车载紧凑式换热器高效轻质的性能优化研究 被引量：2

1

作者 杨佳琪 曹元福 +1 位作者 姜涛 李明佳 《西安交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期138-145,共8页

针对当前车载锯齿型板翅式换热器在某新型车辆有限空间内传热与流动阻力性能不足、整机质量大的问题,提出了一种车载锯齿型板翅式换热器的优化方案。首先,对4种具有不同翅片参数的空气-水车载锯齿型板翅式换热器进行了实验测试,探究了... 针对当前车载锯齿型板翅式换热器在某新型车辆有限空间内传热与流动阻力性能不足、整机质量大的问题,提出了一种车载锯齿型板翅式换热器的优化方案。首先,对4种具有不同翅片参数的空气-水车载锯齿型板翅式换热器进行了实验测试,探究了已有换热器的传热与流动特性;然后,基于实验数据构建了锯齿型翅片通道的三维数值计算模型,获得了适用结构参数范围更加宽泛且拟合精度良好的换热器流动换热关联式,同时基于换热器几何结构获得了整机质量计算模型;最后,结合非支配排序遗传算法(NSGAⅡ)以及传热与流动阻力综合性能评价图,开展了车载锯齿型板翅式换热器关键翅片结构参数的多目标优化研究,给出了综合性能优异的换热器结构参数。结果表明:优化后锯齿型板翅式换热器的阻力系数降低了14.3%,综合性能评价因子增加了10.7%,整机质量减少了18.2%,实现了换热器高效轻质的优化目标。所提车载锯齿型板翅式换热器优化方案,对提升其综合性能与降低制造成本具有参考价值。 展开更多

关键词 车载紧凑式换热器 锯齿型翅片 综合性能评价图 遗传算法 综合性能优化

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物流分配的不均匀性对紧凑式换热器效能的影响 被引量：22

2

作者 焦安军 厉彦忠 +2 位作者 张瑞 郭航 陈纯正 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期265-269,共5页

以一侧流体分配不均匀的换热器模型为基础 ,建立了物流分配不均匀性对换热器效能影响的数学模型 ,通过理论分析和计算 ,为研究换热器内部物流分配不均匀对其效能的影响提供了一种分析方法 .该理论模型包括连续模型和离散模型 2种形式 ,... 以一侧流体分配不均匀的换热器模型为基础 ,建立了物流分配不均匀性对换热器效能影响的数学模型 ,通过理论分析和计算 ,为研究换热器内部物流分配不均匀对其效能的影响提供了一种分析方法 .该理论模型包括连续模型和离散模型 2种形式 ,前者为研究物流分配不均匀引起换热器效能的下降提供了一种分析计算方法 ,后者为控制实验研究的精度提供了理论依据 .研究结论对换热器的优化设计具有重要意义 . 展开更多

关键词 紧凑式换热器 流体分配 优化设计 不均匀性 换热效能 连续模型 离散模型

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新型扩散焊紧凑式换热器 被引量：20

3

作者 陈永东 于改革 吴晓红 《压力容器》 2016年第5期46-55,共10页

相比高通量管壳式换热器、板(翅)式换热器,扩散焊紧凑式换热器是新一代高效换热器,其在高温高压等苛刻条件下表现出良好的综合性能,是实现节能和安全和谐统一的标志性换热器。从换热器的特点、分类、材料、力学性能、传热与流动设计、... 相比高通量管壳式换热器、板(翅)式换热器,扩散焊紧凑式换热器是新一代高效换热器,其在高温高压等苛刻条件下表现出良好的综合性能,是实现节能和安全和谐统一的标志性换热器。从换热器的特点、分类、材料、力学性能、传热与流动设计、机械设计和应用等方面,系统地介绍了国外扩散焊紧凑式换热器最新研究成果。扩散焊接头的高温蠕变试验表明,其总塑性应变明显高于供货态母材和普通焊接接头;扩散焊接头具有良好的延展性和耐高温性能。基于氦气-水和氦气-氦气的试验系统,研究得出了不同流动通道参数下的传热因子和阻力因子的准则方程。还介绍了基于ASME Code对扩散焊紧凑式换热器简化结构的机械设计方法。目前,扩散焊紧凑式换热器广泛应用于海洋平台油气处理、天然气浮式气化装置、浮式天然气液化装置等海洋工程领域,并且在新一代核反应堆换热技术中呈现出潜在的应用前景。 展开更多

