Разработка и исследование новой конструкции чугунной набивки регенеративных воздухоподогревателей ТЭС

• Автор: Стефанюк, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 152 с. : ил

Содержание

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. ОБЗОР РАБОТ В ОБЛАСТИ РАЗРАБОТКИ И ИССЛЕДОВАНИЙ НАБИВОК РЕГЕНЕРАТИВНЫХ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ
2. РАЗРАБОТКА НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РВИ

2.1. Разработка новой конструкции набивки РВП

2.2. Разработка конструкции экспериментальной установки по исследованию теплофизических и гидравлических характеристик регенеративныхвоздухоподогревателей

2.3. Определение скоростей и расходов теплоносителя

2.4. Экспериментальное исследование тсплофизических и гидравлических характеристик РВП

. 3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РВП.

3.1. Разработка методики определения коэффициентов теплоотдачи на основе экспериментальных данных о температурном состоянии решеток РВП

3.2. Теплообмен в набивке с учетом изменения температуры но толщине ребра решетки

3.3. Аналитический метод расчета теплопроводности в шаре при граничных условиях 3го рода
3.4. Критериальная обработка результатов экспериментальных исследований гидравлических сопротивлений
3.5. Критериальная обработка результатов экспериментов по теплоотдаче
3.6. Анализ результатов экспериментальных исследований теплообмена и гидравлического сопротивления и основные выводы
4. ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ВРАЩАЮЩЕГ ОСЯ РЕГ ЕНЕРАТИВНОГО ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ
4.1 Расчет процессов нагрева и охлаждения насадки
4.2 Расчет процессов нагрева и охлаждения теплоносителей
4.3 Расчет основных параметров набивки РВП и теплоносителя
4.4 Методика приближенного теплового расчета РВП
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность


Вследствие периодического изменения направления потоков практически отсутствуют застойные зоны, что способствует самоочищению поверхности теплообмена. Меньше затраты металла и меньше габариты. Простота замены поверхности нагрева. Происходит перетекание и смешение некоторых количеств горячего и холодного потоков теплоносителей. Если теплоносители находятся под существенно различными давлениями, то возникает сложная проблема организации надежного уплотнения. Рост мощности котлоагрегатов приводит к увеличению поверхностей нагрева и веса РВП. В связи с чем вес набивок может достигать нескольких сотен тонн. Например вес набивки блока 0 МВт составляет 0 тонн. Для уменьшения веса и габаритов необходимо искать пути интенсификации теплообмена. Для этого необходимо разрабатывать конструкции РВП, позволяющие увеличивать степень турбулентности потока в канале и уменьшать толщину пограничного слоя. Эти факторы можно достигать за счет увеличения шероховатости поверхности. В этом направлении необходимо находить какой-то оптимум - когда достаточно высокая эффективность теплообмена' сочетается с допустимым гидравлическим сопротивлением. Решение проблемы интенсификации теплообмена в канатах РВП связано с глубоким теоретическим и экспериментальным исследованием процессов, протекающих в пристенной области пограничного слоя, которая определяет основное термическое сопротивление в каналах. Знание механизмов процессов в этой области позволит найти пути управления или и в конечном итоге интенсифицировать теплообмен. По работе котельных РВП в настоящее время накоплен обширный материал В частности многочисленные лабораторные исследования и промышленные испытания проведены в ЦКТИ [,,,]. В ВТИ и ОРГЭС [, , ] проведены промышленные испытания РВП и исследование коррозии поверхности нагрева и разработаны мероприятия по её уменьшению. Проведены теоретические и лабораторные исследования по теплообмену в поверхностях нагрева. Созданы стенды по исследованию тепловых и аэродинамических процессов. Например, было показано, что большой ущерб наносит низкотемпературная коррозия РВП (особенно на мазутных котлах). Для её предотвращения рекомендовано покрытие металла набивки холодной стороны РВП стеклоэмалями, позволяющими, к тому же, существенно сократить расход металла. Рекомендовано также внедрение набивок из таких материалов как керамика и фарфор [, , ]. Такая замена позволяет получить значительную экономию металла. Исследования, представленные в работах [, , , ],приводят к заключению о том, что поверхность нагрева РВП, выполненных из сплошных волнистых металлических листов, находится на предельных характеристиках по соотношению теплообмена и гидравлического сопротивления. В работе [ ] представлены результаты разработки, исследования и внедрения нового типа керамической набивки, состоящей из длинных керамических трубок с керамическими ребристыми вставками (см. В частности, были разработаны несколько составов керамики, отличающейся высокой термической и химической стойкостью, и изготовлен ряд экспериментальных образцов набивки. Проведен сравнительный анализ различйых типов керамической набивки по их аэродинамике и теплообмену и выбор опти-. На рис. Таганрогского котлотурбинного завода. Проведем анализ этих конструкций. Простейшая блочная керамическая набивка представляет собой блок с каналами прямоугольного сечения, например, квадратного (вариант 2а, ). Набивка типа применяется в РВП, выпускаемых в ФРГ. Трудности изготовления такой набивки связаны с выдерживанием малой толщины стенки каналов (< 3 мм. Компоновка прямоугольных блоков в пакеты РВП различных размеров и конфигураций также затруднена. Парис. Их сравнительные характеристики показали, что наиболее перспективной оказалась набивка, выполненная по варианту 7а, . Все исследованные профили набивок отличаются от предложенной в настоящей работе набивки повышенным аэродинамическим сопротивлением и пониженной компактностью. Набивки из труб диаметром - мм (вариант За, ) очень быстро забиваются золовыми отложениями, т. Укладка труб в пакеты по варианту ,в практически неосуществима.