Lưu thông đề cập ở đây đến dòng chảy của nước, hơi nước hoặc hỗn hợp của nó xung quanh mạch nướcnước trong nồi hơi. Trong những ngày đầu của nồi hơi, hơi nước được tạo ra trong một tàu lớn. Con tàu được làm nóng từ bên ngoài, điều này sẽ tạo ra một dòng đối lưu trong khối nước lớn. Quá trình này không gây ra bất kỳ mối đe dọa nào đối với sự an toàn của lò hơi. Vì vậy, kiến thức chi tiết về lưu thông hơi nước hoặc mô hình dòng chảy không quan trọng. Mặt khác, nồi hơi ống nước hiện đại phải chịu mức độ thông lượng nhiệt, nhiệt độ và áp suất ngày càng cao hơn. Vì vậy, các nhà thiết kế không còn có thể bỏ qua quá trình lưu thông nước và hơi nước trong nồi hơi. Sự lưu thông không đầy đủ của nước sẽ không thể loại bỏ nhiệt khỏi bề mặt ống với tốc độ đủ, điều này có thể dẫn đến tăng nhiệt độ thành ống. Ứng suất cho phép của kim loại giảm khi nhiệt độ kim loại tăng. Trong trường hợp cực đoan, ống có thể bị vỡ. Sự lưu thông đầy đủ của nước hơi cũng rất cần thiết cho việc tách hơi nước ra khỏi nước đúng cách. Nếu không lưu thông tốt, chất lượng hơi nước sẽ bị ảnh hưởng. Ba loại lưu thông chính được sử dụng trong nồi hơi thương mại. Được sử dụng phổ biến nhất là lưu thông tự nhiên. Ở đây, nước và hỗn hợp hơi nướcnước di chuyển do sự chênh lệch mật độ của chúng. Lưu thông cưỡng bức một lần là loại thứ hai. Ở đây, một máy bơm cấp nước ở một đầu và đẩy hơi nước qua đầu kia của lò hơi. Không giống như lưu thông tự nhiên, nó không lưu thông mạch nồi hơi. Hỗ trợ lưu thông là loại thứ ba. Ở đây, một máy bơm tuần hoàn giúp hỗn hợp hơi nước vượt qua điện trở của mạch. Bên cạnh đó, cũng có một hệ thống kết hợp sẽ được thảo luận sau.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO MƠN HỌC: LỊ HƠI ĐỀ TÀI: TUẦN HỒN NƯỚC VÀ HƠI NƯỚC TRONG LÒ HƠI GVHD: Mã lớp: SVTH: Thủ Đức, 22 tháng 11 năm 2022 DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA VIẾT TIỂU LUẬN NHÓM: 01CLC (LỚP THỨ TIẾT 1-3) HỌC KÌ NĂM HỌC 2022-2023 MÃ SỐ LỚP HP: TÊN ĐỀ TÀI: TUẦN HOÀN NƯỚC VÀ HƠI NƯỚC TRONG LÒ HƠI S HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN TT MSS V TỶ LỆ % HOÀN THÀNH KÝ TÊN Ghi chú: - Tỷ lệ % = 100% Mức độ phần trăm sinh viên tham gia - Nhóm trưởng: Điểm số: Nhận xét giáo viên: TP Thủ Đức, ngày 22 tháng 11 năm 2022 Ký xác nhận giảng viên BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ S TT HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN CÔNG VIỆC MSSV Word PowerPoint MỤC LỤC 12 LƯU THÔNG HƠI NƯỚC-NƯỚC TRONG NỒI HƠI .7 1.1 Hệ thống tuần hoàn tự nhiên 1.1.1 Dòng chảy hỗn hợp nước-nước 1.1.2 Nguyên tắc lưu thông tự