基于多孔介质模型的凝汽器水侧三维CFD建模

为了对凝汽器进行性能分析并为优化设计提供理论依据,运用计算流体力学方法,采用多孔介质模型对凝汽器水侧管束区域进行简化,采取减少管束区域长度并根据减少后的长度修正阻力系数的方法进行优化,减少了冷却水在多孔介质模型中的流动扩散。通过三维数值模拟计算了凝汽器水侧的流动参数,得出水侧影响凝汽器性能的因素:凝汽器进口水室存在漩涡使得流动阻力增加;不同管束区域冷却水流量差距较大,会对凝汽器性能产生影响。数值模拟结果表明用多孔介质模型对水侧管束区域进行简化是可行的。     

秦山二期扩建工程凝汽器水室有限元分析

<正>水室作为凝汽器管程的一部分,外形设计应该保证循环冷却水具有良好的流动特性,减少水室内的涡流现象,降低冷却水在水室内的压力损失,使到达管板平面上的水流压力、速度分布尽量均匀,以减小循环水泵的厂用电消耗,保证凝汽器管束具有良好的换热效率,提高电站运行经济性。     

襄樊电厂机组真空度偏低的原因及改进

中文摘要 襄樊电厂 4× 30 0MW机组自投产以来 ,汽轮机真空度经常偏低 ,影响了机组的长期高负荷运行。通过分析和研究 ,找出了机组真空度偏低的原因是循环冷却水量不足 ;凝汽器铜管污染 ;凝汽器水室内有空气 ;汽侧真空系统泄漏 ;凝汽器胶球自动清洗装置投入率低 ;外界环境的影响 ;轴封系统不易调节。通过对凝汽器水侧抽真空系统的改造 ;对凝汽器铜管镀膜防止腐蚀 ;二次滤网改成旋转滤网 ;制定运行和检修规程等措施改进了机组真空度偏低的状况 。     

凝汽器喉部化学补水雾化流场的数值模拟

基于两相流理论,采用标准k-ε湍流模型和离散相模型,建立凝汽器补水雾化两相流动的物理数学模型,利用CFD计算软件进行了相应的数值模拟。分析补水雾化系统的结构特性对凝汽器喉部流场的影响,揭示了不同模式下的化学水补入方式对换热效果的影响规律,为凝汽器化学补水雾化的设计和运行提供理论参考。     

基于壳侧流场的电站凝汽器冷却管汽流激振评估的数值模拟

为了更好地评估凝汽器冷却管的汽流激振情况,提高电站凝汽器的安全保障,采用数值模拟方法,对凝汽器喉部和壳侧分别进行蒸汽流动的模拟,其中壳侧蒸汽流动的模拟以喉部出口流场作为入口条件,基于凝汽器壳侧流场分布计算了用于判别汽流激振的参数—临界横流速度和风险系数,从而完成对冷却管汽流激振的评估研究。对某凝汽器模拟研究结果表明:该凝汽器两侧上方“树枝”间管束模块外围冷却管处汽流激振的风险系数约为1.2,存在很大的汽流激振可能性,所评估的汽流激振位置与该凝汽器冷却管振动失效位置有一定的吻合度。该方法可以在管束横截面上对凝汽器冷却管进行更具体细致的评估。     

低加在凝汽器喉部布置形式的三维数值研究

采用SIMPLE算法和κ-ε模型,对某凝汽器喉部建立数值模型.通过计算机的数值模拟,从减小凝汽器喉部气阻和保证凝汽器喉部流动的稳定性和均匀性出发,对低压加热器在喉部的不同布置形式、不同布置位置进行数值研究.综合分析了低压加热器不同布置对流动阻力及喉部出口流场均匀性的影响,了解喉部的流动机理,为凝汽器喉部的改造、设计和安全运行提供了理论基础.     

导流装置对直接空冷单元流动传热特性的影响

研究环境条件影响下的电站直接空冷系统流动传热特性,对于提高空冷机组运行水平具有重要意义。该文针对600 MW直接空冷机组空冷凝汽器的典型结构,建立了带有空气导流装置的凝汽器单元内冷却空气三维流动传热过程的物理数学模型。基于这一模型,利用CFD 模拟获得了凝汽器单元内冷却空气流场和温度场,进而研究了不同环境因素影响下加装空气导流装置后凝汽器单元内空气流动传热特性的变化规律。研究表明：在平台下部四周加导流装置能有效削弱环境横向风的不利影响,提高冷却空气流量,改善空冷单元的传热状况。     

