曲臂式汽水分离器性能的水滴粒径敏感性分析

1

作者 杨雪龙 朱陈兵 +1 位作者 邹道杭 牟介刚 《核科学与工程》 北大核心 2025年第2期248-255,共8页

采用计算流体动力学(CFD)技术分析了水滴粒径对CANDU6堆蒸汽发生器用曲臂式汽水分离器性能的影响,并与旋叶式分离器进行对比分析。粒径在1~400μm选取,计算域考虑了外围空间的影响;通过分析两相体积分数、湍动能和速度分布等流动参数探... 采用计算流体动力学(CFD)技术分析了水滴粒径对CANDU6堆蒸汽发生器用曲臂式汽水分离器性能的影响,并与旋叶式分离器进行对比分析。粒径在1~400μm选取,计算域考虑了外围空间的影响;通过分析两相体积分数、湍动能和速度分布等流动参数探究了水滴粒径对分离器性能的影响机制。结果表明:随着水滴粒径增大,曲臂式分离器分离效率呈“S”形增长趋势,而压损整体则先缓慢后迅速下降;对分离效率产生影响的粒径范围为大于5μm,而对压损产生影响的粒径范围为大于25μm;所选旋叶式分离器和曲臂式分离器内蒸汽速度最大值分别约19 m/s和10 m/s,湍动能最大值分别约16 m^(2)/s^(2)和4 m^(2)/s^(2),使得整体上旋叶式分离器的分离能力较大,而曲臂式分离器阻力较小。 展开更多

关键词 汽水分离器 蒸汽发生器 粒径 CFD CANDU6

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堵塞沉积对波形板汽水分离器运行特性的影响规律及机理 被引量：1

2

作者 买丹婕 赵富龙 +2 位作者 刘庆祝 田瑞峰 谭思超 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期982-988,共7页

在核电厂装置运行的热态工况下,波形板汽水分离器内高温高压且湿度较大,易出现腐蚀现象,产生沉积物并影响汽水分离性能。为研究沉积堵塞现象对波形板汽水分离器运行特性的影响机理,本文运用CFD软件对不同堵塞程度的波形板建立了经过合... 在核电厂装置运行的热态工况下,波形板汽水分离器内高温高压且湿度较大,易出现腐蚀现象,产生沉积物并影响汽水分离性能。为研究沉积堵塞现象对波形板汽水分离器运行特性的影响机理,本文运用CFD软件对不同堵塞程度的波形板建立了经过合理简化的二维模型,在不同热态工况下对波形板分离器开展数值计算与分析,得到了堵塞程度对波形板运行特性的影响规律和作用机理。结果表明:堵塞沉积的波形板压降和分离效率随工况的变化趋势均与未堵塞时较为相似;沉积物使实际流通截面变小,从而使波形板的压降增大,且压降增幅随堵塞程度增大而增大;沉积物明显影响了液滴的碰撞分离过程,使分离效率降低;在疏水钩未失效前,波形板分离效率的降幅随堵塞程度增大而增大;在压降、效率增幅方面,沉积物在低流速工况下的影响程度更大。研究结果为波形板的沉积堵塞研究及其运行和设计提供了一定的理论支撑和科学依据。 展开更多

关键词 波形板汽水分离器 堵塞沉积 分离效率 汽水分离 运行特性

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水滴粒径对旋叶式汽水分离器性能的影响 被引量：9

3

作者 杨雪龙 王永 +2 位作者 冯靖 王伟 王先元 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2200-2205,共6页

采用计算流体动力学技术计算分析了水滴粒径对旋叶式汽水分离器性能及其内部流动细节的影响。采用Euler双流体模型结合均值粒径方法计算了分离器内两相流动，粒径选取范围为0.1～150μm ；通过分析流场细节揭示了粒径与分离器性能的内... 采用计算流体动力学技术计算分析了水滴粒径对旋叶式汽水分离器性能及其内部流动细节的影响。采用Euler双流体模型结合均值粒径方法计算了分离器内两相流动，粒径选取范围为0.1～150μm ；通过分析流场细节揭示了粒径与分离器性能的内在关系。结果表明：随粒径的增大，压损呈先升后降趋势，分离效率呈“S”型增大趋势；对分离效率产生影响的粒径范围为5～150μm ，而对压损产生影响的粒径范围为大于5μm ；与试验值相比，计算所得压损相对偏差均在4.8％以内，且选用合适的粒径能获得较为准确的分离效率和出口湿度，表明本文计算方案较为可靠；蒸汽流量分配比和水分返流比均随粒径的增大而减小，而返流水分占出水总量的比例较高，可达48％，因此计算中必须加以考虑，建议计算域中加入外围空间。 展开更多

