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大容量电站锅炉复杂系统蒸汽流量分布研究

作　者: 刘平元
导　师: 曹汉鼎
学　校: 上海发电设备成套设计研究所
专　业: 热能工程
关键词: 锅炉静压分布三通数值模拟
分类号: TK221
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 72次
引　用: 2次
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内容摘要

在大容量电站锅炉中，过热器和再热器的超温爆管是导致停炉，停机的最常见的事故之一。一般认为，问题主要是由烟气侧和蒸汽侧两方面的原因造成的。其中，蒸汽侧的流量分布不均匀是造成事故的重要原因之一。本文总结了轴向引入引出集箱系统的静压分布数学模型，针对径向引入引出型式的集箱系统，利用数值模拟的方法研究了其静压分布规律，并讨论了数值解法。为进一步验证本文的算法和程序，针对大容量电站锅炉带三通结构的集箱系统进行了实例计算，得到了集箱内的静压分布和屏间流量偏差，结果表明本文的方法是合理可行的，能够满足工程计算精度。针对本文湍流流场数值模拟中较严重的伪扩散问题，本文采用非均分OUICK格式，编制了计算程序，计算结果显示，有效避免了伪扩散影响，表明所用方法及格式是可行的。数值模拟结果表明：三通区域中的涡流会对该区域的静压分布造成很大的影响，从而导致较大的屏间流量偏差。涡流区的大小跟集箱的结构尺寸密切相关。最后，本文在理论分析和数值计算的基础上，指出了本文工作的不足之处，并提出了需进一步改进的地方。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-5
主要符号说明  5-11
第一章绪论  11-17
  1.1 本文的研究背景和研究意义  11-13
  1.2 前人研究工作综述  13-15
    1.2.1 热偏差理论  13-14
    1.2.2 集箱端部轴向引入引出型  14-15
    1.2.3 集箱径向引入引出型(带三通结构)  15
  1.3 本文的主要研究内容  15-17
第二章静压分布数学模型及流量偏差计算  17-33
  2.1 连续模型计算方法及存在问题  17-20
    2.1.1 原苏联锅炉机组水动力计算方法(方法1)  17-18
    2.1.2 我国电站锅炉机组水动力计算方法(方法2)  18-20
    2.1.3 方法3  20
  2.2 离散模型法  20-25
    2.2.1 管屏处的集箱动量方程  21-22
    2.2.2 管屏间的集箱动量方程  22
    2.2.3 支管柏努利方程  22-23
    2.2.4 连续性方程  23
    2.2.5 边界条件  23-24
    2.2.6 特性参数变化规律  24-25
  2.3 流量偏差计算方法  25-29
    2.3.1 同屏流量偏差  25
    2.3.2 屏间流量偏差  25-29
  2.4 带三通结构的集箱静压分布  29-33
    2.4.1 美国 CE 方法  29-30
    2.4.2 国内研究成果  30-31
    2.4.3 本文方法  31-33
第三章湍流数学模型及数值解法  33-53
  3.1 概述  33-34
  3.2 湍流流场数学模型  34-39
    3.2.1 湍流流动模型概述  34-37
    3.2.2 本文所选取的流动模型  37-39
  3.3 伪扩散问题处理  39-46
    3.3.1 伪扩散  39-40
    3.3.2 伪扩散一般解决方法  40-41
    3.3.3 QUICK 格式  41-46
      3.3.3.1 均分网格 QUICK 格式的推导  41-44
      3.3.3.2 格式的实施  44-45
      3.3.3.3 非均分网格 QUICK 格式  45-46
  3.4 流场的数值求解方法及边界条件  46-53
    3.4.1 控制方程的离散  46-47
    3.4.2 边界条件  47-50
      3.4.2.1 固体壁面边界条件  47-48
      3.4.2.2 入口边界条件  48
      3.4.2.3 出口边界条件  48-50
    3.4.3 源项及欠松弛  50-51
    3.4.4 计算流程  51-53
第四章计算对象，结果及分析  53-69
  4.1 计算对象简介  53-59
    4.1.1 锅炉简介  53-55
    4.1.2 计算区域  55-59
  4.2 流场计算结果和分析  59-62
    4.2.1 集箱内流场图谱  59-62
  4.3 集箱支管处静压分布结果  62-63
    4.3.1 分配集箱静压分布  62-63
    4.3.2 汇流集箱静压分布  63
  4.4 末级再热器屏间流量偏差  63-65
  4.5 德州电厂#3 炉再热器系统改造  65-69
第五章结论和建议  69-71
  5.1 本文所作的工作及结论  69-70
  5.2 对需进一步工作的建议  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-75

大容量电站锅炉复杂系统蒸汽流量分布研究

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