火力发电干湿联合冷却系统性能实验研究

火力发电干湿联合冷却兼具湿冷散热能力大和空冷节水的优势,同时,还可依据机组负荷条件和电厂的环境气象条件变化,调节不同的冷却方式,使机组具有更好的灵活性和环境适应性。为掌握火力发电干湿联合冷却性能,在干冷段和湿冷段并联和串联运行2种模式下,建立联合冷却系统实验台;开展不同运行条件下,联合冷却系统干冷段和湿冷段热负荷分配的实验研究,以及不同运行模式下耗水量与冷却能力的变化规律;采用单变量分析法,研究环境温度、环境湿度等因素对联合循环系统性能的影响。结果表明,环境湿度升高后,系统不同运行模式受到循环水蒸发速率下降的影响,散热量、耗水量有所降低;得到环境温度升高所导致的散热量随系统换热温差减小的定量结果;揭示出耗水量随着湿冷段和干冷段热负荷分配比例的变化规律。研究结果为不同气象条件下,干湿联合冷却系统运行模式和热负荷分配比例的优化提供了实验基础。     

单组分液滴在快速降压环境下传热传质过程研究

为了对降压环境下单个液滴的蒸发过程进行研究,基于气液界面的捕捉模型,建立适用于快速降压环境下单个液滴的蒸发模型,利用纯水液滴蒸发的实验数据验证该模型,分析静止纯水液滴在相变过程中的形态变化以及液滴内部速度场、蒸汽分布等随时间的变化,模拟分析不同压力环境、液滴直径、初始温度等条件对液滴中心温度及蒸发速率的影响。结果表明:在降压蒸发过程中液滴形态和环境中蒸汽的分布会随速度场的变化而变化;液滴中心温度与最终环境压力成正比,液滴初始温度与液滴中心温度的回升速率成正比;最终环境压力对液滴初始阶段的蒸发速率影响较大;液滴初始直径和初始温度对其后期蒸发速率的影响较大。     

三维石墨烯/环氧树脂复合材料导热特性研究

三维石墨烯具有高孔隙率、高热导率和良好的热稳定性等优点。提出利用三维石墨烯形成的连续"导热链"填充环氧树脂从而改善环氧树脂传热性能的方法,通过化学氧化还原法制备了三维石墨烯,进而采用浇注法制备三维石墨烯/环氧树脂复合材料。实验测试了导热性能、比热容和玻璃化转变温度等热物性参数。结果表明:三维石墨烯可大幅度提髙环氧树脂的导热性能。在三维石墨烯的质量分数为3%时,环氧树脂的热导率提高近7倍。研究结果为三维石墨烯在导热复合材料领域的应用提供了实验依据。     

商业综合能源系统经济性分析

伴随电力价格管制的进一步放开,市场化电价对综合能源系统经济性的影响需要引起足够的重视。以北京地区某商业综合体为研究对象,通过分析该用能对象的冷、热、电负荷特性,提出适用的综合能源系统方案,建立起物理和数学模型,结合当前实施的中长期电力交易规则,以目录电价和市场化交易电价形成的价格信号对选择的能源系统展开经济性评价。结论认为,综合能源系统应该充分考虑到所处区域能源供应结构以及可能开展的市场化交易模式与规则和最终产品或原料价格大范围波动的可能性,并在设计初期提出可能的预案,最大限度降低实施综合能源系统后的无效化程度。     

太阳辐射对电站直接空冷系统运行的影响

对我国西北地区某135MW直接空冷机组的凝汽器的全年太阳辐射进行计算,对相应空冷凝汽器运行的影响进行了理论分析,并在假定汽轮机排汽量不变、环境温度为月平均日温度的条件下,根据21年(1979～2000)间数据统计,得到太阳辐照量对空冷凝汽器热负荷与背压的影响变化规律:凝汽器的表面方位角的变化对由太阳辐射引起的月平均附加热负荷的影响比较小;1～5月期间由太阳辐射引起的月平均附加热负荷升高,5月时达到最大值,为371.75kW,而后逐步降低,其变化趋势与全年月平均日日照时数的变化趋势基本一致;假定方位角为零时,相同环境温度下凝汽器由太阳辐射引起的月平均附加热负荷增加而导致背压变化在1～7月间增加,7月时达到最大值,为0.2097kPa;8～12月相应的背压变化会减弱,其变化趋势与全年月平均日环境温度的变化趋势大致相同,这说明背压主要受环境温度的影响。     

