基于喉部出口不均匀流场的电站凝汽器性能数值研究

壳侧入口流动条件的给定会影响凝汽器壳侧流场的数值模拟结果，为进一步改进凝汽器性能的分析手段，以两台电站凝汽器为对象，分别在壳侧入口流场均匀分布和不均匀分布两种条件下对凝汽器壳侧的蒸汽流动进行数值模拟，其中不均匀入口条件基于对凝汽器喉部流场的模拟获得，进而通过数据提取获得两台凝汽器的性能曲线，并对不同入口条件下模拟得到的凝汽器性能进行了对比，模拟结果表明：凝汽器喉部出口流场具有较强的不均匀性；壳侧入口均匀条件下模拟得到的凝汽器性能好于入口不均匀条件，建议在研究凝汽器性能时尽可能地考虑入口蒸汽流场不均匀分布的影响。     

污垢对凝汽器传热性能影响的定量分析

采用数值模拟凝汽器壳侧蒸汽流动、传热的方法获得凝汽器传热系数的分布,在此基础上,以某台600MW机组的凝汽器为对象,定量分析了污垢厚度对凝汽器性能改变的影响,讨论了凝汽器与抽气器匹配工作情况下的凝汽器背压、出口端差随污垢厚度的变化规律,数据表明:污垢厚度每增加0.05mm,或清洁系数每降低0.1,凝汽器背压的抬高超过210Pa,出口端差的升高约为0.9℃。     

漏空气量对凝汽器传热性能影响的定量研究

采用数值计算的方法模拟凝汽器壳侧蒸汽的流动、传热,在此基础上,以某台600MW机组的凝汽器为对象,定量分析了漏空气量对凝汽器传热性能改变的影响,讨论了凝汽器与抽气器匹配工作情况下的凝汽器背压、出口端差随漏空气量的变化规律,数据表明:在真空严密性的允许范围内,漏空气量每增加10kg/h,凝汽器背压的抬高超过100Pa,出口端差的升高约为0.25℃。     

考虑冷却水速度分布特征的凝汽器数值模拟计算

在管壳侧分别建立多孔介质数值模型的基础上,提出一种将管侧多孔介质模型计算所得冷却水速度分布注入到壳侧多孔介质模型的方法,实现凝汽器管壳侧流动与传热的耦合计算。在Fluent平台上开发了读取管侧冷却水速度分布和将其注入到壳侧的自定义程序,并对某600 MW机组表面式凝汽器进行了管壳侧耦合数值模拟计算。结果表明:该耦合计算方法是可行的,基于管侧冷却水速度分布不均的凝汽器性能数值模拟更符合实际。     

管束模块位置对凝汽器性能影响的研究

采用数值模拟方法研究了某双管束模块凝汽器壳侧的蒸汽流动、传热情况,定量分析、比较了不同管束模块布置位置对于凝汽器性能的影响。结果表明将管束模块对称地布置于凝汽器中心位置时,凝汽器性能并非最佳,将管束模块往壳壁方向稍做偏移可能会获得较低的凝汽器压力。论文工作为凝汽器的工程设计提供有益的思路和参考。     

考虑真空泵变工况影响的凝汽器性能数值计算

以某600 MW机组的低压凝汽器为例,采用数值计算方法获得了凝汽器壳侧流动细节及凝汽器随抽气压力变化的性能曲线,计算得到真空泵变工况下的抽吸体积流量,并结合真空泵与凝汽器联合运行的工程实际,在考虑真空泵变工况影响的情况下确定了凝汽器的工作点和工作压力。结果表明:真空泵工作水温度提高,凝汽器压力会增大,为了准确评价凝汽器的性能,建议考虑真空泵工作水温度变化对凝汽器压力的影响。     

基于冷却水流速分布模拟的凝汽器性能数值分析

冷却水流速是影响凝汽器性能的主要因素之一,为了实现基于冷却水流速实际分布的凝汽器性能模拟,借鉴多孔介质的阻力源项加载思想提出了基于冷却管入口实体建模的凝汽器水侧流动计算模型,以某600MW火电机组的低压凝汽器为例,在设计工况下对该凝汽器水侧流动进行了数值模拟,获得了凝汽器水侧管束截面上的冷却水流速分布,并基于上述冷却水流速分布的模拟结果,分别数值计算了冷却水流速均匀分布和不均匀分布两种情况下凝汽器汽侧的蒸汽流动,获得了相应情况下的凝汽器性能。计算结果表明：对于本文研究的凝汽器,基于多孔介质模型和基于冷却管入口实体建模的凝汽器水侧流动模拟得到的管束截面上的冷却水流速分布在流动细节上存在差异;冷却水流速均匀分布和不均匀分布两种情况下获得的凝汽器性能有差异,凝汽器压力相差10.9Pa,总平均传热系数相差12.6W/（m²·K）。建议对于冷却水流速不均匀分布比较严重的情况,在研究凝汽器性能时考虑冷却水流速不均匀分布的影响。     

清洁系数和抽气量对660MW机组凝汽器性能的影响

基于分布阻力和分布质量汇的多孔介质模型,数值研究了山西赵庄鑫光发电有限公司新建电厂660MW机组改进教堂窗型布管凝汽器在小端差工况下的流动和传热特性,分析了清洁系数和抽气量对凝汽器性能的影响。结果显示,背压随着清洁系数和抽气量的提高而降低,抽气量的波动对背压影响有限,但对壳侧压降影响较大。通过与HEI标准结果的比较,小端差情况下,清洁系数越小,HEI标准结果与数值计算结果偏差越大,最大可达0. 84k Pa。针对改进教堂窗型布管凝汽器局部空气积聚严重的问题,数值研究了仿生双连树型凝汽器的性能,与改进教堂窗型布管凝汽器相比,其背压降低0. 36kPa,且优于HEI标准的结果。     

