空冷凝汽器波形翅片扁平管管束外空气流动传热特性

研究火电站空冷凝汽器广泛采用的波形翅片扁平管管束外空气流动传热特性,对于火电站空冷岛的设计与运行都具有重要意义。该文通过CFD模拟,得到不同空冷凝汽器迎面风速条件下冷却空气的流场和温度场,通过计算获得了空冷凝汽器冷却空气平均对流换热系数和摩擦系数随翅片间距和翅片高度的变化规律。结果表明：随空冷凝汽器迎面风速增加,空气对流换热增强,摩擦系数降低。对每个迎面风速而言,都存在一个最佳翅片间距,对流换热最强。翅片高度增加,对流换热系数和摩擦系数减小。对空冷凝汽器波形翅片管束空气流动传热性能综合评价指标的分析表明,最佳翅片间距和高度需要通过综合技术经济比较确定。     

进风角度对电站空冷凝汽器翅片管束流动传热性能的影响

空冷凝汽器翅片管束为电站直接空冷系统的主要设备,研究翅片管束的流动传热特性对直接空冷系统的优化设计与高效运行具有重要意义。由于空冷凝汽器单元"?"型结构和轴流风机旋转构造,使得翅片管束进口风速及风向不均匀。针对电站空冷凝汽器翅片管束以及轴流风机产生的螺旋冷却空气流场,建立单排波形翅片扁平管束三维流动和传热物理数学模型。通过数值模拟分析和实验验证,得到了翅片管束空气侧流动传热特性和入口风速、进风角度的关系。通过支持向量机算法,对影响翅片管束阻力和换热性能的多种因素进行了分析,获得了相应的拟合向量。研究结果可为进一步优化直接空冷系统的运行特性奠定理论基础。     

扁平管蛇形翅片空气流动传热数值模拟

针对空冷凝汽器翅片的流动和传热问题,利用Fluent软件模拟扁平管蛇形翅片表面的空气流动传热过程,采用标准κ-ε模型和速度-压力耦合的Simple算法,得到翅片表面温度、传热量以及进、出口压力等数据,从而得出了管外空气平均对流传热系数、流动损失、无量纲表面传热系数j、阻力系数f及j/f随不同翅片高度的变化规律,综合评价...     

国产空冷单排管流动和传热性能研究

波状翅片扁平管,即单排管是直接空冷凝汽器的一种基本换热元件。单排管外空气侧的流动和传热性能研究,对于直接空冷凝汽器的优化设计和安全运行具有重要的意义。在不同迎面风速下,对国产空冷单排管空气侧进行三维数值模拟,并对速度场、温度场进行分析和研究,拟合出单排管阻力和传热系数随迎面风速变化的计算公式,为直接空冷系统的优化设计提供帮助。     

空冷凝汽器U型翅片管水平布置间隙优化

研究及优化空冷凝汽器U型翅片管的水平布置间隙,对火电站空冷岛的设计与运行具有重要意义。基于FLUENT软件,以空冷凝汽器U型翅片管束为研究对象,对不同翅片管水平布置间隙下空冷凝汽器U型翅片的换热及流动特性进行数值模拟及计算,得到了空冷凝汽器冷却空气对流换热平均努谢尔数和摩擦系数随雷诺数的变化规律,并采用最小二乘法拟合得到了相应的关联式。针对U型翅片的换热及流动特性提出两种优化方案,并进行比较分析。结果表明:当流动损失能量较小时,空冷翅片综合性能评价指标不能准确反应出空冷翅片管的综合性能,需通过空冷翅片换热量进行优化,由此得出空冷凝汽器U型翅片管的最佳水平布置间隙。     

交错蛇形短翅片对扁平管外传热的强化

在火电机组直接空冷凝汽器中采用空冷技术,可以有效降低富煤缺水地区火力发电对水资源的消耗。通过数值模拟的方法,对锯齿形短翅片应用于火电机组直接空冷凝汽器扁平管空气侧强化传热的可行性进行探讨。研究发现,,采用所提出的扁平管交错蛇形短翅片结构,与传统的连续蛇形翅片相比,在各种迎面风速条件下均能起到强化空气侧传热的效果。随着短翅片交错排数的增加,翅片变短,强化传热的效果更为明显。在n 5时,强化传热综合性能评价准则数(performance evaluation criteria,PEC)可达到1.05~1.09;但随着迎面风速的增加,流动阻力的增加变得更为显著,强化传热的效果受到抑制。利用实际数据对模型的有效性进行验证,并对计算域网格数进行校验,结果表明所得结论具有一定的可靠性。     

