巨型冷却塔进风口高度模拟分析.pdf

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1、第4O卷第4期华北电力大学学报Vo1．40．No．42013年7月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityJu1．，2013doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2013．04．12巨型冷却塔进风口高度模拟分析周玉，惠雪松，刘正良(1．华北电力大学能源动力与机械学院，河北保定071003；2．河北联合大学迁安学院，河北迁安064400；3．保定华电电力设计研究院有限公司，河北保定071003)摘要：根据气水两相间热质传递原理，用Fluent数值计算软件建立

2、了AP1000核电机组用20000m淋水面积巨型冷却塔的三维计算模型。对塔体进风口高度的不同取值进行了模拟与计算，综合分析了不同环境侧风对塔内流场、出塔水温、进塔风量的影响，优化了210m巨型冷却塔的进风口高度结构设计。关键词：核电机组；冷却塔；进风口高度；环境侧风；数值计算中图分类号：TK264文献标识码：A文章编号：1007—2691(2013)O4—0069一O5SimulationanalysisofcoolingtowerinletheightZHOUYu，HUIXue．song。LIUZheng．1iang

3、，(1．SchoolofEnergyPowerandMechanicalEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China：2．HebeiUnitedUniversityQian’anCollege，Qian’an0644003，China；3．BaoDingHuaDianElectricPowerDesign&ResearchInstituteCo．，Ltd，Baoding071003，China)Abstract：Basedontheh

4、eatandmasstransfertheoriesofair．waterflow，athree—dimensionalcalculationmodelfora20000msprayareacoolingtowerofaAPIO00nuclearpowerplantwasestablishedwithFluentnumericalsoftware．Differentvaluesoftheheightoftheairinletweresimulatedandcalculated，andtheinfluencesofdif

5、ferentcrosswindsontheflowfield，outletwatertemperatureandinletairquantitywereanalyzed．Theairinletheightstructuredesignof210metershightowerwasoptimized．Keywords：nuclearpowerplant；coolingtower；airinletheight；crosswind；numericalcalculation面积巨大，塔体庞大、高度也高。此类规模的巨型0引言冷却

6、塔在常规火电机组中至今仍无应用。巨型冷却塔的进风口高度直接影响到循环水近年来核电建设由沿海向内陆地区扩展，大的温降，外围环境空气在冷却塔内外密度差、压力批内陆核电厂的选址、选型工作正在进行。受内差的作用下经过塔底进风口流入冷却塔内，进风陆地区水源限制，核电厂多采用闭式循环的自然口高度是自然通风逆流冷却塔结构优化及循环冷通风冷却塔作为冷源设备。二回路汽轮机组凝汽却水系统优化计算所关注的主要问题，它关系到器中的循环水升温后，由循环水泵提升至冷却塔塔内流场分布及汽水换热效果，尤其是在侧风存的配水层，在配水管网中经喷头雾化，以

7、水滴状向在时对机组运行产生较大影响⋯。而在设计选型下滴落，依次经过填料区、雨区，同冷却塔内的气过程中，以往基于火电机组的设计规范所推荐的流换热后，最终到达塔底的集水池。同燃煤电厂进风口经验值有待进一步的论证。为了找寻最优相比，核电机组循环水量大，所配备的冷却塔淋水结构参数，本文采用CFD三维数值计算工具Flu．ent对双曲线塔体的结构进行了模拟，并对塔内流面积多在16000in以上，塔高超过165m。淋水场、温度场进行计算分析，以确定最优进风口高收稿日期：2012—12—05度。70华北电力大学学报式中：为空气通过几何

8、边界面的垂直速度分量；1计算方法为压力损失系数，它是一个基于实验的经验关系式，表达式如式(4)：在湿式自然通风冷却塔三维数值计算中，通K=(3．859490m％m“¨+常采用喷溅区、填料区、雨区3个区域对空气与冷15．295976m：m：船)(4)却水之间的传热传质过程进行模拟。由于冷却塔式中：m为水滴质量流量；m。为湿空气质量流