关键词 扩散焊 紧凑式换热器 结构 材料 力学性能 热力设计 机械设计 应用

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紧凑式换热器的设计及综合性能分析软件 被引量：2

4

作者 胡忠霞 崔晓钰 +2 位作者 李美玲 马虎根 任禾盛 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2004年第5期477-484,共8页

开发了包括板翅式(平直式、百页窗式及穿孔形、锯齿形)和主表面式(CC、CU及CW)等几十种型面的紧凑式换热器的设计、优化、校核、性能分析计算机辅助设计软件.该软件由VisualBasic6.0编制,它具有良好的用户界面、人机对话功能及图形功能... 开发了包括板翅式(平直式、百页窗式及穿孔形、锯齿形)和主表面式(CC、CU及CW)等几十种型面的紧凑式换热器的设计、优化、校核、性能分析计算机辅助设计软件.该软件由VisualBasic6.0编制,它具有良好的用户界面、人机对话功能及图形功能.并建立了包括工质物性、材料物性、70多种紧凑式换热器型面的结构参数以及无量纲摩擦因子f、传热因子j的数据库,该软件操作简便,运行稳定,可大大缩短换热器设计时间. 展开更多

关键词 紧凑式换热器 软件包 面向对象 模块

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紧凑式换热器性能瞬变测试的非线性参数估计 被引量：1

5

作者 任禾盛 华贵贤 +1 位作者 崔晓钰 马虎根 《上海理工大学学报》 EI CAS 北大核心 2006年第5期473-478,共6页

提出了一种紧凑式换热器平均表面传热系数瞬变测试方法.只需通过测定流体出口温度变化,用Levenberg Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的流体进口温度变化时间常数τ+和传热单元数NTU进行参数估计.敏感性分析和具有测量噪声的... 提出了一种紧凑式换热器平均表面传热系数瞬变测试方法.只需通过测定流体出口温度变化,用Levenberg Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的流体进口温度变化时间常数τ+和传热单元数NTU进行参数估计.敏感性分析和具有测量噪声的数值仿真实验表明,参数估计值具有良好的精度. 展开更多

关键词 紧凑式换热器 瞬变技术 敏感性分析 传热逆问题 非线性参数估计

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紧凑式换热器表面瞬变测试的敏感性分析和数值模拟 被引量：1

6

作者 任禾盛 郝桂梅 华贵贤 《动力工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期227-232,共6页

提出了一种考虑纵向导热效应的紧凑式换热器表面平均传热系数瞬变测试方法。根据出口流体温度变化的实测数据,用Levenberg-Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的纵向导热参数lλ和进口流体温度变化时间常数τ+,以及传热单元数Nt... 提出了一种考虑纵向导热效应的紧凑式换热器表面平均传热系数瞬变测试方法。根据出口流体温度变化的实测数据,用Levenberg-Marquardt非线性曲线拟合,同时对理论模型中的纵向导热参数lλ和进口流体温度变化时间常数τ+,以及传热单元数Ntu进行参数估计。敏感性分析和具有测量噪声的数值模拟实验表明,待求的反映换热面传热性能的Ntu参数估计值具有良好的精度。 展开更多

关键词 工程热物理 紧凑式换热器 瞬变技术 敏感性分析 传热逆问题 非线性参数估计

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应用遗传算法优化设计紧凑式换热器 被引量：5

7

作者 崔永正 任禾盛 郝桂梅 《动力工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期739-743,共5页

