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。     

直接空冷凝汽器积灰的数值研究

以配有空冷凝汽器空气温度监测系统的600MW直接空冷机组的2个空冷凝汽器单元为研究对象,建立其三维数值模型,对空冷凝汽器局部积灰后及调节积灰单元风机风速后其出口空气温度和速度分布进行模拟。结果表明,空冷凝汽器局部积灰单元的翅片管出口空气温度及速度较清洁区域略低;利用空冷凝汽器出口空气温度监测系统对温度值偏高单元的风机进行局部调节,可有效改善空冷凝汽器积灰部分的换热状况。     

环境风工况下直接空冷凝汽器的性能分析及对策研究

环境风对直接空冷凝气器的性能有较大的影响,以华能国际电力股份有限公司上安电厂2台620 MW直接空冷机组为例,基于Fluent软件建立了数值计算模型,得到环境风工况下空冷岛外部空气流场特性,分析提高风机转速对空冷凝汽器换热性能的影响。结果表明:环境风对迎风侧空冷单元及边缘空冷单元换热性能有较大的影响;随着风速的增加空冷凝汽器的换热效率均下降,在低风速区-y方向(炉后来风)环境风对空冷凝汽器的影响最大,在高风速区NW(西北)环境风对空冷凝汽器的影响最大,提高迎风侧或边缘空冷单元的风机转速,可以提高环境风工况下整个空冷岛的换热量。     

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.     

直接空冷凝汽器单排翅片管外部流动及换热特性分析

蛇形翅片管是直接空冷凝汽器的核心换热元件。对其进行详细的换热流动分析,对直接空冷系统的设计以及运行都具有非常重要的意义。应用计算流体力学(CFD)数值模拟的方法,在不同迎面风速下,对翅片管的流动特性和换热性能进行了深入分析,并得出了翅片管的压力降、摩擦系数、换热量、换热系数、出口温度、翅片温度等随迎面风速变化的曲线,提出了努塞尔数Nu与雷诺数Re之间的无因次关系式,所得到的结果可为我国电站空冷系统的设计和运行提供理论依据。     

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。     

空冷凝汽器椭圆翅片管管内传热与流动特性分析

基于分布式参数热力系统假设,提出翅片管耦合换热模型,以描述两相流与冷却空气工质对之间的传热。将耦合模型应用于火电机组直接空冷凝汽器1 000 mm×94 mm×46 mm（深×宽×高）椭圆翅片管,通过基于计算流体力学的数值求解,得到管内温度、热流密度、对流换热系数、薄膜厚度、剪切力沿两相流和冷却空气流向上的变化规律,将特征量空间分布结果可视化。结果发现:管内热流密度随着管外冷却空气的横向流动,在空气出口区域急剧下降,管内对流换热系数随凝结沿管深方向的纵向发展,缓慢增长;管内两相流型可定性为环状流,液膜在椭圆下半部分极端区,有明显聚集与加速流动。所采用的理论方法和获得的结论,有助于翅片管换热增强设计和在运空冷凝汽器安全高效运行。     

直接空冷凝汽器单元内加装消旋导流板的数值模拟

改变空冷单元内部冷却空气的流场,可以提高空冷凝汽器的传热性能,这对于提高空冷机组运行水平具有重要意义.建立在600MW直接空冷机组的空冷凝汽器单元内部加装弧形消旋导流板的物理模型,利用CFD软件,采用Simple算法和RNG k-ε模型进行数值模拟计算,获得不同环境风速下在空冷凝汽器单元内部加装消旋导流板前后冷却空气的温度场和速度场,分析空冷单元内部空气流场的变化规律.结果表明,在空冷单元内部加装弧形消旋导流板可改善冷却空气流场,提高空冷凝汽器的换热效果,为空冷系统的优化运行提供一定的理论参考.     

冷却空气分配对空冷凝汽器单排翅片管换热性能的影响

针对1 000MW机组空冷凝汽器(ACC)所采用的单排翅片管,利用计算流体动力学(CFD)软件,对迎面风速不同分布方式下翅片管的流动换热特性进行数值模拟,对比分析不同迎面风速分布对单排翅片管空气侧换热系数的影响。分析结果表明:采用迎面风速沿蒸汽流动方向逐渐降低的分布方式,可以提高翅片管的换热系数,有利于翅片管换热;呈抛物线分布的迎面风速优于直线分布的迎面风速。     

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。     

直接空冷扁平翅片管束散热性能的实验研究

扁平翅片管束是电站直接空冷系统的基本散热元件,研究其结构特点和流动换热特性,对于电站空冷系统的优化设计与高效运行具有重要意义。以直接空冷系统典型的连续蛇形翅片扁平管束为研究对象,通过实验研究不同的翅片间距对翅片间冷却空气的流动换热特性的影响,以及垂直进风和倾斜进风工况下,翅片散热性能的变化。结果表明,在相同的风速下,随着翅片间距的减小,翅片的换热系数增大,而阻力系数的变化相对复杂。实验条件下,翅片间距为56.8 mm时整体性能较优。翅片间距一定时,随着风速的增大,换热系数逐渐增大,阻力系数逐渐减小。但随着风速的增加,两者变化趋势渐缓。研究结果为扁平管连续翅片结构的进一步优化提供了基础数据。     

