堵塞沉积对波形板汽水分离器运行特性的影响规律及机理

在核电厂装置运行的热态工况下,波形板汽水分离器内高温高压且湿度较大,易出现腐蚀现象,产生沉积物并影响汽水分离性能。为研究沉积堵塞现象对波形板汽水分离器运行特性的影响机理,本文运用CFD软件对不同堵塞程度的波形板建立了经过合理简化的二维模型,在不同热态工况下对波形板分离器开展数值计算与分析,得到了堵塞程度对波形板运行特性的影响规律和作用机理。结果表明:堵塞沉积的波形板压降和分离效率随工况的变化趋势均与未堵塞时较为相似;沉积物使实际流通截面变小,从而使波形板的压降增大,且压降增幅随堵塞程度增大而增大;沉积物明显影响了液滴的碰撞分离过程,使分离效率降低;在疏水钩未失效前,波形板分离效率的降幅随堵塞程度增大而增大;在压降、效率增幅方面,沉积物在低流速工况下的影响程度更大。研究结果为波形板的沉积堵塞研究及其运行和设计提供了一定的理论支撑和科学依据。

双钩波形板分离器的冷态试验研究

对双钩波形板分离器进行了冷态试验研究,对不同入口速度下波形板的总分离效率、单级分离效率和压降进行了分析,并对不同入口湿度下的总分离效率进行了研究。结果表明:在低速时,提高入口速度有助于提高分离效率,但流速超过临界破膜速度(6m/s)后,二次携带现象明显,导致分离效率降低;增加波形板入口湿度时,总分离效率呈先增后减的趋势;波形板前三级的分离水量显著高于后三级;入口速度对波形板压降的影响较为明显。试验结果对波形板分离器的优化设计具有一定的指导意义。

单钩波形板分离器内二次携带机理分析

通过理论分析与三维数值模拟研究了实际运行工况下单钩波形板分离器内二次携带机理。采用Realizable k-ε湍流模型对波形板内气相流场进行数值模拟,利用离散相模型结合涡交互模型对水滴运动进行计算,根据壁面水膜运动方程求解水膜的速度与厚度分布;依据理论分析,对可能形成二次水滴的4种方式进行判定。结果表明:波形板内发生气体动力造成的水滴破碎与水滴撞击水膜产生飞溅的可能性较低,但较冷态工况的可能性高;水膜主要集中在波形板的前两级,随入口蒸汽速度或湿度的增加,水膜增厚并向下游移动;将水膜剥落和水膜分离的判别式进行统一,并证实波形板二次携带主要由水膜的剥落和分离造成,且相较水膜剥落,钩峰处的水膜分离更易发生。

波形板汽水分离器内分离效率的影响因素分析

基于壁面液膜模型,进行无钩波形板汽水分离器内液膜生成情况的三维数值模拟,模拟中采用Realizable k-ε模型和壁面液膜模型对波形板内的气相和液相进行数值模拟计算,根据模拟结果分析波形板内的分离效率。研究结果表明:在不改变波形板的结构和不考虑二次携带的前提下,随进口速度或液滴直径的增加,壁面形成液膜面积和高度增加,分离效率也随之提高。当进口速度和液滴直径一定时,液膜高度和面积随蒸汽湿度的增加呈先增加后减小的趋势,当湿度达到10%时,液膜高度和面积达到最大,分离效率最佳。

用液滴碰壁模型对波形板汽水分离器的模拟

分析了不同参数的液滴碰壁后各参数的变化 ,应用液滴碰壁模型对波形板分离器内进行了二维数值模拟 ,计算出不同液滴直径在同一入口条件下的分离效率 ,得出液滴开始发生沉积和完全沉积的临界速度 ,并计算出发生飞溅的液滴比例 .计算结果表明 ,发生飞溅现象时 ,液滴的直径已不在波形板内液滴直径分布的主区域内 .

