自然水循环原理

复杂回路
由一系列回路所组成，各 回路之间相互有联系，公 用其中的某一环节，如有 共同或部分共同的上升管， 或有共同下降管，但锅筒 是各循环回路所共有。
2. 简单回路的水动力基本方程
循环倍率K 循环回路中水流量G与回路中产生的蒸汽 量D之比，即1kg水全部变成蒸汽需在回路中循环多少次
G 1 K D x
Sxj xj gh pxj
O
o
不受热无汽，G↑，单调减
上升管压差
Sss ss gh pss
受热有汽， G↑，单调增 两条曲线必有一交点，为 回路工作点O。
q对上升管压差的影响
S ss gh Z 1 1 x 2 f ( , x) f (q )
（a）并联回路
并联回路：在相同压差下，流量迭加。
（b）串联回路
串联回路： 在相同流量 下，压差迭 加。
（C）有集中下降管的复杂回路
①算绘制各管组Si； ②串联迭加得S1+3-5 和S2+4-6； ③S1+3-5和S2+4-6并联 迭加得Sss； ④Sss与Sxj交点为回 路总工作点A； ⑤从A点反推得各管 组的工作点。
运动压头是循环回路中产生的水循环动力，稳定流动时 克服回路中工质流动的总阻力 。 c.有效压头法
S yx xj ss gh pss pxj
有效压头是循环回路中的部分水循环动力，稳定流动时 克服回路中下降管的流动阻力。
二、 循环回路的压差特性
q和结构一定 下降管压差
Sss Sxj f (G)
回路循环倍率K 应大于界限循环倍率Kjx，对应的质量含汽率X应小于 临界质量含汽率Xlj
界限循环倍率和推荐循环倍率 锅炉压力(MPa) 锅炉蒸发量(t/h) 3.92～5.88 10.2～11.76 13.73～15.69 16.67～18.63 35～240 160～420 400～670 ≥800
压降（阻力）计算
总阻力
p pmc p jb pzw p js
2 l wo 1. 摩擦阻力 pmc 1 x 1 dn 2 1 摩擦阻力系数 2 4 lg 3.7d n / k
摩擦阻力校正系数 Ψ—双相摩擦阻力与按均相模型计算的摩擦阻力之比
自然水循环原理
刘银河 2008.5
一、自然循环回路的水动力基本方程
自然循环的工作原理 下降管中水与上升 管中汽水混合物间的重位压头差 h' h g 使 水在回路中产生环形流动，又称为水循环
1. 循环回路和管屏区段 下降管、上升管、锅筒、集箱 及其他部件所组成。
简单回路：并联的一组（根） 下降管，一组（根）几何结 构尺寸及吸热相同的上升管， 以及其他部件所组成，是独 立的循环系统。
q↑，ρssgh↓，△pss↑， Sss的变化不确定。
q↑，φ 和x都增大，但两者的 增大趋势却有很大的差别 。
2பைடு நூலகம் wo
G一定，改变热负荷
自补偿区
Sss先降后升趋势
q对循环回路工作点的影响—运动压头法
( ) gh 2 w o 2( ) gh S yd Z Z 1 x 1 xjx ss Z xj Z ss 1 1 2
q较低，x较小（K较大）处，当q ↑， x ↑ , ∑Δp↑ ;φ ↑↑，Syd ↑↑， 动力＞阻力，则G0↑。 即当K＞Kjx时，并联回路具有因上升 管q增加而使G0随之增加的能力称为自 然循环回路的自补偿能力。
自补偿区
2 wo
φ x
可避免管壁超温
循环倍率
循环倍率K 衡量锅炉水循环可靠性的指标之一 K过大（x 过小) ，运动压头太小，可能出现循环停滞等水循环故障； K过小（x 过大），将失去自补偿能力，造成管壁超温 界限循环倍率Kjx 对应自然循环失去自补偿能力（最高循环流速） 时 的循环倍率
2. 复杂回路的工作点
复杂回路：各管组的吸热量、结构特性、联结方式不同。每个 管组有各自的特性曲线和工作点，整个复杂回路有一总工作 点。
步骤:
①分别计算,作出各管组的压差特性曲线Si； ②寻找共同部分，合成各曲线得总Sxj和Sss曲线，交点为回路 总工作点； ③反推求各管组的工作点。 合成方法： 串联回路：在相同流量下，压差迭加。 并联回路：在相同压差下，流量迭加。
界限循环倍率Kjx
推荐循环倍率
10
15～25
5
7～15
3
4 ～8
>2.5
4 ～6
三、循环回路的工作点
1. 简单循环回路工作点确定的图解法 ①假定几个G (或w) 值； ②分别计算出相应的Sss 和Sxj，将这几个压差值 连接起来得到Sss和Sxj的 特性曲线。 ③两曲线的交点A即为简 单回路工作点，对应的G0 和S0即为工作点的循环流 量和压差。
2. 局部阻力 p jb jb
2 wo
1 x jb 1 2
●稳定流动 ●以下集箱A-A为分析面
pgt
压差平衡方程(取向下为正)
ss gh pss xj gh pxj
上升管压差 Sss ss gh pss 下降管压差 Sxj xj gh pxj
A A
a. 压差法
b.运动压头法
Sss Sxj
S yd xj ss gh pss pxj p
自然循环水动力计算
• 目的：确定合理的最佳回路结构，校核锅炉受热 面的工作可靠性，提出提高可靠性的措施。 内容和原则： ①确定循环流量或流速，循环倍率，压差，可靠性 指标； ②计算时按平均参数计算，并对条件最差管子进行 校验； ③只对锅炉额定参数进行计算； ④ 对结构特性和受热状况基本相同的回路，可选其 中一个回路进行计算。