




无论出现哪种水冷式冷凝器故障,都会降低换热器的换热效率,影响系统的正常运行。近年来,粗加工装置换热器内漏、结塘堵塞问题越来越突出,尤其换热器,已严重影响装置的平稳运行。目前,原稳站管壳式换热器运行效果多人为经验判断,不能及时准确地对运行效果、存在问题进行诊断。因此,换热器在线检测技术开发与应用是提高粗加工装置运行安全性的手段之一。四种针对换热器焊缝泄漏的检漏技术,分别为:碳黑一煤油渗透法、荧光检验法、着色探伤法、石灰一煤油渗透法,相比较而言,碳黑一煤油渗透法比传统的检漏方法具有简便、快捷、费用低等优点,对贯穿性缺陷的焊缝检查速度快,效果好。本课题通过研究油田用管壳式换热器内部结塘及泄漏问题,建立换热器运行传热与流动数学模型,分析换热器管壁结拒及泄漏对换热器换热流动特性的影响,并根据现场运行参数,对换热器的换热性能指标进行算例分析,从而对换热器设备检修与维护提供参考,同时可为油田用管壳式换热器的改造与设计提供借鉴思想。
De BF和Catalano LA等人近提出一个新型沉浸粒子换热器,它使用非常小的固体颗粒作为中间媒介来执行两个气体在不同的温度之间流动的热传导,开发了一种一维模型的理论计算换热管长度,确保规定的热交换和评价粒子特性的影响;提供了一个数值程序设计优化热交换器的其他几何参数,比如直径和角度的入口和出口管道和粒子注入模式。对用于火力发电厂的换热器,换热温度通常提供高于8000C,为了满足这一条件,热交换器应该选区特殊的材料一一陶瓷,Monteiro DB等人门用CFD模拟来评估雷诺数在500到1500之间时传热因子和摩擦因子,比较了模拟结果与实验数据。数值模拟所用的时间相对于实验要少,方便从各种参数的匹配组合中快速选择的方案。
对管壳式换热器强化管外传热进行了数值模拟研宄,提出并分析了一种新型的传热强化元件——旋流片作为管壳式换热器管隙间支撑物的传热强化机理。在实验基础上,采用周期性单元流道模型数值模拟了旋流片产生的衰减性自旋流的流动和传热特性,并采用分段综合因子分析了传热强化的机理。结果显示,旋流片能起到扰流作用,并使流体强烈地冲刷传热管壁面强化传热。壳程为四面体网格,管程及壳程进出口管为六面体网格,终网格数量为I,952,621个。
有旋流片段的综合因子,尾流段的综合因子接近于,在自旋流段的综合因子,应当充分利用自旋流段低阻的特点对换热器进行优化。对复合波纹板片的板式换热器的换热阻力特性进行了数值模拟研究,采用非结构化网格,分别选用层流和瑞流模型,数值计算得到复合波纹型板式换热器内部的速度场,以及复合波纹型板式换热器在不同数范围内的换热准则方程式和摩擦系数关系式,证明了用数值计算方法研究复合波纹型板式换热器流动与换热性能的可行性。东北大学的尹俊以乂为开发平台,利用数据库技术,建立了***、幵放、数据共享、运行可靠的传热介质物理性能数据库,并实现了这些数据库的动态查询。换热器体积巨大,换热管直径与换热器长度的比值小,利用CFD前处理软件对其进行网格处理困难,网格数量太多,对计算机配置的要求非常高。
对换热器进行不同工况分析,研究不同工况下换热器的换热性能。并编写换热器的沸腾用户自定义(模型,将模型导入软件。分析换热器出现沸腾工况下内部蒸汽的流动情况,并根据对模拟结果的研究提出对换热器的改进措施。通过对模拟结果的分析可知,研究的自然循环换热器能及时有效排出堆芯余热,虽然模拟值和设计值之间有一定误差,但是误差很小不影响对换热器模拟结果的分析。换热器的复杂结构使换热器局部产生了“传热死区”和“流动死区”,这些死区的存在影响了换热器内自然循环的形成。考虑介质在管束间流动各项异性的特点,在分布阻力和体积多孔度的基础上,提出了表面渗透度的概念,将其与试验结果进行对比,取得了理想的结果。当换热器传热进行一段时间后换热器内的壳侧温度会达到饱和出现沸腾,沸腾产生的大量蒸汽在换热器的“尖角”处聚,会对换热器内流体的传热和流动特性产生影响。