空冷凝汽器中流体流动传热特性影响因素的研究

论文摘要

空冷机组以环境空气作为冷却介质,在运行时受环境影响较大,风机的进风量和空冷单元的换热效率对环境变化十分敏感,在有风情况下通过改变空冷岛的结构来改善其外部流场,达到提高换热效率的目的变得十分必要。本文以数值模拟软件FLUENT作为基本的研究工具,对某600MW直接空冷机组空冷岛外部流场进行了详细的数值模拟研究,主要内容及结论如下：1.分析了在不同环境条件下空冷岛的换热特性,即环境风速、风向、环境温度对每个空冷单元换热量的影响,对流场的影响。风速小于3m/s时,风不会对空冷岛外部流场形成较大的干扰；当环境风风速大于3m/s时,开始出现少量回流,随着风速的增大回流量增加；在不同风向条件下时,炉后风对空冷岛的换热效率影响最大；另外空冷岛的换热效率对环境温度十分敏感。2.使用正交试验的方法对空冷岛的整体结构进行研究,分别对空冷平台高度、上挡风墙高度、下挡风墙高度以及空冷单元管排安装角进行了详细研究,得出了在不同结构组合下,空冷岛的换热量,以此为标准得出空冷岛的最佳结构。研究表明在上挡风墙高度为9m、空冷平台高度为47m、下挡风墙高度为7m和人字排夹角为55°时在炉后风影响下,空冷岛的换热效率最高。3.由于空冷岛周圈单元无论是通风量还是换热量都较小,因此本文提出了一种新型的空冷岛结构,也就是抬高了两侧单元的高度,改善了风机的进口条件,使得整个空冷岛的换热效率有明显的提高,这对未来空冷岛的建设有积极的指导意义。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 空冷机组运行原理
• 1.1.3 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要工作及研究重点
• 2 环境因素对空冷岛中流体流动与传热特性的影响规律
• 2.1 整个计算模型的建立
• 2.1.1 空冷模型简化
• 2.1.2 网格的划分
• 2.1.3 主控方程及边界条件
• 2.1.4 网格无关性检验
• 2.1.5 电站方位的定义
• 2.1.6 评价指标的选取
• 2.2 风速对空冷岛的影响
• 2.2.1 风速对流场的影响
• 2.2.2 风速对温度场的影响
• 2.2.3 单元换热效率分析
• 2.3 风向对空冷岛的影响
• 2.4 环境温度对空冷岛的影响
• 2.4.1 风温对温度场的影响
• 2.4.2 单元换热率分析
• 2.5 本章小结
• 3 空冷岛结构参数优化匹配研究
• 3.1 单因素分析
• 3.1.1 计算模型的选取
• 3.1.2 上挡风墙对风场的影响
• 3.1.3 下挡风墙对风场的影响
• 3.1.4 空冷岛高度对流场的影响
• 3.1.5 人字排夹角对流场的影响
• 3.2 优化匹配方案的设计
• 3.2.1 正交试验设计
• 3.2.2 影响因素和水平
• 3.2.3 结论
• 3.3 结果分析
• 3.4 本章小结
• 4 一种新型空冷岛结构的研究
• 4.1 数值模型的建立及计算方法
• 4.1.1 几何模型的建立
• 4.1.2 主控方程
• 4.1.3 边界条件的设定
• 4.1.4 软件设定
• 4.2 计算结果及分析
• 4.2.1 新型空冷岛流场
• 4.2.2 平台下部压力场
• 4.2.3 风机流量
• 4.3 本章小结
• 5 全文研究结论和展望
• 5.1 研究结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集