直接空冷凝汽器考核工况的全厂数值模拟

影响空冷凝汽器换热性能的主要因素是环境大风所造成的热风回流或热风再循环.建立了某135 MW机组直接空冷凝汽器流动和传热的数学模型.利用计算传热学软件Fluent,对夏季汽轮机考核工况(TRL)下空冷凝汽器的性能进行了数值模拟,即对直接空冷凝汽器外部空气的速度场、温度场进行模拟、分析和研究,为直接空冷系统的优化设计提供帮助.     

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。     

直接空冷凝汽器单元流动和传热性能的数值研究

直接空冷凝汽器由多个直接空冷单元组成, 因此, 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。利用计算传热学软件FLUENT, 对夏季汽轮机考核工况(TRL) 下, 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, 为直接空冷系统的优化设计提供帮助。     

间断波纹翅片扁平管流动与换热的数值研究

为进一步提高空冷凝汽器的效率,优化扁平管翅片的物理结构,建立了间断波纹翅片扁平管换热器通道的三维物理数学模型,利用FLUENT软件进行数值计算。通过对对流换热系数、流动损失的对比分析,结果表明,间断波纹翅片扁平管在流动损失方面比蛇形翅片扁平管有很大的优势,为直接空冷凝汽器的设计和优化改造提供了依据。     

空冷凝汽器验收考核实验中的几个原则

对空冷凝汽器进行性能测试,以考核是否达到验收标准,对于我国火电站空冷岛的设计、生产和运行都具有重要意义。从空冷凝汽器传热模型出发,分析了VGB-R131Me验收考核实验导则中存在的缺陷。针对我国直接空冷机组运行中存在的诸如夏季满负荷高背压运行,冬季防冻等问题,指出了单纯增加空冷凝汽器传热面积以满足设计要求的不足,建议制定不同工况不同容量机组的考核传热系数值。空冷凝汽器验收考核应在设备供应商提供凝汽器传热性能,即传热关联式的基础上,由用户计算不同轴流风机转速,不同凝汽器饱和蒸汽凝结量和不同进口空气温度条件下的凝汽器传热系数并进行实验测试,只有当该传热系数大于考核传热系数之后,才能绘制凝汽器性能曲线以检验是否达到设计要求。     

火电站直接空冷凝汽器设计及校核计算和性能分析

掌握火电站直接空冷凝汽器的设计和校核计算方法并进行性能分析,对于提高我国直接空冷机组的设计和运行水平具有重要意义。以600MW机组直接空冷凝汽器为例,在传热理论模型分析的基础上,分别对其设计和校核计算过程进行了讨论,对直接空冷凝汽器性能影响因素进行了分析,对性能变化规律进行了研究。结果表明直接空冷凝汽器的设计过程要综合考虑气象条件尤其是环境大风的影响、换热要求和空冷电站的平面布局,而校核计算则需充分考虑凝汽器积灰的影响,并建立汽轮机背压和凝汽器积灰厚度之间的关系,为凝汽器清洗提供理论依据。冷却空气流量、凝汽器凝结蒸汽量、空冷凝汽器积灰会显著影响空冷凝汽器的性能,进而影响汽轮机背压,影响机组运行的经济性。     

环境风对直接空冷凝汽器性能的影响及主导因素分析

环境风对直接空冷凝汽器的换热性能具有重要影响.以某300MW直接空冷机组为例,分步建立了空冷岛和每个空冷单元的数值分析模型.分析了环境风对直接空冷凝汽器换热性能的影响,得到了环境风工况下影响空冷凝汽器换热性能的主导因素.结果表明：位于空冷平台边缘的空冷单元,由于受到热风回流和倒灌的影响,其入口风温受环境风的影响较大;位于空冷平台迎风侧的空冷单元,因为负压区的存在降低了风机的性能,使其进气量受环境风的影响较大;空冷单元因风机性能下降所导致的进气量减少是造成空冷凝汽器性能降低的主导因素.     

