超临界电站锅炉末级过热器管屏汽固两相流动特性数值模拟研究

来源：动力工程学报杂志2025年第8期北京时间：

作者：闫爱军, 乔越, 陈志, 朱磊, 周陈龙, 范志东, 蔡柳溪,

摘要：针对锅炉过热器管束在服役过程中出现的爆管问题,基于超算平台对某电站锅炉末级过热器管屏进行了全三维建模和结构化网格离散,利用雷诺时均方法和拉格朗日双相耦合模型对过热器管屏内的蒸汽流动特性和氧化皮颗粒堆积行为进行了系统的数值模拟,探讨了负荷变化及氧化皮颗粒脱落对过热器管屏蒸汽流量分配的影响。结果表明:在未考虑烟气侧热偏差前提下,设置节流孔的管束蒸汽流量要比其他正常管束流量小5.63%~11.23%。同屏过热器内缠绕管(管束17)的流量偏差最大,达到6.3%。4个负荷工况下,同屏不同管束出口蒸汽流速差异在10.3% ~11.7%,会导致不同管束输运氧化皮颗粒的动力产生较大差异。在不同管束氧化皮脱落工况下,当颗粒尺寸从500 μm增大至2 000 μm时,颗粒堆积概率增大15%~20%。4管同时脱落氧化皮工况下同屏各管流量最大正、负偏差均超过6.6%,需要在过热器设计过程中予以考虑。

关键词：过热器,管屏,流量偏差,氧化皮,数值模拟,