凝汽器水侧流动的三维数值模拟

建立了某一凝汽器实际管束的流动计算模型,运用计算流体力学的方法,对该凝汽器水侧流场进行了三维数值模拟。采用分区对称计算方法,大大降低网格数量,从而详细预测了凝汽器水侧进出口水室以及其连接管和冷却水管束内的流动特性。计算结果可以清楚地表明:该凝汽器进口水室存在大量漩涡,使流动阻力增加,流动恶化;水室速度分布不均匀,进口水室管板中心区域流体流速较高而边缘区域较低,结构上存在一定问题;而出口水室的结构较为合理。这与采用多孔介质模型模拟的结论一致,进一步验证了采用多孔介质模型对凝汽器进行计算是正确可行的。计算结果同时表明,冷却水管束内流量和流速的分布是不均匀的,位于中心位置的冷却水管流量较大,而周边区域较小,最大流量差别可达到38%,且相邻管路的流量减小幅度与冷却水管布置有关。冷却水管内冷却水流量和流速的差异将会影响换热器的换热性能。计算结果可为分析研究管排流动不均而引起的换热效率问题提供条件,也可为凝汽器设计和结构优化提供依据。     

考虑物性变化的凝汽器水侧流场数值研究

在管束区域采用多孔介质模型的基础上,通过考虑冷却水吸热升温后物性的变化,对凝汽器水侧流动特性的数值模拟进行一定的改进。对某电厂双流程凝汽器水侧流场数值模拟的结果对比表明:冷却水温度变化对凝汽器水侧流动特性存在一定的影响,主要表现在冷却水密度的变化引起进水室和下流程的流动阻力的变化。此外,分析表明考虑冷却水温升与否对管束区速度分布均匀性的模拟影响不大。     

考虑冷却水速度分布特征的凝汽器数值模拟计算

在管壳侧分别建立多孔介质数值模型的基础上,提出一种将管侧多孔介质模型计算所得冷却水速度分布注入到壳侧多孔介质模型的方法,实现凝汽器管壳侧流动与传热的耦合计算。在Fluent平台上开发了读取管侧冷却水速度分布和将其注入到壳侧的自定义程序,并对某600 MW机组表面式凝汽器进行了管壳侧耦合数值模拟计算。结果表明:该耦合计算方法是可行的,基于管侧冷却水速度分布不均的凝汽器性能数值模拟更符合实际。     

基于喉部出口不均匀流场的电站凝汽器性能数值研究

壳侧入口流动条件的给定会影响凝汽器壳侧流场的数值模拟结果，为进一步改进凝汽器性能的分析手段，以两台电站凝汽器为对象，分别在壳侧入口流场均匀分布和不均匀分布两种条件下对凝汽器壳侧的蒸汽流动进行数值模拟，其中不均匀入口条件基于对凝汽器喉部流场的模拟获得，进而通过数据提取获得两台凝汽器的性能曲线，并对不同入口条件下模拟得到的凝汽器性能进行了对比，模拟结果表明：凝汽器喉部出口流场具有较强的不均匀性；壳侧入口均匀条件下模拟得到的凝汽器性能好于入口不均匀条件，建议在研究凝汽器性能时尽可能地考虑入口蒸汽流场不均匀分布的影响。     

基于STAR-CD的AT型管束凝汽器的壳侧流场和传热特性分析

基于STAR-CD平台,利用多孔介质模型数值模拟AT型管束凝汽器的壳侧流场,进而得到其传热性能参数。计算表明:进出口边界条件和分布阻力大小对凝汽器进出口静压损失、空气浓度分布均有很大影响。通过比较均匀与非均匀来流情况下的计算结果得出,非均匀来流的计算结果比均匀来流的更合理。因此,在条件允许的情况下,应该给出符合实际的入口边界条件以获得能够反映实际情况的准确结果。     

双流程电站凝汽器水室的流动分析与改造

为能够准确预测凝汽器水侧流动特性,应用计算流体力学商用软件,管束区域采用多孔介质模型,对某电厂双流程凝汽器水室流场进行了数值分析。结果表明:该电站双流程凝汽器入口水室结构存在一定的缺陷,导致冷却水在局部产生了较大的阻力,形成了明显漩涡。针对凝汽器水室中漩涡产生的原因,对凝汽器水室结构进行了优化改造,并且在此基础上提出了更多合理的建议。     

一种新型布管结构凝汽器的流动传热特性分析

借助于流动仿真模拟软件和外接自编子程序,运用多孔介质模型对一种新型布管结构的凝汽器进行壳侧流动和传热特性的模拟分析,通过对凝汽器蒸汽流速的分布、压力损失大小、传热性能的优劣以及蒸汽凝结状况等参数的分析,判断换热管束布管结构的合理性,为凝汽器的结构改进提供参考.     

