700℃超超临界锅炉壁温特性研究.pdf

第 4 6卷第 6期 2 0 1 5年 1 1月 锅 炉 技术 B01 LER TECH N0L0GY Vo 1 ． 46 ，No ． 6 NO V ．，2 0 1 5 【 设计 科 研 试 验】 7 0 0℃超超 临界锅炉壁温特性研究 刘旭 聃 ，张忠孝 ，乌晓江 ，范浩杰 1 ．上海交通 大学 机械与动力工 程学院 ，上海 2 0 0 2 4 0 ； 2 ．上海锅 炉厂 有限公 司 ，上海 2 0 0 2 4 5 摘要 采用分 区简化 一维 电站锅炉炉 内气动 一传 热模 型 ， 理 论计算 了 7 0 0℃超超 临界锅炉 炉膛水 冷壁及 管 内工质 温度 的空间分布特性 。计算结果表 明 沿炉膛 高度方 向上煤粉燃 烧器 区域水冷壁 热负荷 较高 ， 炉膛 中间热负荷 高， 而上下炉膛 的热 负荷偏 低 ； 水冷 壁周 向温度呈 中间高 两侧低 的抛物线 型分布 ， 7 0 0℃、 3 5 MP a 超超 临界状 态下 ， 锅炉在 B MC R工况下的水 冷壁 管内工质 为单相 流体 ， 无 明显 大 比热 区域 ， 壁温最 大高 达到 6 1 9℃。因此 ， 在 5 左右 的设计裕度 下 ， 建议水 冷壁 管材应选用许用 温度 大于 6 5 0℃的材料 。 关键词 超超临界 ；水冷壁壁温 ；分 区计 算法 ；传热 中图分类号 TK2 2 9 ． 2 文献标识码 A 文章 编号 1 6 7 2 4 7 6 3 2 0 1 5 0 6 0 0 0 1 0 5 0前 言 随着全球温室效应的 日益加剧 ， 如何进一步 提高燃煤电站效率 、 减少 C O 排放越来越成为全 社会关注 的焦 点。我 国以煤 为主 的能 源结构在 相 当长 时 间 内很 难 发 生 根 本 性 改 变 ， 为 此 ， 大 力 发展高效洁净煤发 电技 术成为现 阶段 我国燃煤 发 电技术 的主要发展方 向。与现有超超 临界发 电技术相 比， 7 0 0℃超超临界发电技术 主蒸汽压 力 3 5 MP a ； 主 蒸 汽 温 度 ； 7 0 0 ℃ 的 热 耗 要 低 8 ． 1 ～1 O ． 7 ， 可大幅度提供机组供 电效率 ， 减 低 C O 排放[ 1 ] 。 目前欧美 等发 达国家正积极开 发更高参数、 更高发电效率的 7 0 0℃超超临界发 电技术。锅炉参数 的提高主要 受材料 的限制 ， 特 别 在 3 5 MP a 、 7 0 0℃ 参 数 下 ， 炉 内高 温 受 热 面需 要采用镍基合金材料 ， 然而与常规奥氏体不锈钢 相 比， 镍基合金材料价格要 昂贵得多 ， 为此 ， 提高 锅炉热力计 算 和锅炉 壁温计 算 的准确 度 ， 对 经 济、 安全 、 合 理选 用受 热面 材料 显得 尤 为重要 。 为适应极 端热 力参数 条件 下 的锅炉 运行 安全 ， 7 0 0℃超 超 临界 锅炉 需要 对各 种 负荷 工况 进 行 校 核计算和分析 ， 以获得不同负荷下工质温度和金 属壁温沿炉膛高度和宽度方 向的变化特性 ， 从而 为锅炉受热面选材提供依据。 目前工程 上主要采 用零维模 型或一维模 型 进行锅炉炉内传热计算 ， 但 由于 7 0 0℃超超临界 锅炉技术对锅炉受热面壁温的安全性要求更 高， 因此 ， 采 用零 维模 型 已经 无法 满 足工 程 需要 。 Ho t t e l 2 等人提出辐射换热 的区域法模型 ， 将封 闭空腔划分为若干体元 和面元， 计算每两个 区域 之间的直接辐射交换 ， 最后得到每个区域 的净辐 射热流。S i j e r c i c _ 3 等对 圆筒形燃 烧室辐射传 热 进行 了计算 ， 并与 S e l c u k 4 的实验进行对 比， 发 现区域法所得 的结果与实 验结果吻合较好 。张 忠孝[ 5 剐等人建立和完善 了燃烧与水动力耦合传 热一维分区计算模型 ， 用于分析火焰辐射与工质 换热的耦合关 系。但上述模型所采用 的辐射模 型并 不完 全 适 用 于 大容 量 超 超 临 界锅 炉 炉 膛 的 辐射换热 ， 并 由于忽略 了受热 面附近 的对 流换 热 ， 从而进～步影响了计算结果 的准确度 。 