超（超）临界机组流动加速腐蚀问题及水冷壁节流圈结构优化

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1、隶韵女J璺硕士学位论文万方数据超(超)临界机组流动加速腐蚀问题及水冷壁节流圈结构优化万方数据NUMER【CALINVESTIGATION0NFLOW—ACCELERATEDCORROSl0NINFEEDⅥ厂ATERSYSTEMAND0PTIMIZATIONOFORIFICESINⅥ厂ATERⅥ7：八LLSINSUPERCRITICALUNITSADisserrtationSIlbmittedtoSoutheaStUniVersi够FortheAcademicDegreeofMaSterofEngineeringBYYULan．1anSupeⅣi

2、sedbyPro￡ZHOUKe-yiSchoolofEnergyandEnVironmentSoutlleaStUniVersi够May2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：噬i：兰兰日期：趁!兰：!：箩东南大学学位论文使

3、用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：呸；i茎鸯师签名：研究生签名：翌日!】耋蛰师签名：期：兰!!塾!!!万方数据摘要题名：姓名：导师：学校：正文：超(超)临界机组流动加速腐蚀问题及水冷壁节流圈结构优化喻兰兰

4、周克毅教授东南大学超(超)临界火电机组采用了更高的蒸汽参数，提高了发电效率，得到广泛的应用，但运行中还存在一些问题，严重影响机组运行的安全性。给水疏水系统内的流动加速腐蚀(FAC)和水冷壁入口节流圈的结垢则是其中两种典型问题，前者会造成管壁减薄甚至泄漏，后者容易导致水冷壁超温甚至爆管。本文采用数值计算的方法对这两种问题进行了深入研究。采用M．I．T．方法建立了直管段单相流FAc的数值计算模型，模型中将FAc分为腐蚀和传质两个过程。依据计算和分析确定腐蚀过程的速率远小于传质过程，为此对模型进行了简化，即FAC的速率由传质过程决定。在模型中引入材料

5、铬含量以及给水溶氧量对FAC速率的影响，给出临界溶氧量的计算式，并采用CFD的方法计算流体边界层内的质量扩散系数。利用所建模型定量计算了温度、pH值、溶氧量、流体流速和材料铬含量对FAC速率的影响。结果表明FAc高发的温度区间为150之00℃；采用合适的给水处理方式，加氨提高给水pH值或在给水中加入适量的氧均可以有效地抑制FAc的速率，临界溶氧量可用于指导火电厂给水含氧量的控制：材料的含铬量越高，FAC速率越低。因此在FAC的高发区域应选用含铬量较高的材料；流场变化剧烈的部件是FAc的易发区域，这些区域存在严重的湍流现象，传质过程速率加快，进而

6、导致FAC的速率增大。所建模型也为今后建立含有更多参数的精确模型奠定了良好的基础。水冷壁节流圈结垢来源于FAc所产生的溶性氧化铁，结垢程度与节流圈的结构参数有密切关系。为此针对四分之一圆节流圈、锥形入口节流圈、长径喷嘴这三种非标准节流装置的结构，采用CFD方法分别建立了相应的数值计算模型，研究节流圈结构的优化设计。优化策略是在保证全管节流压降的同时，使节流圈入口内壁面上的最大压降值尽可能降低。计算中分别改变各种节流圈的厚度、孔径和入口倒角，并将其数值计算的结果与标准节流圈进行对比。数据表明当入口内壁面与内部流场较为吻合时可以有效地降低内壁面上的

7、最大压降：在锅炉BMCR工况下优化后的三种非标准节流圈内壁面上的最大压降值均小于标准节流圈，可以减轻水冷壁节流圈的结垢现象。关键词：超临界机组；FAc；数值模拟；节流圈；CFD；结构优化万方数据Abs仃actAbstractTitle：N啪erical111veStigationonFlow-acceleratedCo丌osioninFeedW乱erSystem卸dOptimizationofOrifjcesin、^／aterWlsinSupercriticalUnitsN枷e：YULan．1aIlSupeⅣisor：Pm￡ZHOUKe-yiS

8、chool：SoutlleastUniVers时TeXt：SupercdticajunitSwithhigherstc硼p{lr锄eterSwhich