超超临界锅炉垂直管圈水冷壁水动力特性对金属壁温的影响

发布时间：2021-04-26 14:35

　　随着超超临界机组容量的增大,锅炉在运行过程中暴露的问题也越来越多。因锅炉受热面水动力特性不良引起的水冷壁金属超温现象时有发生,长期的壁温波动还会使得水冷壁出现横向裂纹,导致水冷壁泄漏,严重危害锅炉的安全有效运行。锅炉蒸发区的水动力特性对炉膛水冷壁的安全性有重要影响,本文针对超超临界锅炉垂直管圈水冷壁的横向裂纹问题,重点研究水动力特性对金属壁温的影响。研究中以某660MW超超临界直流锅炉为对象,首先依据水冷壁系统结构特征,划分水冷壁流动网络,同时确定合适的水动力计算方法,建立超临界压力下单相流体阻力计算模型、炉膛热负荷计算模型以及金属壁温计算模型,编制了完整的计算程序。其中,热负荷模型是根据现场壁温测点数据,通过计算各管屏流量分配和热量分配得到的。然后,在验证热负荷模型正确性的基础上,着重对目前该锅炉下炉膛水冷壁在BMCR工况下的运行特征进行了分析,包括水冷壁管内流量分布、炉膛热负荷分布、水冷壁管出口温度分布和工质相变点高度分布以及这些分布与节流圈孔径大小的关系。其后,利用模型计算了下炉膛水冷壁在不同运行工况、进口流量、进口温度、进口压力条件下的金属壁温分布、金属壁温变化量、相变点高度分... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 超超临界锅炉水冷壁形式
        1.2.2 水动力特性研究现状
        1.2.3 水冷壁横向裂纹研究现状
    1.3 论文的主要研究内容
第二章 锅炉水动力计算方法
    2.1 水冷壁系统组成及结构特征
        2.1.1 汽水流程
        2.1.2 炉膛燃烧方式
        2.1.3 水冷壁形式
        2.1.4 节流圈的布置
    2.2 单相流体阻力计算模型
        2.2.1 阻力压降计算方法
        2.2.2 阻力压降计算流程
    2.3 炉膛热负荷分布计算模型
        2.3.1 沿炉膛高度方向的热负荷模型
        2.3.2 沿炉膛宽度方向的热负荷模型
    2.4 水冷壁管金属壁温计算
        2.4.1 水冷壁管内换热系数的确定
        2.4.2 金属壁温计算方法
        2.4.3 金属壁温计算流程
    2.5 水冷壁管内工质相变点高度的计算
    2.6 本章小结
第三章 水冷壁水动力计算结果及其特性分析
    3.1 水动力计算程序
        3.1.1 计算模块
        3.1.2 计算流程
    3.2 热负荷模型的正确性分析
        3.2.1 建模工况的计算值与设计值对比
        3.2.2 校核工况的计算值与测量值对比
    3.3 下炉膛水冷壁运行特征分析
        3.3.1 水冷壁管内流量分布
        3.3.2 炉膛热负荷分布
        3.3.3 水冷壁管出口温度分布
        3.3.4 工质相变点高度分布
    3.4 水冷壁管金属壁温特性及工质相变点高度特性分析
        3.4.1 运行工况变化的影响
        3.4.2 进口流量变化的影响
        3.4.3 进口温度变化的影响
        3.4.4 进口压力变化的影响
    3.5 本章小结
第四章 水冷壁管及鳍片金属温度数值模拟
    4.1 数值计算模型
        4.1.1 几何模型的建立
        4.1.2 网格模型的划分
        4.1.3 计算条件的设置
    4.2 BMCR工况下金属温度分布
        4.2.1 整体温度分布
        4.2.2 正常区域温度分布
        4.2.3 异形区域温度分布
    4.3 变工况运行对金属温度分布的影响分析
        4.3.1 正常区域温度变化
        4.3.2 异形区域最高温度
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 研究结论
    5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]1000MW垂直管圈超超临界锅炉水冷壁工质相变转换对金属壁温影响的试验研究[J]. 汪华剑,周虹光,王洋,李斌,梁学东,王诚斌,时标.  锅炉技术. 2017(06)
[2]超临界锅炉水冷壁横向裂纹形成原因分析[J]. 张兴豪,汪华剑,白鹏,严响林,曹海涛.  铸造技术. 2016(01)
[3]塔式锅炉炉膛热负荷分布的研究[J]. 贾培英,崔成云.  锅炉制造. 2015(04)
[4]国产1000MW超超临界机组水冷壁管典型横向裂纹分析[J]. 殷尊,蔡晖,侯召堂,张红军,刘鸿国.  材料科学与工程学报. 2015(03)
[5]超临界压力W火焰锅炉炉膛水冷壁热负荷分布的试验研究[J]. 杨勇,俞谷颖,陈端雨,周文台,杨耀,王璞,李剑平.  动力工程学报. 2015(06)
[6]低NOx燃烧锅炉水冷壁腐蚀及其防治[J]. 许尧,盛昌栋.  江苏电机工程. 2015(01)
[7]超超临界锅炉内螺纹管垂直上升水冷壁横向裂纹原因分析及治理[J]. 张家维,张忠华,张振杰,宋大勇,苏东,冷杰.  东北电力技术. 2013(10)
[8]超超临界锅炉垂直水冷壁水动力特性[J]. 王为术,赵鹏飞,陈刚,毕勤成,顾红芳.  化工学报. 2013(09)
[9]1000MW塔式直流锅炉炉膛水冷壁管壁温度和热负荷分布的试验研究[J]. 陈端雨,范诚豪,杨勇,张富祥,朱才广.  动力工程学报. 2013(05)
[10]电站锅炉水动力研究[J]. 俞谷颖,朱才广.  动力工程学报. 2011(08)

博士论文
[1]基于管网计算理论的通用锅炉水动力计算系统的研究与应用[D]. 谢金芳.浙江大学 2011

硕士论文
[1]600MW超临界直流锅炉水冷壁水动力特性研究[D]. 郭会军.华北水利水电大学 2015
[2]超临界直流锅炉水冷壁水动力特性研究[D]. 刘艳艳.山东大学 2014
[3]国产超超临界垂直管圈水冷壁锅炉下水冷壁横向裂纹成因分析及综合治理[D]. 张家维.东北大学 2013
[4]超临界直流锅炉水冷壁水动力特性研究[D]. 周冬.华北电力大学（河北） 2006



本文编号：3161583