自然循环锅炉壁温控制的研究与应用

自然循环锅炉是一种简单、经济的锅炉形式,采用自然对流的方式实现热量传递。在自然循环锅炉中,壁温控制是一个重要环节。正确的壁温控制可以保证锅炉的安全运行,延长锅炉的使用寿命,提高锅炉的热效率。现有的自然循环锅炉壁温控制方法主要有两种,一种是基于传统PID控制的方法,另一种是基于智能算法的方法。传统PID控制方法需要根据锅炉的特点和工作条件手动调节PID参数,工作量大,调节时间长,且控制效果有限。而基于智能算法的方法,比如神经网络、模糊控制、遗传算法等,可以快速学习和适应锅炉的工作条件,提高控制精度和稳定性。

中深层煤炭地下气化的气化腔安全宽度计算方法

煤炭地下气化是目前温度最高(超过1200℃)的化石能源非常规开发方式,中深层(本文指埋深800~1500 m)煤炭地下气化在提高气化压力、降低地质安全风险方面优势明显,科学预测气化腔安全宽度对保障气化稳定运行十分重要,由于目前基于可控注入点后退(CRIP)工艺的气化腔安全宽度计算方法尚未建立,为保证现场试验顺利实施,需要开展针对性研究。气化腔顶板“裸露”在气化腔后会受到高温影响,通过数值模拟方法研究了压应力约束条件下岩石内部热应力产生位置以及颗粒、基质热膨胀系数差异对热应力大小的影响规律,结合高温处理后的岩石电镜扫描结果,查明了高温下岩石热损伤机理。根据CRIP气化工艺造腔特点,建立了考虑高温影响的气化腔顶板薄板模型,结合“关键层”理论提出了气化腔安全宽度计算方法。研究表明:岩石热损伤是岩石物理化学反应与热应力互相促进、共同作用的结果,高温下岩石发生不规则变形,岩石热损伤引起的微观结构变化是导致岩石力学性质、物理性质变化的根本原因。岩石的最大拉张热应力出现在颗粒界面或热膨胀系数较小的颗粒中,颗粒与基质热膨胀系数比值在[0.01~1)时,最大拉张热应力随颗粒热膨胀系数减小而快速增加。泥岩加热到200℃时开始出现微裂隙;加热到400℃时裂隙发育更加明显,主要是沿颗粒边缘破裂;加热到600~800℃时,裂隙数量增多、尺寸变大;加热到1000℃时,除出现较大裂隙外,还产生了大量孔隙;1200℃时裂隙连通性明显增加,气孔发育较大。由于高温的影响,薄板模型的步距准数不再是定值,需要根据气化腔顶板热破坏范围与顶板硬岩层的空间位置关系确定具体数值。气化腔安全宽度受温度影响,在研究算例中,砂岩顶板在35、1000℃时安全宽度计算结果分别为34.3 m和14.1 m,相差达58.9%,泥岩顶板在35、1000℃时安全宽度计算结果分别为16.7 m和15.9 m,相差4.8%。最后从降低顶板垮落风险、有利于气化控制角度,提出了煤层纵向靶区位置的确定方法,当煤层厚度超过气化腔安全宽度一半时,建议将水平井纵向靶区设计在距离煤顶不超过气化腔安全宽度一半的位置。

某型飞机前机身筒段热载-力载联合试验控制技术

为验证某型飞机前机身筒段混合结构全局以及局部温度应力分析方法,设计以大面积加热带、充气试验台为加载装置的热载-力载联合试验,提出一种以协调加载控制系统为核心的温度控制技术,设计了多种温度数据软件滤波算法,解决了温度载荷与气体压力载荷协调控制的问题,显著抑制了温度数据容易受到大功率加热装置及试验件内气体压力影响而产生的波动,圆满达到了试验考核要求,为其他飞机热力联合试验提供了参考。

大体积混凝土裂缝控制研究

水泥水化反应导致产生温度变化和收缩作用,大体积混凝土结构极易产生裂缝。本文分析了大体积混凝土裂缝的成因,从设计、材料、施工、养护等四个方面总结了减少大体积混凝土产生裂缝的技术要点,并通过一个工程实例进行了分析与验证。

精密仪器厂房基础随环境温度变化的微变形及其控制

【目的】跨水库精密科学装置厂房基础在环境气温和库水温变化作用下会出现微变形,进而影响厂房内的精密科学装置正常运行。为了研究跨水库精密仪器厂房基础在环境温度变化作用下的温度变形及其控制,【方法】以某大型精密科学装置跨水库厂房为例,基于有限元热-应力耦合的瞬态分析,结合实测环境温度数据,模拟分析了在环境温度变化作用下采用重型桥涵跨水库方案的厂房基础的微变形。【结果】计算结果显示,不采取任何保温措施时,厂房基础底板每10延米的最大微变形差为234.862μm,大于控制标准100μm。将暴露在空气中的重型桥涵外表面增设聚乙烯苯板保温层并优选骨料以降低结构混凝土的线膨胀系数或将重型桥涵所有暴露在水和空气中的外表面均设置聚乙烯苯板保温层后,厂房基础底板每10延米的最大微变形差为97.357μm和75.691μm,满足控制标准。【结论】数值计算表明,在重型涵外表面增设聚乙烯苯板保温层,避免外界气温随季节变化对重型桥涵混凝土结构稳定温度场的影响,结构温度场随季节变幅较小,温度作用减小,而优选混凝土骨料降低混凝土线膨胀系数,能显著减小温度作用下结构的温度变形,两种方案均能有效控制跨水库精密仪器厂房基础在环境温度变化作用下出现的微变形。

