直管式直流蒸汽發(fā)生器流動傳熱特性數(shù)值模擬.pdf

1、與自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器相比，直流蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生過熱蒸汽，可以有效提高汽輪機工作熱效率，得到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。直流蒸汽發(fā)生器二次側(cè)工質(zhì)經(jīng)歷從過冷到過熱狀態(tài)，必然出現(xiàn)汽液兩相流動、壁面蒸干、壁溫飛升等現(xiàn)象，使得直流蒸汽發(fā)生器的研究更加困難。蒸干的出現(xiàn)使傳熱能力大大降低，更有可能對換熱設(shè)備造成安全威脅。因此，準(zhǔn)確預(yù)測直流蒸汽發(fā)生器傳熱特性對換熱設(shè)備的設(shè)計、運行以及安全工作至關(guān)重要。
　　以美國B&W直管式直流蒸汽發(fā)生器為研究對象，

2、利用近似?；?，分別建立了直流蒸汽發(fā)生器二次側(cè)三維“單元管”物理模型以及一、二次側(cè)流固耦合三維“單元管”物理模型，并基于兩流體模型和兩流體三流場數(shù)學(xué)模型分別對核態(tài)沸騰區(qū)和缺液區(qū)流動傳熱特性進行描述，采用FLUENT軟件對直流蒸汽發(fā)生器二次側(cè)沸騰傳熱特性以及一、二次側(cè)流固耦合特性進行了數(shù)值模擬，得到了蒸汽發(fā)生器內(nèi)流動及傳熱關(guān)鍵參數(shù)的分布規(guī)律，分析了直流蒸汽發(fā)生器二次側(cè)核態(tài)沸騰區(qū)以及缺液區(qū)流動傳熱特性以及一、二次側(cè)流固耦合傳熱特性。

3、　　計算結(jié)果表明：二次側(cè)每個傳熱區(qū)段的對流換熱系數(shù)與經(jīng)驗公式計算結(jié)果相比誤差均在合理范圍內(nèi)。傳熱管內(nèi)、外壁溫度變化趨勢相近，內(nèi)、外壁面分別與一次側(cè)和二次側(cè)工質(zhì)接觸，因此內(nèi)壁溫度高于外壁溫度。根據(jù)熱力計算，蒸干點位置為7.52m，誤差為2.9％。蒸干位置處壁面不再有液體的潤濕，傳熱能力大大降低，導(dǎo)致距離傳熱管入口約7.3m處壁溫出現(xiàn)非線性形式飛升，內(nèi)、外壁溫度飛升幅度分別達到12.5℃和20.5℃，平均壁面溫度飛升幅度為16.5℃，與B&