管板尺寸对凝汽器性能影响的研究.pdf

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1、第５９卷第２期汽轮机技术Ｖｏｌ．５９Ｎｏ．２２０１７年４月ＴＵＲＢＩＮＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡｐｒ．２０１７管板尺寸对凝汽器性能影响的研究１１１２韩成龙，张莉，曾申富，曾卫华（１能源与机械工程学院上海电力学院，上海２０００９０；２上海电力监理咨询有限公司，上海２０００３１）摘要：以某凝汽器为研究对象，利用数值模拟的方法，通过改变凝汽器管束布管空间———管板的高宽比研究管板尺寸对凝汽器壳侧蒸汽流动以及凝汽器压力的影响。计算结果表明，提高凝汽器管板的高宽比，凝汽器壳侧的蒸汽未凝结量先是增加，后又减少，凝汽器压力亦是先提高后降低，分

2、析表明，在工程上可接受的管板高宽比范围内，存在一个高宽比不理想的极值。就本文算例而言，１．５：１的管板高宽比对改善凝汽器性能不利，而该凝汽器原有１．６５：１的管板高宽比较为合理。关键词：凝汽器；管板尺寸；性能；影响分类号：ＴＫ２６２文献标识码：Ａ文章编号：１００１-５８８４（２０１７）０２-０１０７-０４ＴｈｅＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＴｕｂｅＳｈｅｅｔＳｉｚｅｏｎｔｈｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＰｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎＣｏｎｄｅｎｓｅｒ１１１２ＨＡＮＣｈｅｎｇ-ｌｏｎｇ，ＺＨＡＮＧＬｉ，ＺＥＮＧＳｈｅｎ-ｆｕ，ＺＥＮＧＷｅ

3、ｉ-ｈｕａ（１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｅｒｇｙ＆ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９０，Ｃｈｉｎａ；２ＳｈａｎｇｈａｉＰｏｗｅｒＳｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎａｎｄＣｏｎｓｕｌｔａｎｃｙＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００３１，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｔｈｅｆｌｏｗｉｎｔｈｅｓｈｅｌｌ－ｓｉｄｅａｎｄｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｏｎｅｃｏｎｄｅｎｓｅｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｕｂｅｓｈｅｅｔｓｉｚｅｓｗｅｒｅｒ

4、ｅｓｅａｒｃｈｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｎｏｎ-ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇｓｔｅａｍｉｎｔｈｅｓｈｅｌｌ-ｓｉｄｅａｎｄｔｈｅｃｏｎｄｅｎｓｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｉｒｓｔａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｓａｆｔｅｒｗａｒｄｓｂｙｒａｉｓｉｎｇｔｈｅｈｉｇｈａｓｐｅｃｔｒａｔｉｏｏｆｔｕｂｅｓｈｅｅｔ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｒｅｉｓａｎｕｎｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙｅｘｔ

5、ｒｅｍｕｍｏｆｔｈｅｈｉｇｈａｓｐｅｃｔｒａｔｉｏｏｆｔｕｂｅｓｈｅｅｔｉｎｔｈｅａｃｃｅｐｔａｂｌｅｒａｎｇｅｉｎｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｉｎｔｈｅｃａｓｅｏｆｔｈｅｐａｐｅｒ，ｔｈｅａｓｐｅｃｔｒａｔｉｏｏｆ１．５ｉｓｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｏｕｓｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｏｎｄｅｎｓｅｒ，ｈｏｗｅｖｅｒｔｈｅｐｒｉｍａｒｙｒａｔｉｏ１．６５ｏｆｔｈｅｃｏｎｄｅｎｓｅｒｉｓｍｏｒｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅ．Keywords：condenser；tubesheetsize；performan

6、ce；influence相对降低，则可能使得蒸汽进入冷却管束的速度也较低，从０前言而减小了冷却管的换热性能，降低了凝汽器的性能。因此，管束模块的位置、主蒸汽通道的宽度、布管空间的高宽比等凝汽器作为汽轮机发电机组的重要辅机之一，起着凝结这些细节因素都会影响蒸汽在凝汽器壳体内的流动，乃至凝汽轮机排出的乏汽、在汽轮机尾部建立真空、增大机组有效汽器的传热性能。焓降的作用［１，２］，而通过改善其传热性能来达到提高汽轮机随着数值计算技术的发展，模拟凝汽器壳侧蒸汽的流动、传热现象完全成为可能，文献［７，８］就曾利用数值模拟手系统效率的目的，

7、所需付出的研究代价相对较小。因此，如段对蒸汽通道宽度、管束模块位置对凝汽器性能的影响进行何有效地优化凝汽器，是提高汽轮机组工作效率的关键问题了研究。但公开发表的相关文献仍然较少和不全面，因此，之一。对凝汽器优化布管的细节工作仍需进一步开展研究。本文相关研究表明，凝汽器管束布置的合理性对凝汽器的换即是以某电厂凝汽器为研究对象，采用多孔介质模型对其壳［３－６］热性能有着重要影响。鉴于此，在目前的凝汽器设计过侧蒸汽流动情况进行数值模拟，研究不同高宽比的布管空间程中，设计人员大都会对管束模块形式进行谨慎选取，以提对凝汽器壳侧蒸汽流动以

8、及凝汽器压力的影响，研究工作希高汽轮机组凝汽器的传热性能。但是，对于管束布管空间的望能够引发凝汽器工程设计人员在凝汽器优化布管阶段积大小、布管空间与壳体的匹配等细节方面并没有进行深入的极有益的思考。优化研究，设计人员尚缺少可参考的经验，往往只能按照工程经验来进行设计。事实上，