应用遗传算法对锯齿型板翅式换热器的结构进行了优化设计.以预定的传热量、两侧压降、体积等设计要求为适应度函数,通过对设计变量构成的种群个体进行适应度评估以及选择、交叉、变异等遗传操作,得到符合设计约束的换热器最优结构参数(... 应用遗传算法对锯齿型板翅式换热器的结构进行了优化设计.以预定的传热量、两侧压降、体积等设计要求为适应度函数,通过对设计变量构成的种群个体进行适应度评估以及选择、交叉、变异等遗传操作,得到符合设计约束的换热器最优结构参数(如翅高、翅长、间距,以及长、宽、高等).此外,对10次计算得到的设计参数进行了统计分析.结果表明:相关结构参数的不确定度很小,应用遗传算法可以快速方便地对紧凑式换热器的几何结构参数作出符合设计要求的选择. 展开更多

关键词 工程热物理 紧凑式换热器 遗传算法 优化设计 锯齿型板翅式换热器

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非对称紧凑式换热器内超临界二氧化碳与液态铅铋合金耦合换热特性研究 被引量：6

8

作者 刘书涵 雷贤良 +1 位作者 刘吉安 刘清江 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期24-34,共11页

超临界二氧化碳布雷顿循环与铅冷快堆的结合被认为是最为理想的动力循环之一,系统通过中间换热器传递热量,其性能影响着整个发电系统的高效与安全运行。由于超临界二氧化碳和液态铅铋合金(LBE)物理性质和热输运性质差异显著,对称式结构... 超临界二氧化碳布雷顿循环与铅冷快堆的结合被认为是最为理想的动力循环之一,系统通过中间换热器传递热量,其性能影响着整个发电系统的高效与安全运行。由于超临界二氧化碳和液态铅铋合金(LBE)物理性质和热输运性质差异显著,对称式结构无法匹配两侧工质的换热要求,构建了1种非对称式紧凑式耦合换热器,采用数值模拟方法研究了超临界二氧化碳与液态铅铋合金耦合换热特性。结果表明:提升冷侧流体入口速度会显著增强换热;增加热侧LBE入口速度时,总换热系数先降低后增加;提升换热器冷热流体入口温度,换热器的换热系数先减小后增大,存在最优值;在拟临界区内,强浮力作用会大幅提升冷侧换热,而加速效应则抑制换热。 展开更多

关键词 铅铋合金 超临界二氧化碳 紧凑式换热器 换热特性 浮力效应

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增材制造紧凑式换热器的LNG再气化工艺设计 被引量：2

9

作者 曹鹏伟 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期202-205,共4页

提出了一种增材制造紧凑式换热器作为浮式储存及再气化装置(FSRU)上的核心装备LNG气化器来进行紧凑式LNG气化器样机设计,筛选出丙烷作为加热介质,对其进行工业化测试,以验证校核紧凑式LNG气化器的换热器性能,并完成在FSRU上的实际应用,... 提出了一种增材制造紧凑式换热器作为浮式储存及再气化装置(FSRU)上的核心装备LNG气化器来进行紧凑式LNG气化器样机设计,筛选出丙烷作为加热介质,对其进行工业化测试,以验证校核紧凑式LNG气化器的换热器性能,并完成在FSRU上的实际应用,其中BOG再冷凝器、LNG气化器和NG天然气加热器均采用增材制造紧凑式换热器,有效降低了LNG再气化模块的重量和尺寸,为后续在实际FSRU项目上的推广应用奠定了坚实的技术基础。 展开更多

关键词 紧凑式换热器 增材制造 FSRU LNG气化器 FSRU再气化工艺

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循环流化床锅炉紧凑式分流回灰换热器的试验研究 被引量：25

10

作者 孙献斌 李志伟 +3 位作者 时正海 党黎军 王智微 肖平 《中国电力》 CSCD 北大核心 2006年第7期27-30,共4页

外置换热器是CFB(循环流化床)锅炉大型化的关键技术。为发展我国具有自主知识产权的大型CFB锅炉技术,针对国产200 MWCFB锅炉及大型化的需要,开发了一种新型外置换热器——紧凑式分流回灰换热器(CHE)专利技术,该换热器采用气动方式控制... 外置换热器是CFB(循环流化床)锅炉大型化的关键技术。为发展我国具有自主知识产权的大型CFB锅炉技术,针对国产200 MWCFB锅炉及大型化的需要,开发了一种新型外置换热器——紧凑式分流回灰换热器(CHE)专利技术,该换热器采用气动方式控制循环灰的分流量,同时兼有循环灰的冷却和回送功能,且为整体化结构。在一台4MW循环流化床热态试验台上对紧凑式分流回灰换热器的分流、调节、传热特性进行了系统的试验研究,并建立了传热计算模型,可用于实际锅炉的设计,为实现锅炉的模型化设计奠定了基础。研究结果可用于指导国产200MWCFB锅炉的设计。 展开更多

