如何通过布置管子在锅炉中实现自然循环?

最简单的说,自然循环是通过加热一些水而不是另一部分来建立的。热水(尤其是蒸汽)的密度低于冷水,因此热水上升。因此,基本目标是将热量仅添加到一部分水中。

在超大型锅炉中,我们实际上是通过将降液管(所有水都向下流的管子)放在锅炉外部来实现的。如下图所示,它是一条蓝色的管子从蒸汽桶中掉下来。

锅炉中实现自然循环

在较小的锅炉中,这是通过排成排的管子来实现的,有时它们之间是耐火的。排列在燃烧室上的管子吸收了大部分热量,而衬在外壁上的管子则相对较少。这也是火炉锅炉产生循环的方式

蒸汽鼓中通常有腹板,也有助于引导气流,蒸汽鼓设计中的一些元素有助于循环。您可以在下面的图片中看到腹板如何引导载有蒸汽的水。您可能不会立即注意到的是,给水的引入位置会使所有回汽的气泡破裂,从而降低水的密度,从而增强循环

管的尺寸和设计也可以有很大的不同。通常在大型现代锅炉中,发电管带有肋或浅口以使蒸汽气泡更容易形成。这有助于蒸汽在正确的位置形成并适当地引导循环。

流通仍然是一个充满挑战的话题。您不仅必须引起循环,而且还必须确保每个管道都在看到流量,并且平衡这些流量非常困难。利用非常先进的计算机仿真来尝试理解它,即使如此,我们的理解仍然存在差距。良好的流通分析将使您损失不菲的六个数字。看到不同公司在同一台锅炉上进行两次循环分析,我得到了一点稀有的特权。看到报告和建议中的差异很有趣,它只是突出了我们仍然无法像我们希望的那样对锅炉流量进行建模。

水/蒸汽鼓的放置位置比锅炉的瀑布管和屋顶顶管高。

向水冷壁管供水的底部集管通过降液管或根据容量的不同而连接。

水冷壁的出口连接到顶部集管,顶部集管又通过立管连接到鼓。

炉内的热量使蒸汽产生并上升,这是因为降液管中水的密度差所致,而降液管中的水进入炉膛进行加热。

蒸汽上升并通过立管到达鼓。

进一步的水流过降液管。

因此,热量使蒸汽比水轻,自然而然地,由于没有重力,来自滚筒的水就会涌入。

因此自然循环。

有关自然循环的图表,可以参考任何标准热工程学或热力学书籍。

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