电站间冷系统空冷散热器翅片管束流动传热性能的数值研究

空冷散热器为电站间接空冷系统的主要设备,研究空冷散热器翅片管束的流动传热特性,对于电站间冷系统的优化设计与高效运行具有重要意义。对间接空冷系统空冷散热器常用翅片管束流动传热性能进行了数值模拟研究,通过计算获得了空冷散热器冷却空气流动阻力和平均对流换热系数随迎面风速的变化规律,拟合得到了摩擦因子与努赛尔特数随雷诺数的变化关系。利用对流换热的综合性能评价标准(performance evaluation criteria,PEC),即Nu/f1/3,对6种翅片管束的流动传热性能进行了比较。结果表明,随迎面风速增加,空气对流换热增强,压降增加,翅片管的对流换热系数随之升高,摩擦因子降低,但是换热系数的增加幅度小于压降的增加幅度。Forgo型翅片管束综合流动传热性能优于椭圆型管束。本文研究结果为电站间冷系统空冷散热器的选型和优化设计提供了一定的理论依据。     

汽轮发电机组板式凝汽器流程设计研究

针对某300MW直接空冷火电机组增加50MW尖峰水冷冷却能力的要求,探讨了在汽轮发电机组中应用板式凝汽器冷却乏汽的可行性.以BR-05人字形板片为换热元件,在给定的汽轮机背压和蒸汽侧、冷却水侧压降条件下,提出板式凝汽器的设计方案.分析了蒸汽侧板间距、冷却水侧板间距、冷却水侧流程及冷却水侧流动形式对板式凝汽器传热和流动性能的影响.结果表明:凝汽器中的流程布置应考虑板片结构,水侧流程应小于3;水侧板间距对板式凝汽器的性能影响较小,而蒸汽侧板间距对其性能影响较大.     

多层高温绝热层绝热性能理论分析

绝热材料内部添加反射屏是实现高温绝热的有效方法和手段,主要通过数值模拟研究绝热材料与反射屏组成的多层绝热系统的传热特性。采用能量守恒定律和双通量方程近似法建立多层绝热系统的辐射?导热耦合换热模型,通过方程的离散化数值求解,在保证绝热层低温侧温度不变的情况下,分析反射屏发射率,反射屏数目,绝热材料消光系数,绝热材料气固耦合导热系数等参数对高温绝热层厚度的影响特性。研究结果表明,绝热材料消光系数越小,材料气固耦合导热系数越小,反射屏发射率越小,则反射屏对绝热层绝热效果的影响越显著,该文的研究对于多层高温绝热层的设计具有指导作用。     

直接空冷机组空冷系统运行问题分析及对策

直接空冷技术代表了未来空冷系统的发展方向,分析直接空冷系统运行中的主要问题并提出相应防治对策,对直接空冷机组安全高效运行具有重要意义。以山西平朔煤矸石发电有限公司50MW机组直接空冷系统为例,针对直接空冷系统运行中的真空泄漏,管束积灰,严寒环境下的冻裂问题,尤其是环境气温、风速、风向对空冷岛运行的影响进行了分析,重点研究了空冷岛回流率与电厂平面布局、环境风速风向的关系。结合直接空冷系统运行中出现的各种问题,提出了初步防治对策。指出通过合理的空冷散热器结构设计,优化的直接空冷电站平面布局,运行过程中针对不同环境条件的科学风量调节等措施,可有效克服直接空冷系统运行中出现的问题,从而提高机组安全经济运行水平。     

电站直接空冷系统防冻高效运行控制逻辑及数值模拟

低温环境条件下,直接空冷系统冷却性能出色,但也面临空冷凝汽器翅片管束冻结的风险。揭示不同环境气象条件和系统运行模式下空冷系统性能变化规律,提出直接空冷系统防冻高效运行控制逻辑,对于机组的安全经济运行具有重要意义。以机组实现阻塞背压运行为目标,约束条件为管束出口凝结水状态,开发直接空冷系统控制逻辑。首先,当风机满转速运行且管束出口凝结水不过冷时,确定临界最高环境温度。其次,当风机停转且管束出口凝结水温度等于0℃时,确定临界最低环境温度。再次,以管束出口凝结水不过冷为约束条件,通过风机转速调节,实现直接空冷系统的高效运行。最后,通过数值模拟方法,对直接空冷系统防冻高效运行控制逻辑进行了算例验证。     

