大尺度空冷系统流动传热特性及优化
发布时间：2021-11-07 06:47
我国“三北”地区富煤缺水,因此电站空冷技术得到迅速发展。电站空冷系统以环境空气为冷却介质,因此对环境气象条件的变化较为敏感,尤其在环境横向风下更加明显。针对传统直接空冷技术的高能耗和高维护成本,以及轴流风机运转产生的环境噪音,本文研究了换热管束水平和垂直布置的自然通风直接空冷系统。研究结果表明:换热管束水平和垂直布置的自然通风直接空冷系统塔筒起到了“聚风”和“挡风墙”的作用,使换热单元获得了更为均匀的温度场速度场,在二者协同作用下,换热更加高效,表现出更好的换热特性。对于直接空冷单元垂直布置于塔周边的空冷系统,由于具有更好的流场和温度场,换热管束垂直布置的空冷系统的性能优于换热管束水平布置的空冷系统。而且夹角为150°的换热管束垂直布置的空冷系统具有最好的热力性能,因此具有最佳的实际工程应用潜力。针对环境风对间接空冷系统塔内的不利影响,本文提出在空冷塔内加装导流板实现塔内空气流场的优化,以及两种换热单元布置方法来改善空冷散器的散热能力。研究结果表明:在无风和小风速情况下,布置圆环导流板和螺旋导流板的空冷塔热力性能低于无导流板的空冷塔。大风速下,安装导流板的空冷塔的流动和换热性能得到提高...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１机械通风直接空冷系统总图??Ｉ?ｉｇ．?１?－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｆｏｒｃｅｄ?ｄｒａｆｔ?ｄｉｒｅｃｔ?ｄｒ＞?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??
Ｆｉｇ．２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｍｅｔｈｏｄ??电站空冷系统体积庞大，传热表面布局复杂，因此模型实验研究相当困难。空??冷系统空气热质输运过程的几何尺度，跨越了从翅片间距毫米量级到整个空冷系统??风力作用域千米量级的６个数量级，为此，数值模拟就成为研究大尺度空冷换热装??备输运性能的有效工几。本课题研究通过高性能计算集群搭建并行计算环境，以计??算流体软件作为：１：具对多尺度输运模型进行求解，最终获得空冷系统性能，为新型??空冷传热单元构建以及风场诱导的幵发提供参考。在多尺度数值模拟中，翅片管束??儿何尺寸与整个系统计算域结构跨度较大，网格划分较为闲难，因此系统建模将翅??片管束作为集总参数散热器模型处理，翅片管束集总参数模型的处理方法需要获得??空气流经翅片管束的阻力和传热特性，这就需要通过热态风洞实验或数值模拟实??验，获得翅八管朿的流动和传热实验关联式，作为进行空冷单元和整个空冷凝汽器??输运性能模拟的输入条件，从而获得更为合理的数值模拟结构。对于机械通风交冷??吶元，建立旋转坐标系卜，川空气绝对速度表小的输运守恒方程。根据真实叶朋结??１２??
图２－３间接空冷机组ｍｉｖ数俏梭拟计算迭代流程图??Ｆｉｇ．２－３?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｎａｔｕｒａｌ?ｄｒａｆｔ?ｄｒｙ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??空冷机组背压可通过迭代得出，其计兑流稈如阁２－３所小？。荇先假定排汽压力??７Ｂ，通过水蒸气性质表查取饱和蒸汽温度／Ｓ，川计算得到排汽热负荷。然后将饱和??温度／ｓ作为Ｒａｄｉａｔｏｒ模型参考温度的设定值，经过数值计算得出０、Ｗ；，、／ａｌ，通过??求解以下方程组可以获得凝汽器排汽压力／ｍ。??０?＝?ｃ，，、＇ｍ＇ｒ‘，（Ｌ，＇－ＬｒＪ?（２－７）??０＾Ｋ?Ａ?Ｍ?＝?Ｋ?Ｉ?￣，，ｕ＇－２?（２—８）??＇?＇?１?‘?／?－／??丨??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型电厂空冷技术及其特点分析[J]. 贾鹏飞. 机械管理开发. 2016(07)
[2]我国矿产资源开发与区域经济发展的关系研究[J]. 吴琪,陈从喜. 中国矿业. 2015(10)
[3]防风网对空冷岛换热性能影响的数值模拟[J]. 陈海平,仲雅娟,付浩然,孙见雨,郑伟. 中国电机工程学报. 2015(04)
[4]间接空冷塔受侧风影响研究综述[J]. 王卫良,倪维斗,王哲,李政,李永生,刘建民. 中国电机工程学报. 2015(04)
[5]直接空冷和间接空冷方案在某电厂空冷选型中的技术经济比较[J]. 刁利,李光,吴思竹. 华东电力. 2014(08)
[6]中国水资源状况与水资源安全问题分析[J]. 肖大威. 环境与生活. 2014(12)
[7]间接空冷塔内外流动和传热性能的数值模拟研究[J]. 向同琼,田松峰. 电力科学与工程. 2013(12)
[8]直接空冷技术的发展[J]. 张学亮. 化工管理. 2013(02)
[9]电站空冷技术[J]. 卜永东,杨立军,杜小泽,杨勇平. 现代电力. 2013(03)
[10]电站空冷系统变工况性能的数值研究[J]. 卜永东,杨立军,杜小泽,杨勇平. 中国电机工程学报. 2012(35)
博士论文
[1]大型间接空冷塔空气流动特性及流场优化研究[D]. 席新铭.华北电力大学 2015
[2]具有导风板的自然通风逆流湿式冷却塔进风阻力研究及性能优化[D]. 王凯.山东大学 2009
硕士论文
[1]间接空冷系统热力性能分析及结构优化[D]. 贾思宁.华北电力大学 2013
本文编号：3481372
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１机械通风直接空冷系统总图??Ｉ?ｉｇ．?１?－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｆｏｒｃｅｄ?ｄｒａｆｔ?ｄｉｒｅｃｔ?ｄｒ＞?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??
