1000mw机组直接空冷体系排汽管道
摘要针对1000MW机组直接空冷体系排汽管道蒸汽流量分配问题，使用核算流体力学软件,对常见的高位
安置、Y型对称安置、低位安置三种安置方法的排汽管道的活动特性进行了数值模仿核算，进行了蒸汽流
量分配均匀性和管道蒸汽总压降的比较剖析.成果为,在工程实践使用中关于1０00ＭＷ直接空冷机组，若
从排汽管道蒸汽流量分配均匀程度上考虑,因为低位安置空冷体系排汽管道均匀性最好因而主张优先选用;
空冷发电机组以其明显的节水优势,成为富煤缺水区域火力发电的中心关键技能,而直接
组中，汽轮机低压缸的排汽经过主蒸汽供热管道进入到多个蒸汽分配管道,然后蒸汽分配管道再
将蒸汽分配到各空冷单元.在蒸汽从蒸汽主管道分配到各分配管道的过程中，蒸汽流量分配
实践上是不均匀的.本文使用核算流体力学软件，对高位安置、Ｙ型安置和低位安置三种布
置方法的排汽管道活动特性进行了数值研讨比较,为工程实践使用供给了技能参阅.
1０0０MW超超临界机组高位安置空冷体系排汽管道结构示意图如图1所示，从低压缸
下部２个排汽设备接出的乏汽经过2根DN7８00mｍ的管道引到主厂房外，安置方法为每根
DN7800mｍ排汽管直接作为蒸汽分配母管，每根蒸汽分配母管沿冷却单元列笔直方向逐步
10０0ＭW超超临界机组Y型对称安置空冷体系排汽管道结构示意图如图2所示,从低压
缸下部２个排汽设备接出的乏汽经过2根DN7６４0mｍ的管道引到主厂房外，安置方法为
每根DN7640mm排汽管直接作为蒸汽分配母管,每根蒸汽分配母管选用Ｙ型对称安置，共分
10００MＷ超超临界机组低位安置空冷体系排汽管道结构示意图如图3所示,从低压缸
下部2个排汽设备接出的乏汽经过2根ＤＮ7800ｍm的管道引到主厂房外.安置型式为每根
DN７8０0mｍ排汽管直接作为蒸汽分配母管，每根蒸汽分配母管沿冷却单元列笔直方向逐
渐缩短共分为1０个DN２6０0mm,每根DＮ2６0０mm蒸汽分配管向左右两边分为
图1高位安置空冷体系排汽管道结构示意图图2Y型安置空冷体系排汽管道结构示意图
因为排汽通道中蒸汽的活动归于具有杂乱活动区域的高雷诺数湍流运动问题，因而需求
（2)因为实践工程中汽轮机出口的蒸汽为湿蒸汽，含液率不大于8％,其冷凝量小，并且
汽相流速高,液膜易被撕破、卷吸和夹带到干流中去,因而对本项目的研讨,选用加必定量液滴
对管内流场进行物理简化之后，需求从数学的视点树立操控方程组,并将其离散化、线
性化以进行迭代求解。气相湍流的模仿,从雷诺时均N-Ｓ方程组动身,选用规范ｋ—ε湍流模
型加以关闭。很多的模仿及其校验依据成果得出，该模型可成功用于无旋及弱旋的二维回流活动
。分配管内存在部分回流,且核算区域较大,选取具有必定精度且核算量较小的k-ε双方程
数值模仿的核算条件为：进口选用速度进口边界条件V＝８0m/s；5个蒸汽分配管都采
用压力出口边界条件，出口压力为P=11kPa;四周壁面和导流片都挑选壁面边界条件，挑选
1０00ＭW机组选用高位安置空冷体系排汽管道时，在压力P=11ｋＰａ、进口蒸汽流
速V＝８0m/s的活动条件下核算得到的流场如下图４和图5所示．从压力云图和速度矢量
图上能够正常的看到,分配管1和分配管２接口处管内流速较大，压降较大，因为支管导流的效果，
这两个支管取得的流量偏多。流量分配和总压降见表1，从表中能够精确的看出，分配管1的流量
