【Ziel】 Untersuchung der Frostschutzleistung indirekter Luftkühltürme unter streng winterlichen Bedingungen, um den sicheren und wirtschaftlichen Betrieb von Wärmekraftwerken im Winter zu gewährleisten. 【Methode】 Aufbau eines mathematischen Modells des kritischen Antifrostsystems des konvektiven Kühl-Dreiecks auf der windzugewandten Seite basierend auf der Strömungsmechanik. Durch Kopplung des porösen Medium-Modells und der verteilten Parameter-Methode wurde eine zonierte quantitative Analyse der Wärmeaustauscheigenschaften der windzugewandten und windabgewandten Seite durchgeführt. Die kritische Zirkulationswassergeschwindigkeit und der kritische Lamellenöffnungsgrad des Kühldreiecks wurden bei unterschiedlichen Umgebungswindgeschwindigkeiten, Umgebungstemperaturen und Eintrittswassertemperaturen ermittelt, wobei die Änderungstrends der Wärmeübertragung in den einzelnen Bereichen im kritischen Zustand aufgedeckt wurden. 【Ergebnisse】 Die Ergebnisse zeigen: Entlang der Fließrichtung des Wassers sinkt die Austrittstemperatur in allen Abschnitten kontinuierlich. Auf der windabgewandten Seite nimmt die Temperaturdifferenz zwischen Ein- und Austritt in den einzelnen Bereichen zunächst langsam zu und nimmt dann wieder ab, während sie auf der windzugewandten Seite allmählich abnimmt. Mit steigender Windgeschwindigkeit sowie sinkender Umgebungstemperatur und Eintrittswassertemperatur steigt der kritische Wert der Zirkulationswassergeschwindigkeit des windzugewandten Kühldreiecks, während der kritische Lamellenöffnungsgrad abnimmt; mit steigender Eintrittswassertemperatur fällt die kritische Zirkulationswassergeschwindigkeit zunächst schnell ab und stabilisiert sich dann, wobei der Einfluss der Umgebungstemperatur auf die kritische Zirkulationswassergeschwindigkeit bei niedriger Eintrittstemperatur größer ist. Bei einer Windgeschwindigkeit von 7 m/s und einer Eintrittstemperatur von 5 °C beträgt die kritische Zirkulationswassergeschwindigkeit bei Umgebungstemperaturen von -10 °C und -35 °C jeweils 2,27 m/s bzw. 10 m/s. Unter kritischen Wasserströmungsbedingungen ist der Wärmeübergangskoeffizient im windzugewandten Block höher als im windabgewandten; im windabgewandten Block steigt der Wärmeübergangskoeffizient zunächst an und fällt dann ab, während er im windzugewandten Block zunächst abfällt und dann wieder ansteigt. Unter kritischen Lamellenöffnungsbedingungen ist der Wärmeübergangskoeffizient bei großer Öffnung hoch und auf der windzugewandten Seite höher als auf der windabgewandten; bei weiterem Öffnungsrückgang nahe dem vollständig geschlossenen Zustand sinkt der Wärmeübergangskoeffizient allmählich, und sowohl auf der windzugewandten als auch auf der windabgewandten Seite zeigen die Wärmeübergangskoeffizienten zunächst einen Rückgang und dann einen Anstieg. 【Fazit】 Diese Ergebnisse können als Referenz für die Frostschutzkonstruktion und den Betrieb indirekter Luftkühlsysteme in ähnlichen kalten Regionen dienen.

Kühlturm;windzugewandtes Kühldreieck;Frostschutzeigenschaften;kritische Zirkulationswassergeschwindigkeit;kritischer Lamellenöffnungsgrad