直流锅炉炉水冷壁

tb 50C
苏尔寿型
拉姆辛型
本生型
四 现代直流锅炉蒸发受热 面的主要型式
1 一次垂直上升管屏(UP锅炉) 该型式锅炉的压力既适用于亚临界,又适 用于超临界. 2 炉膛下部多次上升,上部一次上升管屏 (FW型) 该型式适合于300~600MW容量机组, 且不适宜滑压运行（中间有联箱）. 3 螺旋式水冷壁管屏 该型式特别适用于滑压运行
(一) 超临界压力水蒸气的比容、比热和焓 1．比容
2．比热
3.焓
4．超临界压力水蒸气的其它特性
(二) 亚临界、超临界压力下的水动力特性 1．亚临界和超临界压力下的流动稳定性 2．直流锅炉蒸发受热面的流体脉动 3．直流锅炉蒸发受热面的热偏差
蒸发受热面安全工作问题 • 安全工作条件 (1) 管壁温度 t b 小于 材料允许温度. (2) 相邻管壁温度差 tb < 50 C 影响安全工作的因素 保证蒸发受热面安全工作原则 (1)减小管壁温度 t b (2)减小相邻管壁温度差 tb
炉膛水冷壁：
• 下部螺旋盘绕上升
从水冷壁进口到折焰 角下一定距离（标高 52608.9 mm）处。
• 上部垂直上升 • 均为膜式结构 • 两者间由过渡水冷壁 转换连接。
第二节 超临界参数的基本特性
(一) 超临界压力水蒸气的比容、比热和焓
(二) 亚临界、超临界压力下的水动力特性 (三) 超临界压力下的传热特性 (四) 超临界压力下的汽水工况
w 工质在受热管中的质量流速 双相流摩擦阻力校正系数
q i
L i 1 1 2d r
受热面平均热负荷 进口处工质欠焓
L2 q C 2 1 d r
2. 安全工作影响因素和解决办法 1)提高 w . 2)加节流圈. 3)工质入口欠焓i 167.5 kJ kg 4)减小管屏焓增. 三. 早期直流锅炉蒸发受热面的形式 1 本生型 : 蒸发受热面型式为多次垂直上升管屏 2 苏尔寿型: 蒸发受热面型式为多行程迂回管屏 3 拉姆辛型: 蒸发受热面型式为水平围绕管屏
4 )脉动的消除
增大
w
提高进口压力 增大热水段阻力－采用节流圈 降低蒸发点的热负荷和热偏差
防止脉动性燃烧
给水泵特性
3. 超临界压力下水冷壁管内传热
• 类膜态沸腾：由于管子内壁面附近的流体粘度、比热、 导温系数、密度等物性参数发生显著变化引起的。（流 体边界层的层流化；紊流边界层流化） • 传热恶化发生在管子入口处和大比热区 对于直流锅炉，不可能避免传热恶化，只有采取推迟和抑 制。主要方法： 1）使用好材料 2）采用内螺纹管，螺旋式导流器（扰流子）
（1）工质进口欠焓。当
i =0
时，不会出现多值性。因为 当没有热 水段时，蒸发段长 度不会发生变化，蒸发量不 w 随 p 增加而单 会变化。
调上升。 i 愈大，水动力多
值性愈明显。水动力多值性 不会发生在只有蒸发段的管 屏上。
（2）压力 p 。发生水动力
多值性的最根本的原因是
汽水密度不同当 时，（
水动力特性曲线
在此图中，1，3 线为单值特性曲线
p
1
2
线为多值特性曲线。
但在实际中会出现那种图形， 取决于特性方程式中，A,B,C这三个
3
2
参数的取值。
如果出现曲线2所示图形，就表 在一个压差下，对应有2~3个流量，
c
a
w1 w2
b
w3
即水动力成多值性。
w
2) 水动力特性单值条件 对特性方程式求导得
流圈阻力特性；3－加节流圈后 Fra bibliotek水动力特性2 蒸发受热面的脉动现象
1).定义：在管屏两端压差相同，当给水量和流出量基本
不变的情况下，管屏里管子流量随时间作周期性波动 的现象，叫脉动现象。
2).脉动种类

管间脉动
管屏脉动 整体脉动
3) 产生脉动的原因 1）压力峰的形成
2）压力的下降 3）压力峰重新形成
直流锅炉的水冷壁
第一节 作用和结构形式
一、水冷壁的工作特点与作用
• • • • • 强化传热，减少金属耗量 保护炉墙 防止结渣 悬吊炉墙 蒸发受热面
一
直流锅炉结构特点
1）蒸发受热面布置自由 2）没有汽包，主要是外置式过渡区和汽水分离器 3）有启动旁路系统
二 对蒸发受热面的基本要求 1 原则
1) 2) 3) 4) 管子不被烧坏 能解决膨胀问题 蒸发受热面能够制造出来 制造,安装方便
（7）工质大比热特性。当工质处于大比热区范 围内，且吸热量同时增大时，比容发生剧烈变 化，引起工质的膨涨急剧增大，容易发生水动 力不稳定现象。
5) 解决水动力稳定性的方法
（1）减小 i 。 （2）增加热水段阻力—采用节流圈。 （3）提高启动压力 p 。 （4）减小热偏差。 （5）提高质量流速 w 。 （6）控制下辐射区水冷壁出口温度。
p
w
p
）下降，
增加
因此水动力特性趋向稳定。
（3）热负荷Q 。Q增加，使
性趋向稳定。
Lrs 长度减小，如果没有热水
段，一定不出现多值性，故热水段长度减小，水动力特 （ 4 ）热水段阻力。增加热水段阻力，可以使水动力特性 稳定。蒸发段阻力变小对 p 影响小 ，趋于稳定。
（5）质量流速。质量流速越低，工质流量分配 越不均匀，越容易发生水动力多值性。 （6）重位压头。影响水平管水动力特性的因素 同样也影响着垂直管屏，垂直管屏水动力稳定 性要求更高。
7.46r i , kJ kg 进口处工质欠焓 1
3 )水动力多值性产生的原因
从特性曲线可以看出，曲线2有一下降段ab,即当 w 增加时，Lrs 增加，
影响比 w 增加的影响大。
Lzf
减小 ， D 减小 ， X 减小 ， X 减小的
4) 影响因素
• •
1 水动力特性不稳定性
（一）水平管圈水动力特性 水动力特性是指在一定热负荷情况下，管屏压 差与流量的关系。 1) 特性方程式
p A( w)3 B( w) 2 C ( w), Pa 其中 A B
i 8q
1 i 1 1 2 r