D i e z 、 S r d j a n c 剞等人运用 P 一 1辐射换热模型 在 F l u e n t 模拟发现 在火焰位 置偏斜 、 火焰 刷墙 时 ， 近壁面局部对 流换 热系数可达辐射换热的 3 ～ 4 倍 。局部对流换热对炉膛水冷壁超温爆管也 起到一定 的作用 ， 刘福国L 9 也通过建立超临界直 流锅炉炉膛 对流和辐射耦 合传热模型得出 了类 似 结论 。 针对 7 0 0℃超超临界炉膛燃烧 与传热 的特 点 ， 本文采用一维分 区计算模 型， 综合考虑受热 面附近对 流换 热对传 热的影响 ， 采用工程 化、 区 收稿 日期 2 0 1 50 3 1 7 基金项 目 国家 8 6 3计划项 目 2 0 1 2 AA 0 5 0 5 0 2 作者简 介 刘旭聃 1 9 8 6 一 ， 男 ， 硕 士 ， 主要从 事超超 临界燃 煤发电技 术的研究 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 锅 炉 技术 第 4 6卷 域 化 、 模 块化 的设 计 对 7 0 0℃ 超超 I 临界水 冷 壁 温 度特性进行热力计算研究 ， 为更高参数 的超超临 界锅炉的设计和运行提供理论依据和技术支持。 1 模型简化 锅炉 炉膛 分区见 图 l 。 第一级过热器 分离式燃尽风 紧凑式燃尽风 ～～～ ／二 主燃烧 区 一一 ＼ 二 一 1 1 一 一 1 5 一 一【 4 一 L 1 2 1 1 1 1 0 二 - _ L- 8 一 厂 。。。。-- 6 - - - 5 『 4 1 3 L L 灰 图 1 锅炉炉膛分 区示意 图 为了准确预报水冷壁壁温及工质温度分布 特性 ， 以满 足工程设计 需要 ， 本文对计 算模 型进 行如 下简 化 1 将炉 膛沿 高度 方 向分为 1 8个 区段 ， 假定 每个 区域 内物质 一 致 ， 四周 壁 面 具 有 相 同 的边 界 条件 ； 2 采用四角切圆燃烧方式， 一、 二次风喷口 附近遵 循射 流理 论 ] ， 流动 混合 均匀 ； 3 分别考虑燃烧与传热过程 ] ， 挥发分和 焦炭分步燃烧。挥发分反应采用通用热解模型 ， 焦炭异相反应采用单膜模 型 ， 燃烧反应采用等 密度 模 型[ 1 。 ] ； 4 对流换热选用竖壁强迫对 流模 型， 辐射 换热采用 区域法 ， 火 焰区、 烟气 和受 热表 面均看 作灰体。在计算划分的各 区域 中认为流动场 、 火 焰温 度 场均匀 ； 5 水冷壁管子管内工质流量均匀 ， 管内放 热系数 根 据 工 作 状 态、 工 质 物 性 和 经 验 参 数 选取 “ ] 。 2 数学模型 2。 1流动模 型 流动模型采用 四角切 圆二维简化模型 ， 即将 速度场假定成一个椭圆轨迹的简化模型 。如图 2 所示 其速度场 由以下参 数确定 一 维速度 曲线 的内外侧斜率 a 、 o c ， 四角切圆中心位置 z 。 ， Y 。 ， 切 圆长短 的半径 n 、 b 。 J t qm 、 丁 厂 ＼ l l 图 2 炉内二维速度场模型示意 图 根据假设 1 ， 燃烧器喷 口射流速度 由式 1 表示 l ‰ 一 a X -- X o 一 ， J b ≤ ㈩ 口 。 f1 一a √ X -- X o 2 q- 7； Y -- y o 2 ， l 其 他 在二维速度场 内任意不 同半径 的切 圆， 其尺 寸是成 比例的， 即速度场 内各点所处 的椭 圆和最 大值椭 圆具有 同一的半径平方 比 口 ／ b 。式 2 给 出了二 维流 场 内各 点处速 度 的方 向 CO S s i n 一 -- a y-- y o 6 ‘ z z n ‘ 。 。 2 -- b x-- z 0 【 ／ 6 z z 0 4 - a “y y o 2 ． 2 对 流换 热模 型 文献 [ 9 ] 认 为锅 炉水冷 壁附 近烟气 几乎 停 滞 ， 可采用竖壁 自然对 流关联式计算对 流换 热， 且不管葛拉晓夫数 Gr 如何 ， 只要雷诺数 Re大于 1 O ， 均 属 于 强迫 对 流 换 热 ， 并 推荐 炉 膛 不 同 区域 采用不同关联式 ， 炉膛对流换热的估算式为 1 ⋯ a d 一 0 ． 