关键词 汽水分离器 水滴 多相流 水滴粒径 蒸汽发生器

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旋叶汽水分离器试验和数值模拟研究 被引量：11

4

作者 李亚洲 熊珍琴 +3 位作者 路铭超 程旭 姚彦贵 祖洪彪 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期43-48,共6页

针对旋叶汽水分离器的缩比模型展开空气-水冷态试验性能分析和数值模拟研究。试验表明:分离效率主要受水流量的影响,随水流量的增大呈逐渐上升的趋势,当水流量增大到0.3m3/h后增加趋势逐渐减缓进而出现下降的趋势。压降对空气流量变化敏... 针对旋叶汽水分离器的缩比模型展开空气-水冷态试验性能分析和数值模拟研究。试验表明:分离效率主要受水流量的影响,随水流量的增大呈逐渐上升的趋势,当水流量增大到0.3m3/h后增加趋势逐渐减缓进而出现下降的趋势。压降对空气流量变化敏感,随空气流量的增大显著上升。进一步建立旋叶分离器CFD数值分析模型,采用欧拉两流体模型,气相为连续相,液相为离散相,并使用雷诺应力RSM方法求解湍流应力。计算分析了液滴粒径对分离特性的影响,结果表明,液滴粒径分布对分离效率有显著影响,微小粒径液滴的存在显著降低了气液分离效率。 展开更多

关键词 旋叶汽水分离器 分离效率 空气-水试验 数值模拟

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超临界锅炉启动汽水分离器应力分析及数值模拟 被引量：9

5

作者 刘彤 史飞 +1 位作者 孙保民 黄其励 《动力工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期868-871,共4页

对超临界锅炉汽水分离器变工况下的应力场进行了分析计算,探讨了在高温高压条件下蠕变变形与应力间的关系,以及存在弹性变形、塑性变形和蠕变变形时应力的计算,并使用ANASYS对某超临界锅炉汽水分离器进行了数值模拟。结果表明:在结构不... 对超临界锅炉汽水分离器变工况下的应力场进行了分析计算,探讨了在高温高压条件下蠕变变形与应力间的关系,以及存在弹性变形、塑性变形和蠕变变形时应力的计算,并使用ANASYS对某超临界锅炉汽水分离器进行了数值模拟。结果表明:在结构不连续处,即汽水分离器入口附近,局部应力最大;在机组启动初始阶段,此处的应力幅很大;而在稳定运行时,此处的应力绝对值很大,但震荡幅度很小。 展开更多

关键词 能源与动力工程 锅炉 汽水分离器 蠕变 棘轮现象 数值模拟

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超超临界1000MW机组锅炉汽水分离器冷态启动安全性分析 被引量：6

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作者 余岳溪 廖宏楷 +2 位作者 吴超伟 周懿 钟崴 《热力发电》 CAS 北大核心 2015年第2期58-63,共6页

汽水分离器是超超临界机组锅炉中最为重要的厚壁承压元件,定量分析其在各种运行工况下的安全性对于火电机组的安全和优化运行至关重要。对某超超临界1 000 MW机组锅炉汽水分离器在冷态启动过程中的应力场、温度场进行数值模拟计算,在此... 汽水分离器是超超临界机组锅炉中最为重要的厚壁承压元件,定量分析其在各种运行工况下的安全性对于火电机组的安全和优化运行至关重要。对某超超临界1 000 MW机组锅炉汽水分离器在冷态启动过程中的应力场、温度场进行数值模拟计算,在此基础上研究了汽水分离器的热应力、机械应力以及两者矢量叠加的总应力的变化规律,进而使用基于弹性分析的疲劳-蠕变交互作用下的寿命评估计算方法,对冷态启动过程中汽水分离器的寿命损耗进行了计算。结果表明,汽水分离器在冷态启动中,热应力值总体变化趋势是先增后减,机械应力是逐渐增大,且机械应力最终取代热应力成为影响总应力值的主要因素。该汽水分离器的引入管与筒体相贯线区域存在较大的应力集中,在冷态启动过程中具有较大的安全裕度。 展开更多