火电站直接空冷凝汽器性能考核评价方法

火电站直接空冷凝汽器性能决定了直接空冷机组能否安全高效运行。研究直接空冷凝汽器性能的影响因素，从而制定空冷凝汽器性能考核评价方法具有重要意义。通过分析直接空冷凝汽器的传热过程，建立凝汽器压力与凝结蒸汽流量、冷却空气流量、凝汽器传热系数、凝汽器总传热面积以及环境温度之间的关系，分析各因素对凝汽器性能的影响规律。对以凝结蒸汽量和以凝汽器压力作为性能考核标准进行了对比研究，指出了2种性能考核评价方法存在的缺点，即仅仅考核凝汽器传热能力会导致传热面积过大，系统投资增加。在考核空冷凝汽器传热能力的基础上，还需测定凝汽器传热系数，以传热系数保证值作为直接空冷凝汽器性能考核的补充指标。     

Varying duty operation of air-cooled condenser units

Results of experimental investigations of operation modes of air-cooled condensers (ACC) under design and varying duty conditions are presented. ACCs with varying cooling airflow rates under constant heat load and with constant cooling airflow under varying heat load are examined. Diagrams of heat transfer coefficients and condensation pressures on the heat load and cooling airflow are obtained. It is found that, if the relative heat load is in the range from 0.6 to 1.0 of the nominal value, the ACC heat transfer coefficient varies insignificantly, unlike that of the water-cooled surface condensers. The results of the determination of “zero points” are given, i.e., the attainable pressure in air-cooled condensing units (ACCU), if there is no heat load for several values of working water temperature at the input of water-jet ejectors and liquid ring vacuum pump. The results of the experimental determination of atmospheric air suction into the ACC vacuum system. The effect of additional air suctions in the steam pipe on ACCU characteristics is analyzed. The thermal mapping of ACC heat exchange surfaces from the cooling air inlet is carried out. The dependence of the inefficient heat exchange zone on the additional air suction into the ACC vacuum system is given. It is shown that, if there is no additional air suction into the ACC vacuum system, the inefficient heat exchange zone is not located at the bottom of the first pass tubes, and their portion adjacent to the bottom steam pipe works efficiently. Design procedures for the ACC varying duty of capacitors are presented, and their adequacy for the ACCU varying duty estimation is analyzed.     

直接空冷凝汽器间断波纹翅片式扁平管的数值研究

蛇形扁平管在空冷机组的应用上取得了较好的效果,为进一步提高机组空冷凝汽器的冷凝效率,优化翅片式扁平管的结构,建立了间断波纹翅片式扁平管通道的三维物理数学模型.通过对对流换热系数、气侧换热量、流动损失的对比分析表明,间断波纹翅片式扁平管在空气侧换热量和流动损失方面比蛇形翅片式扁平管有一定的优势.     

加装导流网以改善横向风对直接空冷凝汽器的影响

横向风是造成直接空冷凝汽器迎风侧空冷单元风机进气量降低甚至空气倒灌的主要原因,解决横向风对直接空冷凝汽器的不良影响具有重要意义。该文提出了一种改善横向风对直接空冷凝汽器不良影响的新方法,即在空冷凝汽器的迎风侧挡风墙下方加装导流网。以某1000MW直接空冷凝汽器的一组典型单元为研究对象,建立几何模型和数学模型,通过计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟分析,阐明了加装导流网以提高风机入口进气流量的机制。研究表明:加装导流网可以有效地减弱空冷凝汽器横向风迎风侧上游单元风机入口的负压,增大进气量,同时避免了加装导流板对下游风机的不利影响。     

冷却空气迎面风速和温度对直接空冷系统动态特性的影响

直接空冷机组和常规湿冷机组由于在冷端系统上差别较大,使得空冷机组的控制必须考虑外部环境变化对于汽轮机冷端的影响。该文在空冷凝汽器静态变工况计算的基础上,考虑空冷系统凝汽器的蓄热效应,建立了直接空冷凝汽器动态数学模型,该模型能够分析冷却空气迎面风速和环境温度对直接空冷系统凝汽器动态特性的影响。得到了冷却空气迎面风速和环境温度对直接空冷机组背压的影响曲线,仿真结果表明随着环境温度的升高和冷却空气迎面风速的降低,系统的稳定时间变长,证明直接空冷系统凝汽器的时间常数随着空冷凝汽器的散热能力的强弱而有相应变化,并为进一步研究适用于直接空冷机组的背压保护控制策略提供了参考。