600mw超临界直流锅炉水冷壁水动力特性研究

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1、分类号___________密级____________UDC___________学号201210535184NorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower硕士学位论文600MW超临界直流锅炉水冷壁水动力特性研究郭会军导师姓名、职称_________王为术、教授____________________申请学位工学硕士学科名称流体机械及工程提交论文日期2015-04-22答辩日期2015-05-17学位授予单位、授予日期华北水利水电大学_____________独立完成与诚信声明本人郑重声明：所提交的

2、学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研宄工作所取得的研究成果并撰写完成的。没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除己经标注引用的内容外，本学位论文中不包含其他人或集体己经发表或撰写过的研宄成果；也不包含为获得华北水利水电大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名：4保证人（导师）签名:签字曰期：wt.6签字曰期.At学位论文版权使用授权书本人完全了解华北水利水电大学有关保管、使用学位论文的规定。特授

3、权华北水利水电大学可以将学位论文的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文原件或复印件和电子文档。（涉密的学位论文在解密后应遵守此规定)学位论文作者签名：导师签名签字日期：wjj.r签字日期:分类号:密级:UDC:单位代码:10078华北水利水电大学硕士学位论文600MW超临界直流锅炉水冷壁水动力特性研究STUDYONHYDRODYNAMICCHARACTERISTICSOFWATERWALLINA600MWSUPERCRITICALONCE-THROUG

4、HBOILER研究生姓名：郭会军指导教师：王为术教授专业名称：流体机械及工程所在学院：电力学院2015年5月摘要600MW超临界直流锅炉水冷壁水动力特性研究摘要水冷壁是超（超）临界直流锅炉中最重要的部件，其结构型式主要分为螺旋管圈和垂直管圈两种。螺旋管圈水冷壁具有管间热偏差小、管径选择灵活、燃料适应性好、能够满足较大质量流速等优点。本文工作的重点为基于管网计算理论，对600MW超临界直流锅炉螺旋管圈水冷壁水动力特性进行了研究，开发计算程序。首先，建立水动力计算模型并对其数学计算方法进行了研究。由流体管网计算理论，将水冷壁系统划分为由流量回路、压力节点和连接管

5、构成的水冷壁流动网络系统。根据质量守恒、动量守恒和能量守恒三大定律，建立水冷壁流量和壁温计算数学模型。其次，针对水动力计算管网模型和流体管网理论，由“节点的质量守恒定律”和“回路的能量平衡定律”建立求解水冷壁流量分配和压力分布的非线性方程组，并采用拟牛顿法进行求解。并对受热较强水冷壁单管沿管长方向的金属壁温分布进行计算。最后，对600MW超临界锅炉螺旋管圈水冷壁水动力进行了计算分析并开发计算程序。利用本文开发的计算程序，计算了600MW超临界直流锅炉水冷壁系统在最大连续蒸发量（BMCR）、75%BMCR、50%BMCR和30%BMCR负荷下的水动力特性。结果

6、表明，炉膛下部螺旋管圈水冷壁较上部垂直管圈水冷壁能承受更大的质量流速，流量偏差也较小；不同负荷下各水冷壁管出口工质温度热偏差小，最大温度偏差约为6℃；受辐射热负荷分布影响，下炉膛螺旋管圈水冷壁中出现最大金属壁温467.8℃，不超过管材的许用温度，能够满足锅炉的安全运行。采集了600MW超临界直流锅炉现场运行数据，针对影响直流锅炉水动力不稳定性的主要因素，对水冷壁系统总压降、壁温及水动力特性曲线进行了校验。将计算结果与现场运行数据进行了对比，发现数据符合较好，趋势一致，不会发生脉动、传热恶化和水冷壁爆管等现象。关键词：超临界直流锅炉；水动力特性；管网理论；拟牛

7、顿法；流量分配IABSTRACTSTUDYONHYDRODYNAMICCHARACTERISTICSOFWATERWALLINA600MWSUPERCRITICALONCE-THROUGHBOILERABSTRACTWaterwallisoneofthemostimportantpartsinsupercriticalonce-throughboiler.itsstructureismainlydividedintospiraltubeandverticaltubetimestwo.Spiralwaterwallandverticalwaterwallare

8、twotypesofwaterwall.Therea