02 3 k e Pr 3 w Qd a *d 丁 一 Tb F1 4 式中 k修正系数 ， 取 0 ． 7 5 ； “O f 、 温度 、 下的烟气运动黏度 ， m2 ／ s 。 2 。 3 辐射 换热 模 型 图 3所示为燃烧断面分 区示意 图， 火焰位于 最内层 体 区O ， 周围被烟气区 体区 1 ～5 包 围， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6期 刘旭聃 ， 等 7 0 0℃超超临界锅炉壁温特性研究 火焰 中心无偏移 。 图 3 辐射 传热模型示意 图 火焰对水冷壁的投射辐射可由式 5 表示 G 一∑ G S a T 4 ∑ 5 s ￡ a T 4, 5 式中 G S 体区 i 对面区J的辐射交换面积 ， m 2； S S， 面 区 i 对面 区 的辐 射交 换 面积 ， m 2 。 2 ． 4水冷壁壁面热负荷计算模型 壁面热负荷来 自于炉膛 内热辐射及近壁 面 对流传热 。壁面 的有 效热流密度 和辐射热 流密 度可按式 6 、 式 7 进行计算 q q d J 一Gf q d ￡ 。 一G 6 ， 一￡ T 1 一￡ 。 G 7 2 ． 5水冷壁管 内换热计算模型 水冷壁传热根据能量方程计算 出各管段热 负荷和工质焓值 ， 进而求得管段金属壁温和灰 污 壁温[ 1 s 3 ---- - f p z ， ； 8 珞 一 q 南 9 由于锅炉工 质侧 的运行 参数 为超超临界参 数 ， 工质热物性变化剧烈 ， 传热系数选取根据图 4 拟合成经验公式[ 1 s l 求得 1 4 0 l 20 1 0 0 8 O 6 0 4 0 2 O 0 3 柏3 6 0 3 s 0 4 0 0 4 2 0 4 4 0 4 6 0 4 8 0 5 o o 温度℃ 图 4 超 临界压力管壁与工质对流放热 系数 3 计算流 程 基于上述计算模 型， 利用 MATL AB计算软 件 ， 分 为对煤 粉燃烧 、 炉 内烟气辐射／ 对流换热 、 管 内工质换热、 燃烧与传热耦合迭代计算四步进 行 水冷 壁壁 温的计 算求 解 。 计 算流 程如 图 5 所 示 。 图 5 程序计算逻辑流程 图 4 计算分析 4 ． 1 7 0 0℃ 。3 5 MP a超 超 临 界锅 炉 水 冷 壁 热 负 荷 沿炉膛 高度 分布 特性 图 6为 9 7 0 MW 、 6 6 2 MW 、 5 0 7 MW 3种 工 况下水冷壁后墙沿 炉膛高度方 向的热负荷分布 特性 。 喜 t 蒜 炉膛相对高度／ m a 】 后墙平均热负荷分布 籁l 堇 霰 鹾靛 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 锅 炉技术 第 4 6 卷 宕 挺 赣 g 控 霰 炉膛相对高度， m b 】 后墙四角处热负荷分布 炉膛相对高度， m c 后墙中心处热负荷分布 图 6 3种工况下后墙水冷壁热流密度分布 以后墙 为例 ， 从 图 6中可 以看 出 3种 工 况 下 后墙热负荷沿高度变化均表现 出相 同的变化趋 势， 在煤粉燃烧器 区域 的水 冷壁热负荷较 高， 炉 膛 中间热负荷高 ， 而上下炉膛 的热负荷偏低。到 了 S OF A 附近 又有一 次提 高 ， 这 是 由于 S OF A 补 人的占总空气量 2 3 的空气使得未燃尽 的焦炭 粒子再 次燃 烧放 热 。随后 由于 没 有热 量 的输 入 ， 烟气温度和水冷壁热流密度呈逐渐下 降趋势 ， 直 到一 级过 热器屏 底 。 图 7为炉膛内辐射 与对流复合放热 系数 曲 线 ， 3种 工 况 下 炉 膛 放 热 系 数 变 化 规 律 基 本 相 同 ， 在入 口段达到最大值 ， 并 随着 炉膛 高度 的增 加趋 于 平 稳 。 3种 工 况 下 入 口段 之 上 的 炉 膛 放 热 系数 基 本 相 当 ， 约 为 3 2 5 W ／ m ℃ 。在 水 冷壁入 口段 ， 5 0 7 Mw 工况下传热系数波动最大 ， 波 动区 间为 3 2 5 W／ m ℃ ～5 7 5 w／ m ℃ ； 6 6 2 MW 工 况 下 为 3 2 5 W／ m ℃ ～ 5 2 5 W／ r n ℃ ； 9 7 0 MW 工况 下 为 3 5 0 W／ m ℃ ～ 4 0 0 W／ m ℃ 。