nhiên 1.1.3 Tỉ lệ lưu thông 10 1.1.4 Phương trình thiết kế 10 1.1.5 Trọng lượng riêng hỗn hợp nước .10 1.1.6 Tính tốn sụt áp suất ống .15 1.1.7 Truyền nhiệt hỗn hợp nước- nước ván 16 1.1.8 Thông lượng nhiệt tới hạn phần nước tới hạn 17 1.2 Tính tốn cho mạch ống đơn giản phức tạp 22 1.2.2 Ví dụ tính tốn lưu thơng tự nhiên .23 1.3 Sức cản dòng chảy hai pha 23 1.3.1 Ma sát 23 1.3.2 Tăng tốc 26 1.3.3 Cột áp thủy tĩnh .26 1.4 Chiều cao phần tiết kiệm nhiên liệu hâm nước cấp .26 1.5 Ví dụ làm việc .29 13 LƯU THÔNG CƯỠNG BỨC CHO LÒ HƠI TỚI HẠN VÀ CHƯA TỚI HẠN 38 2.1 Mô tả chung .39 2.2 Nguyên tắc thiết kế lị tuần hồn cưỡng 40 2.3 Đặc điểm nồi tuần hoàn cưỡng 42 2.3.1 Lưu thông cưỡng xếp tường nước .44 2.3.2 Kiểm sốt nồi tuần hồn cưỡng 47 2.4 Lò siêu tới hạn .49 2.4.1 Nồi tầng sôi tuần hoàn siêu tới hạn 50 2.4.2 Khởi động vận hành tải trọng thấp nồi siêu tới hạn .50 2.4.3 Chế độ hoạt động 51 CHỦ ĐỀ 1: LƯU THÔNG HƠI NƯƠC- NƯỚC TRONG LỊ HƠI 12: LƯU THƠNG HƠI NƯƠC- NƯỚC TRONG LỊ HƠI Lưu thơng đề cập đến dòng chảy nước, nước hỗn hợp xung quanh mạch nước-nước nồi Trong ngày đầu nồi hơi, nước tạo tàu lớn Con tàu làm nóng từ bên ngồi, điều tạo dịng đối lưu khối nước lớn Q trình khơng gây mối đe dọa an tồn lị Vì vậy, kiến thức chi tiết lưu thơng nước mơ hình dịng chảy không quan trọng Mặt khác, nồi ống nước đại phải chịu mức độ thông lượng nhiệt, nhiệt độ áp suất ngày cao Vì vậy, nhà thiết kế khơng cịn bỏ qua q trình lưu thơng nước nước nồi Sự lưu thông không đầy đủ nước loại bỏ nhiệt khỏi bề mặt ống với tốc độ đủ, điều dẫn đến tăng nhiệt độ thành ống Ứng suất cho phép kim loại giảm nhiệt độ kim loại tăng Trong trường hợp cực đoan, ống bị vỡ Sự lưu thông đầy đủ nước cần thiết cho việc tách nước khỏi nước cách Nếu không lưu thông tốt, chất lượng nước bị ảnh hưởng Ba loại lưu thơng sử dụng nồi thương mại Được sử dụng phổ biến lưu thông tự nhiên Ở đây, nước hỗn hợp nước-nước di chuyển chênh lệch mật độ chúng Lưu thông cưỡng lần loại thứ hai Ở đây, máy bơm cấp nước đầu đẩy nước qua đầu lị Khơng giống lưu thơng tự nhiên, khơng lưu thơng mạch nồi Hỗ trợ lưu thông loại thứ ba Ở đây, máy bơm tuần hoàn giúp hỗn hợp nước vượt qua điện trở mạch Bên cạnh đó, có hệ thống kết hợp thảo luận sau 1.1 Hệ thống tuần hoàn tự nhiên Trong tuần hoàn tự nhiên, nước nước di chuyển xung quanh lị tác dụng lực Hình 11.7 Chương cho thấy mạch tuần hoàn nước-nước nồi tầng sơi tuần hồn Ở thấy máy bơm nước cấp liệu buộc nước vào hâm nước (1) Nước, rời khỏi tiết kiệm, lên tường bên đèo phía sau (2) Nước làm lạnh phụ vào trống (3) Nước từ trống chảy xuống trọng