300MW汽轮机凝汽器喉部出口流场的三维数值模拟

为了减少占地面积,国产优化引进型300MW汽轮机将压力最低的2个低压加热器放置于凝汽器喉部,从而导致汽轮机喉部流场出现不均匀,最终导致凝汽器热负荷的不均匀。文中采用κ-ε模型并结合壁面函数法,利用SIMPLEC 算法编程,对300 MW汽轮机喉部流场进行了三维数值模拟,分析了凝汽器喉部出口流场的不均匀性和造成流场不均匀的原因。结果表明,由于内置式低压加热器的影响和凝汽器喉部棱台扩散的作用,使凝汽器喉部出口流场的速度分布产生很大的不均匀性。汽流在低压加热器两侧形成局部的高速区,并延续到喉部出口截面。同时,在低压加热器的正下方形成低速涡流区,在喉部斜壁下方也产生一定的回流,并且在靠近凝汽器入口截面的4个角处形成低速区。对该凝汽器喉部流场的三维数值模拟结果,有助于了解具有内置式低压加热器凝汽器喉部汽流的流动机理,为凝汽器喉部的设计和改造以及汽轮机的经济运行奠定一定的基础。     

600 MW机组排汽缸流场特点及其结构优化

排汽缸结构复杂,导致流场混乱,容易形成不同程度的漩涡,造成能量损失.为此,运用流体计算软件Fluent对排汽缸进行数值模拟,研究了其内部流场特点,分析了扩压管出口宽度和内壁倾角对扩压管出口处流场的影响.流体从扩压管流出后,向上翻转进入上半缸,在上半缸形成了另一个漩涡.针对排汽缸内不同形式的漩涡,对扩压管出口结构进行优化改造和在拱顶处加装导流挡板,存在一个最优的扩压管出口宽度和内壁倾斜角度,使得扩压管出口附近漩涡最小;导流板的数量和安装位置对漩涡有不同程度的影响,通过模拟得出了最佳的挡板组合,能最大程度削弱排汽缸内的漩涡,改善其性能.     

核电厂凝汽器泄漏共性问题分析及防治

核电厂某型凝汽器多次出现因钛管开裂导致海水泄漏问题,严重影响机组安全稳定运行。本文通过对历次事件规律统计分析和钛管金属学分析,确认钛管开裂问题均发生于单列运行或甩负荷工况下,钛管断口性质为疲劳开裂。通过研究该类型凝汽器设计准则,并与行业设计准则对比分析,发现该类型凝汽器在临界流速选取和实际流场不均匀性方面考虑不足,且当机组处于凝汽器单列运行工况下,机组运行功率过高,进一步促使钛管产生流体弹性激振问题。最后,通过加装防振条、预防性堵管以及单列运行机组功率控制等措施,有效降低了凝汽器海水泄漏风险。新设计的该型凝汽器也对此进行了改进,缩短了钛管跨距,从根本上提高了钛管产生流体弹性激振的安全裕度。     

大型电站冷凝器水室流场和强度分析

介绍了大型冷凝器水室优化设计过程,利用有限元分析软件和流场分析软件,分析了大型电站冷凝器水室流场和强度,从水室的结构、强度、流场等方面,为冷凝器水室的设计提供了新思路。     

凝汽器冷却管在蒸汽侧的腐蚀和防止措施

凝汽器冷却管在蒸汽侧发生的腐蚀问题易被忽视.汽侧的腐蚀有别于水侧的腐蚀,冷却管在汽侧的腐蚀不但与低压缸的高速排汽流和凝汽器的负荷有关,还与冷却管的材质和某些结构布置有关,也与附加流动液体的正确排入有关.实旋防范措施可以杜绝冷却管在凝汽器蒸汽侧的腐蚀.     

直接空冷凝汽器单元传热性能的数值研究

直接空冷凝汽器由一个个直接空冷单元组成,对直接空冷凝汽器单元的研究具有重要的意义。依托实际工程项目,建立了某135MW直接空冷凝汽器单元流动和传热的数学模型。利用计算传热学（NHT）软件FLUENT,对夏季汽轮机考核工况（TRL）下,不同环境风速和风向,进行了空冷单元的性能的数值模拟。对直接空冷凝汽器外部空气的速度场、温度场的模拟、分析和研究。     