316L不锈钢液控管线在稠油热采服役环境下的应力腐蚀行为

采用Ansys Workbench有限元分析软件模拟316L不锈钢液控管线在200~350℃下的热应力分布,结合高温腐蚀模拟试验,研究了稠油热采服役环境下液控管线的应力腐蚀行为。结果表明:模拟得到液控管线在200~350℃温度范围内的最大热应力出现在接近油管接箍侧区域,其数值随温度的升高而增大。高温腐蚀模拟后,应力加载状态下液控管线的受拉伸区域出现多条径向裂纹,而无应力加载状态下局部位置存在点蚀坑。液控管线在稠油热采环境中的失效机理是在热应力和腐蚀介质共同作用下,点蚀坑处发生阳极溶解并发展为应力腐蚀裂纹。

温升作用对深海沉积物静力特性及临界循环应力比的影响研究

针对取自中国南海西部海槽的深海黏土质沉积物,在不排水升温条件下开展了重塑试样的静动力学试验。探讨了温升作用对土体的不排水抗剪强度、孔压发展规律及临界循环应力比的影响。基于Yao的理论框架给出了不排水升温导致超孔压的表达式,讨论了不同温度条件下土体的不排水抗剪强度与临界循环应力比的关系。试验结果表明,不排水升温产生的超孔压导致土体的有效应力降低,削弱了土体的不排水抗剪强度,使土体展现出了拟似超固结土的力学特性;对于分级加载的循环剪切工况,累积应变的发展速度随温度的提高显著增加,但在剪切初期,温升作用抑制了累积孔压的发展,甚至导致负累积孔压的产生。以归一化累积孔压产生的分化标准作为判定门槛循环应力比的方法不能很好地适用于具有超固结特性的土体。建议综合考虑累积变形及孔压的发展规律讨论土体的界限循环应力比。整体来看,随着温度的升高土体的抗剪强度及临界循环应力比显著降低,在工程中应当引起充分重视。

超超临界汽轮机热应力控制技术分析

上汽超超临界汽轮机引入热应力控制技术,使得其在自启动及变工况运行过程中能够在快速性与减少汽轮机寿命损耗之间自动择优。对上汽超超临界汽轮机热应力控制技术的原理、实现途径以及监视手段等方面进行了详细论述,并对该类型机组在调试及试运行过程中由于热应力限制而产生的若干问题进行了描述,对以后此类型机组的调试、运行及维护等具有一定的指导意义。

环境温度条件对混凝土坝长期运行的影响

重点分析了环境温度条件对水电站大坝长期运行的影响,论证了混凝土大坝裂缝的成因,同时阐述了在混凝土大坝的温控设计中,要科学地确定大坝的温度荷载,并通过合理的施工措施,才能有效地预防或限制缺陷产生,保证水电站大坝的长期安全运行。

行波管栅控电子枪热形变研究

行波管栅控电子枪各组件尤其是阴极和栅网的热形变对行波管电子光学性能有着较大的影响。基于有限元分析方法,利用热力场耦合对栅控电子枪热形变问题进行了研究,结果表明:阳极的总形变量最大,最高处达0.28mm;控制栅网、阴影栅、阴极及部分支撑结构向着阳极方向发生形变,由温升引起的形变不会使控制栅网和阴影栅发生接触或交叉,而阴极形变量较大时,阴极与阴影栅则存在接触的危险,这对电子枪的工作性能有很大的影响,甚至会使阴影栅烧坏。降低电子截获率,适当增加控制栅网和阴影栅的厚度,使用热传导率高、线膨胀系数低的材料,可以减小栅控电子枪各组件的热形变。

水电站厂房大体积混凝土温度应力分析与防裂措施

针对厂房混凝土结构施工期易开裂的问题,采用三维非稳定温度场及应力场的有限元计算方法,对某水电站厂房下部大体积混凝土结构的施工全过程进行数值模拟,揭示其温度场及应力场的发展过程和分布规律,并根据计算结果提出切实可行的温控防裂措施。经分析发现,在低温入仓的基础上,采取表面保温和内部导热降温相结合的温控防裂措施,可有效降低混凝土早期的内外温差和后期的温降幅度,从而提高厂房混凝土的抗裂安全性。

三峡永久船闸输水洞衬砌施工期温度与应力监测成果分析

介绍了三峡永久船闸输水隧洞衬砌混凝土温度与温度应力现场监测和裂缝观测成果.利用实测资料计算分析了输水隧洞衬砌混凝土边墙和顶拱的温度应力.采用弹性徐变温度应力理论分析了大型隧洞衬砌混凝土的温度与温度应力变化特点,并与实测值进行了比较.根据实测结果与理论分析,提出了大型隧洞衬砌混凝土施工期的温控有效措施:降低水化热温升、加强早期养护和冬季保温.

