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。     

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。     

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。     

双流程凝汽器热力及水力特性分析

电站汽轮机配备的凝汽器大多采用双流程，冷却水的流径有上进下出和下进上出之分。作者从凝汽器的基本和和水力特性分析着手，根据有关的特性参数在凝汽器内的分布规律，研究了不路径对凝汽器性能的影响。结果表明，采用上进下出的冷却水流径，可以有效地减小凝汽器内的汽阻和凝结水的过冷度，改善冷却水侧的压力分布，明显降低所需的循环水泵扬程和冷却水漏入汽侧的可能性。     

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。     

1000 MW超超临界机组单背压凝汽器结构分析

文章分析了海门电厂1000 MW超超临界机组采用单背压凝汽器的设计难点.通过对单背压凝汽器的结构特点分析,对单双流程的管束布置进行比较,优化凝汽器喉部结构并利用有限元软件进行分析,为单壳体、双流程、表面式结构的凝汽器设计,提供技术参考.     

600MW机组凝汽器最佳经济方案选择及特性曲线分析

在提高机组初参数条件受到一定限制的情况下,从设计、制造和运行环节如何保证凝汽器的安全运行来提高汽轮发电机组的经济性得到各方面的重视.在上述背景下,国内外竞相开展了凝汽器的最佳经济方案的研制工作.以某厂600MW汽轮机组为例,根据汽轮机的设计参数,选择不同的冷却倍率,冷却水流速以及流程数,从经济角度确定凝汽器的最佳运行方案,计算得出冷却倍率为70的双流程凝汽器为最佳设计方案.此外,还利用Matlab编程绘制了该凝汽器在不同冷却水量及不同冷却水进口温度下的特性曲线,并对几个典型工况曲线进行了分析,为凝汽器的运行,改造提供参考依据.     

双流程不等距布管式单背压凝汽器

以清华大学研制的性能优良的仿生双连树形管束式凝汽器为范例,介绍了第一流程与第二流程冷却管等距布置型凝汽器的结构,并分析其流场和换热特性,继而提出第一流程冷却管大间距、第二流程冷却管小间距的疏密管束优化布置方案,并进一步优化循环水流程为上进下出,两方面提高凝汽器换热效果,推荐工程设计上优先选用循环水为上进下出的双流程不等距布管式凝汽器。     

600MW汽轮发电机组单壳体凝汽器研究

为了改变目前的两壳体或三壳体结构的凝汽器无法满足与超超临界600MW汽轮发电机组配套使用的现状,研制成了单壳体、单背压、双流程的凝汽器。介绍了以往600MW机组凝汽器和超超临界600MW凝汽器的区别及设计的过程。     

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。     

火电站直接空冷凝汽器积灰监测

火电站直接空冷凝汽器积灰是影响传热性能的重要因素,研究直接空冷凝汽器积灰对传热性能的影响规律并提出监测措施具有重要意义。通过分析汽轮机背压与汽轮机排汽量、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,得到了空冷凝汽器在维持汽轮机排汽量和冷却空气量不变时,汽轮机背压和传热系数之间的关系以及凝汽器积灰对汽轮机背压的影响。研究表明:凝汽器积灰会导致凝汽器传热系数降低,汽轮机背压升高,机组运行经济性下降。设计工况下,当蛇形翅片扁平管结构凝汽器积灰厚度达到1.2 mm时,汽轮机背压将增加50%左右。通过监测空冷机组运行过程中汽轮机背压的变化,可预报积灰的程度,为直接空冷凝汽器清洗提供一定的理论依据。     

再析N_11220_1型凝汽器热力特性与改造措施

利用自行开发的最新凝汽器数值模拟软件PPOC3．0对国产的N-11220-1型电站凝汽器设计工况的热力特性重新进行了数值计算和分析。针对该型凝汽器存在汽阻较大这一问题而进行了多次数值模拟,实验表明,造成凝汽器壳侧汽阻较大的主要原因是凝汽器蒸汽通道的布置不合理。然后,通过进一步数值计算和分析,对已投运的该型凝汽器进行了改造,要么加大凝汽器管束周围蒸汽通道的尺寸,要么更换新型更先进的管束才能有效改善其运行性能。     

汽轮机凝汽器冷却管束设计要领分析

更新老的凝汽器设计概念，对凝汽器运行进行分析，使汽轮机组运行的经济性得以充分地发挥。降低热耗、消除凝结水的过冷现象、提高真空、合理地选材和冷却面积最有效地合理利用是当今改造、设计，提高中、大型汽轮机组热效率的内容之一。尤其是对众多已运行了二、三十年的老机组的凝汽器改造或更新更为重要。尽管不同凝汽器制造厂家不同的结构型式，均面临同样的问题。针对凝汽器冷却管束的一些相关内容，从设计角度给予了全面分析。     