这 是 由于 该 段 属 于 水 冷 壁 人 口段 ， 负 荷越 低 ， 人 口温 度 越 小 ， 工 质 压 力 越 低 ， 入 口段工 质焓增 变大 ， 导致 该段传 热量 不随 负 荷 同比变小 ， 故 该段 复合放 热系数 随负荷 的 降 低 而增 大 。 f ● 芭 霰 啦 炉膛相对高度／ m 图 7 3种工况下炉膛传热系数沿高度分布规律 4 ． 2 超 超 临界 锅 炉 水 冷 壁 壁 温 与 工 质 温 度 分 布 特 性 7 0 0℃ ，3 5 MP a 图 8给 出 了 7 0 0℃ 9 7 0 MW 、 6 6 2 MW 和 5 0 7 Mw 3种 工 况 下 沿 管 长 方 向上 的工 质 平 均 温 度 背火侧 和沿炉膛高度 方 向左墙 与后 墙管壁平 均温度 向火侧 的分布规律。 赠 { ll1j 佥 * 炉膛宽度／ m a 沿管长方向工质温度分布 炉膛宽度， m b 3 4 m标高处水冷壁和工质温度分布 炉膛 宽度， m c 5 4 n l 标高处水冷壁和工质温度分布 图 8 沿程工质温度 和左 、 后墙水冷壁温度分 布 姗 伽伽娜姗瑚瑚 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6期 刘旭聃 ， 等 7 0 0℃超超临界锅炉壁温特性研究 1 从工质温度分布 曲线来看 ， 与 6 0 0℃显 著不 同的是 9 7 0 MW 工 况 下 的水 冷 壁 进 口工 质 参数 已经 达 到该参 数 的临 界 温 度 3 7 5℃ ， 工 质 一 直都是单相流体 ， 表 明在进入水冷壁管子之前 已 经跨过大 比热 区， 工 质在 管 内升温 速率基 本 相 同 ； 6 6 2 Mw 和 5 0 7 Mw 工况下工质依然需要跨 过大 比热 区 ， 但 与 6 0 0℃ 相 比 ， 6 6 2 Mw 工 况下 大 比热 区 不 明显 。 2 从 水 冷壁 壁 温 曲线 来 看 ， 温度 分 布 的 整 体趋势与 6 0 0℃相 同， 靠近火焰中心的水冷壁热 负荷较高 ， 最高温度达到 6 1 9℃； 远离火焰 中心 的水冷壁热负荷较低 ， 同一高度处水冷壁呈现中 间高两侧低的抛物线分布； 随炉膛高度 的增加水 冷壁热 负荷周 向不均 匀性逐 渐 衰减 。9 7 0 Mw 工 况 时 3 4 m 处 沿 水 冷 壁 四 周 壁 温 在 5 3 4 ℃ ～ 6 1 9℃ ， 5 4 r f l 处 水 冷 壁 四 周 温 度 在 5 4 7 ℃ ～ 6 0 4℃ ； 6 6 2 MW 工 况 时 3 4 i n处 沿 水 冷 壁 四周 壁温在 4 4 5℃～ 5 3 3℃ ， 5 4 1 T I 处水 冷壁 四周温 度 在 4 4 2℃ ～ 5 2 7℃ ； 5 0 7 MW 工 况 时 3 4 m 处 沿 水冷 壁 四周 壁 温 在 4 1 8℃ ～ 5 0 5℃ ， 5 4 m 处 水 冷 壁 四周 壁 温 在 4 1 5℃ ～ 5 0 0℃ 。鉴 于 水 冷 壁最高温度达到 6 1 9℃ ， 在 5 左右 的设计裕度 下 ， 建议水冷壁管子选用许用温度大于 6 5 0℃的 材质以保证运行安全 。 5 结 语 本文采用分 区计算模 型研究 了 7 0 0℃超超 临界锅 炉 炉 膛 水 冷 壁 及 工 质 温 度 的空 间 分 布 情 况 ， 计 算结 果表 明 1 在煤粉 燃烧器 区域 的水 冷壁热 负荷较 高， 炉 膛 中 间热 负荷 高 ， 而上 下 炉膛 的热 负荷 偏 低 。 2 在 7 0 0℃ 、 3 5 MP a超 超 临 界参 数下 ， 9 7 0 Mw 工 况下 ， 工 质 进 口温 度 达 到 临 界 温 度 ， 沿程 均 为单相 流体 ， 大 比热 区位 于水 冷 壁之 前 。 3 在 7 0 0℃ 、 3 5 MP a超 超 临 界 参 数 下 ， 9 7 0 Mw工况下水冷壁周 向壁温分布呈 中间高两 边低 的趋势 ， 水冷壁计算壁温在 5 3 4℃～6 1 9℃。 