多头螺旋管式蒸汽发生器的设计(研究生论文)

能 ，其正常工作温度下能与 高温高压蒸汽轮机 匹配， 在常压下是液态， 不易燃烧 ， 成本较低 。
高温热载体在热力系统中是作为传热流体
使用，为此必须结合各种换热装置。在一系列 因此在一般化工 ，冶金等行业也常作为传热流 供 热和工业装置 中热载体主要用于加热水，空
体。由表可见三元溶盐的凝固点较低 ，有利于 气等介质，但随着应用领域的 日益广泛 ，高温 保温和启动 ，但最高允许工作温度偏低 ，对提 热载体蒸汽发生器 （ 简称导热油锅炉）也随之
汽则需 加大锅筒如 图 １ 所 示结构 。 图 ２（ ２ ）为 与
水入 口
高温热载体蒸汽 发生器 的设计探讨
印丽 华
（ 无锡华 光锅 炉股 份有 限公 司）
摘 要： （ １ ） 高温热载体 的常用特性（ ２ ） 高温热载体的换热器结构形 式（ ３ ） 太阳能发电装置的高温热 载体结构探讨。
关键 词 ： 高温热载体 。
包 括导 热 油在 内的高 温热 载体 已在 化 工 ， 纺 织 ，交通 等行 业得 到广 泛 应用 。因为 与介 质 水 比较 ， 它 具有常压 下 （ 高温 液态 ）不易燃 烧 ， 成本 低等一 系列优点 。
３ ２ －５ １ ｍｍ 外径 ， ６＝ ３ － ５的钢管。 容 量 较 大 时 ［ ２ 】 中（ １ ） 及（ ２ ） 的结构 中热载体及受热介质均为 （ Ｄ≥２ ｔ ／ ｈ ） 宜 用二个 并列管 束布置在 锅筒下 部 。
于３ ｍ， 蒸发量宜在 ２ ０ ｔ ／ ｈ以下。
综 向冲刷流 动。 图 ２中 （ ３ ） 为可膨 胀管体的换 热
盐较适合于太 阳能热力发 电装置 。流体金属钠
能用 于较 高 温度 ，密度 大 ，导 热 率高 ，传 热性

工艺与设备化 工 设 计 通 讯Technology and EquipmentChemical Engineering Design Communications·87·第44卷第7期2018年7月1 螺旋缠绕管式换热器应用分析从装置应用实际情况来说，在煤化工和其他领域中，以不同的结构形式，被广泛的应用。

以LNG 系列螺旋缠绕管式换热器为例，其类型主要如下：①一级制冷四股流缠绕管式换热器；②二级制冷三股流缠绕管式换热器；③三级制冷两股流缠绕管式换热器等。

此类换热器的应用涉及到多个过程，比如低温混合制冷剂、多股流回热换热过程等，设计计算复杂，缺少通用技术标准以及换热工艺设计计算法等，受到工艺流程或者物性参数等因素的影响，因此难以标准化。

2 螺旋缠绕管式换热器的基本结构常规的单股流螺旋缠绕管的基本结构如图1所示，它主要由1-管程壳体；2-管板；3-壳程筒体；4-螺旋管束组成。

它的螺旋管束是由数根外径φ8mm~φ12mm 的换热管根据一定角度正向反向缠绕而成。

1234图1 螺旋缠绕管换热器的基本结构3 螺旋缠绕管式换热器设计要点3.1 做好力学分析在机械设计中，为保证其使用性能，必须要做好力学分析，包括刚性力学分析和弹性力学分析，进而优化设计。

在进行分析的过程中，主要采用的计算方法包括雷诺数计算法以及普朗特数计算等。

基于力学原理，采用对数平均值法以及体积分率法等进行力学分析。

采用单元模型流场数值模拟分析法可确定其在物理参数，简化计算过程获得管束模型以及结构参数。

采用迭代计算法，结合运用数值模拟计算结果，利用计算机进行设计结果优化，进而保证计算的准确性。

3.2 立足于实际在进行螺旋缠绕管式换热器设计时，要考虑到后期加工制作和使用需求。

多数螺旋缠绕管式换热器的换热管和管板的连接采用强度焊的方法。

因为焊接的质量直接影响着换热器使用性能和寿命，所以在设计和制造环节，需要做好壳程部分的优化设计，通过压力试验或者渗漏试验等，检查接头的致密性以及强度。

文章编号：0253-4339(2009)06-0011-04DOI编码：10.3969/j.issn. 0253-4339. 2009. 06. 011R134a卧式螺旋管内流动沸腾换热特性实验研究邵莉韩吉田陈常念陈文文潘继红(山东大学能源与动力工程学院济南 250061)摘要对R134a在水平直管和螺旋管内的沸腾换热特性进行了实验研究。

