空冷岛加装挡风墙的数值模拟

在大风情况下,空冷凝汽器换热效率由于热风回流和"倒灌"现象的共同作用而降低。为了改善环境风对空冷凝汽器的影响,提出了在空冷岛背风侧(主导风向下)加装挡风墙的方案。以某600 MW直接空冷机组为例,利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件对空冷岛外部流场进行数值模拟,分析主导风向、主导风向相反风向情况下,不同风速时挡风墙对空冷凝汽器换热效率的影响。结果表明:在主导风向下,加装挡风墙使空冷单元空气流量大幅度增加,空冷凝汽器换热效率提高;在主导风向相反风向下,加装挡风墙造成空冷岛背风侧出现热风回流,空冷凝汽器换热效率降低,在背风侧水平挡板边缘处竖直加装一定高度的挡风墙可以改善热风回流现象。     

侧风对自然通风空冷塔冷却性能的影响

自然通风空冷塔的冷却性受侧风的影响很大。本文在通用程序的基础上,建立了模拟空冷塔运行的三维计算机模型,并系统研究了在不同的侧风风速条件下,空冷塔冷却性能的变化情况,特别是通风量和散热量的变化规律和特点,给出了变化曲线以及可供空冷系统设计和运行参考的计算公式。     

间接空冷塔受侧风影响研究综述

综述了近几十年国内外关于环境侧风对空冷塔影响的研究方法和研究成果,指出环境侧风引起空冷塔入口进风不均匀、出口羽流偏斜和出口边缘逆流等问题,导致塔体整体通风阻力上升,降低了通风量,引起机组煤耗增加,被压低的烟气尾流还对下游环境造成一定污染。国内外学者通过试验、数值模拟等方法对空冷塔受侧风的影响进行大量研究,对其恶化机理和影响程度都有了一定认识,也提出了一些措施,使环境侧风的负面影响得到一定抑制,但至今还没有从根本上消除侧风的负面影响。提出进一步研究包括塔外流场在内的整个流场结构,开发新型结构,有望解决空冷塔受侧风影响的问题。     

间接空冷塔内外流动和传热性能的数值模拟研究

利用流体计算软件FLUENT,对自然通风状态下,某电厂2×300MW机组两机一塔的间接空冷塔内外空气的流动和传热性能进行了数值模拟研究。将空冷塔划分为W区、T1区、Tr区和L区,在确定的考核工况基准下,模拟了不同环境气温、不同环境风速对空冷塔各区域通风量和间接空冷散热器散热量的影响。模拟结果显示,当风速高于6m／s时,空冷塔通风量和空冷散热器散热量随着气温的升高而增大,此时高温处于有利状况。同一气温下,随着环境风速的增加,空冷塔通风量和间接空冷散热器散热量减小,W区通风量呈线性增加,T1区、Tr区和L区通风量减小。该结论为间接空冷系统空冷散热器的优化设计提供了参考。     

空冷岛挡风墙最佳高度的数值模拟

利用CFD软件中simple算法及k-ε湍流模型对某电厂1台660MW机组空冷岛的外部流场进行数值模拟,分析在不同风速下空冷岛挡风墙高度对凝汽器换热效率的影响,并得出最佳空冷岛挡风墙高度为11～12m。     

三塔合一间接空冷塔烟气流动特性研究

由于不同机组负荷会影响三塔合一间接空冷系统的流动换热特性和烟气扩散效果,对某1 000 MW机组三塔合一间接空冷塔进行了数值研究。结果表明：随着负荷增加,三塔合一间接空冷塔的抽力和通风量在100%负荷时分别是50%负荷时的1.47倍和1.3倍,同时高负荷运行的空冷塔冷却能力更强;增加负荷会减少SO2在空冷塔内壁上的浓度,增加烟气的抬升高度,相对于50%负荷,在100%负荷时SO₂浓度减少了4.55 mg/m³,烟气最大扩散高度最多时提升了16.72 m。     