Performance of Evaporative Condensers

Experimental investigation is conducted to study the performance of evaporative condensers/coolers. The analysis includes development of correlations for the external heat transfer coefficient and the system efficiency. The evaporative condenser includes two finned-tube heat exchangers. The system is designed to allow for operation of a single condenser, two condensers in parallel, and two condensers in series. The analysis is performed as a function of the water-to-air mass flow rate ratio (L/G) and the steam temperature. Also, comparison is made between the performance of the evaporative condenser and same device as an air-cooled condenser. Analysis of the collected data shows that the system efficiency increases at lower L/G ratios and higher steam temperatures. The system efficiency for various configurations for the evaporative condenser varies between 97% and 99%. Lower efficiencies are obtained for the air-cooled condenser, with values between 88% and 92%. The highest efficiency is found for the two condensers in series, followed by two condensers in parallel and then the single condenser. The parallel condenser configuration can handle a larger amount of inlet steam and can provide the required system efficiency and degree of subcooling. The correlation for the system efficiency gives a simple tool for preliminary system design. The correlation developed for the external heat transfer coefficient is found to be consistent with the available literature data.     

内陆核电站汽轮机选型及冷端优化

电站冷端优化的目的是从成本与收益方面综合考虑,确保在机组整个寿命期内获得最大效益。汽轮机、凝汽器、冷却塔及相关系统的设置影响成本,不同汽轮机排汽面积、凝汽器换热面积、冷却塔面积对应着不同的年发电量,只有合适的设计背压才能确保机组在电站整个寿命期内效益最大化。本研究根据内陆某核电站的厂址条件,通过对汽轮机排汽面积的计算、凝汽器换热面积的选择、冷却塔及循环水系统的设计,对该核电站汽轮机进行选型,并对冷端进行全面优化设计,最后确定凝汽器的最佳设计背压及冷却塔面积,确保机组在计算寿命期内获得最佳效益,可供同类型电站设计参考。     

侧向进汽凝汽器汽相流动与传热的物理模型及数值模拟方法

根据侧向进汽凝汽器壳侧的蒸汽一凝结液两相流流动特点,利用现有实验数据建立了考虑液相重力及汽流方向对溢流影响的阻力系数与汽侧换热系数的关联式,并将其用于侧向进汽凝汽器汽相流动与传热的数值模拟方法与程序。采用所发展的程序预测了一台实验凝汽器的工作特性。计算结果与现有实验结果较一致,证实了所用物理模型与计算方法的适用性,同时也揭示了侧向进汽凝汽器流动与传热的一般特性。     

A modified k–ε turbulence model for the simulation of two-phase flow and heat transfer in condensers

A modified k–ε turbulence model is developed in this study to simulate the gas–liquid two-phase flow and heat transfer in steam surface condensers. A quasi-three-dimensional algorithm is used to simulate the fluid flow and heat transfer in steam surface condensers. The numerical method is based on the conservation equations of mass and momentum for both gas-phase and liquid-phase, and mass fraction conservation equation for non-condensable gases. The numerical simulation of an experimental steam surface condenser has been conducted using the proposed modified k–ε turbulence model. The results obtained from the proposed model agree well with the experimental results and the results also show an obvious improvement in the prediction accuracy comparing with previous results where a constant value for the turbulent viscosity was used.     

多压凝汽器在200MW汽轮机组中的应用

论述了多压凝汽器的特点及节能原理,分析了多压凝汽器在２００ＭＷ机组中的应用前景,设计了三压凝汽器,进行节能效果计算,并探讨了已投运的２００ＭＷ机组的凝汽器改为三压的可行性。结果显示：在高水温地区或用冷水塔的２００ＭＷ机组使用三压凝汽器可以提高机组的经济性。     

凝汽器内不凝结气体对汽相流动与传热性能的影响

采用多孔介质物理概念对1台双流程凝汽器的汽相流动与传热进行了数值计算与分析。结果表明：在该冷凝器中存在着严重的不凝结性气体积聚现象，从而导致了流动与传热特性的恶化。对此提出了改进方案，即将抽气口处的挡板开口，从而将积聚的不凝结气体引出，通过数值计算证实该措施有效。     

Evaluations of Closure Correlations for the Simulation of Two-Phase Flows in Condensers

The effects of different closure correlations on numerical simulations of vapor-liquid two-phase flow and heat transfer in steam surface condensers are critically assessed in this study. A modified k-? turbulence model for two-phase flows is used in the simulation. The closure correlations are those for condensation vapor shear, interphase drag forces, non-condensable air, tube-side fluid flow, inundation, and hydraulic resistance due to the tube bundle. Numerical simulations of a steam surface condenser are carried out using different closure correlations, and the numerical results are compared with the experimental data. Recommendations are given for different closure correlations.