ABSTRACT

Natural draft dry cooling towers (NDDCTs) are the most important cooling components in steam power plants in regions with lack of water. Thermal performance of these cooling towers is highly affected by the ambient temperature and wind velocity. There have been several studies in the last few decades to estimate or measure the performance of such towers in different ambient conditions. In this study, the thermal performance of four different NDDCTs (with an only similar parameter of tower’s outlet diameter to height ratio (D/H) of around 0.5) under various ambient conditions is investigated using a recently proposed theoretical method. Results showed that the towers behave in the same way under different ambient conditions. Having a reference condition and calculating three coefficients, a simple general mathematical model is created that can predict the tower’s thermal performance for a wide range of applicable wind velocities. It is shown that the selection of the reference condition has a high effect on the error generated by the model. The range of the best reference condition for using the mathematical model is obtained to be wind velocities between 3 and 4 m/s and initial temperature difference (ITD) of more than 20°C. The proposed model is validated against other reported NDDCTs (numerical models for 0.41 < D/H < 0.63). The maximum error in heat rejection was shown to be 13%. This mathematical model is also extended to predict the performance of a three aligned NDDCTs located in Shiraz/Iran, by introducing a correction factor.

摘要

自然缺水干式冷却塔（NDDCT）是缺水地区蒸汽发电厂中最重要的冷却组件。这些冷却塔的热性能受环境温度和风速的很大影响。在过去的几十年中，已经进行了一些研究来估计或测量这种塔在不同环境条件下的性能。在这项研究中，使用最新提出的理论方法研究了四种不同NDDCT（塔出口直径与高度之比（D / H）的唯一相似参数约为0.5）的热性能。结果表明，这些塔在不同的环境条件下的行为相同。有一个参考条件并计算三个系数，创建了一个简单的通用数学模型，该模型可以针对各种适用的风速预测塔的热性能。结果表明，选择参考条件对模型产生的误差影响很大。获得使用数学模型的最佳参考条件的范围是风速在3-4 m / s之间且初始温度差（ITD）大于20°C。所提出的模型已针对其他报告的NDDCT进行了验证（0.41 <D / H <0.63的数值模型）。排热的最大误差显示为13％。通过引入校正因子，该数学模型也得到扩展，以预测设在伊朗设拉子的三个对齐NDDCT的性能。结果表明，选择参考条件对模型产生的误差影响很大。获得使用数学模型的最佳参考条件的范围是风速在3-4 m / s之间且初始温度差（ITD）大于20°C。所提出的模型已针对其他报告的NDDCT进行了验证（0.41 <D / H <0.63的数值模型）。排热的最大误差显示为13％。通过引入校正因子，该数学模型也得到扩展，以预测设在伊朗设拉子的三个对齐NDDCT的性能。结果表明，选择参考条件对模型产生的误差影响很大。获得使用数学模型的最佳参考条件的范围是风速在3-4 m / s之间且初始温度差（ITD）大于20°C。所提出的模型已针对其他报告的NDDCT进行了验证（0.41 <D / H <0.63的数值模型）。排热的最大误差显示为13％。通过引入校正因子，该数学模型也得到扩展，以预测设在伊朗设拉子的三个对齐NDDCT的性能。获得使用数学模型的最佳参考条件的范围是风速在3-4 m / s之间且初始温度差（ITD）大于20°C。所提出的模型已针对其他报告的NDDCT进行了验证（0.41 <D / H <0.63的数值模型）。排热的最大误差显示为13％。通过引入校正因子，该数学模型也得到扩展，以预测设在伊朗设拉子的三个对齐NDDCT的性能。获得使用数学模型的最佳参考条件的范围是风速在3-4 m / s之间且初始温度差（ITD）大于20°C。所提出的模型已针对其他报告的NDDCT进行了验证（0.41 <D / H <0.63的数值模型）。排热的最大误差显示为13％。通过引入校正因子，该数学模型也得到扩展，以预测设在伊朗设拉子的三个对齐NDDCT的性能。