凝汽器水侧的数值研究及改造

引入多孔介质,采用k-ε湍流模型,利用二维数值计算方法对一双流程凝汽器的水侧流体流动进行了计算与分析。针对凝汽器水侧由于设计缺陷,存在漩涡及流动死区的情况,提出在凝汽器前后水室安装导流板,对凝汽器前后水室流体流动进行引导改善。改进后,凝汽器水侧流动漩涡以及流动死区完全消失,凝汽器水室的流动漩涡以及流动死区消失、流动阻力下降,水侧冷却水分布更加合理,凝汽器换热效果有所提高。     

凝汽器水侧流动的三维数值模拟

运用计算流体力学的方法,采用多孔介质模型对凝汽器水侧流场进行了数值模拟.从计算所得三维流场可清楚地掌握影响凝汽器工作的重要因素：该凝汽器进口水室漩涡的存在使流动阻力增加,流动恶化;高速流体集中于水室中心区域,会影响换热器的换热性能.其整体阻力特性与试验数据吻合较好,表明该模型和计算方法正确.解决了凝汽器水侧数值计算建模的困难和网格数量问题,为动力装置冷却水系统整体的数值模拟提供基础.图6参5     

330 MW火电机组凝汽器水侧流场模拟及优化

某330 MW火电机组2台机组的凝汽器管束布置结构不同,对凝汽器水侧进行流场模拟。结果表明：4号机组的管束布置方式使得管束入口流场更均匀,实际使用中也发现其胶球系统收球率更好;通过给3号机凝汽器入口水室增加导流板,大幅度提高了3号机凝汽器管束入口截面流体分布均匀程度,降低堵球概率,为仿生双连树型凝汽器改进提供了一定参考。     

枞树形管束凝汽器流体弹性激振特性数值研究

为研究枞树形管束凝汽器的流动及换热特性,识别易产生流体弹性激振的高风险区,采用基于多孔介质模型的CFD方法对凝汽器在不同运行工况下的激振风险进行数值研究,获得管束区域风险系数分布.根据研究结果,当机组处于额定运行工况,凝汽器管束区域最大流速为62.7m/s,风险系数最大值为0.38;而当机组处于海水温度为10℃(冬季)...     

1000MW火电机组凝汽器内乏汽流动与传热特性数值分析

管束布置对1000MW火电机组大型凝汽器的运行效率有着至关重要的影响,基于分布阻力和分布质量汇的多孔介质模型,对1000MW火电机组改进外围带状管束凝汽器建立了二维数值模型,研究了管束布置对壳侧流场、流速、空气质量分数和传热系数分布的影响,分析了壳侧压降、体积抽气量和不凝结率等参数随背压的变化规律。数值计算结果表明:该管束布置凝汽器空冷区冷却效果较好,但管束模块顶部和中部存在较多的局部涡流,导致传热系数下降,可通过优化设计顶部和中部的辅助进汽通道进一步降低背压,实现各管束模块负荷的均匀性。     

电站凝汽器蒸汽流动和换热的数值模拟

提出了一种凝汽器的准三维模拟方法，它可以考虑冷却水温度变化产生的三维影响，也能反映冷却水流程布置对冷凝器性能的影响。用多孔介质及分布阻力等概念模拟凝汽器中的管束和折流板等几何形状。所得的控制方程组用ＳＩＭＰＬＥ方法求解。针对１台２００ＭＷ凝汽器进行了数值分析，计算结果与实验数据作了对比，结果是令人满意的。图１１表２参７     

