鍋爐汽水係統及其設備概述(PPT 155頁)

第三章、鍋爐汽水係統及其設備
第一節、鍋爐水循環
一、自然循環的基本原理:
自然循環原理
自然循環是指：在一個閉合的回路中，
由於工質自身的密度差造成的重位壓差，推動工質流動的現象。
自然循環鍋爐的循環回路是由汽包、下降管、分配水管、水冷壁下聯箱、
水冷壁管、水冷壁上聯箱、汽水混合物引出管、汽水分離器組成的。
重位壓差是由下降管和上升管(水冷壁管)內工質密度不同造成的。
自然循環推動力的實質是由重位壓差造成的循環推動力克服了
上升係統和下降係統的流動阻力，推動工質在循環回路中流動。
壓力越高，汽、水的密度差降低，工質循環流動速度越低。
二、豎直蒸發管汽水混合物流型與傳熱
當水冷壁管受熱時，而管中心的水不斷地向壁麵補充，這時的管內沸騰被稱為核態沸騰。
鍋爐蒸發管內的流型主要分為四類，即泡狀流、彈狀流、環狀流、霧狀流。
泡狀流動畫
彈狀流動畫
環（柱）狀流動畫
如果管外的熱負荷很高，汽泡就會在管子內壁麵上聚集起來，形成完整穩定的氣膜，
熱量通過氣膜層傳到液體再產生沸騰蒸發，此時管子壁麵得不到水膜的直接冷卻，
就會導致管壁超溫，這種現象就稱為膜態沸騰。也稱為第一類傳熱惡化。
膜態沸騰一般發生在亞臨界參數鍋爐水冷壁管內。
盡管亞臨界參數鍋爐水冷壁管出口汽水混合物的質量含汽率一般隻達到0.3~0.4，
但由於采用了內螺紋管水冷壁，抑製了膜態沸騰的發生。
環狀流水膜被撕破或蒸幹而產生膜態沸騰，形成液霧流（濕蒸汽），導致第二類傳熱惡化。
內螺紋管結構
三、自然循環工作可靠性主要指標
(1)循環流速ωo定義為：在飽和水狀態下進入上升管入口的水的流速。即
(2)質量含汽率χ定義為：上升管中蒸汽所占循環流量的份額。或汽水混合物中蒸汽所占的份額。即
(3)循環倍率Ｋ定義為：上升管中實際產生一公斤蒸汽需要進入多少公斤水。
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