壁温最大值为 6 1 9℃ ， 建议 在 5 左右的设计裕 度下 ， 水冷壁管子选用许用温度大于 6 5 0℃ 的材 质 以保证 运行 安 全 。 参考文 献 [ 1 ]徐 炯 ， 周一工．7 0 0℃高 效超超 临界 火力发 电技术发展 的概 述 [ J ] ．上海 电气技术 ，2 0 1 2 ，5 2 5 0 5 4 ． [ 2 ] HOTT E L H C，S AR OF I M A F ． R a d i a t i v e T r a n s f e r Mc Gr a w Hi l l S e r i e s i n Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g [ J ] ．2 0 1 1 ． [ 3 ]B E L OS E VI C S ，S I J E R C I C M，TUC AKOVI C D，e t a 1 ．A n u me r i c a l s t u d y o f a u t i l i t y b o i l e r t a n ge n t i a l l y f i r e d f u r n a c e u n d e r d i f f e r e n t o p e r a t i n g c o n d i t i o n s [ J ] ． F u e l ，2 0 0 8 ，8 7 1 5 3 3 3 卜 3 3 3 8 ． [ 4 ]HARMAND AR S ，S E L G UK N．Th e me t h o d o f l i n e s s o l u t i o n o f d i s c r e t e o r d i n a t e s me t ho d f o r r a d i a t i v e h e a t t r a n s f e r i n c y l i n d r i c a l e n c l o s u r e s [ J ] ．J o u r n a l o f Qu a n t it a t i v e S p e c t r o s c o p y a n d Ra d i a t i v e Tr a ns f e r ，2 0 0 4，8 4 4 3 9 5 4 0 7 ． [ 5 3 Z HU，M． ， Z HAN G，Z ． ，Z HOU， T． ， e t a 1 ．Ma t h e ma t i c a l mo d e l o n h e a t f l ux a n a l y s i s o f wa t e r wa l l i n 1 0 0 0 M W USC b o i l e r f u r n a c e c o mb u s t i o n z o n e[c] ． I C E T C E， 2 0 1 1 1 3 4 8 1 3 5 7 ． [ 6 3周托 ， 张忠孝 ，乌晓江，等．大容量锅炉屏式 过热器利用 系 数的研究 [ J ] ．动力工程学报 ， 2 0 1 0 ， 3 0 5 3 1 3 3 1 8 ． [ 7 ]D I E Z L I ， C ORT E S C， P ALL AR E S J ．Nu me r i c a l I n v e s t i g a t i o n o f NO Emi s s i o ns f r o m a Ta n ge n t i a l l y - fi r e d Ut i l i t y B o i l e r Un d e r C o n v e n t i o n a l a n d o v e r F i r e Ai r Op e r a t i o n [ J ] ．F u e l ， 2 0 0 8， 8 7 7 1 25 9 - 1 2 6 9 ． [ 8 ]S RD J AN B E L O S E VI C，MI R OS L A Y S I J E RC I C，S I ME ON 0KA ， e t a 1 ． Thr e e d i me n s i o n a l m o de l i n g o f u t i l i t y b o i l e r p u l v e r i z e d c o a l t a n g e n t i a l l y f i r e d f u r n a c e [ J ] ．