空冷系统因其良好的节水性能,在我国三北地区得到了大规模的应用。目前我国空冷机组装机容量过剩,大部分机组均处于低负荷运行状态,运行效率不高。随着新能源发电技术的发展,火电机组将要承担越来越多的调峰任务。频繁的变负荷运行对原有空冷系统提出新的要求。空冷系统受环境影响较大,环境风速,风向,风温都能对空冷系统冷却性能产生较大影响,因此设计适应复杂环境风变化的空冷系统也显得尤为重要。为提高大型火电直接空冷机组对气象条件和发电负荷变化的适应能力,设计了一种联建式直接空冷机组母管制冷却系统。建立其数学物理模型,针对外部流场进行数值模拟。以此为外部边界条件,开发汽轮机排汽在冷却系统内流动阻力损失计算程序,蒸汽流量计算程序。综合考虑外部冷却空气流场和内部蒸汽流动凝结过程,获取了不同环境,不同运行策略下,各空冷单元迎面风速分布,各空冷单元的凝结蒸汽流量及汽轮机排汽背压。结果表明,采用母管制冷却系统,在不考虑环境风影响情况下,夏季高温环境下冷却一台机组乏汽时,可以显著降低汽轮机背压,提高机组热经济性;冬季环境温度低至-25 ℃,冷却两台机组乏汽时。仍可保证汽轮机排汽背压高于阻塞背压,翅片管不发生冻结。在考虑环境风影响的情况下,在夏季,母管制空冷系统可以有效解决环境风影响下空冷岛各列空冷单元分配不均的问题。大幅度降低机组背压,提高空冷机组的热经济性。同时,在极端大风天气,可以通过调节空冷单元投运列数,保护空冷机组的安全。