[發明專利]一種濕式逆流自然通風冷卻塔三維熱力分析方法

有效

• 申請號: 201210003195.6
• 申請日: 2012-01-08
• 公開（公告）號: CN103198199B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 唐磊;易超;張力;劉自力;李彥;謝嶸;張志軍;楊俊青
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所43205
• 代理人: 寧星耀,龍芳

技術領域

本發明涉及一種濕式逆流自然通風冷卻塔三維熱力分析方法，用于濕式逆流自然通風冷卻塔熱力分析。

背景技術

隨著煤炭石油資源的日益減少，以及國家對環保事業的日益重視，發電企業新建項目大多采用更加高效低污染的大容量機組以及核電機組。尤其是核電機組的發展更是下階段我國能源發展的主力軍，根據《國家核電發展專題規劃(2005-2020年)》及其后來的修訂版本，我國預計到2020年核電機組總容量將達到8000萬千瓦。核電機組冷卻塔配置采用″一機一塔″配置較″一機兩塔″或者″一機多塔″在經濟性、安全性等方面更具優勢。但這種配置方式中的濕式逆流自然通風冷卻塔規模將遠遠超出現行規范適用范圍以及已建成濕式逆流自然通風冷卻塔規模，其塔內流場分布不均勻性將更為明顯，其熱力計算應采用三維熱力計算方法。但由于冷卻塔內冷卻水在填料區存在液滴、液膜的相互轉換。實現該區內濕空氣和冷卻水之間的傳熱傳質和阻力純三維計算是非常困難的。

上述事實說明，現階段由純粹理論推導和公式來實現冷卻塔填料區傳熱傳質和阻力三維分析計算是不可能實現的。其主要原因是冷卻塔填料區冷卻水存在液滴、液膜相互轉換。這種轉換對填料區內冷卻水與濕空氣之間的傳熱傳質和相互作用的影響在目前還沒有得出合理精確的相關理論分析，不能用相應的理論推導和公式來進行三維分析計算。研究表明，填料區是冷卻塔內傳熱傳質和阻力發生的主要區域，其熱質交換量占整個冷卻塔熱質交換量的60～70％。其產生的濕空氣壓降也占整個冷卻塔濕空氣壓降30％—40％，在冷卻塔熱力性能分析中，該區域的熱力分析計算起著極為關鍵的影響。

一種濕式逆流自然通風冷卻塔三維熱力計算方法是一種測試數據和理論分析相結合的冷卻塔三維熱力計算方法，基于填料實測資料，完成冷卻塔內填料區的傳熱傳質和阻力三維熱力計算，進而完成整個冷卻塔三維熱力計算。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：解決冷卻塔填料區冷卻水存在液滴、液膜轉換導致純粹通過理論推導和公式計算難以完成該區冷卻水和濕空氣傳熱傳質和阻力三維分析的問題，完成冷卻塔三維熱力分析計算，為冷卻塔熱力設計和研究提供依據。

為了解決上述問題，本發明提供一種用于濕式逆流自然通風冷卻塔三維熱力分析的方法，包括以下步驟：

(1)在冷卻塔噴淋區上部設置第一噴射源；

(2)建立冷卻塔噴淋區阻力模型；

(3)建立冷卻塔填料區傳熱傳質和阻力模型；

(4)在冷卻塔填料區下部設置第二噴射源；

(5)建立冷卻塔雨區傳熱傳質和阻力模型。

所述的在冷卻塔噴淋區上部設置第一噴射源是依據已知的冷卻塔進塔水溫、進塔水量及其分布，結合噴淋區上部的噴射面網格分布情況，設置與實際情況對應的第一噴射源。

所述的建立冷卻塔噴淋區阻力模型是編寫噴淋區相對的阻力UDF程序，根據第一噴射源設定的進塔水溫、進塔水量及其分布，建立噴淋區阻力模型，通過模型計算確定填料區上部冷卻水溫、冷卻水量及其分布。

所述的建立冷卻塔填料區傳熱傳質和阻力模型是編寫冷卻塔填料區傳熱傳質和阻力計算UDF程序，提取填料區上部計算冷卻水溫、冷卻水量及其分布，建立冷卻塔填料區傳熱傳質和阻力模型，通過模型計算確定填料區下部冷卻水溫、冷卻水量及其分布。

所述的在冷卻塔填料區下部設置第二噴射源是指提取計算出來的填料區下部冷卻水溫、冷卻水量及其分布，結合填料區下部的噴射面網格分布情況，設置與對應的第二噴射源。

所述的建立冷卻塔雨區傳熱傳質和阻力模型是：編寫冷卻塔雨區傳熱傳質和阻力計算UDF程序，根據第二噴射源設定的進塔水溫、進塔水量及其分布，建立冷卻塔雨區傳熱傳質和阻力模型，通過模型計算確定出塔冷卻水溫、冷卻水量及其分布情況。

本發明的有益效果是：本發明是一種濕式逆流自然通風冷卻塔全面準確的三維熱力分析方法，為濕式逆流自然通風冷卻塔熱力設計和研究提供依據。

附圖說明

圖1為濕式逆流自然通風冷卻塔示意圖。

圖2為濕式逆流自然通風冷卻塔三維計算方法框架圖。

具體實施方案

參見圖1、圖2，一種濕式逆流自然通風冷卻塔三維分析方法可分為五步進行，分別是：

第一步：確定冷卻塔進塔水溫和進塔水量，設置第一噴射源。進塔水溫和進塔水量是已知的，結合冷卻塔噴淋區上部的噴淋面網格劃分情況以及冷卻塔淋水密度分布情況，可采用DPM模型和UDF程序設置第一噴淋面。