I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f He a t a n d Ma s s Tr a n s f e r ， 2 0 0 6， 4 9 1 9 3 3 7 卜3 3 7 8 ． [ 9 ]刘福 国．基 于受热面负荷特性的超临界锅炉炉膛对 流与辐射 耦合传热计算[ J ] ． 燃烧科学与技术， 2 0 1 0 ， 1 6 4 3 6 9 3 7 4 ． [ 1 O ]秦裕琨．炉内传热[ M] ．北京 机械工业 出版社 ， 1 9 9 2 ． [ 1 1 ]顾明言 ， 章 明川 ，于娟 ，等．碳粒燃烧能量分配系数 的数值 计算[ J ] ．燃烧科学与技术 ，2 0 0 6 ， 1 2 1 3 5 4 0 ． [ 1 2 ]任安禄 ，谢定 国．切圆燃烧锅 炉内煤粉燃 烧过程 的数值模 拟[ J ] ．力学学报 ，1 9 9 4 3 3 5 6 3 6 7 ． [ 1 3 ]P AN J I E， YANG DON G，Yu HUI ，e t a 1 ． ．Ma t h e ma t i c a l m o d e l i n g a n d t h e r ma l - hy dr a u l i c a na l y s i s o f v e r t i c a l wa t e r wa l l i n a n u l t r a s u p e r c r i t i e a l b o i l e r [ J ] ．Ap p l i e d Th e r ma l En g i n e e r i n g，2 0 0 9 ，2 9 1 1 2 5 0 0 2 5 0 7 ． [ 1 4 ]WANG J I ANGUO， L I HUI X I ON G， B UO B I N， e t a 1 ． ．I n v e s t i g a t i o n o f f o r c e d c o n v e c t i o n h e a t t r a n s f e r o f s up e r c r i t i c a l p r e s s u r e wa t e r i n a v e r t i c a l l y u p wa r d i n t e r na l l y r i b be d t u b e [ J ] ． Nu c l e a r E n g i n e e r i n g a n d De s i g n ，2 0 0 9 ，2 3 9 1 0 l 9 5 6 1 9 6 4 ． [ 1 5 ]林宗虎 ， 陈立 勋．锅内过程 [ M] ． 西安 西 安交通 大学 出版 社 ， 1 9 9 0 ． [ 1 6 ]杨勇．1 0 0 0 Mw 超 超临界压 力直流锅炉 螺旋管 圈水 冷壁 的水动力及传 热特性 试验研究 [ D ] ．上 海发 电设 备成 套设 计研究所，2 0 1 0 ． 下转 第 3 1页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 6期 李 朝花 ， 等 锅炉工字型大板梁 的技术设计 3 1 门计算软件是完全必要的。 参 考文 献 [ 1 ]杜庆华 ．材料力学[ M] ．北京 高等教育 出版社 ， 1 9 5 8 ． [ 2 ]建 筑结 构 静力 计 算手 册 编 写组．建筑 结 构静 力 计 算 手册 I- M] ．北京 中国建 筑工业 出版社 ， 1 9 9 8 ． [ 3 ]J B ／ T6 7 3 6 -- 1 9 9 3 ，锅炉钢 结构 架设计 导则 [ s ] ．北京 中国 电力出版社 ， 1 9 9 3 ． [ 4 ]程 丰渊．锅 炉构架设计指南[ R] ．