Experimental Study on Performance of Supercritical CO_2 Heat Exchanger with Four Different Inner Tubes

The experiment was conducted to investigate the heat transfer performance of supercritical CO_2 in a casing heat exchanger by comparing their heat transfer,entropy production unit number,non-dimensional entropy production rate and field synergy factor.The results show that both heat transfer and entropy production unit number in four tubes decrease with water temperature increasing.Heat transfer and entropy production unit number in multiple tubes( i. e.,triple straight tube and double helix tube) is higher than their single counterparts; the non-dimensional entropy production rate increases with water temperature. Non-dimensional entropy production rate of triple straight tube and double helix tube is far below the single tube. Field synergy factor of double helix tube is much higher than that of the triple straight tube under the same condition. Further experiment was carried out in double helix tube,under various CO_2 pressure and inlet water temperature,the results are analyzed and reported in this paper.

套管式地埋管换热器节能特性的研究与应用

大庆油田进入开发后期存在着一定数量的废弃井,采用套管式地埋管换热器可以获取到废弃井的中深层的地热能。首先对废弃井转换为地热井的可行性进行分析,通过确定中深层地埋管换热方式,建立外入内出型传热计算模型并对废弃井结构改造。再具体分析大庆油田的地层土壤温度分布和确定边界条件,得出符合现实的理论计算公式。进一步分析套管式地埋管换热器取热评价指标与传热影响因素研究,得到流体流量和进口温度对传热影响因素,及循环流体进口温度对运行特性的影响对取热效率的影响规律。最后,通过对两种工况的废弃井现场试验,得到套管式地埋管换热器平均换热量为478.5 kWh。为利用大庆油田1700口废弃井的节能改造找到了一条切实可行的出路。

加氢提馏塔运行异常分析及优化

煤油加氢精制装置提馏塔经过运行,存在底部nC_(10)损失率高、塔底热油用量高、塔底换热器堵塞等诸多问题。针对问题进行逐一分析,发现精馏塔分离效果下降导致底部nC_(10)损失率高、塔底精制煤油nC_9含量高,塔底换热器都是检修以后初期使用容易发生堵塞,换热器换热效果降低是由于装置波动导致换热器结垢,从而造成换热效率降低。因此逐一采取措施,利用ASPEN PLUS分析、优化提馏塔,在精馏塔塔底至出料换热器之间增加一台篮式过滤器,利用检修机会对部分换热器进行清理,优化精馏塔热负荷。措施实施后,产品收率得到提高,装置能耗降低,塔底堵塞问题得到解决,换热器换热效率得到提高,以达到了节能降耗的目的,相关经验和做法可为同行借鉴。

550℃下T22换热管氧化情况分析

针对核电机组所使用的T22换热管在550℃下不同氧化时间样品的氧化情况开展分析,分析氧化膜的厚度、形貌和组成。试验结果表明:在最长试验时间为41 255 h的情况下,T22换热管氧化膜增长近似呈抛物线规律,样品内外壁氧化速率随着试验时间的增长逐渐降低;氧化试验后期,内外壁氧化速率曲线接近并趋于平稳。氧化膜分为内外两层,外层主要是Fe_(3)O_(4),内层主要是Fe2O3和(Fe, Cr)_(3)O_(4)的混合氧化物。

地埋管换热影响因素数值模拟研究

采用OGS数值模拟软件建立地埋管换热数值基准模型,通过控制变量对地层导热系数、回填料导热系数、地埋管埋深、管径、管内循环液流速及地下水渗流条件的差异模型进行了恒定流换热及输入负荷换热模拟,对模拟结果分析比对,验证了上述因素对地埋管换热影响的相关性,本次模拟研究结果对吉林省浅层地热能开发利用具有一定的参考与指导意义,并提出了地埋管地源热泵开发过程中相应建议。

