第九章、自然循环原理及计算详解.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 4、局部阻力 * * 三、汽液两相流体流动的分流模型 蒸发管内的流型主要表现为泡状流、环状流。这种流型的特征是在管子壁面处形成环状水膜，蒸发产生的蒸汽集中在管子中心处，如图12-8所示。 设：水的流通断面为Ｆ＇，蒸汽的流通断面为Ｆ〃，管段的高度为△H，水的真实流速为ω＇，汽的真实流速为ω〃，则汽水的相对速度为△ω＝ω〃－ω＇。图12-8中表示的即为汽液两相流动的分流模型，模型比较接近管内的真实流动情况。 所谓汽液两相流动的分流模型是：①管内的汽水混合物是分开流动的，汽在管子中央流动，水贴近壁面流动；②汽和水之间有相对速度。由此导出的汽液两相流动参数可视为接近真实的参数。 * * * * 第四节、水循环的可靠性指标及计算方法 一、影响水冷壁安全运行的主要因素 影响水冷壁安全运行的因素很多。诸如：水质不良导致的水冷壁管内结垢与腐蚀，水冷壁受热偏差或管内流动阻力的影响，导致个别或部分管子出现循环流动的停滞或倒流；水冷壁热负荷过大导致的管子内壁面附近出现膜态沸腾；汽包水位过低引起水冷壁中循环流量不足，甚至发生更为严重的“干锅”；燃烧产生的腐蚀性气体对金属管子外壁面的高温腐蚀；结渣和积灰导致的对金属管壁的侵蚀；煤粉气流或含灰气流对金属管壁的磨损。 循环流动的停滞、倒流或膜态沸腾一般导致管子金属内壁面上的连续水膜被破坏，本章主要叙述与水循环特性有关的停滞、倒流和膜态沸腾。 二、自然循环工作的可靠性指标 设进入上升管的流量为Ｇ，水冷壁的实际蒸发量为Ｄ，从汽包引出的蒸汽流量为Ｄo，水冷壁的流通截面为Ｆ，则用于描写自然循环的几个主要概念是： * * 1、质量流速ρω定义为：单位时间内流经单位流通截面的工质质量，称为质量流速。 2、循环流速ωo定义为：在饱和水状态下进入上升管入口的水的流速。即 3、质量含汽率χ定义为：上升管中蒸汽所占循环流量的份额。或汽水混合物中蒸汽所占的份额。即 4、循环倍率Ｋ定义为：循环回路中,进入上升管的循环水量G与上升管出口蒸汽量之比。 5、名义循环倍率Ｋo定义为：按汽包引出的饱和蒸汽量计算的循环倍率。 * * 6、汽包水室凝汽量△Ｄ：在汽包水室中被凝结的蒸汽量就称为汽包水室凝汽量，记作△Ｄ。由于凝汽量的存在，水冷壁中的质量含汽率应按实际蒸发量计算。凝汽量与循环流量的比值被称为凝汽率χnq。 　　　　　　　　χnq＝△Ｄ/Ｇ △Ｄ＝Ｄ－Ｄo 凝汽率与锅炉压力和负荷有关。 7、自补偿能力和界限含汽率 自然循环的一个重要特性是吸热较多的管子中，工质循环流量自动增加，循环流速会自动提高，循环安全性越高，这就是自然循环特有的自补偿特性。 发生自然循环锅炉失去自补偿能力时的质量含汽率称为界限质量含汽率xjx,对应的循环倍率称为界限循环倍率Kjx 。自然循环锅炉x＜xjx，K＞Kjx。 * * w0 X Xjx(Kjx) * * 三、简单回路和回路区段的划分 1、简单回路 一根下降管与一个水冷壁管屏连接而成的回路称为简单回路。简单回路也可以是由一组结构基本相同的下降管与一组结构、位置、流动方向和热负荷都基本相同的水冷壁管屏连接而成的回路。 2、上升管区段的划分 水循环计算时，需要从水冷壁下联箱为起点，对上升管进行区段划分，如图12-9。通常将上升管划分为： （1）热水段：进入的水由于静压升高和省煤器出口水不饱和而不能立刻开始沸腾，因而需要确定沸腾点。在沸腾点之前，上升管内为单相水。 （2）含汽段：含汽段是上升管的主要区段，在含汽段，管内汽水混合物的密度大小或密度分布变化较大，一般应根据吸热强度或管子直径、管子倾斜度将含汽段分成若干段分别计算。 * * * * * * （3）热后段：此区段的上升管不吸热，管内汽水混合物的密度不变。当管内汽水混合物引入汽包顶部时，汽水导管将超过汽包水位面高度，此段称为超高段。 四、水循环特性曲线和循环回路的工作点 根据水冷壁吸热方程分别求解上升系统和下降系统的压差方程和流量方程，上升系统和下降系统的总压差曲线交点就是水循环回路的工作点。 1、简单回路的特性曲线图解法（压差法） 如图12-11