基于一维-三维耦合方法的凝汽器数值模拟
发布时间：2021-07-20 05:06
凝汽器是凝汽式汽轮机的重要组成部分。从热力循环效率来看,凝汽器为汽轮机组提供背压,直接影响电站热力循环系统的终参数,对热力循环效率有重要影响;从安全角度来看,凝汽器能够储存机组启停和正常运行中的疏水,凝结降功率过程中的旁路排汽,凝汽器的热阱能够起到机组流量的缓冲作用,增强机组的稳定性。因此,凝汽器对核电站机组的经济性和安全性有重要影响。双进口凝汽器作为核动力装置的重要设备之一,它的瞬态工况特性是值得研究的。目前国内外多用集总参数法、分区模型或分布参数法对凝汽器进行瞬态模拟,但这些方法并不能很好的展示凝汽器的内部流场。本文利用数值模拟流场可视化、仿真精度高、适应性强的优点对凝汽器进行瞬态数值模拟,研究双进口凝汽器的动态工作特性,分析其流场分布情况。瞬态数值计算的边界条件对计算结果影响很大,凝汽器喉部与汽轮机低压缸直接相连,凝汽器的入口边界条件和汽轮机工作情况密不可分。本文利用自主编写的耦合程序,将汽轮机模型与凝汽器模型耦合,凝汽器用三维CFD软件进行模拟,汽轮机用一维系统仿真软件模拟,实现一维-三维耦合计算本文首先用Fluent软件模拟双进口凝汽器壳侧的换热特性,对得到的凝汽器压力、速度...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2.1双进口凝汽器结构
图 3.1 实验凝汽器示意图验凝汽器的结构示意图，此凝汽器是文献[5]中 Al-San程、侧面垂直进汽的方形凝汽器。结构示意图是实验凝面，示意图中明确了蒸汽入口、管束区和抽汽口的位置.1 所示。表 3.1 实验凝汽器结构参数以及工作条件 值(单位) 工作条件 1.219(m) 冷却水入口温度 1.02(m) 冷却水流速 0.78(m) 凝汽器背压 25.4(mm) 混合气体质量流量 34.9(mm) 空气含量 1.25(mm) - 二章介绍的多孔介质模型和控制方程组，使用 Fluent 软
水管束方向的截面，示意图中明确了蒸汽入口、管束区和抽汽口的位置，实验凝汽器的结构参数如表 3.1 所示。表 3.1 实验凝汽器结构参数以及工作条件结构参数 值(单位) 工作条件 值(单位)长度 1.219(m) 冷却水入口温度 17.8(℃)深度 1.02(m) 冷却水流速 1.19(m/s）高度 0.78(m) 凝汽器背压 27670(Pa)管束外径 25.4(mm) 混合气体质量流量 2.032(kg/s)管间距 34.9(mm) 空气含量 0.1(%)管壁厚 1.25(mm) - -本文采用第二章介绍的多孔介质模型和控制方程组，使用 Fluent 软件对此实验凝汽器进行数值模拟。Al-Sanea 等人测得的实验数据是实验凝汽器管束的平均换热系数，以第 3、18 排管束为例。将本文仿真计算得到的模拟数据与实验结果放入同一坐标中，如图 3.2 和 3.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于一维/三维耦合仿真的工程机械冷却系统优化设计[J]. 彭玮,田杰安,雷舒蓉,闫伟,郭峰,王应梁. 内燃机与动力装置. 2014(02)
[2]适用于不同维数耦合的数值模拟方法研究[J]. 王鹏,邹正平,周志翔,李维. 工程力学. 2013(01)
[3]Flowmaster软件在AP 1000启动给水系统瞬态运行中的应用[J]. 罗峰,周涛,贾瑞宣. 华电技术. 2012(02)
[4]专业热流体系统仿真平台Flowmaster[J]. 刘振东. CAD/CAM与制造业信息化. 2011(11)
[5]船用凝汽器的数学模型与动态仿真[J]. 张永生,马运义,唐滢,王强. 舰船科学技术. 2010(10)
[6]真空严密性与凝汽器漏入空气流量的定量关系[J]. 马汀山,蒋安,郄彦明,李素芳,居文平,于新颖. 热力发电. 2009(06)
[7]300MW机组凝汽器汽侧换热性能的三维数值模拟与分析[J]. 杨文娟,孙奉仲,黄新元,史月涛,王乃华,崔辉. 动力工程. 2005(02)
[8]管壳式换热器壳侧湍流流动的数值模拟及实验研究[J]. 邓斌,陶文铨. 西安交通大学学报. 2003(09)
[9]管束阻力对凝汽器流动和传热性能的影响[J]. 黄兴华,王道连,王如竹. 上海交通大学学报. 2003(07)
[10]换热器壳侧紊流流动特性的数值研究[J]. 黄兴华,陆震,刘冬暖. 上海交通大学学报. 2000(09)
硕士论文
[1]基于凝汽器全三维数值模拟的喉部改造研究[D]. 吴银钧.上海电力学院 2014
[2]污垢对凝汽器及汽轮机组性能影响的数值分析[D]. 王思平.上海电力学院 2013
[3]离心泵系统特性的一维与三维瞬态耦合数值模拟研究[D]. 刘巧玲.浙江大学 2013
[4]凝汽器分布参数动态仿真模型研究[D]. 吴鹏.哈尔滨工程大学 2013
[5]基于MATLAB的单/多压凝汽器建模与研究[D]. 杨松花.华中科技大学 2011