lực thơng qua đường kính lớn ống gọi downcomers (5) Sau đó, qua tiêu đề (6) tường nước để vào ống nâng tường nước thẳng đứng lò (7) Hơi nước tạo ống riser Hỗn hợp nước nước từ thành nước vào trống (8) Một phân tách bên trống tách nước khỏi hỗn hợp Lượng nước lại chảy ngược trở lại tiêu đề thơng qua downcomer (5) Dịng chảy xảy lưu thông tự nhiên Hơi nước rời khỏi trống (9) để vào vỏ bọc backpass (10) Hơi nước rời khỏi vỏ bọc back-pass (12) sau vào q nhiệt (12) khỏi vỏ bọc (I I) Hơi nước nhiệt để lại nhiệt (SH-I, SH-11) mức (13) Nó làm nóng thêm nhiệt thứ cấp (14) để nồi (15) Hơi nước nhiệt nở tuabin để dẫn động máy phát điện Hơi nước mở rộng phần quay trở lại nồi (16) để hâm nóng Việc sưởi ấm thực số giai đoạn hâm nóng lại (161 8) Áp suất nước buộc chảy qua nhiệt hâm nóng Do đó, cho lưu hành cưỡng 1.1.1 Dòng chảy hỗn hợp nước-nước Trong ống riser nồi hơi, nước tương đối lạnh vào phía Vì nhiệt độ nước nhiệt độ bão hịa nó, gọi subcooled Ở phần dưới, nhiệt lượng nhận từ lị đủ cao để làm bay nước khu vực lân cận thành ống, bong bóng ngưng tụ nước làm lạnh xung quanh Q trình gọi đun sơi mức (Hình 12-1e) Khơng hệ nước rịng q trình HÌNH 1.1 Chế độ dịng chảy hỗn hợp nước-nước ống thẳng đứng Khi nước làm nóng gần với nhiệt độ bão hịa nó, bong bóng nước hình thành khơng sụp đổ Chúng di chuyển lên nước bong bóng phân tán Điều gọi đun sơi hạt nhân (Hình 12-1d) Hệ số truyền nhiệt trường hợp cao Loại sủi bọt tiếp tục phần hỗn hợp nước thấp, Ở tốc độ dòng chảy thấp thông lượng nhiệt cao hơn, phần hỗn hợp tăng lên Sau đó, bong bóng kết hợp lại thành bong bóng lớn hơn, đủ lớn để tạo thành sên ống (Hình 1.1c) Với gia tăng phần nước, thể nước sên liên tiếp hợp thành lõi liên tục với giọt nước nguyên tử hóa (Hình 12-1 b) Nếu thơng lượng nhiệt vượt giá trị tới hạn định, số bong bóng nước tường kết hợp với để tạo thành chăn (Hình 12-1 a) Màng nước xảy tường, để lại nước lỏng lấp đầy lõi (Hình 12-1 a) Đây called_film điều kiện sơi, dẫn đến khủng hoảng sôi gọi khởi hành từ đun sôi nucleate (DNB) Nhiệt độ tường tăng lên tốc độ truyền nhiệt từ tường giảm mạnh Sự truyền nhiệt sôi thay dẫn nhiệt xạ qua lớp chăn Điều dẫn đến suy giảm truyền nhiệt khủng hoảng sôi, gọi khô Nó liên kết với thuật ngữ thơng lượng nhiệt tới hạn, khô, phần khối lượng tới hạn, v.v 1.1.2 Nguyên tắc lưu thông tự nhiên Trong lò tới hạn, mật độ hỗn hợp hơi-nước thấp mật độ nước chắn khơng sử dụng bên ngồi lị Do mật độ thấp hơn, áp suất thủy tĩnh ống riser đáy lò thấp so với ống dẫn nước chứa đầy nước Điều tạo đầu động lực, Pm, điều khiển hỗn hợp xung quanh mạch (12-1) H