锅炉原理 第9章 自然循环原理与计算.ppt

第九章 自然循环原理及计算;第一节 自然循环原理与基本概念;栈树山难肌耸凄锹躲燎鹿欲碱承呛愈墙寄痞磕虎坡件遍赫盒砌亦库软浮榨锅炉原理 第9章 自然循环原理与计算锅炉原理 第9章 自然循环原理与计算;下降管侧 上升管侧 ;自然循环的实质：由重位压差造成的循环推动力克服上升系统和下降系统的流动阻力，推动工质在循环回路中流动。即由于水冷壁管吸热，使水的密度?xj改变成为汽水混合物的密度?hu，并在高度为H的回路中形成了重位压差。 回路高度越高，且工质密度差越大，形成的循环推动力越大。 工质密度差不仅与压力有关，而且与水冷壁管吸热强度有关。在正常循环情况下，吸热越多，密度差越大，工质循环流动速度越高；而压力越高，汽、水的密度差降低，工质循环流动速度越低。 ;二 自然循环的基本概念 ;名义循环倍率K0：按锅筒引出的饱和蒸汽量计算的循环倍率 ;凝汽率与锅炉压力和负荷有关 一台容量为1025 T/H的亚临界参数锅炉，最大凝汽量达到290t/h之多，锅筒水室中存在的凝汽过程，使得MCR负荷时水冷壁中实际的蒸发量比名义蒸发量大6.8％，水冷壁中的质量含汽率由0.24增大到0.31，由此引起循环系统的实际循环倍率小于名义循环倍率。 国内的推荐数据：当p=18.6MPa时， xnq =0.042。 ;第二节 自然循环锅炉水冷壁的安全运行;停滞;二 蒸发管内的停滞、倒流和膜态沸腾 ;村液镜溪鸡瞪桃士辖海捌苦淋最磷逗承鹤甸坤伟沸仙竹被摈析变匠唁锅叔锅炉原理 第9章 自然循环原理与计算锅炉原理 第9章 自然循环原理与计算; 从循环特性，停滞现象：循环流速w0→0，但w0 ≠0；即循环流量G=D，但G≠0；停滞管的压差等于下降管的压差，即Ytz=Yxj，但停滞管的流动阻力?ptz→0。 后果：汽泡聚集弯头和焊缝处，并可能形成大汽泡，造成蒸汽塞，管子局部就会过热超温。当存在自由水面时，管子上半部是汽，下半部是水。管子上部就会过热超温； 自由水面：进入上升管的循环流量微小，以至在管子微弱吸热后被蒸发成汽泡。 后果：当自由水面的位置波动时，还会引起管子的疲劳应力 水循环停滞导致水冷壁管传热恶化；主要发生在受热弱的管子上。 ; 由于受热不均，有的管中工质向上流，有的管中工质向下流。工质向下流的管子就叫“倒流管”。倒流现象：本来应该是工质向上流的上升管，变成了工质向下流的下降管。 倒流现象的本质：倒流管的压差大于同一片管屏或同一回路的平均压差，即Ydl＞Yhl。从而迫使工质向下流动。;在倒流管中，水向下运动，而汽泡由于受到浮力向上运动。 当倒流速度较慢且等于汽泡向上运动的速度时，向下流的水带不走汽泡，造成汽泡不上不下的状态，引起汽塞，发生传热恶化，以至使管子出现局部过热超温。 当管内工质倒流速度很快时，管子仍能得到良好冷却，不出现局部超温。当汽水混合物引出管从汽包汽空间引入时，不会出现倒流。 当水冷壁受热不均比较严重时，受热最差的管子有时可能出现停滞，有时可能出现倒流，所以同一根管子出现停滞和倒流以及向上流动的机会并不是固定的，而是随管外吸热状态和管内工质密度的变化而变化的。;核态沸腾：水冷壁管受热时，在管子内壁面上开始蒸发，形成许多小汽泡。如果此时管外的热负荷不大，小汽泡可以及时地被管子中心水流带走，并受到“趋中效应”的作用力，向管子中心转移，而管中心的水不断地向壁面补充。 膜态沸腾：如果管外的热负荷很高，汽泡生成的速度大于汽泡脱离壁面的速度，汽泡就会在管子内壁面上聚集起来，形成蒸汽膜，将管子中心的水与管壁隔开，使管子壁面得不到水膜的直接冷却，导致管壁超温。也称为第一类传热恶化。 过渡沸腾：由核态沸腾向膜态沸腾开始转变的过程; 膜态沸腾一般发生在亚临界参数锅炉水冷壁管内。这是因为水的汽化潜热随着压力提高而大幅度减小，使得亚临界参数下在水冷壁管内壁面附近流体边界层中的水更容易汽化，即容易形成更多的汽化核心，因而产生膜态沸腾的机会相应增加。 膜态沸腾的产生取决于水冷壁管外的热负荷、管内工质的质量含汽率、管内的质量流速、工质压力、管径等多种因素。但主要取决于水冷壁的热负荷与质量含汽率。 运行和试验证明，尽管亚临界参数锅炉水冷壁管出口汽水混合物的质量含汽率一般只达到0.3~0.4，但发生传热恶化的可能性较大。 采用内螺纹管水冷壁可抑制膜态沸腾;第三节 汽水两相流的流型及传热 ;泡状流：在连续的液相中,分散散存在着小汽泡。 弹状流：泡状流中，汽泡浓度增大时，受趋中效应的作用，小汽泡聚合成大汽泡，直径逐渐增大。汽泡直径接近于管子内径时，形成弹状流。 环状流：由于汽弹的内压力增大，当汽弹的内压力大于汽泡的表面张力时，汽