济南 济南锅炉集 团有 限公 司 ， 2 0 0 8 ． [ 5 ]GB 5 0 0 1 7 2 0 0 3 ，钢结构设 计规范[ s ] ．北京 中国标准 出版 社 ， 2 0 0 3 ． [ 6 ]GB ／ T 2 2 3 9 5 --2 0 0 8 ， 锅炉钢结构设计规范[ s ] ．北京 中国标 准 出版社 ， 2 0 0 8 ． Th e Te c h ni c a l De s i g n o f B oi l et I - s h a p e d Gi r d e r LI Ch a o hu a ， SONG Fe ng - q i n ， CH ENG Fe n s yu a n 1 ．J i n a n Bo i l e r Gr o u p Co ．，Lt d ． ，J i n a n 2 5 0 0 2 3，Ch i n a ； 2 ． Ha r b i n Bo i l e r Co ． ，Lt d ．，H a r b i n l 5 0 0 4 6，Ch i n a Ab s t r a ct Bo i l e r ma nu f a c t o r y ge r e r a l l y r e ga r d t he r o of gi r d e r uni t s a s a n i s o l a t e d pa r t t o c a l c ul a t e a nd de s i g n f o r b oi l e r be l ow 6 00 M W 。 a l s o hi ng e d f l i t c h gi r d e r a nd r o o f c ol u mni a t i o n i s we l l d e f i n e d ． As f o r o t h e r i o i n t s o f t h e g i r d e r， n o ma t t e r wh a t s t r u c t u r e f o r m i t i S ， c a l c u l a t e a s h i n g e d j o i n t ． Th i s a r t i c l e d e s c r i b e s f u l l t e c h n i c a l d e s i g n me t h o d o f b o i l e r I s h a p e d p l a t e g i r d e r a n d e mp h a s i z e s t h e e s s e n t i a l i t y a n d g e n e r a l me t h o d f o r t h e wh o l e s t a b i l i t y d e s i g n a n d t h e p a r t s t a b i l i t y d e s i gn．The d e v i s e r m u s t c a r r y o ut c o r r e l a t e d c a l c u l a t i ng a nd s t r uc t ur e d e s i g n s e r i o us l y o r o r d e r t o e ns ur e t he s a f e t y o f b oi l e r K e y wor dsbo i l e r t o p be a m c a s e； g i r de r； i nt e ns i t y；de f l e c t i o n； o ve r a l l s t a bi l i t y；l o c a l s t a b i l i t y； l a t e r a l s u pp or t ；p or t r a i t s up po r t 上接 第 5页 St u d y o n Te mp er a t u r e Ch a r a ct e r i s t i c s o f W a t e r W a l i n 7 0 0℃ UI t r a Su p e r c r i t i c a l Boi l e t L I U Xu d a n ， Z