电厂循环水流道全系统水力性能数值模拟研究

针对超超临界火力发电厂循环水泵水力振动问题,采用雷诺时均N-S方程和标准k-ε湍流模型,对1 000 MW机组3泵并联循环水流道全系统水力性能进行FLUENT三维数值模拟,研究了机组流道整体流场、流速分布、喇叭口区域流速和泵筒体水力问题。研究结果表明：循环水流道前池短、前池进水端至出水端扩散角过大导致水流流动不充分,形成多处高速水流区,使进入吸水室的水流发生贴壁流动,同时发生撞壁偏流,对循环泵筒体产生冲击。循环泵喇叭口四周流速分布严重不均,最高流速达1.2 m/s,是规定流速的4倍,尤其A、C两泵房吸水室正对来流方向左右两侧水流速度严重不均,导致循环水泵进水条件恶劣,常发生异常振动。     

大扩散角进水流道水力诊断及优化

为解决大型火电站循环泵顽固性振动,采用雷诺时均N-S方程和Realizable k-ε湍流模型,对1 000 MW超超临界火电机组并联泵循环水流道与循环泵内水力状况进行FLUENT三维数值诊断性分析,模拟研究了进水流道内的流体流动形态、流速分布以及泵体周围和喇叭口周围流场的水力问题,并依此对循环水道进行了优化整流方案研究。研究结果表明,循环水流道前池过短且为不规范矩形,由引水段冲入的流体无法在前池内得到充分发展扩散,吸水室内水流流态严重偏流乃至贴壁流动,近壁流体流速差可达0.3 m/s;喇叭口处截面流速严重不对称,循环水泵周围流场紊乱,来流两侧水流流速差异过大,流速差最大可达0.5 m/s,进水条件恶劣。采取针对性优化整流方案后,进水流道内水流流态分布更加均匀,水泵进水条件得到显著改善。     

基于CFD的光滑棒束通道内超临界水传热特性及网格敏感性分析

基于CFD对2×2光滑棒束通道网格模型多维度节点的敏感性进行分析研究,得到最佳网格参数,并以此为基础分析棒束通道内温度、速度场参数分布规律,探究光滑棒束通道内超临界流体的流态特征。结果表明,周向及径向网格节点数目对结果影响较大,r、θ、z三个方向节点数量分别控制在50个、120个、1 200个为最佳,第一层网格高度应控制在1.74μm。工况1条件下流体流速分布较为均匀,进出口流体温差、速度差要小于工况2,单根燃料棒周向温度中心侧要高于棒束外侧,以通道中心与棒束中心为中心面,温度逐级下降且呈对称分布。