直接空冷系统流动传热特性直接影响空冷凝汽器的换热效率,进而影响汽轮机的背压及安全经济性。基于计算流体动力学软件三维求解直接空冷系统流场的Navier-Stokes方程和k-ε湍流方程,对处于环境风场中600 MW直接空冷系统的流动传热特性进行研究,主要研究内容如下:首先,针对环境风速、环境风向、环境风温对直接空冷系统的影响进行流动传热特性分析。结果表明:随着环境风速的增加,风机入口换热空气温度不断升高,体积流量不断减少,凝汽器换热效率下降速率加快,但风速超过6m/s,凝汽器换热效率下降速率减缓,风机入口的空气体积流量减少是造成凝汽器换热效率下降的主要原因;不同环境风向导致直接空冷系统受环境风影响区域不同,但分布规律相似,恶化区域均出现在直接空冷平台迎风侧和四周边缘,其中部分风向由于受锅炉汽轮机的阻挡作用,虽会降低风机入口换热空气温度,但同时也会降低体积流量,加剧环境风恶化程度,当环境风向为0°时,对直接空冷系统流动传热影响最显著;随着环境温度的升高,进出口空气的换热温差减少,凝汽器换热效率呈线性下降的变化。其次,结合正交实验设计,对环境风三因素影响直接空冷系统流动传热性能进行数值分析。结果表明:环境风向对流动传热性能影响的贡献率达到45%以上,呈高度显著,而环境风速较显著,环境风温次之。考虑各影响因素的相互作用,三因素之间交互作用均不明显。最后,基于二次回归正交试验方法,安排不同导流网安装参数时直接空冷系统流动传热的数值计算,通过显著不失拟的回归方程确定目标函数最优解,对直接空冷系统导流网安装参数进行优化设计。结果表明:在导流网片数为4个时,最佳导流网的安装参数为:开孔率为45%、导流网角度为45°、导流宽度为2m和导流间距为4m。导流网优化设计后,轴流式风机入口处流动得到明显改善,涡流消失,直接空冷凝汽器出口流场均匀。在主导风向下,热风回流率平均下降幅度在3%左右,风机容积效率和凝汽器换热效率均有所提高,平均上升幅度在6%左右。通过对不同风向下的研究分析可知,优化后的直接空冷系统流动传热均得到明显改善,能适应不同环境风场变化,这表明安装导流网的优化设计是可行的,能为直接空冷系统的优化设计和改造提供参考价值。