关键词 超超临界机组 燃煤锅炉 汽水分离器 冷态启动 机械应力 热应力 疲劳-蠕变 寿命预测

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两级旋风汽水分离器的结构优化数值研究 被引量：4

7

作者 刘妍 杨雪龙 +2 位作者 柯炳正 王先元 田瑞峰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1308-1313,共6页

为探讨两级旋风汽水分离器结构参数对其性能的影响,本文通过数值方法对两级旋风汽水分离器进行研究,设计并建立了两级旋风式汽水分离器的物理和几何模型,应用非结构网格技术,采用RNG k-ε模型,液滴相DPM模型,进行数值模拟计算分析,并搭... 为探讨两级旋风汽水分离器结构参数对其性能的影响,本文通过数值方法对两级旋风汽水分离器进行研究,设计并建立了两级旋风式汽水分离器的物理和几何模型,应用非结构网格技术,采用RNG k-ε模型,液滴相DPM模型,进行数值模拟计算分析,并搭建了气-水分离可视化试验台架,对数值算法进行验证。在验证基础上,数值模拟研究了旋臂高度、旋臂出口宽度、旋臂顶部与返流筒顶部距离、一级出口直径、二级导叶个数与高度、除雾器高度、二级出口直径等参数对两级旋风分离器分离特性以及阻力特性的影响,并依据分析结果给出了具体的优化建议。经计算分析,优化后的汽水分离模型相较于初始模型:一级出口湿度降低了45%,二级出口湿度降低了68%,阻力压降减小了48%。 展开更多

关键词 旋风汽水分离器 蒸汽发生器 结构优化 数值模拟 分离特性 湿度

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汽水分离器性能试验研究 被引量：8

8

作者 路铭超 李亚洲 熊珍琴 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期76-80,共5页

在常温常压条件下对2个简化试验件进行了空气-水混合物的两相可视化分离试验研究.通过改变入口空气流量、入口水体积分数以及入口液滴粒径等条件,测量并获得试验件的汽水分离效率以及阻力曲线.结果表明:2个试验件的内筒内壁均形成明显水... 在常温常压条件下对2个简化试验件进行了空气-水混合物的两相可视化分离试验研究.通过改变入口空气流量、入口水体积分数以及入口液滴粒径等条件,测量并获得试验件的汽水分离效率以及阻力曲线.结果表明:2个试验件的内筒内壁均形成明显水膜,在各试验工况下分离效果良好;带有切向口的试验件2的分离水在切向出口和下降通道中的分布受入口空气流量和水流量的影响较大;试验件2的总阻力及旋叶阻力均大于试验件1的;入口液滴粒径对分离效率无显著影响. 展开更多

关键词 核电厂 汽水分离器 分离效率 性能试验 压降

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超临界直流锅炉汽水分离器瞬态传热的研究 被引量：3

9

作者 杨冬 陈听宽 +3 位作者 陈宣政 戚光泽 朱国桢 周一功 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第6期86-91,共6页

阐述了在高压汽水试验回路上进行的６００ＭＷ超临界直流锅炉汽水分离器模型，在锅炉实际启动过程中介质对筒壁瞬态传热试验研究，试验参数范围为Ｐ＝３～１１ＭＰａ，质量流量Ｍ＝０．２～０．３５ｋｇ／ｓ，干度ｘ＝０．２～０．８．... 阐述了在高压汽水试验回路上进行的６００ＭＷ超临界直流锅炉汽水分离器模型，在锅炉实际启动过程中介质对筒壁瞬态传热试验研究，试验参数范围为Ｐ＝３～１１ＭＰａ，质量流量Ｍ＝０．２～０．３５ｋｇ／ｓ，干度ｘ＝０．２～０．８．在此参数范围内通过试验研究，由导热反问题方法根据试验数据拟合出动态过程中介质对分离器模型内壁的放热系数关联式，并按模化理论推广到实际设备，为计算动态过程中汽水分离器热应力和优化启动程序提供了重要依据。 展开更多