环境风对直接空冷系统换热性能影响的研究

以某台600 MW直接空冷机组为例,采用数值模拟的方法,研究不同环境风速、风向对直接空冷系统性能的影响.研究结果表明,在汽轮机排汽参数一定时,随着环境风速增大,冷却风量及空冷凝汽器换热量减小；炉后风对直接空冷系统性能影响大于其它风向.当炉后风风速增至10 m/s时,迎面风速由无风时的2.1 m/s降为1.78 m/s,空冷凝汽器换热量为无风环境下的82.8％,机组发电能力显著降低.     

翅片管外有机工质TFE凝结换热特性研究

翅片管外有机工质换热特性（凝结换热系数及液膜热阻）影响冷凝器的换热性能。理论模型基于努谢尔修正膜理论,为提高计算精度,将翅片管沿管周向划分有限个微元角,建立各个微元角内翅片侧壁和翅片间基管处的层流膜状凝结换热模型,迭代求解各个微元角内的壁面温度,根据各微元角壁面与饱和蒸汽温差,推导翅壁面及翅间基管上的液膜热阻和换热量,最后求解管子平均换热系数。管壁温度随圆周角θ增大而减小;翅壁及基管上液膜热阻随圆周角θ增大而增大;基管上液膜热阻大于壁面上液膜热阻。与实验值比较,理论模型计算精度高于积分解法计算值。     

带拓展面椭圆管束的换热、积灰及磨损特性研究

低温烟气换热器存在的积灰、磨损问题,会增加维修成本,降低换热系数,造成设备运行不稳定,引起安全事故等问题。利用数值模拟方法,采用可靠的数学模型,综合研究了不同拓展面的椭圆管束对烟气横向冲刷椭圆管束的换热、积灰及磨损特性的影响。结果表明：三种具有相同表面积拓展面的翅片椭圆管束具有不同的换热、积灰及磨损特性,其中,H形翅片管束具有最好的换热性能,略优于双H形翅片管束,矩形翅片管束的换热性能略差;由于开缝翅片的存在,H形翅片管束具有更好的抗积灰性能,然而,双H形翅片管束抗磨损能力略优于H形翅片管束。     

局部对流换热对输电线路高频激励融冰的影响

在覆冰导线高频激励融冰温度场的分析与计算中,局部对流换热对温度场及高频激励融冰模型有很大影响。对此,文中分析了高频融冰过程中的热量损失和对流换热的影响因素,通过Ansys有限元软件对高频激励融冰模型的电磁场和热分析与计算,揭示了局部对流换热对高频融冰模型温度场及其迎风侧和背风侧的影响,表明了局部对流换热使导线背风侧覆冰先融化脱落,迎风侧覆冰后融化脱落。覆冰导线外表面的温度随对流换热的系数增大而下降,下降速度随对流换热系数增大而减缓。该研究成果有利于进一步改进和优化高频激励融冰计算模型。     

脉动流条件下带突起内翅片管强化传热数值研究脉动流带突起内翅片管强化传热数值研究

对一种周期性带突起纵向内翅片管通道内的流动与传热特性进行了非稳态三维数值模拟。分析了带突起内翅片管通道在进口流速呈正弦波脉动流时其横截面二次涡流在1个脉动周期内的变化规律；得到了内翅片管平均Nu数及阻力系数f在一个脉动流动周期内的变化规律；同时进一步计算分析了不同脉动流脉动频率对内翅片管传热性能及阻力性能的影响。研究表明：在脉动流动的影响下纵向内翅片管的传热能力得到强化，随着脉动频率的增加，纵向内翅片管传热系数的增大幅度逐渐大于阻力系数。     

空冷岛内气流分布不均对冷却效果的影响

在空冷式发电厂中,风机群布置在A-型翅片管束冷凝单元下面。为了揭示风机旋转气流对空冷单元内气流分布特性的影响,建立了风机及空冷单元的物理模型和数学模型,对空冷岛及其风机的流场进行了数值模拟,分析了空冷岛夏季工况出力不足的原因,并提出加装消旋格珊的改进措施,为空冷岛设计和改进提供了参考依据。     

用标准传热系数评价凝汽器水侧、汽侧清洁程度

对凝汽器清洁系数和汽侧空气修正系数的概念与物理意义进行了论述,提出了以良好状态实测标准传热系数作为凝汽器传热系数的比较标准,分析了标准传热系统的计算方法,提出了在HEI公式中对水温、水量等试验条件的修正算法,以及在线计算凝汽器清洁系数,汽测空气量修正系数的方法。