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。

汽水分离器用波纹板气动与分离性能研究

针对核电机组中的汽水分离器用波纹板,采用计算流体力学方法对不同结构波纹板模型进行了数值模拟,分析了波纹板内流场的特点,并与试验结果进行了对比.结果表明:数值计算结果与试验结果基本吻合,数值计算可以较准确地模拟波纹板中的流场;流动分离是造成波纹板压力损失的主要因素.

页岩气测试平台积液原因及排液对策研究

在页岩气排液测试阶段,井口压力、温度较高,采出气中含有大量的饱和水,影响测试平台内工艺设备和采气管线的正常运行。基于此,对饱和水进行现场取样与测试分析,探究测试平台的积液原因。针对积液原因,提出了在波纹板分离器前安装间壁式换热器的方案,以降低波纹板分离器入口的气流温度和饱和水质量浓度,并采用Fluent软件对换热管内部气流温度进行了模拟。结果表明,换热管内气流的平均温度可从入口处的60.34℃冷却至出口处的30.00℃,通过计算发现饱和水质量浓度可降至0.731 g/m3。同时,提出了在波纹板分离器流道内部加装疏水钩的方案,并采用Fluent软件对流线型与带钩型波纹板分离器的分离特性进行了对比分析。结果表明,带钩型波纹板对液滴的分离效率可由原来的28.90%提高到76.50%,当液滴粒径达到35μm以上时,其分离效率可达90.00%以上。研究结果对解决页岩气测试平台积液问题具有重要的指导意义。

双钩波形板分离器的三维数值模拟研究

利用数值模拟的方法对热态工况下双钩波形板分离器的单级分离效率、总分离效率以及压降进行了研究。结果表明:波形板双钩开口处漩涡的存在造成了蒸汽回流,提高了波形板的分离效率;当波形板入口蒸汽速度v小于2m/s时,分离效率随v的增大迅速提高,但当v大于2m/s时,分离效率趋于平稳;波形板压降随v的增加显著增大;液滴粒径大于10μm时,分离效率随v增加而升高,而液滴粒径为10μm时,分离效率随v增加而降低;液滴分离主要集中在双钩波形板的前2级,波形板后4级的分离效率显著降低;随液滴粒径增大,波形板第1级的分离效率逐渐增大,而第2级先增大后减小,当液滴粒径大于250μm时,前3级的分离效率不再受液滴粒径的影响。

波形板干燥器临界流速的冷热态转换

为研究波形板干燥器临界流速冷态与热态之间的转换关系,本文通过对液膜破裂进行理论建模分析,得到波形板干燥器临界流速冷热态转换关系因子。搭建了波形板干燥器分离性能研究台架,对本文所提出的转换关系因子以及现有的2个转换关系因子进行对比验证。研究结果表明:对液膜破裂现象进行分析得到的冷热态临界速度换算因子γ更能准确描述冷态与热态之间的转化关系,对液膜破裂分析所建立的冷热态转化模型相较于通过液滴破裂分析所建立的转化模型更能准确对临界流速进行预测。

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。

核电汽水分离再热器用波形板分离器流场数值模拟计算

采用ANSYS软件对汽水分离再热器(MSR)用波形板进行了二维流场计算,对不同波形板的分离能力和压降进行了对比分析,据此可进行波形板选型;并对MSR的整个汽水分离区域进行了三维流场计算,得到了MSR各分离单元入口前流速和蒸汽流量分布情况,根据计算结果,可对MSR的分离结构设计进行优化,以提高设备性能。此外,采用该方法可获得电厂运行时波形板分离器的实际最高入口流速,以论证其低于该特定波形板片允许的临界速度,确保汽水分离器出口蒸汽湿度满足汽轮机组运行要求。