급속 부하 조절 과정에서 보일러 열면 내벽 온도 분포 특성을 파악하기 위해 연소측 비균일 열유속 분포를 결합하고, 작업 유체측에는 다다발 유량-임피던스 매칭 모델을 도입하여 과열기 내 각 관열렬 간 저항과 질량 유량 분포를 보정하여 연기 가스측 비균일 열유속과 작업 유체측 실제 유량을 결합한 총 열전달 계산 모델을 형성하여 과열기 온도 예측 정확도를 향상시켰다. 본 모델은 660 MW 투기 연탄 보일러 화면식 과열기 벽 온도 계산 분석에 적용되어 서로 다른 부하 및 소용돌이 각도 범위 내 화면식 과열기 내벽 온도 변화 특성을 얻었다. 연구 결과 심층 부하 조절 과정에서 30% 부하에서 최고 관벽 온도(868.4 K)가 50% 부하(861.9 K)보다 높고, 재료 최대 허용 온도에 근접하며 50% 부하에서 관벽 온도가 75% 부하(849.7 K)보다 높았다. 또한 소용돌이 각도 변화가 연기 가스 비균일 분포와 증기측 작업 유체 온도에 상당한 영향을 미쳤다. 소용돌이 각도가 45°일 때 고온 영역이 관 화면 양 끝에 주로 분포하였고, 15°일 때는 중간 전방 및 중간 후방 영역에 집중되었다. 소용돌이 각도가 증가할수록 용광로 내 연기 가스장의 공간 불균일성이 증가하여 과열기 폭 방향 온도 분포 불균일성이 증가한다. 본 연구 결과는 급속 부하 조절 과정 중 보일러 설계 및 개조에 기술적 지원을 제공할 수 있다.

과열기 시뮬레이션; 질량유량 보정; 연기-증기 결합; 분탄 보일러