关键词 循环流化床锅炉 紧凑式分流回灰换热器 换热系数

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紧凑型板壳式换热器导流结构优化设计 被引量：2

11

作者 刘敏珊 孙爱芳 董其伍 《压力容器》 北大核心 2006年第8期32-35,共4页

对于紧凑型板壳式换热器,导流结构的优化设计是至关重要的。对常用导流筒进行流体动力学分析,发现存在严重的物流分配不均现象。介绍了一种新的导流结构,流体动力学分析显示该结构可显著提高流体进入内筒的均匀性。将流体动力学分析与... 对于紧凑型板壳式换热器,导流结构的优化设计是至关重要的。对常用导流筒进行流体动力学分析,发现存在严重的物流分配不均现象。介绍了一种新的导流结构,流体动力学分析显示该结构可显著提高流体进入内筒的均匀性。将流体动力学分析与优化设计技术相结合,介绍了基于ANSYS-APDL的优化过程,以流体不均匀性最小为优化目标,建立合理的优化数学模型,获得最优化结构设计。 展开更多

关键词 导流筒 优化设计 紧凑型板壳式换热器 流体动力学分析

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紧凑管束蒸发换热器内水的沸腾强化换热特性 被引量：1

12

作者 刘振华 秋雨豪 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1240-1243,共4页

设计了一种新式满液型蒸发换热器,利用水平传热管管束间狭窄受限空间内早期沸腾强化换热机理和同一管束中两管缝隙强化沸腾换热机理,将中小热负荷条件下的自然对流换热转化为充分发展核态沸腾换热,其换热性能大大优于传统的满液型蒸发... 设计了一种新式满液型蒸发换热器,利用水平传热管管束间狭窄受限空间内早期沸腾强化换热机理和同一管束中两管缝隙强化沸腾换热机理,将中小热负荷条件下的自然对流换热转化为充分发展核态沸腾换热,其换热性能大大优于传统的满液型蒸发换热器.对水平传热管管束在受限空间内沸腾强化换热的实验研究表明,这种水平管蒸发换热器具有良好的换热性能;管束距离和传热管在管束中的位置对各个传热管换热特性都有很大影响,且存在着一个最佳管束距离;随着压力增加,受限空间内沸腾强化换热的强化效果显著增强. 展开更多

关键词 蒸发器 强化换热 沸腾 紧凑式换热器

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水─空气翅片管换热器实验研究与数值模拟 被引量：16

13

作者 何明勋 陶正良 王冬梅 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期58-62,共5页

通过对翅片管式换热器的设计和实验研究，得出了该换热器的性能曲线，此外还对换热器内部流场和温度场进行了三维数值模拟计算。从实验和模拟结果分析可知，实验所得传热因子j较模拟结果有12％范围内的减小，而阻力因子，有4％～16％的... 通过对翅片管式换热器的设计和实验研究，得出了该换热器的性能曲线，此外还对换热器内部流场和温度场进行了三维数值模拟计算。从实验和模拟结果分析可知，实验所得传热因子j较模拟结果有12％范围内的减小，而阻力因子，有4％～16％的增大；翅片间距和管排密集度对翅片管换热器性能影响很大，减小翅片间距和增大管排密集度均能增强换热器的换热效果，但压力损失也明显增加。 展开更多

关键词 工程热物理 翅片管换热器 传热特性 数值模拟 紧凑式换热器

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管翅换热器换热与流动的三维定常特性分析 被引量：2

14

作者 姬长发 傅明星 +1 位作者 王美 邱泓 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2007年第2期182-186,共5页