圆形壳体凝汽器的壳侧流场和传热特性分析

借助于STAR-CD分析设计软件和自编程序,采用多孔介质模型对圆形壳体凝汽器的壳侧流场进行数值模拟,并对其常用的两种管束布置(带状管束和AT型管束)进行对比分析,从蒸汽流速大小、压力损失大小、换热性能和蒸汽凝结特性等方面分析两种管束布置的优劣,为凝汽器的结构设计及优化做技术辅助。     

漏空气量对凝汽器壳侧流场影响的数值模拟研究

为研究漏空气量对大型凝汽器壳侧流场的影响,采用特定蒸汽管束冷凝模型进行数值计算研究.该模型综合考虑直接建模与多孔介质模拟的优点,详细研究了含不凝结性气体的蒸汽在凝汽器壳侧的流动特性和换热特性.结果 表明:当漏空气量达到8×10-5时,凝汽器壳侧流体的冷凝率为99.25％,凝汽器壳侧流体进出口压降为288.53 Pa.相...     

冷却水温变化对凝汽器传热性能影响的定量分析

采用数值计算方法对不同工作条件下凝汽器壳侧蒸汽的流动传热进行了模拟,通过与抽气器性能曲线的匹配,确定出凝汽器的工作点,进而定量分析了冷却水入口水温的变化对凝汽器背压的影响,计算结果表明,随着冷却水入口水温的升高,凝汽器背压的抬高幅度越来越明显。对两台不同机组凝汽器的计算表明,当冷却水温改变时两台不同机组的背压有着相似的变化规律。     

冷却水流径对双流程凝汽器热力性能的影响

双流程大型电站凝汽器的冷却水流径主要有上进下出和下进上出两种。利用自行开发的凝汽器工作性能数值模拟软件PPOC3．0模拟和分析了4台不同管束类型的双流程凝汽器在这两种不同冷却水流径情况下的热力性能。结果表明，对于从顶部进汽的大型电站凝汽器，采用上进下出的冷却水流径，可以减小凝汽器的汽阻和凝结水的过冷度，并且改善凝汽器水侧的水力特性。冷却水流径对凝汽器热负荷的影响与凝汽器具体的管束型式有关，将冷却水的第一流程安排在有抽气口和空冷区的管束部分，可以提高凝汽器的热负荷。     

基于FLUENT的凝汽器壳侧流动模拟边界条件设置探讨

基于FLUENT平台探讨了凝汽器壳侧流动数值模拟边界条件的设置,改进了多抽气口凝汽器壳侧流动出口边界条件的设置。首先讨论了实现凝汽器壳侧流动模拟的进、出口边界条件的若干设置组合,明确了在不同工况下更容易开展凝汽器壳侧流动模拟的进、出口边界条件组合。然后将该进、出口边界条件组合应用于某单抽气口凝汽器性能的数值模拟上,获得理想的模拟结果;对某多抽气口凝汽器性能的数值模拟的应用表明,需对计算区域出口边界的设置进行一定的改进,将压力出口边界设在抽气管内壁面可以获得有参考价值的模拟结果。为凝汽器工程设计人员在FLUENT平台上实现各种形式管束模块凝汽器壳侧流动的数值模拟,准确获得凝汽器性能的变化提供有益的参考。     

基于多孔介质模型的大型凝汽设备内部换热特性仿真研究

针对汽轮机的凝汽器,在Fluent软件中建立了多孔介质模型,实现了对凝汽器汽侧压力场的简化建模研究;在考虑冷却水温度沿管长呈线性分布特性对蒸汽凝结量和换热量分布有影响的基础上,对凝汽器内凝结管束区内的流固耦合复杂特性进行了仿真研究。计算结果与实际物理机制分析基本吻合,表明基于多孔介质简化建模策略的合理性。对过冷度偏大等实际工程问题分析及解决具有一定的指导意义。     

电站凝汽器水侧流场均匀性的定量分析

尝试了一种定量计算凝汽器管程流场均匀性的方法:采用多孔介质模型及数值模拟方法对凝汽器水室流场进行数值分析;然后采用速度相对标准偏差对凝汽器管程的流场分布进行定量计算,将上述方法在某双流程凝汽器水侧流动的分析上进行了应用,结果表明管程流场均匀性定量分析方法可以对凝汽器管程流场的均匀性进行定量计算;文章所分析的双流程凝汽器第一流程的均匀性差于第二流程。