表面式凝汽器间接空冷系统空冷塔的结构设计

介绍我国第一座表面式凝汽器间接空冷系统空冷塔的结构设计，提出了结构设计和施工中所要解决的问题，对该塔采用哈蒙公司结构计算程序的计算结果与我国北京大学为主编制的程序计算结果进行了分析对比。     

间接空冷塔桩基方案的选择

针对建设场地的工程地质特点,对2种不同型式的冷却塔地基处理方案进行了比较,确定采用钢筋混凝土灌注桩地基处理方案。采用TSH3SCOQ双曲线自然通风冷却塔结构静力计算程序（有矩理论）对不同桩径（桩径为0.8 m和1.2 m）、不同布桩形式的桩基方案进行了的技术经济比较,最终确定了每对X支柱下布置6根直径1.2 m灌注桩这一合理、经济的桩基设计方案。     

表面式间接空冷塔内外流场的数值分析

为了研究侧风对表面式凝汽器的自然通风间接空冷系统受的影响,借助FLUET模拟软件平台,应用合理的模型,对间接空冷塔分别在5 m/s和10 m/s不同的风速下进行模拟。计算结果表明,当风速为5 m/s时,塔内换热较为良好,塔内左右侧压力分布比较均匀。当风速增加到10 m/s时,产生了明显的回流,热空气离开塔的上升速度降低,塔内抽力明显降低。因此对空冷塔的换热造成了影响。数值模拟结果可作为间接空冷塔的优化设计的依据。     

间接空冷散热器及空冷钢塔流动和传热数值研究

依托实际工程项目,利用计算传热学(NHT)软件FLUENT,对自然通风状态下,某2×350 MW机组外覆铝板钢结构空冷塔及四周表面式间接空冷散热器的流动和换热性能进行了数值模拟、分析和研究。确定了考核工况基准下,不同环境风速对空冷钢塔通风量和间接空冷散热器散热量的影响。模拟结果显示,随着环境风速的增加,空冷钢塔通风量和间接空冷散热器散热量减小。     

孔型对平板气膜冷却效率影响的数值模拟

为了研究孔型对平板气膜冷却绝热效率(冷却效率)的影响,基于SSTk-ω紊流模型及Simple算法,采用有限体积法对控制方程进行离散。对不开槽姊妹孔(1个主孔和2个次孔)、开槽圆柱孔以及开槽姊妹孔3种不同孔型的平板气膜冷却效率进行数值模拟,得出吹风比分别为0.5,1.0,1.5,2.0时X/D=4截面的速度云图,以及不同孔型平板气膜的冷却效率。分析结果表明:随着吹风比的增大,3种孔型平板气膜的冷却效率降低;在低吹风比(M=0.5)时开槽姊妹孔平板气膜的平均冷却效率和覆盖区域最优;在高吹风比(M=2.0)时开槽圆柱孔平板气膜的平均冷却效率和覆盖区域最优。     

混合式间接空冷系统性能试验的不确定度研究

结合空冷发电机组的空冷系统性能试验标准,推导了采用通用特性曲线计算空冷系统性能保证值时的不确定度计算通用公式,并应用该公式计算出某混合式间接空冷系统性能试验结果的不确定度为0.032 5.从不确定度分布可知,进、出塔水温、循环冷却水流量、凝汽器压力是影响试验结果不确定度的主要参数.从试验测点数目、仪器精度、测量参数波动等方面对不确定度进行了分析评价,结果表明:进、出塔水温应采用多重测点;循环冷却水流量测量仪器的精度提高1％可使试验结果的不确定度降低约0.005 3;选择合适的试验时间,控制测量参数的波动范围可有效降低试验结果的不确定度.     