在三个不同的蒸发温度(5℃、10℃和20℃)，工质R134a的质量流量范围为100~400kg/(m2.s)和干度范围为0.1~0.8的条件下，实验得到了R134a在水平直管和螺旋管内的沸腾换热系数随其质量流量和干度的变化关系，将水平直管和螺旋管内的沸腾换热特性数据进行了比较，结果显示，在实验条件下，卧式螺旋管的传热系数比直管的平均增加13.7%。

关键词工程热物理；流动沸腾；螺旋管；制冷剂R134a中图分类号：TB657.5; TK172 文献标识码：AExperimental Investigation on Flow Boiling Heat Transfer ofR 3 a in Helically-coiled TubeShao Li Han Jitian Chen Changnian Chen Wenwen Pan Jihong(School of Energy and Power Engineering, Shandong University, Jinan, 250061, China)Abstract An experiment was conducted to investigate the flow boiling heat transfer of R134a in a horizontal straight tube and a helically-coiled tube at three saturation temperatures (5℃, 10℃ and 20℃) with the refrigerant mass flux of 100-400 kg/(m2.s), the heat flux of 5-20 kW/m2, and the vapor quality of 0.1-0.8. The influence of vapor quality, heat flux, saturation temperature, and mass flux of R134a on the boiling heat transfer coefficient in the horizontal straight tube and the helically-coiled tube was obtained. The comparison between our experimental results and the data available in literature shows that the boiling heat transfer coefficients of R134a in the helically-coiled tube were 13.7% greater in average than those in the horizontal straight tube under the experimental conditions.Keywords Engineering thermophysics; Flow boiling; Helically-coiled tube; Refrigerants R134a螺旋管换热器由于具有结构紧凑、传热效率高和加工制作方便等优点，在核反应堆、电站锅炉、船舶动力、石油化工、航空航天、制冷空调与低温技术等领域得到了非常广泛的应用。

★蒸汽管道设计规范_共10篇范文一：蒸汽管道设计蒸汽管道设计对于过热蒸汽管道经常流通的部分，一般不需要装设连续疏水装置。

管道（不论是饱和蒸汽还是过热蒸汽管道）在设置连续疏水装置之处，均应同时装设起动疏水装置。

12.蒸汽管道的下列地点，应设有起动疏水点：（1）管道每段（包括水平管道上由阀门，孔板分段）的低位点，（2）水平管道上蒸汽流来一边的分段阀门和孔板之前；（3）汽流上升管段的下部和闭塞管段的终点等可能影响暖管处。

对于立置的型管段，当有可能从两个方向送汽暖管时，则在其两个立管的下部均应装设起动疏水装置。

13.蒸汽管道的疏水点，应结合管线走向和坡度等具体情况，合理布置，不使过密，一般在平直管道上，可以每100~200m考虑设置一点。

14.为避免送汽暖管时产生水击，蒸汽管道起动疏水管的管径不宜过小；当每100~200m设置一点时，一般可以采用表1-14所列数值。

表1-14蒸汽管道起动疏水管径（单位：mm）15.工作压力大于26绝对大气压的蒸汽管道，在其起动疏水管上应串联装设两个截止阀，按疏水方向一个作开闭用，一个作调整用。

工作压力小于或等于26绝对大气压的蒸汽管道，在其起动疏水管上一般装设一个切断阀。

但在寒冷地区，当蒸汽管道的起动疏水点与煤气管道排水器布置在同一位置时，一般在其起动疏水管上仍然串接两个切断阀，而将排水器保温用蒸汽管从两阀之间接出。

16.压缩空气管道每段（包括水平管道上的阀门、孔板分段）的低位点，一般应设有放水装置。

厂区压缩空气管道的放水装置一般采用放水管及放水阀；在油、水易于大量积存处，根据需要也可设置分水器。

当每100~200m设一放水点时，其管径可采用下列数值：（1）主管道为DN≤150时，放水管为DN34"；（2）主管道为DN≥200时，放水管为DN1"。

车间内部压缩空气管道一般采用分水器作为放水装置。

表1-15是根据复用图缩编的《立式终点分水器》的规格尺寸，表1-16是立式终点分水器的《支架》的规格尺寸，供设计选用。