HANG Z h o n g x i a o ， WU X i a o - j i a n g ， F A N Ha o j i e 1 ． S c h o o l o f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g，S h a n g h a i J i a o t o n g Un i v e r s i t y，S h a n g h a i 2 0 0 2 4 0，Ch i n a ； 2 ． S h a n g h a i B o i l e r W o r k s Co ． ，L t d ． ，S h a n g h a i 2 0 0 2 4 5，Ch i n a Ab st r a ct A s i mpl i f i e d a e r o dy na mi c a nd r a di a t i o n he a t t r a ns f e r mo de l wa s u s e d t o c a l c u l a t e t h e di s t r i bu t i o n o f wa t e r - wa l l t ube s ur f a c e t e mpe r a t ur e a nd s t e a m i n t u be i n t he f u r n a c e un de r u l t r a s u p e r c r i t i c a l p r e s s u r e 3 5 MPa ， 7 0 0 ℃ ． Th e r e s u l t s s h o w t h a t h e a t f l u x a t t h e p u l v e r i z e d c o a l b u r n e r z o n e i s h i g h e r t h a n t h a t o f t h e u p p e r a n d l o we r f u r n a c e a n d t h e c i r c u m f e r e nt i a l t e mpe r a t u r e d i s t r i but i on o f wa t e r - wa l l s ho ws p a r a bo l a s h a pe ． Fo r u l t r a s u p e r c r i t i c a l c o n d i t i o n s 3 5 M P a ， 7 0 0 ℃ s u b s t a n c e u n d e r BMCR d o e s n o t s h o w p h a s e t r a ns i t i on a l o ng t he wa t e r wa l l t ube，wh i c h i n di c a t e s t h a t t he s u bs t a nc e h a s g o ne t hr ou g h t he l a r g e s p e c i f i c h e a t r e g i o n b e f o r e g e t t i n g i n t o t h e wa t e r wa l 1 ．Th e ma x i mu m t e mp e r a t u r e o f t h e wa t e r - wa l l r e a c h e s t o 6 1 9℃S O t h a t ma t e r i a l wi t h p e r mi t t e d t e mp e r a t u r e h i g h e r t h a n 6 5 0℃ i s r e c o m me n de d f or wa t e r wa l l t u be f or s a f e t y o pe r a t i o n i n 5 s e c u r i t y ma r gi n ． Ke y wor ds u l t r a s u p e r c r i t i c a l p r e s s u r e ；