稳态强磁场实验装置水蓄冷系统蓄冷过程分析及模式优化研究

分析了稳态强磁场实验装置(Steady High Magnetic Field Facilities,SHMFF)水蓄冷系统的特征,并介绍了安装于蓄冷罐用于验证自然分层法应用于该系统可行性的布水装置.利用冷水机组冷冻水进、出水温度变化对蓄冷过程中的斜温层厚度进行了概算,从而初步验证该布水器的性能.研究结果将为稳态强磁场实验装置水蓄冷系统是否采用自然分层法提高蓄冷量提供参考依据.     

SHMFF水冷系统蓄水罐与冷水机组联合供冷模式研究

稳态强磁场实验装置水冷系统具有大流量、大蓄冷温差的特性。前期设计由于考虑占地、成本等因素,所具备的蓄冷量无法满足今后磁体实验延长实验时间的要求。为扩大蓄冷量,提高冷冻水使用效率,现提出了蓄冷罐联合冷水机组供冷的模式,并将其与自然分层法进行了对比分析。     

大温差离心机组低负荷运行防喘振策略分析

稳态强磁场实验装置水蓄冷系统是国内外具有代表性的大流量大温差水蓄冷系统之一. 系统包含两个3000 m3 的蓄水罐, 为提升蓄冷量双罐均采用了自然分层技术. 由于该技术的特性, 在蓄冷后期, 离心式冷水机组的入口水温会偏低, 这导致系统新增的12 ℃ 大温差机组在试运行阶段多发低负荷喘振故障, 影响了制冷运行的稳定度. 本文首先对离心式冷水机组的喘振机理进行了阐述, 进而分析了在改造前针对该台冷水机组所做的防喘振优化措施; 通过热气旁通改造结合相关参数的合理设置, 避免机组喘振风险; 通过优化 DDC 控制, 优化机组减载能力, 避免了低负荷振动及噪声. 本次改造为系统的安全稳定运行提供了保障.     

稳态强磁场实验装置水冷系统制冷节能设计

为了缓解稳态强磁场实验装置20MW级水冷系统制冷能耗高的问题,提出了采用闭式冷却塔联合离心式冷水机组,在秋冬季节制冷使用的方案.本文详细介绍了闭式冷却塔参与制冷的运行模式、选型依据及控制逻辑.结合合肥气象数据,给出了该设备理论可使用天数,并以离心式冷水机组为参照,提出了该闭式冷却塔的节能效益模型.此外,结合系统特征,详细分析了闭式冷却塔盘管防冻策略.本文的相关结论可为夏热冬冷地区的类似水冷系统设计提供参考.     

20MW水冷磁体冷却水系统节能优化设计

针对水冷磁体运行产生的热负荷设计了本水冷系统,该系统在保障磁体稳定运行的前提下,进行了节能优化设计。其中自然分层水蓄冷技术的应用不仅节约占地还可增大蓄水量,而利用峰谷电价差进行夜间蓄冷的方式更可节约运行成本;利用闭式冷却塔在气温较低时取代上游冷水机组的设计也最大程度地节约了电能;此外在运行模式方面,系统可根据不同水冷磁体实验负荷进行灵活转换;在设备选择方面,均采用节能环保的产品,如制冷系数高的冷水机组,传热系数较高的板式换热器等。本系统对MW级以上水冷系统设计具有较好的参考价值。     

SHMFF去离子水冷却系统制冷升级改造设计

稳态强磁场实验装置去离子水冷却系统是保障水冷磁体稳定运行的必要技术装备系统之一。由于越来越多科学实验的开展,冷冻水蓄冷量不足的问题凸显,严重制约了水冷磁体的运行机时。本文介绍了去离子水冷却系统升级改造的方案设计及具体措施。采用优化设计的布水器,将现有蓄冷量增加一倍;为维持较短的制冷时间,新增大温差离心式冷水机组,与现有制冷机组并联使用;为了改善制冷系统的高耗能特性,增加闭式冷却塔在秋冬季节使用,系统可根据不同的湿球温度及回水温度,选择不同的制冷模式,让其取代冷水机组或其部分负荷使用,实现节能的目的。     

布水器性能测试平台设计及应用

由于需要优化设计布水器,对其性能参数进行了深入研究,设计安装了布水器性能测试平台及测温系统.该平台可用于对比分析不同参数、不同类型布水器的斜温层效果,通过相关模拟计算及实验,初步得出相同出口流速的径向型布水器在大雷诺数也可以取得较好的斜温层效果,另外,在相同出口流速及一定的容忍度下,八角形布水器的斜温层效果优于径向型,而在相同雷诺数下,径向型布水器的分层效果优于八角形布水器.