[01136323]超(超)临界锅炉水动力计算方法及水动力特性研究

水冷壁是锅炉最重要的传热单元,锅炉水动力特性是指在一定的热负荷和结构特性条件下,管内工质流量与阻力压降间的关系。正常的水动力特性应确保锅炉受热面管内工质流动稳定和传热安全,防止锅炉非正常水动力工况是锅炉汽水系统设计和锅炉安全运行监测最重要、最基本的原则。《超（超）临界锅炉水动力计算方法及水动力特性》主要为解决超（超）临界锅炉水动力设计方法和水冷壁运行安全问题,项目属于火力发电工程技术。课题组在河南省教育厅自然科学研究计划项目（2011A470007）和河南省高校创新人才项目的支持下,采用理论、试验和数值相结合的方法,项目组开展了《超（超）临界锅炉水动力计算方法及水动力特性》,该研究成果对现代大型超临界、超超临界发电技术研发和锅炉机组的安全运行监测具有重要的指导作用,成果应用还可推广到超700℃发电和太阳能热发电领域。项目通过对水冷壁低流速传热与温度特性试验、超（超）临界锅炉水动计算方法和超（超）临界锅炉水冷壁水动力特性数值计算研究,完善了锅炉传热试验数据,建立了超（超）临界锅炉水动力的计算方法,构建了水动力计算流程,开发水动力计算程序,基于所开发的程序研究了1000MW超超临界锅炉和600MW超临界锅炉的水动力特性。取得了一下重要成果： ①在亚临界到超界压力区,获得了低质量流速下水冷壁管传热与温度特性试验数据和影响规律; ②建立超（超）临界水动力计算模型和计算方法,基于水冷壁传热特性和炉内热负荷分布规律,建立超临界锅炉水冷壁单管水动力和并联各级管屏水动力计算模型,建立水冷壁系统水动力计算节点（水冷壁系统回路和垂直分段）,确定超临界锅炉水动力计算流程;建立超临界锅炉流体管网水动力计算模型,基于流体网络计算理论,建立由流量回路、压力节点和连接管构成的水冷壁流动网络系统; ③基于理论模型,确定超（超）临界锅炉水动力计算流程,采用数值方法,研制超（超）临界锅炉水动力通用计算程序,采用C++语言,开发超（超）临界锅炉水动力通用计算程序,根据锅炉串联并联水冷壁管流量和压降分配原理,采用变流量及切比雪夫（chebyshev）多项式拟合法实现水动力计算,根据管网水动力计算模型,研制程序; ④研究1000MW超超临界锅炉水动力特性; ⑤研究600MW超临界锅炉水动力特性; ⑥发表了论文5篇（SCI2篇+EI2篇）+专著1部; ⑦培养硕士生1名,校级优秀硕士论文1篇。