1、第5 7卷 第1期2 0 2 3年1月西 安 交 通 大 学 学 报J OUR NA LO FX IANJ I AO T ON GUN I V E R S I T YV o l.5 7 N o.1J a n.2 0 2 3.*环境风影响下高压直流输电换流阀空冷平台换热性能研究侯忠诚1,南晓红1,李早阳2,刘立军2,安燕杰3,陆洪建3,崔鹏3(1.西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院,7 1 0 0 5 5,西安;2.西安交通大学能源与动力工程学院,7 1 0 0 4 9,西安;3.国网宁夏电力有限公司超高压公司,7 5 0 0 0 0,银川)摘要:针对北方某换流站换流阀空冷平台,建立了包含换
2、热器、风机、周围建筑及环境风等多种因素在内的三维传热流动数值分析模型,模拟研究了夏季主导风向下环境风对换热器入口空气温度、风机风量和换热量的影响规律,阐明了影响换流阀空冷平台换热性能的主导因素。结果表明:当环境风速由0ms-1增加至1 2ms-1,空冷平台入口空气平均温度先升高后降低,在风速3ms-1时极1、极2空冷平台风机入口平均温度最高,较环境温度分别升高了5.4与4.0;空冷平台下部负压随着风速的增加不断降低,导致风机入口风量持续减少,在风速1 2ms-1时极1、极2空冷平台风机入口平均风量较无风环境分别降低了1 2%与8%;空冷平台的换热量随环境风速的增加呈现先降低后升高的趋势,环境风
3、速3ms-1时极1、极2空冷平台的换热性能衰减最为严重,两者换热量较无风环境分别减少了3 9%与2 9%;通过对影响换热量的主导因素分析,发现热风回流带来空冷平台入口温度的上升是导致换热量减小的关键因素。研究结果可为换流阀空冷平台的设计优化提供理论依据。关键词:换流阀;空冷平台;环境风;数值模拟;换热效率中图分类号:T K 1 2 4 文献标志码:AD O I:1 0.7 6 5 2/x j t u x b 2 0 2 3 0 1 0 1 2 文章编号:0 2 5 3-9 8 7 X(2 0 2 3)0 1-0 1 2 2-0 9S t u d yo nH e a tT r a n s f e
4、 rC h a r a c t e r i s t i c so fA i r-C o o l e dP l a t f o r mo fH i g h-V o l t a g eD CC o n v e r t e rV a l v eu n d e rW i n d yC o n d i t i o n sHOUZ h o n g c h e n g1,NANX i a o h o n g1,L IZ a o y a n g2,L I UL i j u n2,ANY a n j i e3,L U H o n g j i a n3,C U IP e n g3(1.S h o o l o fB
5、 u i l d i n gS e r v i c e sS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g,X ia nU n i v e r s i t yo fA r c h i t e c t u r e&T e c h n o l o g y,X ia n7 1 0 0 5 5,C h i n a;2.S c h o o l o fE n e r g ya n dP o w e rE n g i n e e r i n g,X ia nJ i a o t o n gU n i v e r s i t y,X ia n7 1 0 0 4 9,C h i n
6、a;3.U l t r a-H i g hV o l t a g eC o m p a n yo fS t a t eG r i dN i n g x i aE l e c t r i cP o w e rC o.,L t d.,Y i n c h u a n7 5 0 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:T h i sp a p e r,t a k i n gt h ea i r-c o o l e dp l a t f o r mo fc o n v e r t e rv a l v e s i nan o r t h e r nc o n v e r t e
7、rs t a t i o na sa ne x a m p l e,e s t a b l i s h e sa3 Dh e a t t r a n s f e ra n df l o wn u m e r i c a lm o d e l c o n s i d e r i n gv a r i-o u s f a c t o r ss u c ha sh e a te x c h a n g e r,f a n,s u r r o u n d i n gb u i l d i n g sa n da m b i e n tw i n d,i n v e s t i g a t e st h
8、 e i n f l u e n c e so f a m b i e n tw i n do nt h eh e a te x c h a n g e r i n l e ta i r t e m p e r a t u r e,f a na i r f l o wa n dh e a te x c h a n g ec a p a c i t yu n d e rt h ep r e v a i l i n gw i n dd i r e c t i o ni ns u mm e rt h r o u g ht h es i m u l a t i o ns t u d y,*收稿日期:2