占总流量的份额最大为21。76％,分配管4的流量占总流量的份额最小为18.71%,因而，选用
高位安置空冷排汽管道时管道蒸汽流量分配的最大误差为1。76％,此刻排汽管道蒸汽总压降
图４高位安置空冷体系排汽管道剖面压力云图图５高位安置空冷体系排汽管道剖面速度矢量图
100０MW机组选用Y型对称安置空冷体系排汽管道时,在压力P=１1kＰa、进口蒸汽流
速V=8０m/s的活动条件下核算得到的流场如下图6和图7所示．从压力云图和速度矢量图
上看，中心的分配管3的蒸汽流速最大,相应地压力也最大,这是因为从主管道和分配管3是
竖直衔接的，蒸汽在活动过程中没产生方向产生改动,因而部分阻力最小导致流速最大。流量
分配和总压降见表２,从表中也能够反映上述现象，分配管３的流量占总流量的21。59%，
较均匀流量误差了１。5９%,分配管2的流量所占最小为１8．2６％，较均匀流量误差１。
图6Y型对称安置空冷体系排汽管道剖面压力云图图7Y型对称安置空冷体系排汽管道剖面速度矢量图
1000MW 机组选用Y 型对称安置空冷体系排汽管道时，在压力P=1１ｋPa、进口蒸汽流
速Ｖ=8０m／s 的活动条件下核算得到的流场如下图8 和图9 所示.从压力云图和速度矢量图
上看出，最终一根分配管10 的蒸汽流速最大。流量分配情况和总压降见表３，其间分配管
１0 的流量最大，所占总流量的份额为1０．５１％，较均匀流量误差0。51％,分配管9 的
流量最小,所占总流量的份额为９．8６％，较均匀流量误差0。１4％。此刻排汽管道蒸汽总
图8 低位安置空冷体系排汽管道剖面压力云图 图９ 低位安置空冷体系排汽管道剖面速度矢量图
（1）1０００ＭＷ机组选用高位安置空冷体系排汽管道时蒸汽流量所占份额最大误差为1。
7６％,选用Ｙ型对称安置空冷体系排汽管道时蒸汽流量所占份额最大误差为 1.74％,而选用
低位安置空冷排汽管道时蒸汽流量所占份额最大误差为0。51%。因而在1０００MＷ直接空
冷机组的这三种安置方法中选用低位安置空冷体系排汽管道时蒸汽流量分配均匀性最好。
（２)在P=11kＰa、V=80m／ｓ时,１０0０ＭW机组选用高位安置空冷体系排汽管道时蒸
汽总压降为５３7Pａ,选用低位安置空冷体系排汽管道时总压降为5５6Ｐa，而选用Ｙ型对称
安置空冷体系排汽管道时蒸汽总压降为3６2Pa，比高位安置和低位安置的要别离低175Ｐａ
（3）在工程实践使用中，关于１000MW 直接空冷机组，若从排汽管道蒸汽流量分配均
匀程度上考虑的话,主张优先选用低位安置空冷体系排汽管道;若从排汽管道总压降来考虑的
［１］ 徐士民、 白旭等. 《发电厂空冷体系的特色和开展》，汽轮机技能,2００0(6)。
[2] 周力行。 湍流两相流与焚烧的数值模仿． 北京:清华大学出版社, 1991．
[3］ 陶文铨．数值传热学(第二版）［M]。西安：西安交通大学出版社，2004：207－231。
[４] 孔珑主编，两相流体力学，高等教育出版社，２00４．1，５1-56。
［7] 周力行著． 湍流两相流与焚烧的数值模仿. 北京：清华大学出版社, 1991。
[８］ 孔珑主编，两相流体力学,高等教育出版社,20０4.1，５１-5６.
［１０］ 贺益英,输水管线中弯管部分阻力的相邻影响，水利学报,２０04，第２期,17-20。
［1１］ 景江红,流体经过三通管路的流量分配研讨，山西修建，Voｌ。３１，Ｎo.６，２0０5，４－5。