回收烟气余热的特种耐腐蚀塑料换热器的性能分析

运用特种塑料材料的换热器可以解决烟气余热回收中的低温腐蚀问题,扩大热回收的温度范围。结合1 000 MW机组烟气余热回收工况,分析了氟塑料管束式换热器和导热塑料翅片管换热器的性能,比较了两者在传热系数、换热面积、换热器体积、流动阻力等方面的差异。尽管氟塑料换热器在传热系数和材料消耗方面具有优势,但翅片管换热器整体体积更小,且管件数量远小于氟塑料换热器。在此基础分析了污垢热阻和材料热导率对翅片管换热器的影响,发现污垢热阻会造成换热器性能20%~30%的变化,材料热导率则需要达到15~20 W/(m?K)的阈值,才能实现较好的换热性能。     

板式蒸发式冷凝器热质传递过程模型分析

在分析板式蒸发式冷凝器工作原理的基础上,通过合理简化,提出了一种逆流热质传递过程的数学模型。采用方程求解器对模型进行了分析求解,得到了空气温度、空气湿度和水温沿流程分布的情况,以及空气温度、空气湿度、空气流量和水流量对板式蒸发式冷凝器换热特性的影响规律。研究结果表明:空气温度越高,蒸发式冷凝器的换热量越低,相对湿度越高,换热量越小;空气流速为1~3 m/s时,换热量增加幅度较大;在空气流速达到4 m/s之后,换热量增加缓慢,趋于稳定;当水流量小于0.2 m/s时,换热量与水流量呈线性关系,水流量越大,换热量越大。     

纳米孔隙空间内气体分子平均自由程变化规律

以Zeng等提出的纳米孔隙内气体分子平均自由程模型为基础,考虑材料的微观结构特点,结合纳米小球堆积构成的杆状立方阵列结构,对纳米孔隙空间内的气体分子平均自由程的影响因素、影响机理及变化规律进行了分析。研究结果表明纳米孔材料的微观结构特征与材料的密度和比表面积直接相关,纳米孔隙空间内的气体分子平均自由程随着比表面积和密度的增加而降低,具有相对高的比表面积和密度更有利于进一步限制纳米孔中的气相导热。p=10⁴ Pa和p=4×10⁵ Pa 是两个拐点压力,当p<10⁴ Pa时,气体分子平均自由程就不再随着压力的降低而发生变化,当p>4×10⁵ Pa时,纳米孔隙对气体分子自由运动的限制作用就可忽略。随着温度的升高,纳米孔隙空间中的气体分子平均自由程在升高,但升高幅度逐渐降低。     

塔式太阳能镜场阴影与遮挡效率的改进算法

随着塔式太阳能发电技术的进步,如何布置高效低成本的塔式太阳能电站镜场,已成为提高太阳能集热效率的关键问题之一。其中,阴影和遮挡效率作为镜场光学效率的重要组成部分一直以来都是计算的难点。结合两种传统阴影和遮挡的计算方式——射线追踪法和平板投影法,提出一种新的计算方法,该计算方法包括高效的预判断模型和改进的效率算法两部分,将该算法与已有的改进算法进行对比,研究结果表明:不论是计算精度还是计算速度,改进后的算法都明显优于已有的改进算法。     

导流装置对直接空冷单元流动传热特性的影响

研究环境条件影响下的电站直接空冷系统流动传热特性,对于提高空冷机组运行水平具有重要意义。该文针对600 MW直接空冷机组空冷凝汽器的典型结构,建立了带有空气导流装置的凝汽器单元内冷却空气三维流动传热过程的物理数学模型。基于这一模型,利用CFD 模拟获得了凝汽器单元内冷却空气流场和温度场,进而研究了不同环境因素影响下加装空气导流装置后凝汽器单元内空气流动传热特性的变化规律。研究表明：在平台下部四周加导流装置能有效削弱环境横向风的不利影响,提高冷却空气流量,改善空冷单元的传热状况。