环境风对直接空冷系统换热性能影响的研究

以某台600MW直接空冷机组为例,采用数值模拟的方法,研究不同环境风速、风向对直接空冷系统性能的影响。研究结果表明,在汽轮机排汽参数一定时,随着环境风速增大,冷却风量及空冷凝汽器换热量减小;炉后风对直接空冷系统性能影响大于其它风向。当炉后风风速增至10m/s时,迎面风速由无风时的2.1m/s降为1.78m/s,空冷凝汽器换热量为无风环境下的82.8%,机组发电能力显著降低。

竖直U形地埋管换热器热短路现象及换热性能研究

针对影响地埋管换热器热短路现象及换热性能的主要因素（回填材料导热系数和热泵运行方式），建立了U形地埋管换热器的三维非稳态数值模型，通过热响应实验验证了该模型。采用FLUENT软件进行模拟分析，得到不同导热系数土壤条件下地埋管换热器的热短路损失系数和每延米换热量随回填材料导热系数的变化规律，推荐采用导热系数比周围土壤稍大的回填材料。对比了地源热泵连续与间歇两种运行方式，得出当回填材料导热系数小于或等于周围土壤导热系数时，间歇运行对热短路现象基本无影响；当回填材料导热系数大于周围土壤导热系数时，间歇运行可使热短路损失系数降低51．6％～74．5％，每延米换热量提高32．6％～34．0％。

形状因子法在垂直U型埋管传热分析中的应用

竖直U型埋管热交换器是地源热泵系统的重要组成部分。文章以能量平衡为基础,采用传热学中的形状因子法,针对某一常用结构形式的地埋管换热器热阻和换热量进行了数值计算。在此基础上,重点分析了钻孔深度、孔内的管间距、地埋管进水温度和土壤温度对换热器热阻和换热性能的影响,旨在为竖直U型地埋管换热器的设计和工程应用提供必要的参考。

NTU与流体温度及热容流率比间的定量关系研究

换热器操作型问题计算往往需反复试差或查取算图,计算繁复或有误差。为回避试差或查算图,对单程无相变换热器传热单元数与流体温度及热容流率比间的定量关系进行研究,导出了计算公式,对导出公式及获得的计算图表通过实例检验和分析。研究结果表明:用导出公式确定流体温度及介质消耗量可避免试差或查算图,方法简便、精度高;热容流率比存在临界值,在换热器设计及应用过程中需控制在临界值以下,以确保换热过程的经济性。

浅层地埋管热交换器换热能力分析

采用自主研发的浅层地下岩土热物性测试平台,通过模拟冬夏季取放热实际运行工况,对不同工况下地源热泵地埋管热交换器的换热能力进行了实际测试,分析了地埋管换热器与周围地下岩土之间的换热状况,确定了该地区地源热泵系统地埋管换热器冬夏季工况下的实际单位延米换热量。同时,根据测试数据推算出了该地区地下岩土的综合导热系数,体积热容等热物性参数,为该地区地源热泵系统的模拟分析以及设计施工提供了依据。

竖直U形地埋管流速与换热强度实验研究

在2个实际工程现场钻取测试井，采用常见的竖直U形地埋管形式，设定不同的管内流速，测得模拟冬、夏季工况下的进出口水温，计算出单位井深换热量，分析了管内流速对地埋管换热强度的影响。结果表明，在0．6～O．9m／s的流速范围内，地埋管换热强度随流速的增大而增大，超出这一范围，增大流速会导致换热强度降低。

深圳市公共建筑不同空调系统设计能效比的比较

以2005年7月1日以后设计的4个公共建筑空调系统的设计能效比DEER为基础,通过对比分析,得知已有文献中关于深圳市大型离心式冷水机组下空调系统DEER限值偏高,并且得出深圳市VRV系统DEER大于重庆市VRV系统DEER,水环热泵空调系统的DEER小于离心式冷水机空调系统DEER,同时也小于VRV+新风全热交换器空调系统DEER等结论。

