直接空冷机组空冷单元喷雾增湿系统结构研究硕士论文.pdf

华北电力大学(保定)
硕士学位论文
直接空冷机组空冷单元喷雾增湿系统结构研究
姓名:张情
申请学位级别:硕士
专业:动力工程及工程热物理;热能工程
指导教师:周兰欣
2011-03
摘要
摘要

直接空冷机组在夏季高温季节出力受阻是同类电厂普遍存在的问题。实
际运行表明,在空冷单元内加装喷雾增湿装置能很好的降低机组背压,人们
对直接空冷机组加装喷雾增湿装置的研究也在不断的深入,然而喷雾增湿系
统结构的变化对喷雾效果的影响尚未进行数值模拟。文章在结合两相流场流
动情况及传热传质理论,对直接空冷机组空冷单元内加装喷雾增湿系统进行
三维数值模拟,实现对空冷单元内的空气的温度场真实再现,为直接空冷机
组空冷单元内加装喷雾增湿装置及喷雾系统的设计提供理论依据。
在综合两相流,传热传质理论并结合运行实际,建立具有实际意义的直
接空冷单元喷雾增湿系统的三维数学模型,包括气体流动、两相流动和喷嘴
雾化模型。其中气体流动可使用标准 k −ε双方程模型,两相流动使用离散相
模型,喷嘴雾化模型使用压力-旋流喷嘴模型。
建立直接空冷单元的物理及网格模型,并考虑了气液两相流间相互作用及
传热传质对颗粒运动轨迹的影响,采用数值计算的方法对直接空冷机组空冷单元
内热风温度场及流场进行数值模拟。分析了喷嘴的布置方式、喷嘴孔径、喷雾
压力及喷雾方向等对凝汽器压力的影响,不断的优化喷嘴布置方式,试图找
到对喷雾增湿效果较好的布置方式及喷嘴参数。

关键词:喷雾增湿;数值模拟;两相流;传热传质;直接空冷单元

I
华北电力大学硕士学位论文
Abstract

The facts that direct air-cooling unit cannot manfa output under high
temperature summer season is mon problem for similar power plant. The
operation of the system shows that the spray humidifier device reduces the back
pressure better in the direct air-cooling unit, and we take much study in the spray
humidifier device, but the spray humidifier system structure impact on spray
effect has not carried out with numerical simulation. The paper use the theory of
the two-phase flow and the transfer of mass and thermal theory to make three
dimensional numerical simulation on spray humidifier system added in the direct
air-cooling unit. Then we can draw the true picture of distribution of air
temperature in the direct air-cooling unit, which can provide us the academic for
optimize design of adding spray humidifier system in the direct air-cooling unit.
Through studying the theory of two-phase flow and transfer of mass and
thermal, the paper establishing a practical significance spray humidification of
3D mathematical model, including gas flows, two-phase flow and nuzzle spray
models. The gas flow use k −ε two sides model, two-phase flow use disperse
model, nuzzle spray use pressure-swirl-atomizer model.
Establishe