为了深入了解单排管翅式换热器换热和流动特性,在雷诺数为100～600之间,翅片间空气为定常层流条件下,利用复合坐标网格系统及对流、导热相结合的数值分析方法,对5种不同几何参数平板翅紧凑管翅式换热器的流场、温度场、换热系数、传热... 为了深入了解单排管翅式换热器换热和流动特性,在雷诺数为100～600之间,翅片间空气为定常层流条件下,利用复合坐标网格系统及对流、导热相结合的数值分析方法,对5种不同几何参数平板翅紧凑管翅式换热器的流场、温度场、换热系数、传热量、压降、翅片效率进行了模拟计算和分析.结果表明：翅片越薄,单位体积、单位质量的传热量越大;在一定雷诺数条件下,存在一个最佳的翅片间距,并使得换热量最大;对所讨论的5种情况来说,当雷诺数为400时,翅片宽度较小的换热器的总传热量比其他4类高10%左右,但压力损失的降低变化不大.无论在哪种条件下,翅片后半部的传热量占全部传热量的25%以下,并且当雷诺数较低时,该比例会更低. 展开更多

关键词 紧凑式换热器 节能 强化换热 数值模拟

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用CO_2-空气换热器冷却燃机进口空气的实验研究

15

作者 何明勋 陶正良 +1 位作者 江薛麟 张健 《流体机械》 CSCD 北大核心 2006年第12期10-12,4,共4页

对CO2-空气换热器进行了研究和试验，得出了该类型换热器的传热和阻力特性曲线以及温度场分布规律。实验发现空气经冷却后压力损失比未冷却时有5％～10％的减小，而传热因子j和阻力因子f，随换热条件的改变而基本保持不变。将实验结果... 对CO2-空气换热器进行了研究和试验，得出了该类型换热器的传热和阻力特性曲线以及温度场分布规律。实验发现空气经冷却后压力损失比未冷却时有5％～10％的减小，而传热因子j和阻力因子f，随换热条件的改变而基本保持不变。将实验结果与参考文献数据相比较，发现阻力因子f与参考文献基本吻合，而传热因子j有所减小。 展开更多

关键词 紧凑式换热器 板翅式换热器 燃气轮机 进口空气冷却 CO2

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错列翅片换热器表面换热及阻力特性数值研究 被引量：15

16

作者 张战 魏琪 候海焱 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2002年第2期39-42,共4页

在中低雷诺数情况下 ,应用SIMPLE算法对紧凑式错列翅片换热器表面的传热及流动阻力进行数值模拟 将模拟结果与实验数据和经验关联式相比较 ,吻合较好 ,表明此算法是是可行的 数值计算的结果表明此紧凑式换热器具有良好的换热特性 。

关键词 紧凑式错列翅片换热器 对流换热 数值模拟 SIMPLE算法 表面换热 阻力特性

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基于换热单元非均匀流动的换热器整体等效计算方法研究

17

作者 刘凯华 傅佳宏 +3 位作者 陈晓飞 孙晓霞 张宇 刘震涛 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期11-18,共8页

为了解决因翅片与换热器整体尺寸跨度较大、新型换热器设计过程中缺乏试验数据而难以进行换热器整体性能模拟预测的问题,提出了一种基于换热单元非均匀流动的油冷器等效计算方法。该方法利用油冷器单元模型进行数值模拟,从中提取出换热... 为了解决因翅片与换热器整体尺寸跨度较大、新型换热器设计过程中缺乏试验数据而难以进行换热器整体性能模拟预测的问题,提出了一种基于换热单元非均匀流动的油冷器等效计算方法。该方法利用油冷器单元模型进行数值模拟,从中提取出换热单元的流动与换热特性参数,将该参数代入简化为多孔介质的油冷器整体模型中进行等效计算。结果表明,该方法在大范围内获得与试验数值相一致的结果,换热功率平均误差在试验工况范围内为3.5%。此外,等效计算换热的准确性受到换热参数拟合精度的影响,该影响可通过增加单元换热模拟工况点得到改善。 展开更多

关键词 紧凑式换热器 油冷器 跨尺度 多孔介质 数值模拟

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-120℃小型逆布雷顿空气制冷机性能的试验研究 被引量：4

