁面温度先减小后增大,存在最佳喷淋密度,使得管外壁面温度降低量最大。

SG2080/25.4-M969型锅炉末级过热器壁温超限原因分析及处理

国华沧东发电有限责任公司3、4号超临界机组的SG2080/25.4-M969锅炉运行过程中,由于末级过热器管壁温度频繁超限,导致2台锅炉的过热汽温达不到设计值。以4号锅炉为研究对象,对末级过热器管壁温度频繁超限的原因进行的试验表明,水平烟道左侧的温度场不均匀是导致锅炉末级过热器左侧管壁金属温度超限的主要原因。通过配风方式的调整,降低了左侧过热蒸汽温度与最高管壁金属温度的差值,提高了左侧过热蒸汽温度的运行值。另外,建议取消炉膛-风箱差压控制方式,在一定负荷区间保持二次风门开度的相对稳定,以获取稳定的烟气温度场和速度场分布。经调整后,3、4号锅炉末级过热器温度可接近或达到设计值运行。

有机酸/碳纳米管复合相变材料的制备及性能

以多壁碳纳米管(MWCNT)为支撑材料,十二酸(LA)、十四酸(MA)、十六酸(PA)或十八酸(SA)为相变主材,采用熔融共混法制备不同成型复合相变材料。利用压片机、红外热成像仪、导热系数测试仪、DSC和电阻率测试仪对成型材料的物理性质、温度场分布、蓄-放热时间、导热率和电阻率进行测试。结果表明,成型压力和MWCNT添加量对复合材料密度影响较小。4种有机酸LA、MA、PA、SA中分别添加24%、19%、25%和26%的MWCNT(均为质量分数,以反应体系总质量计,下同)时,有机酸不会泄漏;成型后虽然温度场分布更均匀,且具有良好的疏水性,但蓄热速度减缓;4种复合相变材料导热率分别比纯有机酸提高2.7~3.7倍、2.7~4.5倍、2.7~4.4倍和1.7~2.4倍;复合相变材料的冷热循环潜热均有所下降;当压力从1 MPa升到11 MPa时,复合材料电阻率分别减小75.9%、76.5%、72.2%和74.0%,材料电阻率变化曲线拟合结果表明两者之间相关性较高。制备的复合相变材料具有良好的疏水、导热和导电性能。

600 MW超临界锅炉高温再热器管壁温度偏差大原因分析及调整

针对某电厂高温再热器局部区域出现频繁超温现象,结合高温再热器的结构特性及锅炉运行的实际情况,开展了相关试验和测试工作,全面分析和查找壁温偏差大的原因,最终通过燃烧器调整彻底解决了超温问题,为同类型锅炉提供了借鉴意义。

600MW锅炉分隔屏爆管原因分析及对策

文章以某电厂600 MW机组锅炉的分隔屏过热器5个月内发生4次爆管事故为背景进行研究分析。在对锅炉设计和实际运行分析的基础上,通过热力计算、流量计算、壁温计算,研究表明:分隔屏超温的原因为局部过热。并提出了改造方案,即提高管材的等级或适当重新分配各分隔屏的流量。对100%MCR(最大连续出力)、90%MCR、80%MCR、70%MCR、60%MCR、变化运行方式时的100%MCR、60%～100%MCR等7个工况进行了试验。试验结果表明改造方案是合理的。

超临界锅炉螺旋水冷壁流量分配和壁温特性的研究

基于流体管网计算理论,建立了由流量测量回路(以下简称流量回路)、压力测量节点和连接管构成的600MW超临界锅炉螺旋水冷壁流动网络系统。根据质量守恒、动量守恒和能量守恒定律,建立了600 MW超临界锅炉螺旋水冷壁流量和壁温计算的数学模型。采用拟牛顿法对流量回路和节点方程组求解,并开发计算程序,获得了不同负荷下螺旋水冷壁内流动压降、流量分配及壁温特性。结果表明:在100%BMCR(锅炉最大连续蒸发量)、75%BMCR及30%BMCR负荷下,热偏差和流量偏差较小,热偏差最大为5℃,流量偏差最大为7.47%;流动压降与设计值符合较好;水冷壁壁温随炉膛高度增加而升高,最高壁温为469.4℃,各负荷下管壁温度均处在管材强度的允许范围内。

660 MW超超临界机组不同炉型高温再热器管壁温度分布规律研究

为了解塔式锅炉高温再热器分布规律,并与∏型锅炉做比较,以国内已投运的几大锅炉厂生产的设计再热蒸汽温度为623℃的Π型锅炉和ALSTOM公司生产的塔式锅炉为研究对象,比较了两种炉型下的高温再热器管壁温度的分布规律。研究表明:Π型锅炉高温再热器管壁温度呈现"M"型分布,塔式锅炉的管壁温度呈现出"Π"型分布;同等蒸汽温度水平下,塔式锅炉高温再热器最高点温度比Π型锅炉要低,660 MW负荷下塔式锅炉A、B侧的再热蒸汽温度分别为620.3和619.3℃,同时再热器管壁温度最高点温度值为626.3℃,比Π型锅炉低12.7~18.1℃,提高了再热器管材的安全裕量。