相变空冷变工况分析

【摘 要】 以某国内600MW相变空冷机组为例，建立相变空冷机组冷端系统变工况数学模型，编程计算做出相变空冷机组冷端系统特性曲线，分析了环境温度、氨蒸汽流量、迎面风速以及管道污垢热阻对空冷散热器压力的影响。

【关键词】 相变空冷 双相变换热器 散热器压力

1 相变空冷系统工作原理

相变空冷系统是采用制冷剂作为中间冷却介质的空冷系统，如图1所示。

相变空冷系统工作原理可以简述为：制冷剂在双相变换热器中汽化吸热，在冷凝器中凝结放热，即是利用制冷剂的相变过程来传递热量的[1]。

上式也就是相变空冷散热器内氨气的饱和温度，对于一个结构与形式均设计合理的相变空冷系统来说，空冷散热器的总传热面积为已知，迎风面积也一定，空气密度和入口干空气定压比热可由空气温度确定。所以由式可以计算出空冷散热器中氨的饱和温度，继而通过饱和温度和饱和压力之间的一一对应关系，结合氨特性表就知道空冷散热器的饱和压力P[4-5]。

因此，可以得到如下关系式：

利用上式的计算模型就可以得到任意工况下相变空冷散热器压力值随某个变量之间的关系。

3 相变空冷机组冷端系统变工况特性

本文以国内某600MW相变空冷系统为例，分析散热器压力随某个变量的变化关系[6]。已知设计工况下的机组主要原始数据见表1。

依据建立的数学模型，编程对空冷散热器做变工况计算，其结果见图2-5。

4 结语

（1）当氨蒸汽流量、迎面风速以及管外污垢热阻一定时，空冷散热器的压力随着环境温度升高而增大；

（2）当环境温度、迎面风速以及管外污垢热阻一定时，空冷散热器的压力随着氨蒸汽流量增大而增大；

（3）当环境温度、氨蒸汽流量以及管外污垢热阻一定时，空冷散热器的压力随着迎面风速增大而减小；

（4）当环境温度、迎面风速以及氨蒸汽流量一定时，空冷散热器的压力随着管外污垢热阻增大而增大。

参考文献：

[1]陈立军.蒸汽动力循环耦合正、逆制冷循环的电站空冷系统理论与评价研究[博士论文].保定：华北电力大学，2010.

[2]吴业正，韩宝琦.制冷原理及设备（第二版）.西安：西安交通大学出版社，1997.

[3]史美中，王中铮.热交换器原理与设计.南京：东南大学出版社，2003.

[4]杜小泽，杨立军，金衍胜，等.火电站直接空冷凝汽器传热系数实验关联式.中国电机工程学报.

[5]苏咸伟.火电厂直接空冷凝汽器单元传热性能实验研究[硕士论文].北京：华北电力大学，2007华电技术，2008，30（4）：15-18.

[6]胡桥梁.火电厂直接空冷系统设计优化研究[硕士论文].吉林：东北电力大学，2010.

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