chiều cao mạch, y y, trọng lượng riêng (mật độ x g) nước hỗn hợp, tương ứng Ma sát đường ống, xoáy phụ kiện gia tốc dòng chảy cung cấp khả chống lại dòng chảy qua riser Lực cản dòng chảy, ∆Pr, tiêu thụ phần đầu động lực Do đó, đầu có sẵn, Pav, để buộc hỗn hợp qua riser (12-2) Đầu phải cung cấp người khắc phục Downcomer số đầu sức cản dòng chảy nó, ∆Pdc Vì vậy, tốc độ dòng chảy ổn định định, điều kiện sau phải thỏa mãn: (12-3) Điện trở qua góc xuống, ∆Pdc, tăng theo dịng chảy qua downcomer (G) (Hình 12-2) Điện trở riser, ∆Pr, tăng theo gia tăng dịng chảy, G, thơng qua ống riêng lẻ Đầu có sẵn ống này, Pav, giảm tốc độ dịng chảy tăng (Eq 12-2) (Hình 12-2) Phương trình 12-3, điều kiện lưu thông ổn định, thỏa mãn điểm giao hai đường cong Cần lưu ý tùy thuộc vào điện trở HÌNH 12-2 Sự thay đổi điện trở downcomer (∆P dc) đầu có sẵn (Pav,) với tốc độ hàng lưu thông (G); biểu đồ sử dụng cho giải pháp lưu thông đồ họa hệ số, dòng chảy qua ống riêng lẻ khác nhau; đầu có sẵn kết quả, ∆P av, phải giống cho tất chúng, phải khớp với ∆P dc, điều chỉnh tổng tốc độ dịng chảy 1.1.3 Tỉ lệ lưu thơng Tỷ lệ tuần hoàn (K) định nghĩa tỷ lệ nước qua riser (hoặc ống bay nồi tuần hoàn tự nhiên) nước tạo (12-4) G tổng tốc độ dòng chảy chất lỏng mạch, G "là nước rời khỏi mạch Tốc độ lưu thơng mạch khơng biết trước Vì vậy, việc tính tốn thực cho số giá trị giả định tốc độ dòng chất lỏng, G vận tốc nước tương ứng mạch, W, giả định Đối với tốc độ dòng chảy giả định, điện trở downcomer (∆Pdc), riser (∆Pr,) đầu động lực tương ứng tính tốn Đầu có sẵn tính từ Eq (12-2) vẽ dựa tốc độ dịng chảy giả định G (Hình 12-2) Điện trở downcomer, tính theo cách tương tự, vẽ dựa tốc độ dòng chảy giả định, G Giao điểm hai biểu đồ cho tốc độ lưu thơng có khả xảy điều kiện nhiệt học định Thủ tục minh họa ví dụ đưa cuối chương Các phương trình để tính tốn điện trở hệ thống đầu động lực đưa 1.1.4 Phương trình thiết kế Thông lượng nhiệt nồi PC không đồng nhất, nhiệt hấp thụ tất ống riser lị khơng giống Phương pháp tính toán tiêu chuẩn nồi sử dụng Liên Xô cũ (CKTI) khuyến nghị sử dụng hệ số không đồng hấp thụ nhiệt, Y, để thể hấp thụ nhiệt, q, phần thành nước thơng lượng nhiệt trung bình ống riser, qm (12-5) Giá trị Y khác xung quanh lị Bảng 12- Tơi đưa giá trị điển hình cho nồi PC Thơng lượng nhiệt ống thành nước giả định đồng cho thiết kế ban đầu 1.1.5 Trọng lượng riêng hỗn hợp nước Tổng tốc độ dòng nước, G, phần lối vào (còn gọi phần tiết kiệm) riser cuối biến thành hỗn hợp dòng hơi, G'', dòng nước G 'trong phần bay hạ lưu riser Vì vậy, từ cân khối lượng, viết 10