干燥用振荡流热管强化传热研究

振荡流热管（OFHP）在干燥领域有广阔的应用前景。提出了两种强化振荡流热管传热过程的方法：①用脉冲加热代替传统的连续加热；②采用非均匀热管流通截面。实验结果表明，这两种方法都能增强热管内的振荡过程，并使传热性能显著改善。脉冲加热的振荡流热管比相同功率下连续加热时的传热热流量提高15％～38％，当量热导率提高12％～63％。当加热功率大于100W时，非均匀截面振荡流热管比均匀截面振荡流热管的热流量和当量热导率也有明显提高。     

振荡热管内不同形态纳米颗粒流动及传热特性

主要针对不同形态的纳米颗粒在振荡热管内的流动及热传输特性进行了实验研究。在相同的压力、相同的热管倾角、不同的充液率条件下，对振荡热管内工质分别为Cu-水纳米流体以及Cu-水纳米流体中Cu纳米颗粒沉积后溶液的流动以及热传输特性进行了实验研究，并与工质为蒸馏水时进行了对比实验分析，以此来研究振荡热管内气、液以及纳米颗粒多相流动存在时，对热管传输特性的影响。实验表明：当振荡热管内存在气、液以及不同形态的纳米颗粒多相流动时，对其传热特性会产生很大的影响，在一定条件下会起到强化传热的作用。     

永磁梯度磁场布置方式对空气自然对流换热的影响

梯度磁场可用于控制非导电弱磁性介质的自然对流换热过程。利用钕-铁-硼永磁系统的不同空间布置，构建了具有不同磁场强度分布的梯度磁场，通过数值模拟得到了不同永磁梯度磁场的磁场强度和磁加速度。对不同梯度磁场作用下的二维封闭腔内的空气自然对流换热过程进行了数值研究，获得了空气自然对流的流场和温度场，以及壁面局部Nusselt数和平均Nusselt数并进行了比较。结果表明：空气自然对流换热可以通过施加具有不同磁加速度的梯度磁场得到强化或控制。     

熔融碳酸盐燃料电池堆温度场的瞬态模拟

通过研究熔融碳酸盐燃料电池的传热传质和电化学反应机理 ,根据质能守恒原理建立了顺流型电堆内部单体的暂态温度模型。模型考虑了辐射换热、shift反应及组分的变化。模型的求解采用近似解析法 ,求解传质方程时电流密度做了一阶假设。结果表明沿流动方向 ,单体平面温度逐渐升高 ,电堆进口温度最先稳定 ,出口温度达到稳定则需要较长时间 ;控制电解质出口温度是实现顺流型电堆温控的有效措施。     

环境影响下的直接空冷系统运行特性研究

环境变化会显著影响直接空冷机组的凝汽器压力,因此,研究直接空冷系统在环境影响下的运行特性,对保证直接空冷机组安全经济运行具有重要意义。通过理论分析,建立了空冷凝汽器温度和压力随汽轮机排汽热负荷、凝汽器迎风面风速以及进口空气温度变化的理论模型。以山西平朔煤矸石发电有限公司50MW机组直接空冷系统为例,通过数值计算,得到了环境气温、环境风速风向以及汽轮机排汽热负荷对凝汽器温度和压力的影响规律。结果表明:在凝汽器热负荷不变的情况下,环境气温越高,空冷凝汽器进口空气温度就越高,凝汽器压力就越高。环境风速越大,空冷器进口空气温度就越高,迎面风速就越小,从而凝汽器内冷凝温度和压力就越高。反之,凝汽器压力就越低。