锅炉汽水系统及其设备概述(PPT 155页)

第三章、锅炉汽水系统及其设备
第一节、锅炉水循环
一、自然循环的基本原理:
自然循环原理
自然循环是指：在一个闭合的回路中，
由于工质自身的密度差造成的重位压差，推动工质流动的现象。
自然循环锅炉的循环回路是由汽包、下降管、分配水管、水冷壁下联箱、
水冷壁管、水冷壁上联箱、汽水混合物引出管、汽水分离器组成的。
重位压差是由下降管和上升管(水冷壁管)内工质密度不同造成的。
自然循环推动力的实质是由重位压差造成的循环推动力克服了
上升系统和下降系统的流动阻力，推动工质在循环回路中流动。
压力越高，汽、水的密度差降低，工质循环流动速度越低。
二、竖直蒸发管汽水混合物流型与传热
当水冷壁管受热时，而管中心的水不断地向壁面补充，这时的管内沸腾被称为核态沸腾。
锅炉蒸发管内的流型主要分为四类，即泡状流、弹状流、环状流、雾状流。
泡状流动画
弹状流动画
环（柱）状流动画
如果管外的热负荷很高，汽泡就会在管子内壁面上聚集起来，形成完整稳定的气膜，
热量通过气膜层传到液体再产生沸腾蒸发，此时管子壁面得不到水膜的直接冷却，
就会导致管壁超温，这种现象就称为膜态沸腾。也称为第一类传热恶化。
膜态沸腾一般发生在亚临界参数锅炉水冷壁管内。
尽管亚临界参数锅炉水冷壁管出口汽水混合物的质量含汽率一般只达到0.3~0.4，
但由于采用了内螺纹管水冷壁，抑制了膜态沸腾的发生。
环状流水膜被撕破或蒸干而产生膜态沸腾，形成液雾流（湿蒸汽），导致第二类传热恶化。
内螺纹管结构
三、自然循环工作可靠性主要指标
(1)循环流速ωo定义为：在饱和水状态下进入上升管入口的水的流速。即
(2)质量含汽率χ定义为：上升管中蒸汽所占循环流量的份额。或汽水混合物中蒸汽所占的份额。即
(3)循环倍率Ｋ定义为：上升管中实际产生一公斤蒸汽需要进入多少公斤水。
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