关键词 汽水分离器 瞬态传热 直流锅炉

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液滴模型在波形板汽水分离器中的应用 被引量：9

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作者 张谨奕 薄涵亮 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第B12期776-781,共6页

基于液滴运动的物理描述和机理研究,根据液滴在蒸汽流场中的受力及液滴的物性,对液滴的物理状态进行了描述,将单液滴的三维运动模型应用于波形板汽水分离器,对波形板内部蒸汽流场进行了数值模拟,结合单液滴模型程序计算了液滴在波形板... 基于液滴运动的物理描述和机理研究,根据液滴在蒸汽流场中的受力及液滴的物性,对液滴的物理状态进行了描述,将单液滴的三维运动模型应用于波形板汽水分离器,对波形板内部蒸汽流场进行了数值模拟,结合单液滴模型程序计算了液滴在波形板内部蒸汽流场中的运动。探讨了液滴在波形板汽水分离器中的分离。 展开更多

关键词 液滴模型 波形板 汽水分离器

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AP1000次级汽水分离器分离性能及结构优化的数值研究 被引量：6

11

作者 张璜 薄涵亮 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期185-193,共9页

建立AP1000次级波纹板汽水分离器内两相流动的数学模型,随后数值模拟波纹板内的两相流动,并分析其分离性能。进而对波纹板结构进行优化,得到具有较高分离效率和较低流动阻力的新型波纹板。首先分别建立波纹板内部蒸汽相和液滴相运动的... 建立AP1000次级波纹板汽水分离器内两相流动的数学模型,随后数值模拟波纹板内的两相流动,并分析其分离性能。进而对波纹板结构进行优化,得到具有较高分离效率和较低流动阻力的新型波纹板。首先分别建立波纹板内部蒸汽相和液滴相运动的数学模型。然后通过自编程序与Fluent软件耦合对该两相流动模型数值求解。随后得到波纹板进出口总压降,并通过模拟液滴在波纹板内的运动轨迹,得到波纹板的分离效率和内部液滴湿度分布。进而以分离效率和流动压降为目标优化波纹板结构,设计得到具有较高分离效率和较低流动阻力的新型波纹板。本文提出的数值模拟方法对汽水分离器结构的设计和优化具有较强的指导意义。 展开更多

关键词 液滴 AP1000 汽水分离器 波纹板

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基于Elman神经网络的超超临界机组汽水分离器应力在线软测量模型 被引量：2

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作者 李娜 阎维平 马良玉 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期747-752,共6页

根据超超临界锅炉汽水分离器的结构特点建立了三维有限元模型,以某1 000MW机组为例模拟了其启动过程的总应力场.将有限元法和神经网络法相结合,以有限元计算结果作为训练样本,以介质压力和筒体壁温序列为辅助变量,建立了基于Elman神经... 根据超超临界锅炉汽水分离器的结构特点建立了三维有限元模型,以某1 000MW机组为例模拟了其启动过程的总应力场.将有限元法和神经网络法相结合,以有限元计算结果作为训练样本,以介质压力和筒体壁温序列为辅助变量,建立了基于Elman神经网络的分离器应力动态软测量模型,通过模型的训练,确定了准确的应力预测模型结构.应用电厂实际运行监测数据对所建立的Elman网络软测量模型进行验证,结果表明:模型计算结果可很好地逼近有限元结果,预测精度高,实时性好,可为锅炉寿命的在线监测提供数据支持. 展开更多

关键词 超超临界锅炉 汽水分离器 神经网络 ELMAN 软测量模型

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600MW机组直流锅炉冷态启动汽水分离器应力场数值模拟 被引量：1

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作者 张莹 邱杨 +1 位作者 周志磊 马春红 《热力发电》 CAS 北大核心 2015年第6期91-97,共7页