大型电站锅炉多组小屏绕流的数学模型

引入“旋涡层”概念，炉深方向沿前屏分布着旋涡层，薄板翼导流，炉内右半部分的旋涡层削弱网格涡的速度环量。旋转上升气流绕流前屏，在其表面和尾部分别形成附着涡和分离涡；采用镜像法处理炉膛固壁对涡运动的影响。考虑炉内大残旋网格涡的切向速度；附着涡、分离涡及镜像涡的诱导速度，首次建立了多组小屏绕流的数学模型，并对HG-2008/18．2-YM2型锅炉等温模型进行理论计算。计算表明：后屏入口的速度右侧高左侧低，右侧镜像附着涡和分离涡诱导的速度，使后屏入口右侧速度升高。六线涡量探针所测涡量场表明：炉内螺旋上升气流绕流薄板翼，在前屏尾部，确实产生了分离涡；且后屏入口速度场，也表现为右侧高左侧低，试验结果和理论计算定性吻合，验证了所建数学模型的合理性，为分析小屏尾部分离涡对水平烟道左右侧速度偏差的影响，提供了理论依据。     

A mathematical model for the fluidelastic mechanism exciting vibrations in a system of blunt bodies placed in cross flow of liquid

A model of numerical experiment involving the use of the modernized method of discrete vortices is proposed for fully simulating the main mechanisms through which vibrations of tube bundles are excited: periodic vortex separation and fluidelastic excitation. A mathematical model simulating fluidelastic excitation of tube bundle vibrations by an external cross flow and intended for calculating the stability curve for a concrete row of tubes is developed on the basis of available experimental data.     

燃气联合循环发电机组介绍及其凝汽器设计

介绍了燃气联合循环发电机组中凝汽器的结构特点,该凝汽器的后水室侧布置有补偿节,以补偿凝汽器壳体与冷却管纵向热膨胀的差值,后水室下部安装有辅助支撑架.凝汽器壳体上部配置有补水喷淋装置、再循环喷淋装置、高低压减温减压装置等.并对凝汽器接颈设计中扩散角角度、接颈中设置水幕保护等问题进行了探讨.     

一种乏气压缩再循环有机朗肯循环系统热力特性分析

为使蒸汽余热更高效转化为有用功,在简单有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)基础上,利用乏气增压装置,并对冷凝器内部空间重新布置,提出一种新型乏气压缩再循环ORC系统(compression recycling,CR-ORC)。以423.15K余热蒸汽为热源,选取5种低沸点有机工质,采用Aspen Plus软件对简单ORC系统和CR-ORC系统进行模拟,并对模拟结果进行对比分析。结果表明,提高蒸发压力p3可有效提高两系统的热力性能,且当p3=1.5MPa时,采用工质R600a的CR-ORC系统总输出功较简单ORC系统可高出7589kW;受不同工质临界温度影响,工质R123的最佳驱动压力p7为0.6MPa,而其他4种工质最佳驱动压力p7为0.7MPa,且在最佳p7下,采用工质R600a可获得最大总输出功22663kW,最大循环热效率和㶲效率分别为22.6%、77.2%;在CR-ORC系统中,随乏气分流系数a增加冷凝器㶲损失逐渐减少,当a大于0.3时,冷凝热完全被回收利用,若采用R123作为工质,系统较简单ORC系统最高可减少7786kW的冷凝器㶲损失。     

等离子体气动效应对燃烧室流场的影响

为了研究等离子体气动效应的内在机理,建立燃烧室助燃激励器中等离子体气动效应的数值仿真模型,通过求解电势方程和电荷密度方程,得到等离子体气动效应的体积力分布函数,将动量以源项的形式引入Navier-Stokes方程求解,对助燃激励器中等离子体气动效应诱导燃烧室空气流动进行了数值模拟,研究激励电压、气体流量和电荷密度对燃烧...     

余压发电贯流式水轮机飞逸特性研究北大核心CSCD

随着贯流式水轮机发电技术的日益成熟,利用其回收循环水系统余压能的工业应用越来越多。本文将一维特征线(MOC)方法与三维计算流体力学(CFD)方法相结合,开发了一维管网和三维贯流式水轮机耦合模拟方法,模拟了真实系统中贯流式水轮机飞逸过程,探究了该过程中故障水轮机流动特性及转轮受力特性。主要结果表明:由稳态工况到飞逸状态所需的时间随着转动惯量减小而变短;转轮和尾水管域的监测点压力脉动振幅高值均发生在转轮叶频及其高次谐波;飞逸过程中,转轮所受轴向力大幅下降,而径向力表现出大幅增加且剧烈振荡特性;转轮叶片表面压力出现明显的交变规律,负压区位于进水侧叶缘处;尾水管内逐渐形成较大旋涡,并沿着流动方向逐渐向管道壁面发展。