電站凝汽器的數(shù)值模擬研究與應(yīng)用.pdf

1、作為汽輪機發(fā)電機組的重要輔機之一，凝汽器工作性能的好壞對整個機組的安全性與經(jīng)濟性有十分重要的影響。因此，研究、開發(fā)和設(shè)計更高效合理的凝汽器成為人們努力的方向。由于凝汽器幾何尺寸大，內(nèi)部蒸汽流動與凝結(jié)換熱過程復(fù)雜，數(shù)值模擬的方法已成為研究凝汽器內(nèi)部流動和傳熱特性、設(shè)計凝汽器內(nèi)部管束結(jié)構(gòu)的重要手段之一。 本文詳細(xì)地推導(dǎo)了用多孔介質(zhì)模型修正后的N-S方程組，建立了凝汽器的數(shù)值模型，并給出了模型中分布阻力、分布質(zhì)量匯的處理方法。

2、 本文運用上述的數(shù)值模型對N-16300-1型凝汽器進(jìn)行了具體的模擬，得到了凝汽器殼側(cè)的流動、換熱細(xì)節(jié)，求得了殼側(cè)蒸汽的速度分布、壓力分布、空氣濃度分布、傳熱系數(shù)分布。根據(jù)得到的模擬結(jié)果，本文發(fā)現(xiàn)這種 N-16300-1型凝汽器的結(jié)構(gòu)不合理，大量不凝結(jié)氣體的積聚阻礙了蒸汽的流動和傳熱。這與該電廠的凝汽器實際運行情況相一致。對此，本文提出了相應(yīng)的改進(jìn)建議，并對改進(jìn)后的凝汽器進(jìn)行了計算，結(jié)果證明改進(jìn)后的凝汽器傳熱性能有很大的改善。

3、本文還對N-16300-1型凝汽器進(jìn)行了變工況的模擬與分析，詳細(xì)揭示了凝汽器在四種工況下的汽相流動與傳熱過程，為凝汽器變工況運行時可能出現(xiàn)的問題提供了一些有用的信息。 最后，本文在保證冷卻面積不變的基礎(chǔ)上，對N-16300-1型凝汽器進(jìn)行管束置換，并將置換后的凝汽器殼側(cè)蒸汽流動與傳熱特性進(jìn)行模擬計算，與原結(jié)構(gòu)的凝汽器模擬結(jié)果對比后發(fā)現(xiàn)置換后的凝汽器的傳熱效果更好。這為管束布置方式對凝汽器殼側(cè)蒸汽流動與傳熱特性的影響的研究提供了一