通过研究汽水分离器启动过程的应力分布,准确预测其疲劳寿命,可为锅炉设计、运行维护检修、启动过程优化提供依据。以某超临界600 MW机组锅炉汽水分离器为研究对象,运用有限元法模拟了汽水分离器在冷态启动过程中的温度场、应力场分布,... 通过研究汽水分离器启动过程的应力分布,准确预测其疲劳寿命,可为锅炉设计、运行维护检修、启动过程优化提供依据。以某超临界600 MW机组锅炉汽水分离器为研究对象,运用有限元法模拟了汽水分离器在冷态启动过程中的温度场、应力场分布,通过工质压力计算一次应力,并对热应力和一次应力进行耦合得到峰值应力。结果表明:热应力主要受分离器内外壁温差影响,随着内外壁温差的增加,热应力增大;一次应力由工质压力决定,当工质压力达到最大时,一次应力也达到最大;汽水分离器内壁靠近引入管开孔的上端区域峰值应力变化梯度较大,存在明显的应力集中现象,最大峰值应力位于该区域分离器筒体与引入管内壁的相贯线上端,该区域即为汽水分离器冷态启动过程中的危险区域,可作为锅炉运行维护检修的依据。 展开更多

关键词 超临界 600 MW 机组 直流锅炉 冷态启动 汽水分离器 有限元法 温度场 应力场

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600MW超临界锅炉汽水分离器内压应力有限元分析 被引量：2

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作者 李斌 李建伟 杨冬 《锅炉技术》 北大核心 2009年第1期1-4,共4页

采用有限元方法对600 MW超临界锅炉汽水分离器进行应力计算,得出了汽水分离器进口连接管区域内压引起的机械应力分布规律和应力集中状况。计算结果表明,该区域存在着明显的应力集中现象,最大应力出现在筒体内壁靠近连接管椭圆孔长轴处,... 采用有限元方法对600 MW超临界锅炉汽水分离器进行应力计算,得出了汽水分离器进口连接管区域内压引起的机械应力分布规律和应力集中状况。计算结果表明,该区域存在着明显的应力集中现象,最大应力出现在筒体内壁靠近连接管椭圆孔长轴处,应力集中系数为3.48,筒体外壁同样存在应力集中,但应力水平比内壁低。汽水分离器各连接管的应力分布规律基本相同。将6根连接管与1根连接管时筒体的应力分布进行了比较,结果表明,接管数目的增加使汽水分离器应力集中更加明显。 展开更多

关键词 超临界锅炉 汽水分离器 内压应力 有限元分析

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1000MW锅炉汽水分离器的瞬态应力有限元分析 被引量：3

15

作者 李娜 阎维平 《锅炉技术》 北大核心 2013年第1期6-9,共4页

选取1 000MW锅炉汽水分离器为研究对象,根据机组运行曲线确定边界条件,建立其三维有限元模型。计算了冷态启动工况下的瞬态热应力、机械应力和总应力,讨论了热应力、机械应力和总应力的分布规律,分析了影响应力的各种因素,找出了汽水分... 选取1 000MW锅炉汽水分离器为研究对象,根据机组运行曲线确定边界条件,建立其三维有限元模型。计算了冷态启动工况下的瞬态热应力、机械应力和总应力,讨论了热应力、机械应力和总应力的分布规律,分析了影响应力的各种因素,找出了汽水分离器最大应力点位置及随时间的变化规律。 展开更多

关键词 锅炉 汽水分离器 瞬态应力 有限元

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汽水分离器用波纹板气动与分离性能研究 被引量：1

16

作者 朱幼君 杨晓 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期498-504,共7页

针对核电机组中的汽水分离器用波纹板,采用计算流体力学方法对不同结构波纹板模型进行了数值模拟,分析了波纹板内流场的特点,并与试验结果进行了对比.结果表明:数值计算结果与试验结果基本吻合,数值计算可以较准确地模拟波纹板中的流场... 针对核电机组中的汽水分离器用波纹板,采用计算流体力学方法对不同结构波纹板模型进行了数值模拟,分析了波纹板内流场的特点,并与试验结果进行了对比.结果表明:数值计算结果与试验结果基本吻合,数值计算可以较准确地模拟波纹板中的流场;流动分离是造成波纹板压力损失的主要因素. 展开更多