[6]基于Flowmster2的流体动力系统动态特性研究[D]. 周建强.西华大学 2008
[7]凝汽器工作特性仿真研究[D]. 董奇.哈尔滨工程大学 2008
[8]电站凝汽器静态和动态换热特性的研究[D]. 张宁.山东大学 2007
[9]大型直接空冷凝汽器建模仿真研究[D]. 阎秦.华北电力大学（河北） 2007
[10]大型电站凝汽器动态数学模型的研究与应用[D]. 崔凝.华北电力大学 2001
本文编号：3292193
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2.1双进口凝汽器结构
图 3.1 实验凝汽器示意图验凝汽器的结构示意图，此凝汽器是文献[5]中 Al-San程、侧面垂直进汽的方形凝汽器。结构示意图是实验凝面，示意图中明确了蒸汽入口、管束区和抽汽口的位置.1 所示。表 3.1 实验凝汽器结构参数以及工作条件 值(单位) 工作条件 1.219(m) 冷却水入口温度 1.02(m) 冷却水流速 0.78(m) 凝汽器背压 25.4(mm) 混合气体质量流量 34.9(mm) 空气含量 1.25(mm) - 二章介绍的多孔介质模型和控制方程组，使用 Fluent 软
水管束方向的截面，示意图中明确了蒸汽入口、管束区和抽汽口的位置，实验凝汽器的结构参数如表 3.1 所示。表 3.1 实验凝汽器结构参数以及工作条件结构参数 值(单位) 工作条件 值(单位)长度 1.219(m) 冷却水入口温度 17.8(℃)深度 1.02(m) 冷却水流速 1.19(m/s）高度 0.78(m) 凝汽器背压 27670(Pa)管束外径 25.4(mm) 混合气体质量流量 2.032(kg/s)管间距 34.9(mm) 空气含量 0.1(%)管壁厚 1.25(mm) - -本文采用第二章介绍的多孔介质模型和控制方程组，使用 Fluent 软件对此实验凝汽器进行数值模拟。Al-Sanea 等人测得的实验数据是实验凝汽器管束的平均换热系数，以第 3、18 排管束为例。将本文仿真计算得到的模拟数据与实验结果放入同一坐标中，如图 3.2 和 3.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于一维/三维耦合仿真的工程机械冷却系统优化设计[J]. 彭玮,田杰安,雷舒蓉,闫伟,郭峰,王应梁. 内燃机与动力装置. 2014(02)
[2]适用于不同维数耦合的数值模拟方法研究[J]. 王鹏,邹正平,周志翔,李维. 工程力学. 2013(01)
[3]Flowmaster软件在AP 1000启动给水系统瞬态运行中的应用[J]. 罗峰,周涛,贾瑞宣. 华电技术. 2012(02)
[4]专业热流体系统仿真平台Flowmaster[J]. 刘振东. CAD/CAM与制造业信息化. 2011(11)
[5]船用凝汽器的数学模型与动态仿真[J]. 张永生,马运义,唐滢,王强. 舰船科学技术. 2010(10)
[6]真空严密性与凝汽器漏入空气流量的定量关系[J]. 马汀山,蒋安,郄彦明,李素芳,居文平,于新颖. 热力发电. 2009(06)
[7]300MW机组凝汽器汽侧换热性能的三维数值模拟与分析[J]. 杨文娟,孙奉仲,黄新元,史月涛,王乃华,崔辉. 动力工程. 2005(02)
[8]管壳式换热器壳侧湍流流动的数值模拟及实验研究[J]. 邓斌,陶文铨. 西安交通大学学报. 2003(09)
[9]管束阻力对凝汽器流动和传热性能的影响[J]. 黄兴华,王道连,王如竹. 上海交通大学学报. 2003(07)
[10]换热器壳侧紊流流动特性的数值研究[J]. 黄兴华,陆震,刘冬暖. 上海交通大学学报. 2000(09)
硕士论文
[1]基于凝汽器全三维数值模拟的喉部改造研究[D]. 吴银钧.上海电力学院 2014
[2]污垢对凝汽器及汽轮机组性能影响的数值分析[D]. 王思平.上海电力学院 2013
[3]离心泵系统特性的一维与三维瞬态耦合数值模拟研究[D]. 刘巧玲.浙江大学 2013
[4]凝汽器分布参数动态仿真模型研究[D]. 吴鹏.哈尔滨工程大学 2013
[5]基于MATLAB的单/多压凝汽器建模与研究[D]. 杨松花.华中科技大学 2011
[6]基于Flowmster2的流体动力系统动态特性研究[D]. 周建强.西华大学 2008
[7]凝汽器工作特性仿真研究[D]. 董奇.哈尔滨工程大学 2008
[8]电站凝汽器静态和动态换热特性的研究[D]. 张宁.山东大学 2007
[9]大型直接空冷凝汽器建模仿真研究[D]. 阎秦.华北电力大学（河北） 2007
[10]大型电站凝汽器动态数学模型的研究与应用[D]. 崔凝.华北电力大学 2001
本文编号：3292193
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3292193.html
