Комбинированная модель тепломассообмена в башенных градирнях
В.П. Жуков, М.Д. Фомичев, Е.В. Барочкин, Е.А. Шуина, С.И. Шувалов
Вестник ИГЭУ, 2023 г. выпуск 5, сс. 90—96
Скачать PDF
Состояние вопроса. К приоритетным направлениям научно-технической политики Российской Федерации относятся исследования в области энерго- и ресурсосберегающих технологий при производстве тепловой и электрической энергии. Одним из возможных путей реализации данного направления на тепловых и атомных электростанциях является повышение эффективности функционирования систем оборотного охлаждения. В связи с этим моделирование и оптимизация систем оборотного охлаждения с башенными градирнями приобретает особую актуальность в современных условиях ограниченного количества слабоминерализованной воды для подпитки систем оборотного охлаждения.
Материалы и методы. Для определения параметров движения воздуха в башенной градирне разработана трехмерная имитационная модель. Для описания тепломассообмена с учетом фазовых переходов в теплоносителях использована матричная модель, построенная на уравнениях баланса массы и энергии.
Результаты. Разработана комбинированная модель системы оборотного охлаждения с башенными градирнями, описывающая движение воздуха в рамках трехмерной имитационной модели и процесс тепломассопереноса с учетом возможного фазового перехода в теплоносителях в рамках матричной модели. Выполнено сравнение результатов моделирования с нормативными данными, показано адекватное описание комбинированной моделью реального процесса.
Выводы. Разработанная комбинированная модель позволяет ставить и решать задачи по выбору оптимальных конструктивных и режимных параметров оборудования СОО, а также решать задачи диагностики состояния оборудования по показаниям штатных приборов. В перспективе предложенный метод расчета позволит оптимизировать режимы работы комбинированных систем водоснабжения, которые совмещают в себе охлаждение воды по прямоточной схеме с охлаждением воды по оборотной схеме с градирнями.
- Лаптев А.Г., Башаров М.М., Лаптева Е.А. Математические модели и методы расчетов тепломассообменных и сепарационных процессов в двухфазных средах. – Казань: ТНТ, 2021. – 288 с.
- Калатузов В.А. Повышение располагаемой мощности тепловых электростанций с градирнями: дис. … канд. техн. наук. – Иваново, 2003. – 113 с.
- Калатузов В.А., Павлов В.А. Расчет ограничений электрической мощности ТЭЦ, связанных с работой систем циркуляционного водоснабжения // Электрические станции. – 1987. – № 4. – С. 18–22.
- Razafindrakoto E., Denis C. N3S-AERO: a multidimensional model for numerical simulation of flows in cooling towers // The 11th IAHR Cooling Tower Symposium. – Cottbus, Germany, 1998. – Р. 1–12.
- Majumdar A., Singhal A., Spalding, D. Numerical modelling of wet cooling towers. Part 1: mathematical and physical models // Journal of Heat Transfer. – 1983. – Vol. 105. – P. 728–735.
- Numerical modelling of wet cooling towers. Part 2: application to natural and mechanical draft towers / A. Majumdar, A. Singhal, H. Reilly, J. Bartz // Journal of Heat Transfer. – 1983. – Vol. 105. – P. 736–743.
- Моделирование и расчет процесса тепломассообмена в башенных градирнях систем оборотного охлаждения ТЭС И АЭС / В.П. Жуков, М.Д. Фомичев, В.Н. Виноградов и др. // Вестник ИГЭУ. – 2022. – Вып. 3. – С. 57–63.
- Матричный метод решения обратной задачи теплопередачи в теплообменных аппаратах / В.П. Жуков, А.Е. Барочкин, М.С. Боброва и др. // Вестник ИГЭУ. – 2021. – Вып. 2. – С. 62–69.
- Разработка математической модели многопоточных теплообменных аппаратов с учетом фазового перехода в теплоносителях / К.А. Касаткин, А.Е. Барочкин, В.П. Жуков, Г.Г. Орлов // Вестник ИГЭУ. – 2018. – Вып. 5. – С. 61–67.
- Жуков В.П., Барочкин Е.В. Системный анализ энергетических тепломассообменных установок. – Иваново, 2009. – 176 с.
- Мартыненко О.Г. Справочник по теплообменникам: в 2 т. Т. 1: пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 560 с.