关键词 汽水分离器 波纹板 压降 数值计算

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高压汽水分离器效能分析 被引量：1

17

作者 王作颖 刘晓成 +2 位作者 王史文 薄涛 张乃峰 《西安石油学院学报》 2000年第3期16-18,共3页

为在稠油热采蒸汽驱阶段提高注汽干度 ,进而提高稠油开采率 ,引进了高压汽水分离器 .但高压汽水分离器是一个耗能设备 ,它的关停是决定注汽成本的一个关键性问题 .本文通过整体效益分析 ,认为汽水分离器的启停主要取决于注汽管网的长度 .

关键词 蒸汽驱 汽水分离器 热力采油 高压

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靖边气田汽水分离器腐蚀机理与防护技术研究

18

作者 李珍 黄亚飞 +2 位作者 胡静 杨鸿鹰 廖昌建 《应用化工》 CAS CSCD 2009年第10期1545-1548,共4页

靖边气田中分离器污水水质分析和垢样检测表明,其腐蚀主要由CO2-H2O(Cl-)-H2S系统作用引起的电化学腐蚀及SRB微生物腐蚀。采用Φ819 mm×60 mm×30 mm×51 mm的镯式铝牺牲阳极和45 mg/L氮氚杀菌剂联合防护,腐速由1.673 mm/... 靖边气田中分离器污水水质分析和垢样检测表明,其腐蚀主要由CO2-H2O(Cl-)-H2S系统作用引起的电化学腐蚀及SRB微生物腐蚀。采用Φ819 mm×60 mm×30 mm×51 mm的镯式铝牺牲阳极和45 mg/L氮氚杀菌剂联合防护,腐速由1.673 mm/a降到0.097 mm/a,符合国家标准<0.125 mm/a的要求。现场应用表明,运行1年后,再检时未发现明显腐蚀现象,防护效果良好。 展开更多

关键词 天然气 汽水分离器 腐蚀 防护

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600MW超临界压力锅炉汽水分离器在启动过程中介质对内壁放热系数及筒壁温度场的研究

19

作者 戚光泽 朱国桢 +3 位作者 周一工 陈听宽 陈宣政 杨冬 《锅炉技术》 北大核心 1994年第2期1-12,共12页

本文闸述了600MW超临界压力锅炉汽水分离器模型,在锅炉实际启动参数下介质对内壁放热系数的模拟试验研究。试验参数 P为3～11MPa,质量流量G为0.2～0.35kg/s,干度x为0.2～0.8。由导热反问题方法,获得了动态过程中介质对分离器模型内壁的... 本文闸述了600MW超临界压力锅炉汽水分离器模型,在锅炉实际启动参数下介质对内壁放热系数的模拟试验研究。试验参数 P为3～11MPa,质量流量G为0.2～0.35kg/s,干度x为0.2～0.8。由导热反问题方法,获得了动态过程中介质对分离器模型内壁的放热系数计算公式。并实际计算了锅炉在冷态启动过程中汽水分离器壁温分布,为进一步进行汽水分离器热应力计算和优化启动过程提供了比苏尔寿公司更可靠、精确的依据。 展开更多

关键词 锅炉 汽水分离器 简壁温度场

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锅炉汽水分离器闭式系统的稳定性研究

20

作者 胡华进 徐治皋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第1期5-8,12,共5页

求文利用数字仿真技术对直流锅炉闭式分离器系统的稳定性问题进行了非线性数学模型的仿真实验，对比了几种不同结构的系统的稳定性，提出了提高稳定性的方法。同时提出了一种简化的线性化动态数学模型，供方案设计时使用。本文提出的定... 求文利用数字仿真技术对直流锅炉闭式分离器系统的稳定性问题进行了非线性数学模型的仿真实验，对比了几种不同结构的系统的稳定性，提出了提高稳定性的方法。同时提出了一种简化的线性化动态数学模型，供方案设计时使用。本文提出的定性与定量分析结果对大容量直流锅炉国产化具有重要意义。 展开更多

关键词 锅炉 汽水分离器 稳定性

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