空气导流装置对大型自然通风湿式冷却塔性能影响研究

自然通风逆流湿式冷却塔的热力性能受环境大风的影响较大,通过在塔进风口设置导流装置可以改善冷却塔的热力性能。为了验证空气导流装置对冷却塔热力性能的效果,本文针对环境大风地区的1 000 MW机组配置的13 000 m2自然通风逆流湿式冷却塔进行试验研究,在相同的运行工况和环境大风条件下,比较2座同类型的冷却塔不设空气导流装置和设置空气导流装置对其热力性能和出塔水温的影响。结果表明:设置空气导流装置,可以有效降低环境大风对冷却塔的不利影响;在同等运行状态和环境条件下,设置空气导流装置后,出塔水温比不设空气导流装置的低,在试验环境风速范围内,2座塔随环境风速的增加出塔水温差值而愈发明显。环境风速v＜3 m/s,2座冷却塔出塔水温基本一致;3 m/s≤v＜5 m/s,2座冷却塔出塔水温差值变化范围为0.24~0.61 ℃;5 m/s≤v＜8 m/s,2座冷却塔出塔水温差值变化范围为0.71~0.97 ℃。     

太阳电池抗激光辐射效应研究

激光武器不仅可用于战术防空、战区反导,像常规武器那样直接杀伤敌方人员、击毁坦克、飞机等,同时还可用摧毁对方的卫星。介绍了YAG激光武器对卫星用太阳电池的辐射效应,通过实验结果阐述了激光武器对太阳电池的损伤方式和损伤效应。     

Two‐dimensional numerical simulation on performance of liquid metal MHD generator

The performance of a liquid metal MHD generator is investigated with a two‐dimensional numerical simulation. The effects of the electrode length, the position of current lead connection, and the insertion of an insulator on the performance are examined taking account of the current flow in the electrode. There exists an optimal electrode length for a given distribution of applied magnetic flux density. For a short electrode, the efficiency decreases because the power output becomes small. For a long electrode, on the other hand, the efficiency also decreases owing to the leakage current from the upstream and downstream edges of the electrode. An optimal current lead position was revealed. This fact is ascribed to the distributions of induced magnetic field and the current flow in the electrode. It was found that insertion of the insulator is effective for improving the performance, by which the eddy current can be reduced. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 156(1): 25–32, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/ eej.20165     

无增湿燃料电池冷却水道设计及数值模拟

针对一种基于自回水双极板的无增湿质子交换膜燃料电池,设计了阴极集流板的冷却水流道,使阴极集流板具有为反应气体增湿、回收反应生成的水和冷却燃料电池三方面的功能。利用CFD技术对一个由21个单电池组成的无增湿燃料电池堆冷却水道内部冷却水流动情况进行了数值模拟,分析了电堆水道内部压力和速度的分布情况。最后对电堆冷却水流道进出口压差进行了测试,测试结果与计算结果能较好吻合。     

基于蒙特卡洛法的EV充电负荷多目标随机规划

分析了现有电动汽车(electric vehicle,EV)充电负荷优化方式和算法的不足,结合配电系统最优运行的要求,考虑了多个随机因素的影响,以电动汽车蓄电池满充、蓄电池充电功率不越限及配网潮流约束等作为约束条件,以配电网网损、电源节点负荷峰值、负荷波动情况优化为子目标,建立了新的基于EV充电负荷的配电网多目标随机优化模型。利用改进的非支配排序遗传算法-Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm-2,NSGA-2)求解,采用IEEE-33节点配电系统的实际优化状况为例进行了蒙特卡洛仿真。仿真证明所提出的EV充电负荷多目标优化策略在更贴近实际的随机模型下仍可以有效减弱电动汽车大规模接入对电网的冲击,充分利用其可控性实现配网各项指标的经济运行。     

填料双层布置对冷却塔进风预冷传热传质过程的影响模拟研究

空冷塔的进风预冷可以提升其在高温时段的换热性能,进而提升火电机组的热效率。填料蒸发预冷系统里填料性能直接影响过程的传热传质性能,合理布置填料对提升蒸发预冷过程的冷却性能具有重要意义。针对一种新型填料双层布置形式,采用数值模拟方法研究了该布置下蒸发冷却过程中的传热传质及空气流动性能。研究发现:在风速1.5 m/s、入口空气干球温度27 ℃、湿球温度19 ℃的工况下,空气依次经过100 mm填料、100 mm中空、100 mm填料的温降分别为4.3、1.3、1.6 ℃;所有填料区承担了82.5%的冷却,而中空区域承担了17.5%的冷却。研究为空冷机组冷却塔进风预冷系统的填料优化布置提供指导。