闸墩施工期温度应力仿真分析

考虑外界气温条件、水泥水化热、弹模、徐变等热力学和物理力学参数以及分层浇筑(利用生死单元实现分层浇筑)对闸墩温度应力的影响,利用ANSYS软件三维有限元法进行闸墩施工期的瞬态温度场和应力场仿真计算.结果表明:内外温差过大,内部温升温降太快是闸墩出现裂缝的主要原因,并提出了对拌合材料冷却,降低浇筑温度,采用优化的保温保湿养护方法,在混凝土内预埋冷却水管,选用低热水泥,使用减水剂等减小内外温差,减缓温升温降过程,以有效防止施工期表面裂缝的产生.

大体积混凝土的温度应力分析及温度裂缝研究

大体积混凝土的温度变化导致混凝土产生裂缝,是混凝土工程施工非常棘手的问题,对此人们进行了大量的研究,在施工阶段的温度控制和限制产生裂缝方面也取得了一些进展。结合深港西部通道侧接线隧道工程的实际情况,研究分析工程施工过程中产生的温度裂缝,并提出相应的防止措施,取得了很好的效果。

海上单筒双井稠油热采钻完井技术

为避免海上油田平台空间和井槽数对采油的限制,利用单筒双井技术开采稠油油藏。在热采过程中,单筒双井不仅受高温流体影响,而且小井眼防砂也面临挑战。在常规热采井钻完井技术基础上,结合单筒双井井身结构特点,对单筒双井钻完井工艺、井眼轨迹控制和定向井设计等进行优化。设计了补偿工具以减小热应力对完井管柱的影响,并完成了完井管柱的优化和改进。单筒双井钻完井技术现场应用,作业成功率为100%,充填效率超过110%,达到了设计要求,没有发生出砂及管柱损坏现象,满足了海上安全环保要求,延长了防砂有效期,为提高稠油热采效果奠定了基础。

某河床式水电站厂房坝段温控计算分析

【目的】避免某水电站厂房在施工和运行过程中因温度应力超过混凝土抗拉强度而产生裂缝。【方法】结合该厂房的实际工程情况,将大型商业有限元软件ANSYS与三维有限元温控主体程序RCTS相结合,对该河床式水电站厂房坝段施工期和运行期的温度场、温度应力进行了仿真计算。计算中考虑实际施工过程,分析了设置预留宽槽及表面保温等措施对厂房温度场及应力场的敏感性。【结果】设置预留宽槽对降低温度应力是有效的,垂直于宽槽的最大温度应力可减小约15%;上、下游面采用砂卵石回填保护后,该部位的最大温度应力可减小约20%;流道采取保温措施后,流道底板和顶板上最大温度应力减小约30%。【结论】设置预留宽槽及表面保温是减小厂房温度应力的有效措施。

龙滩碾压混凝土重力坝连续浇筑混凝土可行性研究

结合施工过程,应用三维有限单元法,对龙滩大坝连续浇筑混凝土的温度及温度应力,进行仿真计算的研究。论述了加快施工进度,连续上升浇筑混凝土的可行性,必要条件及需要采取的温控措施。

钢筋混凝土裂缝机理与控制措施

钢筋混凝土裂缝分析与控制,全文共4部分:1、裂缝是不可避免而又可以尽量减轻的自然灾害;2、收缩裂缝分析及控制;3、温度收缩裂缝分析及控制;4、裂缝控制的综合技术措施。较全面地论述了钢筋混凝土裂缝机理及控制措施,文末附有100多篇参考文献。

新能源转换系统功率模块驱动可靠性分析与试验

目前推挽结构的功率模块驱动可通过减小驱动电阻将导致开通、关断时间的缩短,但同时也将导致开关过程中IGBT功率器件电流、电压热应力的增加,从而使功率模块可靠性降低。对此,在分析功率模块失效机理和热模型的基础上,提出一种基于dSPACE的分段控制算法,通过软件和硬件结合分段控制功率模块开、关断速度。通过实验揭示了功率模块的表面温度变化规律,得出表面温度变化的指数曲线,并证明了该控制方法具有良好的驱动和保护功能,在缩短开关时间的同时可以有效抑制电压、电流应力的增加,并能有效减少新能源转换系统中输出电压和电流的谐波、提高电压利用率和波形质量,使新能源转换系统可靠性得到提高。

大体积混凝土裂缝控制的研究与进展

大体积混凝土的裂缝大部分是由于混凝土降温产生的温度应力引起的,采取有效措施防止温度应力造成混凝土表面和内部出现有害裂缝,一直是大体积混凝土结构施工中的技术难题。根据温度裂缝产生的原因从设计、施工、监测和裂缝的修补四个方面来概述目前大体积混凝土裂缝控制的各种方法,分析了各方面存在的问题及其实用价值,讨论了其发展趋势和应用前景,以及进一步的研究方向,为今后工程中混凝土裂缝控制提供了有益的借鉴。