PDF《水冷壁水动力特性计算》

2 流量分配计算模型 文中将亚临界塔式直流锅炉水冷壁等效为流动 网 络系统( 图4) , 通过直接求解回路动量和节点质

6 2 热力发电2015年 h t t p : ∥w ww. r l f d . c o m. c n h t t p : ∥ r l f d . p e r i o d i c a l s . n e t . c n 图4 流动网络系统示意 F i g .

4 S c h e m a t i cd i a g r a mo f t h e f l o wn e t w o r ks y s t e m 量守恒方程组的方法求解流量和压力. 选取第7 7号连接管, 其余管子遵守的动量守恒 方程与其规律相同.7 7号连接管遵守的动量方程 为: 0=p o u t -x(

1 0

6 ) -Φ[ x(

7 7 ) ] (

1 ) 式中: p o u t为省煤器出口集箱压力, P a ;

x(

1 0 6) 为1

0 6 号节点的压力, P a ;

x(

7 7 ) 为第7 7号连接管单管流 量, k g / s ;

Ф[ x(

7 7 ) ] 为第7 7号连接管压降, P a . 选取第1

0 6号节点, 其余节点遵守的质量守恒 方程与其规律相同.1

0 6号节点遵守的质量守恒方 程为: 0= ∑

8 5 i =7

8 [ x( i ) *2 ] -x(

7 7 ) (

2 ) 式中: x(

7 7 ) 为第7 7号连接管单管流量, k g / s ;

x( i ) 为第7 8―8 5号连接管单管流量, k g / s .由第1

0 6号 节点流出的连接管为7 8―8 5号回路, 其中每个回路 由2根管子组成. 能量方程用于计算水冷壁各划分管段的出口焓 值: h o i , n =h i i , n + q i , n s l i , n x i , n (

3 ) 式中: h 为焓值, J / k g ;

q为热负荷, W / m

2 ;

s为节距, m;

x 为流量, k g / s ;

上标 o 、 i 分别代表管段出口、 进口;

下标 i , n 代表第i回路第n 管段;

l i , n 为第i 回路第n 管段的长度, m. 锅炉水冷壁一般由集箱、 引入管、 回路、 引出管、 弯头、 节流孔圈等组成, 其流动规律均可归入节点质 量守恒方程和回路、 引入管、 引出管动量守恒方程. 元宝 山电厂2号机组锅炉整个水冷壁系统包括91个动量守恒方程、

1 3个质量守恒方程, 共1

0 4个 非线性方程.对此进行直接求解[

5 ] , 即可得到各回 路流量分配及节点压力. 2.

3 水冷壁换热模型 对于螺旋光管的换热计算, 由于螺旋管圈的重 力与水流动方向不一致, 因此水在螺旋管圈中的对 流传热与在垂直管中的情况不同.在倾斜沸腾管 中, 由于汽水分层流动, 沿管子周界水膜的厚度不同 ( 尤其是在管子的上、 下母线处水膜的差异最大) , 水 膜沿下母线处逐渐向上母线处减薄, 而且在下母线 处有个蓄液区.因此, 沿管子周界工质的吸热情况 及管壁的冷却程度均有所不同.内壁温度沿管截面 周向的变化总是在顶点( 上母线) 处最高, 底点( 下母 线) 处最低;

传热系数的变化规律与壁温的变化相 反, 在顶点处最小, 底点处最大.故采用螺旋管顶部 传热系数计算管壁整体壁温较安全可行.另外, 在 亚临界压力区, 由于重力的作用, 在倾斜沸腾管中存 在汽水分层的现象, 管子首先在上母线处发生传热 恶化, 然后逐渐移向下母线, 使管子周界壁温存在明 显的差别.下面给出的对流传热系数计算公式均为 倾斜管上母线处的计算公式 2. 3.

1 最小传热系数 倾斜管发生传热恶化后的最小传热系数与垂直 上升管相似, 决定于传热恶化处的局部条件, 根据对 以前实验数据的分析和拟合, 得到最小换热系数的 计算公式为[ 6] : α

2 =0.

0 1

4 λ G d i R eG x+ρ G ρ L ( 1-x) [ ]*1

0 -

6 { } 1.

2 5 * P r 0.

8 5

5 w λ G λ c r ? è ? ? ? ÷ - 0.