9、 0 2 2-0 4-2 2。作者简介:侯忠诚(1 9 9 7),男,硕士生;李早阳(通信作者),男,副教授。基金项目:国网宁夏电力有限公司科技项目(5 2 2 9 C G 2 0 0 0 6 F);宁夏自然科学基金资助项目(2 0 2 1 AA C 0 3 5 0 6)。网络出版时间:2 0 2 2-0 8-2 5 网络出版地址:h t t p s:/k n s.c n k i.n e t/k c m s/d e t a i l/6 1.1 0 6 9.T.2 0 2 2 0 8 2 5.0 9 3 5.0 0 2.h t m l 第1期侯忠诚,等:环境风影响下高压直流输电换流阀空冷平台换热
10、性能研究 h t t p:z k x b.x j t u.e d u.c n a n d i l l u s t r a t e s t h ed o m i n a n t f a c t o r a f f e c t i n g t h eh e a t e x c h a n g ep e r f o r m a n c eo f t h ea i r-c o o l e dp l a t-f o r mo f t h ec o n v e r t e rv a l v e s.T h e r e s u l t s s h o wt h a tw h e nt h ea m b i
11、e n tw i n ds p e e d i n c r e a s e s f r o m0ms-1t o1 2ms-1,t h ea v e r a g ea i r t e m p e r a t u r ea t t h e i n l e to f t h ea i r-c o o l e dp l a t f o r mi n c r e a-s e s f i r s t a n d t h e nd e c r e a s e s,a n d t h e a v e r a g e i n l e t t e m p e r a t u r eo f p o l e 1a n
12、 dp o l e 2a i r-c o o l e dp l a t-f o r mf a n s i s t h eh i g h e s t a t t h ew i n ds p e e do f 3ms-1,w h i c h i n c r e a s e sb y5.4a n d4.0r e-s p e c t i v e l yc o m p a r e dw i t ht h ea m b i e n t t e m p e r a t u r e;t h en e g a t i v ep r e s s u r ea t t h e l o w e rp a r to f
13、 t h ea i r-c o o l e dp l a t f o r md e c r e a s e sc o n t i n u o u s l yw i t ht h e i n c r e a s e i nw i n ds p e e d,l e a d i n g t o t h e c o n t i n-u o u s r e d u c t i o no f t h e f a ni n l e ta i rv o l u m e,a n dt h ea v e r a g ea i rt e m p e r a t u r eo fp o l e1a n dp o l
14、e2a i r-c o o l e dp l a t f o r m sa t t h ew i n ds p e e do f 1 2ms-1d e c r e a s e sb y1 2%a n d8%r e s p e c t i v e l yc o m-p a r e dw i t h t h a t u n d e r t h ew i n d l e s s e n v i r o n m e n t;t h eh e a t t r a n s f e r o f t h e a i r-c o o l e dp l a t f o r mp r e s-e n t sat r
15、 e n do f f i r s td e c r e a s i n ga n dt h e ni n c r e a s i n gw i t ht h e i n c r e a s e i nt h ea m b i e n tw i n ds p e e d,a n d t h eh e a t t r a n s f e rp e r f o r m a n c eo f p o l e 1a n dp o l e 2a i r-c o o l e dp l a t f o r m sd e c l i n e sm o s t s e r i o u s l ya t t h
16、ea m b i e n tw i n ds p e e do f3ms-1,a n dd e c r e a s e sb y3 9%a n d2 9%r e s p e c t i v e l yc o m p a r e dw i t ht h a t u n d e r t h ew i n d l e s s e n v i r o n m e n t.T h e a n a l y s i so f t h ed o m i n a n t f a c t o r s a f f e c t i n g t h eh e a tt r a n s f e rs h o w s t h a t t h e i n c r e a s e i nt h e i n l e t t e m p e r a t u r eo f t h ea i r-c o o l e dp l a t f o r mc a u s e db yt h er e t u r nf l o wo fh o t a i r i st h ek e yf a c t o rc a u s i n gt
