火电厂循环冷却水系统的水动力学数值研究

摘要

随着经济的发展,电能在工业和人们的日常生活中需求不断增长。火电在当今世界的电力发展中仍然发挥主力作用,而冷却水循环系统作为火电厂的三大系统之一,保证其安全运行是十分必要的。对系统中易出现的水柱分离、汽化等问题进行重点分析,选择合理的防护措施,提出恰当的运行方案。
　　在数值模拟计算中,循环水泵正常启闭或者事故断电等工况下,管路的驼峰点可能出现水柱分离、汽化等复杂的水力过渡转换现象。本文结合印尼火电厂的工程项目,采用特征线法,对较复杂的动力边界进行简化处理,并根据以下边界条件:水库端、管路分岔节点、水泵、水泵出口阀门、凝汽器、虹吸井和排水井,将水泵的全特性曲线考虑进去,建立完整系统的数学模型。在对火电厂冷却水系统的过渡过程进行计算时,重点模拟并分析以下内容:(1)前池水位为设计低水位时,转动惯量对控制参数的影响;(2)前池水位为设计低水位时,凝汽器冷凝管直径对蒸汽压的影响;(3)3种水泵启闭工况下,输水管路沿程与管路中重要节点(水泵出口、凝汽器出口、岔管)的压力变化;(4)前池水位为设计低水位时,水泵出口阀门启闭对水泵、凝汽器最小过水量、水泵最大反转速度的影响。
　　最后本文通过计算得出一系列结果,根据这些结果进行分析,提出了几种合理的水锤防护措施和方法,以维护系统的安全、稳定运行。文中所使用的模拟方法以特征线法为基础,比以往计算阀门启闭规律更简单易行,且以往凝汽器最小过流量采用超声波流量计与凝汽器热平衡法,仪器比较昂贵,测量方法比较复杂,而采用文中的方法比较灵活,更易被广泛采用。

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第一章 绪论

1.1本文的研究目的和意义

1.2 冷却水系统水力转换过程的相关研究进展

1.2.1 冷却水系统水力转换过程的理论研究进展

1.2.2水力转换过程的数值研究进展

1.2.3水力转换过程的物理模型进展

1.3 本文的研究内容

第二章 水力转变过程的数学模型

2.1水力转变过程中数学模型建立的理论基础

2.1.1水锤的基本方程

2.1.2水锤波动方程

2.1.3水锤特征线方程与有限差分方程

2.2系统的主要边界条件

2.2.1水库端与分岔连接节点

2.2.2循环水泵与水泵出口阀门

2.2.3 凝汽器

2.2.4虹吸井与排水工作井

2.3 本章总结

第三章 水力瞬变过程的数值模拟

3.1工程概况

3.2 数值模拟条件

3. 3循环水系统输水管路设计参数的数值模拟

3.3.1转动惯量对控制参数的影响

3.3.2 凝汽器设计参数对过渡过程水力特性的影响

3.4 循环水系统输水管路数值模拟

3.4.1输水管路沿程最高与最低压力的数值模拟

3.4.2三种工况下的压力变化的数值模拟

3.5水泵出口阀门开启与关闭程序的数值模拟

3.5.1出口阀门开启对水泵的影响

3.5.2出口阀门关闭对水泵的影响

3.5.3阀门启闭对凝汽器最小过水量的影响

3.5.4 阀门启闭对水泵最大反转速的影响

3.6 水锤问题的解决措施

3.7 本章总结

第四章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