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,对波形板汽水分离器的结构设计有重要的参考价值。

余热锅炉汽包内波形板分离器性能试验研究

针对余热锅炉汽包内常用的无钩、单钩和双钩3种波形板分离器,改变入口风速时对其总分离效率、单级分离效率、入口液滴粒径、出口液滴粒径和阻力系数进行冷态试验研究.结果表明:双钩波形板分离器的总分离效率最高;3种波形板分离器的临界破膜速度分别约为2m/s、5m/s和7m/s;无钩和双钩波形板分离器前3级的单级分离效率远高于后3级;随着入口风速的增大,单钩波形板分离器后3级单级分离效率的上升幅度较大,尤其是第6级单级分离效率的上升幅度最为明显;3种波形板分离器出口液滴粒径均在达到临界破膜速度时迅速增大;单钩波形板分离器的阻力系数远大于无钩和双钩波形板分离器;综合考虑,双钩波形板分离器的性能最优.

双钩波形板汽水分离器疏水钩优化研究

为提高双钩波形板汽水分离器的分离性能,采用计算流体力学方法建立波形板内的两相流动模型,并对不同结构疏水钩的波形板汽水分离器进行研究。通过数值计算得到了波形板内的速度云图和液滴运动轨迹,并分析了不同进口速度下疏水钩结构对压降和分离效率的影响。结果表明:大部分液滴在前两级通道被分离,进口速度为0.922 m/s时其质量份额可超过50%;疏水钩通过影响流场的局部流速和湍流强度进而影响压降和分离效率,疏水钩对液滴的直接拦截作用有利于提高分离效率。综合考虑分离效率和压力损失获得了综合性能良好的双钩波形板汽水分离器结构型式。

采油注汽锅炉汽水分离器研究

通过理论分析,建立分析汽水分离器的数学模型,采用流体计算软件实现了对流场、液滴运动轨迹的数值模拟,完成了波形板汽水分离器中汽相流场的数值模拟,对波形板流道内的液滴行为进行了模拟计算。湍流效应对液滴行为影响,大液滴的分离机理主要是依靠惯性力,而细小液滴的分离机理主要是依靠湍流效应。数值模拟结果表明,蒸汽流速增加时,分离效率将略有增加,但蒸汽流速不能大于最大蒸汽允许速度。

PWR蒸汽发生器中一、二次汽水分离器研究

对ＰＷＲ蒸汽发生器中一次汽水分离器的汽水两相充分分层高度、三种改进型二次汽水分离器及一、二次汽水分离器的分离性能在水－空气试验台上进行了一系列试验研究。

二次蒸汽分离设备堵塞的原因及改进方法

通过分析自由降膜板式蒸发器二次蒸汽分离设备发生堵塞的原因 ,提出了采用波形分离器、采用多孔板分离器、增加检修人孔、增加反冲洗管等四点改进措施 ,彻底解决了二次蒸汽分离设备堵塞的问题 ,使蒸发工段和碱回收锅炉的运行稳定性和可靠性大大增加。

二次蒸汽分离设备的改进

通过分析自由降膜板式蒸发器二次蒸汽分离设备发生堵塞的原因,提出了采用波形分离器、采用多孔板分离器、增加检修人孔、增加反冲洗管等四点改进措施,使蒸发工段和碱回收锅炉的运行稳定性和可靠性大大增加。

汽水分离技术研究进展分析与展望

汽水分离装置是能源化工行业中常用的设备,尤其是核电站中不可缺少的设备.对汽水分离技术在能源动力行业中的应用、研究现状和发展趋势进行了分析.首先,分析介绍了各种汽水分离器的运行原理、优缺点、发展历程.其次,根据每种汽水分离器技术方面存在的问题,对汽水分离器的发展瓶颈进行了总结分析.最后,对汽水分离器的发展趋势进行了展望.

单钩型波形板气液分离器结构参数优化研究

为优化单钩型波形板气液分离器的分离性能,本文基于有限容积法(FVM),支持向量机理论(SVM)和多目标遗传算法(GA)建立了分离器分离效率与压降关于结构参数的回归预测模型和优化计算模型。基于此,分析了几何参数与运行参数对分离器分离效率和压降的影响规律,在此基础上对分离器关键结构参数进行了优化与设计。参数分析结果表明,分离器分离效率与压降随钩板占据流道面积和气流速度的增大而增大。结构参数优化研究表明,该优化计算模型可有效提高单钩型波形板气液分离器的分离性能;同时,本文的优化设计方法也可以推广到其他类型的气液分离器的优化与设计中去。