汽包锅炉蒸发设备安全性（锅炉设备运行）

管内流型及传热区段欠热水由管子下部进入，工质沿管长经历了七种流型垂直受热上升管中汽水两相流型01单相水的流动（A段）：水温↑，未至饱和温度，无蒸汽。02过冷汽泡状流动（B段）：紧贴管子内壁面的水温↑至饱和并生汽泡，管子中部水仍欠热，平均水温tg逐渐升高。03饱和汽泡状流动（C段）——全部工质至饱和温度，汽泡不再凝结，含汽量从x=0开始逐渐增大。欠热水由管子下部进入，工质沿管长经历了七种流型垂直受热上升管中汽水两相流型04弹状流动（D段）——随着含汽量增大，汽泡聚合成弹状，温度保持饱和温度05环状流动（E段）——含汽量↑，汽弹连接成柱，形成环状流动。环状流动后期，中部汽流增加，流速升高，蒸汽开始携带水滴。汽液两相流的流型欠热水由管子下部进入，工质沿管长经历了七种流型垂直受热上升管中汽水两相流型06单相汽流动（G段）——该段起始点水滴已全部蒸干，x=1，蒸汽进入过热状态，温度开始上升。07随着压力增加，汽弹状流动逐渐消失，到10MPa以上，汽弹状流动已不复存在。随着工质含汽量增加，由汽泡状流动直接转变为汽柱状流动。汽液两相流的流型

管内沸腾传热过程单相过热蒸汽对流传热区段液体欠缺对流传热区段（水膜破坏-水膜蒸干）两相强迫对流传热区段（水层表面蒸发）饱和核态沸腾传热区段欠热沸腾传热区段（表面沸腾）单相水的对流传热区段ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ沸腾传热恶化及防护措施1第一类沸腾传热恶化2第二类沸腾传热恶化蒸发管内传热恶化可分为概念因管壁形成汽膜导致的沸腾传热恶化称为第一类传热恶化，或称膜态沸腾，它是由于热负荷太高造成。第一类沸腾传热恶化（发生在x较低处）开始发生核态沸腾偏离时的热负荷称临界热负荷临界热负荷概念：因管壁水膜被“蒸干”导致的沸腾传热恶化称为第二类沸腾传热恶化。第二类沸腾传热恶化(发生在x较高处)原因：汽水混合物中含汽率太高所致。防止沸腾传热恶化的发生01把沸腾传热恶化发生位置推移到热负荷较低处，使其管壁温度不超过许用值。02沸腾传热的防护措施有两个途径：010203具体措施保证一定的质量流速降低受热面的局部热负荷管内结构措施本次任务主要内容沸腾传热恶化及防护措施蒸汽管内的汽液两相流型及传热管内流型及传热区段02自然循环基本概念自然循环蒸发系统及蒸汽净化任务7.3自然循环的安全性影响水冷壁安全运行的主要因素01蒸发管内的停滞、倒流02影响循环安全性的主要因素03影响水冷壁安全运行的主要因素影响水冷壁安全运行的主要因素影响水冷壁安全运行的因素管内管外结垢与腐蚀停滞或倒流膜态沸腾干锅磨损高温腐蚀结渣和积灰管内的工质压力的作用，可导致管子局部“鼓包”、裂口，以致发生爆管事故同样使管子承压能力下降，引起爆管或泄漏管子金属内壁面上的连续水膜被破坏，冷却能力急剧下降，从而出现传热恶化引起的管壁工作温度超过金属材料的允许温度超温严重时管子强度下降，承压能力下降直接导致管子的管壁减薄或金属管壁超温蒸发管内的停滞、倒流蒸发管内的停滞、倒流流量分配有偏差。水冷壁吸热强度有偏差。水冷壁结构有偏差。即循环推动力不同。停滞原因管屏进出口联箱压差相同，受热弱的管子中，工质密度大，管屏的压差只能托住液柱，不能推动液柱的流动。蒸发管内的停滞、倒流自由水面位置波动，引起管子疲劳应力。形成汽塞，管子局部超温。形成自由水面，管子上部过热超温。停滞危害水循环停滞主要发生在受热弱的管子上。蒸发管内的停滞、倒流在并联工作的水冷壁管子之间，由于受热不均，上升管之间形成了自然循环回路。倒流原因倒流管的压差大于同一片管屏或同一回路的平均压差，从而迫使工质向下流动。从循环特性来看，倒流现象的表现是：蒸发管内的停滞、倒流在发生倒流的管子中，水向下流动，而汽泡由于受到浮力向上运动。当倒流速度较慢且等于汽泡向上运动的速度时，向下流的水带不走汽泡，造成汽泡不上不下的状态，引起汽塞，发生传热恶化，以至使管子出现局部过热超温。倒流危害影响循环安全性的主要运行因素影响循环安全性的主要运行因素水冷壁受热不均或受热强度过高下降管带汽或自汽化水冷壁管内壁结垢上升系统的流动阻力变负荷速度过快或低负荷运行时间过长本次任务主要内容自然循环汽包锅炉的蒸发设备蒸发管内的停滞、倒流02影响水冷壁安全运行的主要因素01影响循环安全性的主要因素03项目七自然循环蒸发系统及蒸汽净化任务7.2自然循环的流动特性自然循环基本概念01管内流型及传热区段02沸腾传热恶化及防护措施03自然循环基本概念ρw=G/Akg/(m2·s)G

=ρwAkg/s工质流过单位流通断面积的质量流量称为质量流速ρw，质量流速表示为：1.质量流速ρw2.循环流速wo指在汽包压力下饱和水流过上升管水冷壁流通断面时的流速。wo=G/Aρ(m/s)3.质量含汽率x汽水混合物中，蒸汽的质量流量与汽水混合