同轴套管深埋管换热器延米换热量变化规律的研究

基于青岛某埋深2 605 m的同轴套管深埋管换热系统,建立了耦合管内外换热的全尺寸模型,应用Fluent软件进行了一个供暖季的埋管取热仿真模拟,研究深埋管换热器延米换热量变化规律。得出以下结论:埋管位置越深延米换热量越大;同一埋管在不同取热量下,与整根埋管平均延米换热量数值相同的延米换热量的对应位置大致处于同一深度,且该处以上埋深和以下埋深的延米换热量随运行时间的变化规律相反;埋管取热量按一定比值增大,对应埋管各深处的延米换热量也随之按该比例增加。该研究成果可为深埋管技术的研究及应用提供帮助。

绍兴某山地现场热响应试验研究

热物性参数是地源热泵系统地埋管换热器设计的关键参数。采用自行研制的岩土热物性参数测试仪,于地处夏热冬冷地区的绍兴某山地开展单U和双U测试井现场热响应试验,使用线热源模型对数据进行分析,获得工程所在山地单U测试井的岩土导热系数为2. 27 W/(m·K),钻井热阻为0. 123 (m·K)/W,排热工况下单位延米换热量为86. 39 W/m,双U测试井的岩土导热系数为3. 31 W/(m·K),钻井热阻为0. 119 (m·K)/W,单位延米换热量为106. 72 W/m,为该地区地源热泵系统的设计及施工提供了依据。

岩土热物性集总热阻计量模型及其求解体系

由于地埋管周围岩土体状况的复杂性及由此导致的回归分析时统计性误差影响等原因,根据现有岩土热物性传热模型及热响应试验不能精确求解岩土热物性。探讨了消除解释变量性质影响的岩土集总热阻分析方法,并通过计量学误差分析体系进一步建立了岩土集总热阻计量模型,摆脱了相关不确定扰动的复杂影响,将这一传热问题转变为热工计量分析问题,根据逐时集总热阻即可计算出在各种进出口温度及初始土壤温度条件下的逐时单位管长换热量。以多个工程实测结果验证了该模型及其求解体系的有效性。

换热器中熵产数和■效率的计算与分析

本文建立了换热器的熵产数、单位有效度的熵产数、效率与其各自影响因素间的函数关系。对其变化规律和形成这些规律的原因进行了全面系统的研究。研究结果有较广泛的适用性。

燃气锅炉烟气余热深度回收利用的分析研究

通过常规烟气板式换热器可回收部分烟气余热,利用烟气板式换热器配套吸收式热泵机组进行烟气余热深度回收,可提高天然气能源综合利用率10%以上,节能减排的潜力巨大。

中深层地埋管换热器变延米传热模型研究

中深层地埋管换热器热泵供热技术已逐渐成为我国双碳目标下北方清洁供热可选方案之一,建立中深层地埋管换热器解析解传热模型是推广及应用这一技术的关键。文章基于无限长线热源模型,针对中深层地埋管外岩土的传热过程提出了改进的瞬时热阻;取消了孔壁温度均匀的假设,建立了由钻孔内循环液至远端岩土的整个传热过程的传热一体化模型;利用温度叠加原理及拉普拉斯变换法获得了变延米换热量条件下流体温度解析解。通过对比验证发现模型具有较高的精度,并基于该模型,分析了钻孔深度、地温梯度、岩土导热系数以及循环液流量对地埋管换热器最大换热功率以及出口水温的影响。

200MW机组高压加热器投入率偏低的原因分析及改进措施

对韶关发电厂200 MW机组高压加热器(高加)投入率偏低的原因进行了分析,认为高加投入不当,注水速度太快,投入不及时,焊接质量差,管壁积垢热阻增加等是主要原因。提出了提高高加投入率的改进措施,实行后取得了较好效果。

新建联合厂房地源热泵系统设计简介

介绍了位于上海市青浦区某新建联合厂房地源热泵系统的设计情况,重点探讨了在地源热泵系统设计中所常见的地源侧换热量实测与理论计算问题以及关于地下热平衡的系统型式选择问题。