18

作者 赵红利 侯予 +1 位作者 陈汝刚 陈纯正 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期986-990,共5页

在改建的逆布雷顿空气制冷机多功能综合试验台上,分别对一台空气制冷机关键部件(膨胀机和紧凑式换热器)在设计工况下的效率、降温、流阻、热负荷和制冷效果等热力性能进行了全面的试验分析,并进行了各种超工况下的综合性能考核.试验结... 在改建的逆布雷顿空气制冷机多功能综合试验台上,分别对一台空气制冷机关键部件(膨胀机和紧凑式换热器)在设计工况下的效率、降温、流阻、热负荷和制冷效果等热力性能进行了全面的试验分析,并进行了各种超工况下的综合性能考核.试验结果表明:该空气制冷机的制冷范围为-73℃(制冷量为250 W)^-120℃(制冷量为50 W),膨胀机效率最大达60.5%,回热器效率最高达97.5%,系统降温最大达150℃,制冷机最低温度达-123℃,并能满足-120℃下50 W热负荷需求.通过试验分析得出了小型高速透平膨胀机和紧凑式换热器中各参数间的影响关系,以及制冷机中各参数的匹配关系. 展开更多

关键词 空气制冷机 透平膨胀机 紧凑式换热器 试验研究

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自主研发600MW超临界CFB锅炉的设计研究 被引量：23

19

作者 孙献斌 李志伟 +2 位作者 时正海 黄中 蒋敏华 《中国电力》 CSCD 北大核心 2009年第11期11-15,共5页

为进一步发展和提高大容量超临界循环流化床锅炉技术,在研制首台国产210MW和330MW循环流化床(CFB)锅炉的基础上,系统研究了CFB锅炉大型化的关键技术,开展了国产600MW超临界CFB锅炉的方案设计,对锅炉的炉型结构、关键部件、汽水系统及辅... 为进一步发展和提高大容量超临界循环流化床锅炉技术,在研制首台国产210MW和330MW循环流化床(CFB)锅炉的基础上,系统研究了CFB锅炉大型化的关键技术,开展了国产600MW超临界CFB锅炉的方案设计,对锅炉的炉型结构、关键部件、汽水系统及辅助系统进行了分析和设计研究。介绍了国产600MW超临界CFB锅炉结构:采用"H"型整体布置,6台高温旋风分离器布置在炉膛两侧,配有相应的紧凑式分流回灰换热器(CHE),炉膛水冷壁为垂直管圈结构,双回路给煤系统可保证均匀可靠地向炉内送入燃料。该锅炉技术方案可为工程应用奠定技术基础。 展开更多

关键词 超临界 循环流化床锅炉 大型化 紧凑式分流回灰换热器

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国产大型CFB锅炉的开发研制与工程示范 被引量：15

20

作者 孙献斌 蒋敏华 +7 位作者 于龙 李光华 时正海 张彦军 蒋元剑 李志伟 姜孝国 邹生发 《中国电力》 CSCD 北大核心 2008年第3期38-42,共5页

为开发国产大容量循环流化床(CFB)锅炉技术,通过试验台及实炉试验,系统地研究了CFB锅炉大型化的关键技术,建立了炉内精确传热计算模型和炉膛高度计算模型,开发了紧凑式分流回灰换热器专利技术,提出了大型CFB锅炉复合炉型的设计思想和炉... 为开发国产大容量循环流化床(CFB)锅炉技术,通过试验台及实炉试验,系统地研究了CFB锅炉大型化的关键技术,建立了炉内精确传热计算模型和炉膛高度计算模型,开发了紧凑式分流回灰换热器专利技术,提出了大型CFB锅炉复合炉型的设计思想和炉型布置方案。开发研制的首台国产100MW及210MWCFB锅炉已在江西分宜发电厂成功投入运行,各项技术性能优良。研制的国产330MWCFB锅炉示范工程正在实施阶段。简要介绍了国产600MW超临界CFB锅炉设计方案及主要技术难点。 展开更多

关键词 循环流化床锅炉 大型化 紧凑式分流回灰换热器 超临界CFB锅炉

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