换热设备余热排放性能研究

1实验研究与分析1.1实验系统在被动余热去除方案中，蒸汽发生器中产生的蒸汽依靠自然循环进入余热去除热交换器，冷凝在换热管的内壁表面上，并且冷凝水流回蒸汽发生器。换热管外部的传热形式为自然对流传热和沸腾传热。由于管子中的冷凝传热系数远大于管子外部的自然对流传热系数，因此必须增加换热管外部的自然对流传热系数，以改善整体传热特性换热管的为了确定整个针翅管，多孔管，低肋管和光滑管的传热特性，设计了图1所示的实验装置。实验装置的实验部分高于锅炉出口，整个实验系统是一个完整的自然循环。锅炉中产生的饱和蒸汽进入实验段，并在实验管中冷凝成水，冷凝水从锅炉底部流回锅炉。该实验通过测量每单位时间的冷凝水输出来确定试管的热传递。为了确定试管外壁的温度和水箱中冷却水的平均温度，在试管上焊接了五对镍-铬-镍-硅-硅热电偶，三对铜-恒定的热电偶安装在水箱中。实验中使用的整个针翅管和低肋管的结构图如图所示。参见每个实验管的主要结构参数（整个针翅管的翅片间距为2.6mm）。 1.2管外单相自然对流和核沸腾的实验研究在运行的排热系统初期，加油水箱中的水温较低。此时，废热去除热交换器的主要热交换形式是单相自然对流和过热。烧开了。在紧急关闭反应堆后，反应堆的剩余功率在全功率下长时间保持在7左右​​，并且蒸汽发生器中的蒸汽压力和温度等参数相对稳定。但是，加油水箱中的水温会随时间升高，直到发生稳定的核沸腾。在实验中，换热管入口处的蒸汽压力始终保持恒定（表压0.14MPa），水箱中的冷却水从常温变为沸点。在实验中发现，随着冷却水的温度持续升高，热交换管的壁表面的温度也升高。通过实验，得到了管外传热系数与传热温度变化的关系曲线，以及换热管总传热系数与传热温度变化的关系曲线。从实验曲线可以看出，随着传热温度差的不断减小，管外传热系数和总传热系数逐渐增大：当传热温度差在25至75°C之间时，每个传热管外部的传热系数随着总传热系数的增加速度相对较慢。这是因为在该温差区域中，热交换管外部的传热形式主要是单相自然对流，并且传热温度差增大的趋势相对较慢。在此区域，低肋管的传热特性优于其他热交换管，因为低肋管外部的有效传热面积大于其他热交换管，并且管上的散热片增强了壁表面附近流体的干扰。当传热温差为20℃时，直到表面传热t管充满核沸腾，由于试管的外壁温度接近100℃，所以传热管外部的传热系数和总传热系数迅速增加，各传热管的传热系数相似。 ，并且随着罐中冷却水温度的不断升高，热交换管外壁的温度也随之升高。此时，热交换管外部的传热主要是过冷沸腾，因此在过冷沸腾区域发生变化。热管的热交换特性（中国热交换器行业的发展）相似。从图中还可以看出，在过冷沸腾占主导的区域，多孔管也具有与低肋管类似的特性，但是在单个相对流区域中，传热系数低于低肋管。 -肋管。 1.3核沸腾实验由于附着在试管壁上的气体和试管中的气体会影响实验的准确性和可重复性，因此在进行实验之前应先对试管的表面和实验系统内部进行除气。不可凝性气体，然后检查测量系统的工作状况。然后用蒸汽加热冷却水箱中的冷却水，直到发生稳定的核沸腾为止，然后调节电加热锅炉的加热功率，以将锅炉中的压力保持在稳定值，并记录锅炉的温度和冷凝水。稳定后的热交换管壁表面液体量。然后调节锅炉的电加热功率，使锅炉中的蒸汽压力达到下一个实验点。实验稳定后，此时记录温度和热交换管壁表面上的冷凝水量。重复上述实验过程以完成实验。通过处理实验数据，获得了如图所示的实验结果。可以看出，在核沸腾状态下，一体式针翅管多孔管的外热通量密度随管壁表面过热度的变化趋势高于轻管和低肋肋。管。 （壁厚1.5mm）是低肋管的2倍，1.6倍。这是因为，当热交换管的核表面剧烈沸腾时，整个针翅片管和多孔管壁的汽化芯数比光滑管的多，并且致密的针翅和小孔被抑制。形成大的蒸气气泡，使得壁表面附近的流体扰动严重，此外，整个针状翅片管中都存在针状翅片，从而增加了管外的传热面积，从而使外部过热换热管的表面较小，并且管外的热通量密度大于光滑管和低肋管的热通量密度。 2结论通过实验研究，比较分析了自然对流，过冷沸腾和核沸腾状态下多根换热管的传热特性，得出以下结论：1）整体销的有效传热面积翅片管大于其他结构的换热管中，细小的针状翅片增加了壁流体的扰动，因此整个针状翅片管在沸腾区的传热特性优于其他换热管， 2）合理的翅片壁表面可以改善换热管。单相自然对流和核沸腾状态下的传热系数实现了热交换设备的小型化。