[发明专利]适用于火力发电厂中空冷塔热态流场结构的模拟平台及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测试热态流场特性的方法，更特别地说，是指一种适用于火力发电厂直接空冷系统中空冷塔热态流场结构的测试方法以及建立空冷塔热态流场结构的模拟平台。

背景技术

火力发电厂直接空冷系统具有节水、防冻性能好、占地面积小、投资费用低、利于环保等优点，然而，空冷机组最大的缺点是受自然环境因素影响严重，例如在严寒、酷暑、大风等条件下，将会降低空冷凝汽器的散热效果，严重影响空冷机组的正常运行，甚至导致机组跳闸停机，给电厂的安全运行带来负面的影响，同时也会造成巨大的经济损失。

由于火力发电厂直接空冷系统空冷凝汽器的强迫对流换热问题，是一个在环境风作用下产生的复杂分离尾流场中的强迫对流换热现象，涉及热气流与分离旋涡流的相互作用与干扰，在风机抽、吸动力作用下将产生一种特殊流动现象，即热回流。因此，如何正确模拟这一复杂流动现象，将是建立来流(来风)-动力(风机)-热浮力效应(冷凝汽器的热空气)相互作用的关键。

发明内容

本发明是一种适用于火力发电厂中空冷塔热态流场结构的模拟平台，主要包括有热水箱、凝结水箱、空冷凝汽器、水泵；所述空冷凝汽器由蒸汽分配箱、翅片管束、风机和凝结水管组成，翅片管束的上端与蒸汽分配箱的出口端连接，翅片管束的下端与凝结水管的入口端连接，风机安装在翅片管束的下方；热水箱通过热水管路与空冷凝汽器的蒸汽分配箱的入口端连接，空冷凝汽器的凝结水管的出口端通过回流水管路与凝结水箱连接，凝结水箱通过循环水管路与热水箱连接，且循环水管路上设有水泵、开关、流量计。

一种采用空冷塔热态流场结构模拟平台进行热态流场测试的具有下列步骤：

第一步：初始化大气边界层条件

大气边界层条件有环境大气温度T₁、粗糙元、风速、风向、大气湿度；

第二步：初始化空冷凝汽器单元条件

空冷凝汽器单元条件有蒸汽分配箱、凝结水管、翅片管束、风机、热水箱、凝结水箱、挡风墙、水泵；

第三步：将第一温度传感器实时采集的风机入口空气温度T₁′、第二温度传感器实时采集的翅片管束(72)出口端空气温度T₂分别与环境大气温度T₁进行温度比较获得空冷凝汽器的回流率R，所述回流率 R = T 1 ′ - T 1 T 2 - T 1 ; ]]>

所述翅片管束出口端空气温度T₂＝50±5℃；

第四步：采用粒子图像测速装置实时采集，在回流率R条件下的热流场的流态结构图输出至计算机中，通过计算机的显示、处理，观察到在不同空冷凝汽器受环境影响下的热态流场结构。

本发明热态流场结构的测试方法的优点：(1)通过在空冷凝汽器入口端引入热水，真实模拟冷空气与空冷凝汽器(ACC)的强迫对流换热；(2)对风机的性能指标进行特定的限定，可以再现空冷凝汽器在环境风作用下产生复杂分离尾流场中的强迫对流换热现象，涉及热气流与分离旋涡流的相互作用与干扰，以及在风机抽吸动力作用下将产生一种特殊流动现象(热回流)；(3)空冷凝汽器内通入恒定温度的热水构成热循环系统，通过测量空冷凝汽器进、出口温度的温度，计算各测点的回流率大小，探求不同来流条件下空冷塔前后流态结构的变化对空冷塔下热回流率的影响。

附图说明

图1是本发明空冷塔热态流场结构模拟平台的结构示意图。

图2是进行空冷塔热态流场的控制流程框图。

图2A是大气边界层条件设定界面。

图2B是空冷凝器单元的条件设定界面。