[发明专利]一种联合循环机组空冷系统喷雾冷却设计方法及系统

权利要求书

1.一种联合循环机组空冷系统喷雾冷却设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立稳态的部分空冷塔几何模型进行数值模拟计算，将空冷塔几何模型的顶部设置为压力出口，两个侧面分别设置为压力进口和对称的边界条件，空冷塔模型的换热器采用radiator模型以模拟换热器的换热特性，确定空冷塔进风口处的风场；

步骤2、以空冷塔进风口处的风场作为喷雾冷却系统的几何模型边界条件中的入口空气风速，同时设定喷嘴群的布置方式以及喷雾水量，然后进行数值模拟计算，确定当前喷嘴布置方式下的喷雾水量的蒸发率；

步骤3、根据蒸发率调节喷雾水量并重新进行数值模拟计算，直至蒸发率达到100％，得到最大蒸发水量；

步骤4、确定在最大蒸发水量下，水滴与几何模型对称边界的距离，当水滴与模型边界的距离大于设定值，则修改喷嘴的布置方式，并重复步骤2和3，直至水滴与模型边界的距离小于设定值，根据修改后的喷嘴的布置方式设计空冷塔的喷雾系统。

2.根据权利要求1所述的一种联合循环机组空冷系统喷雾冷却设计方法，其特征在于，所述radiator模型的换热模型和阻力模型的表达式如下：

q_dt＝h_dt(T_dt,r-T_dt,a2)

式中：q_dt为空冷换热器的热通量，W/m²；h_dt为空冷换热器的传热系数，W/m².K；T_dt,r为空冷换热器的温度，℃；T_dt,a2为空冷换热器出口空气温度，℃；ΔP_dt为空冷塔内的空气抽力，Pa；K_dt,l为塔内空气压损系数；ρ_dt,a为塔内空气的密度，kg/m³；v_dt,a为塔内空气的风速，m/s。

3.根据权利要求1所述的一种联合循环机组空冷系统喷雾冷却设计方法，其特征在于，当步骤2得到的喷雾水量的蒸发率小于100％，则减小喷雾水量并重新数值模拟计算，直到蒸发率达到100％，当喷雾水量的蒸发率已达到100％，则逐渐增大喷雾水量并重新开展数值模拟计算，直到蒸发率不超过100％。

4.根据权利要求3所述的一种联合循环机组空冷系统喷雾冷却设计方法，其特征在于，当喷雾水量的蒸发率到100％，有水滴穿过换热器，则继续减少喷雾水量，并重新进行数值模拟计算，直至没有水滴穿过换热器。

5.根据权利要求4所述的一种联合循环机组空冷系统喷雾冷却设计方法，其特征在于，所述蒸发率与喷雾水量变化关系，其中最大完全蒸发水量需满足以下条件：

式中：Evr为蒸发率；mev为蒸发水量，kg/s；mev_hex为穿过换热器底部截面的蒸发水量，kg/s。

6.根据权利要求1所述的一种联合循环机组空冷系统喷雾冷却设计方法，其特征在于，步骤4中当水滴距离对称边界的距离大于设定值，缩小模型的尺寸，并减少喷嘴之间的间距，并重复步骤2-3，直至水滴与对称边界的距离小于预定距离。

7.一种联合循环机组空冷系统喷雾冷却设计系统，其特征在于，该系统运行时用于执行权利要求1-6任一项所述联合循环机组空冷系统喷雾冷却设计方法的过程。