冷却水温变化对凝汽器传热性能影响的定量分析

采用数值计算方法对不同工作条件下凝汽器壳侧蒸汽的流动传热进行了模拟,通过与抽气器性能曲线的匹配,确定出凝汽器的工作点,进而定量分析了冷却水入口水温的变化对凝汽器背压的影响,计算结果表明,随着冷却水入口水温的升高,凝汽器背压的抬高幅度越来越明显。对两台不同机组凝汽器的计算表明,当冷却水温改变时两台不同机组的背压有着相似的变化规律。     

基于数值模拟的电站凝汽器布管的评价方法探讨

布管形式对电站凝汽器的性能来说至关重要。在分析凝汽器管束的组成和功能以及凝汽器汽侧数值模拟方法操作性的基础上,评述了3种基于数值模拟的凝汽器布管评价方法,建议了一种考虑凝汽器与下游抽气设备联合运行实际情况的凝汽器布管评价方法,并通过对某凝汽器布管评价的应用证明了该方法的可操作性。     

冷端系统协同工作下的凝汽器性能数值计算

基于汽轮机冷端系统内部协同工作的实际情况,探讨了准确确定凝汽器压力的数值研究方法。以某600MW机组低压凝汽器及其配套的水环式真空泵为研究对象,采用数值计算的方法模拟凝汽器在不同冷却水温下的工作性能,确定了冷却水温变化引起的水环式真空泵抽吸能力的变化;计算了凝汽器抽气口至水环式真空泵入口抽气管道内的流动压损;在考虑冷却水温对凝汽器与水环式真空泵性能影响以及抽气管道流动压损影响的情况下,实施了与凝汽器实际运行情况相符的确定凝汽器压力的数值研究方法。研究结果表明:抽气管道流动压损对凝汽器压力的影响较小,在凝汽器压力确定的过程中可以忽略;真空泵变工况对凝汽器压力的影响较大,当真空泵工作水温低于设计工况下的工作水温,忽略真空泵变工况的影响将会使确定出的凝汽器压力偏高;反之,则确定出的凝汽器压力偏低;而且工作水温高于设计工况越远,确定出的凝汽器压力偏差值越大。以文中的研究对象为例,当真空泵工作水温高于设计工况20℃,考虑真空泵变工况与否确定出的凝汽器压力相差达到213Pa。     

600MW机组电站凝汽器水侧流动的分析

选取某电厂600MW机组凝汽器水侧流场进行数值模拟,研究流体的流动状况。模拟结果显示,凝汽器进口水室内存在涡旋,涡旋的存在增加了流体的流动阻力,使流动恶化,流量分布的不均匀,严重影响了设备的换热性能。在使用过程中,应采取措施减小涡旋,计算结果可以为凝汽器设计和改进提供参考。     

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。     

改造前后凝汽器性能的数值模拟与分析

对某厂330 MW机组凝汽器改造前向心形管束布置和改造后TEPEE两山峰形管束布置的壳侧汽相流动与传热进行了数值模拟与比较.结果表明:改造前凝汽嚣结构设计不合理,上部管束得不到充分利用,导致凝汽器性能差;改造后TEPEE两山峰形管束布置使压降分布均匀,传热系数增大,更有利于凝汽器壳侧蒸汽的流动与传热.改造前后的性能试验结果表明:采用TEPEE两山峰形管束布置方式的凝汽器,其性能指标达到设计值,优于向心形管束布置方式;改造后凝汽器真空比改造前提高了1.743 kPa,端差下降4.63 K.     

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。     

1000MW火电机组凝汽器内乏汽流动与传热特性数值分析

管束布置对1000MW火电机组大型凝汽器的运行效率有着至关重要的影响,基于分布阻力和分布质量汇的多孔介质模型,对1000MW火电机组改进外围带状管束凝汽器建立了二维数值模型,研究了管束布置对壳侧流场、流速、空气质量分数和传热系数分布的影响,分析了壳侧压降、体积抽气量和不凝结率等参数随背压的变化规律。数值计算结果表明:该管束布置凝汽器空冷区冷却效果较好,但管束模块顶部和中部存在较多的局部涡流,导致传热系数下降,可通过优化设计顶部和中部的辅助进汽通道进一步降低背压,实现各管束模块负荷的均匀性。     

准三维数值仿真方法在凝汽器改造中的应用

采用准三维数值仿真方法对Ｎ－１１２２０－１型凝汽器壳侧的流动力 换热性能 计算。根据计算结果分析,提出了改善凝汽器壳侧流动与传热特性的改造方案。     

冷却水流径对于凝汽器性能影响的数值模拟分析

文中应用STAR-CD软件和用户自定义子程序,针对3种类型凝汽器进行数值模拟。对于每种凝汽器,分别计算上进下出和下进上出两种冷却水进水方式时凝汽器壳侧的流场分布,分析评估冷却水流径对于凝汽器运行性能的影响。     

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。     

600MW机组凝汽器喉部加装挡板数值模拟

以某600MW机组为例,在考虑内置低压加热器和小汽轮机排汽等附加流体情况下,采用FLUENT软件对凝汽器喉部流场进行数值模拟,提出了在7号、8号低压加热器顶部加装挡板的方法。计算结果表明:凝汽器喉部出口蒸汽流动均匀性系数最高提高了4.1%,平均汽阻减小了9.4Pa,改善了凝汽器内的流场分布,提高了凝汽器换热效果。