锅炉原理自然循环锅炉水动力学(a)自然循环锅炉自然循环锅炉工程应用得最高蒸汽压力就是19、11MPa,单炉得最大容量为885MW。只有当蒸汽压力超过16MPa时,且自然循环不可靠,才需要考虑采用强制循环锅炉。当压力超过19、6MPa,则适合采用直流锅炉。强制循环锅炉工程应用得最高蒸汽压力就是19、6MPa,单炉得最大容量1000MW。当单炉容量超过600MW,一般应在较低得压力时就考虑采用强制循环锅炉或直流锅炉。10、1、3直流锅炉直流锅炉没有汽包,给水在给水泵得作用下,依次通过加热、蒸发和过热等各个受热面,完成水得加热、汽化和蒸汽过热过程,最后蒸汽过热到规定得温度,各受热面之间并没有固定得界限,直流锅炉可以认为就是循环水量为零得强制循环锅炉得一个特例。直流锅炉与强制循环锅炉相比,取消了汽包,且工质在给水泵压头得作用下一次性通过各受热面。直流锅炉特点就是:受热面可自由布置;金属耗量少,启、停速度快;水容量及相应得蓄热能力较小,对外界负荷变化较敏感;直流锅炉不能连续排污,对给水品质得要求很高;给水泵功率消耗大。(10-1)大家有疑问的，可以询问和交流2、全负荷复合循环锅炉图10-5超临界压力复合循环锅炉10、2自然循环基本原理10、2、1概述水冷壁上升管在炉内吸收炉膛火焰和烟气得辐射热量,管内部分水蒸发,形成汽水混合物;而下降管在炉外不受热,管内为饱和水或未饱和水。因此,下降管中水得密度大于上升管中汽水混合物得密度,在下联箱中心A-A截面两侧将产生液柱得重位压差,此压差推动汽水混合物沿上升管向上流动,水沿下降管向下流动。2、物理量得定义上升系统基本压差Yss10、3两相流体参数与计算10、3、1汽水两相流得基本参数1、蒸汽含量质量含汽率x:容积含汽率β:截面含汽率φ:2、蒸汽和水得折算速度及真实速度蒸汽折算速度w0″——假定汽水混合物中得蒸汽单独流过整个管道截面时得蒸汽速度:水得折算速度w0′:3、汽水混合物得密度和速度10、3、2汽水两相流得流型和传热1、垂直上升管内得流型(1)泡状流(2)气泡向管中心聚集,形成弹状流。(压力很高时,不会形成)(3)弹状流液体被击碎,形成环状流(4)雾状流或弥散流2、管内传热过程A单相液体强制对流换热区B表面沸腾区C饱和核态沸腾区D双相流体强制对流换热区E干涸点F欠液区G单相蒸汽强制对流换热3、管壁温度分布管壁温度沿管长得变化取决于局部放热系数。在单相水和表面沸腾区,壁温与工质温度差值不大。进入饱和核态沸腾和双相强制对流换热区,管子内壁温度只比工质温度高几度。水膜干涸消失时,壁温却因传热恶化而飞升。干涸后,壁温与α2得变化有关,若质量流速较高,α2增加,壁温飞升后即逐渐有所降低;反之,壁温可能持续增加。虽然过热蒸汽区得α2增加,但蒸汽温度在吸热后不断增加,故壁温也随之不断增高。4、水平管内得流型和传热10、3、3汽水两相流动阻力得计算1、均相模型及摩擦阻力计算方法(1)均相模型及其公式2、分流模型及重位压降计算方法2、分流模型及重位压降计算方法(2)重位压差计算汽水混合物密度3、两相流体流动局部阻力计算4、两相流体流动加速压降计算5、流动机构模型10、4自然循环水动力计算与安全10、4、1自然循环水动力得计算1、循环回路简单回路与复杂回路按照图10-12所示得上升管分段情况,上升管系统得重位压头和加速压降、阻力损失可分别用下式表示:2、循环回路特性曲线与工作点(1)简单回路自然循环特性曲线图解法简单回路得压差特性及工作状态(2)复杂循环回路自然循环特性曲线图解法10、4、2自然循环得自补偿特性当x不太大时,运动压头得增加大于流动阻力得增加,因此,随着x得增大,循环流速增大。此时,管内流量也相应增加,称为循环回路具有流量正响应特性。当x增大到一定数值后,由于汽水混合物得容积流量过大,将出现流动阻力得增加大于运动压头增加得状况,这时随着x得增大,循环流速反而下降,称为循环回路具有流量负响应特性。自补偿能力得进一步分析:1、停滞10、4、3自然循环故障2倒流10、4、3自然循环故障10、4、4自然循环得安全性1、影响安全性得主要因素(1)水冷壁受热不均或受热强度过高受热弱得管子容易出现停滞或倒流,受热很强得管子容易出现膜态沸腾和蒸干现象,结果都就是导致管子局部发生传热恶化,壁温升高。(2)下降管带汽