Ｆｉｇ．２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｍｅｔｈｏｄ??电站空冷系统体积庞大，传热表面布局复杂，因此模型实验研究相当困难。空??冷系统空气热质输运过程的几何尺度，跨越了从翅片间距毫米量级到整个空冷系统??风力作用域千米量级的６个数量级，为此，数值模拟就成为研究大尺度空冷换热装??备输运性能的有效工几。本课题研究通过高性能计算集群搭建并行计算环境，以计??算流体软件作为：１：具对多尺度输运模型进行求解，最终获得空冷系统性能，为新型??空冷传热单元构建以及风场诱导的幵发提供参考。在多尺度数值模拟中，翅片管束??儿何尺寸与整个系统计算域结构跨度较大，网格划分较为闲难，因此系统建模将翅??片管束作为集总参数散热器模型处理，翅片管束集总参数模型的处理方法需要获得??空气流经翅片管束的阻力和传热特性，这就需要通过热态风洞实验或数值模拟实??验，获得翅八管朿的流动和传热实验关联式，作为进行空冷单元和整个空冷凝汽器??输运性能模拟的输入条件，从而获得更为合理的数值模拟结构。对于机械通风交冷??吶元，建立旋转坐标系卜，川空气绝对速度表小的输运守恒方程。根据真实叶朋结??１２??
图２－３间接空冷机组ｍｉｖ数俏梭拟计算迭代流程图??Ｆｉｇ．２－３?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｎａｔｕｒａｌ?ｄｒａｆｔ?ｄｒｙ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??空冷机组背压可通过迭代得出，其计兑流稈如阁２－３所小？。荇先假定排汽压力??７Ｂ，通过水蒸气性质表查取饱和蒸汽温度／Ｓ，川计算得到排汽热负荷。然后将饱和??温度／ｓ作为Ｒａｄｉａｔｏｒ模型参考温度的设定值，经过数值计算得出０、Ｗ；，、／ａｌ，通过??求解以下方程组可以获得凝汽器排汽压力／ｍ。??０?＝?ｃ，，、＇ｍ＇ｒ‘，（Ｌ，＇－ＬｒＪ?（２－７）??０＾Ｋ?Ａ?Ｍ?＝?Ｋ?Ｉ?￣，，ｕ＇－２?（２—８）??＇?＇?１?‘?／?－／??丨??１５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型电厂空冷技术及其特点分析[J]. 贾鹏飞. 机械管理开发. 2016(07)
[2]我国矿产资源开发与区域经济发展的关系研究[J]. 吴琪,陈从喜. 中国矿业. 2015(10)
[3]防风网对空冷岛换热性能影响的数值模拟[J]. 陈海平,仲雅娟,付浩然,孙见雨,郑伟. 中国电机工程学报. 2015(04)
[4]间接空冷塔受侧风影响研究综述[J]. 王卫良,倪维斗,王哲,李政,李永生,刘建民. 中国电机工程学报. 2015(04)
[5]直接空冷和间接空冷方案在某电厂空冷选型中的技术经济比较[J]. 刁利,李光,吴思竹. 华东电力. 2014(08)
[6]中国水资源状况与水资源安全问题分析[J]. 肖大威. 环境与生活. 2014(12)
[7]间接空冷塔内外流动和传热性能的数值模拟研究[J]. 向同琼,田松峰. 电力科学与工程. 2013(12)
[8]直接空冷技术的发展[J]. 张学亮. 化工管理. 2013(02)
[9]电站空冷技术[J]. 卜永东,杨立军,杜小泽,杨勇平. 现代电力. 2013(03)
[10]电站空冷系统变工况性能的数值研究[J]. 卜永东,杨立军,杜小泽,杨勇平. 中国电机工程学报. 2012(35)
博士论文
[1]大型间接空冷塔空气流动特性及流场优化研究[D]. 席新铭.华北电力大学 2015
[2]具有导风板的自然通风逆流湿式冷却塔进风阻力研究及性能优化[D]. 王凯.山东大学 2009
硕士论文
[1]间接空冷系统热力性能分析及结构优化[D]. 贾思宁.华北电力大学 2013
本文编号：3481372
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