随着水资源短缺现象的日益加重和核电内陆化发展的需要,以节水为显著特征的电厂空冷系统越来越受到世界各国的重视,尤其是在富煤缺水地区。目前空冷系统主要有三种形式,即直接空冷系统、带表面式凝汽器的间接空冷系统(又称哈蒙系统)和带喷射式(混合式)凝汽器的间接空冷系统(又称海勒系统)。海勒式间接空冷系统的散热器在空冷塔外围四周垂直布置,其换热性能受环境因素的影响比较大,特别是环境侧风的影响,会使空冷塔周向进风极不均匀,减小了塔内通风量,降低了冷却效率,严重时甚至会危害整个电厂的安全经济运行。因此,研究侧风对海勒式间接空冷塔流动和换热特性的影响规律对空冷塔的设计和优化改造都至关重要。但是目前对于海勒式空冷塔侧风条件下空气动力场及热力性能的研究仍比较少,几乎没有涉及到其空气流场和温度场改善措施的系统理论研究和报道。因此,本文以海勒式间接空冷塔为研究改进对象,系统地进行了间接空冷塔热力性能的实验研究,提出了热效能系数和热效能改进系数的概念,用于分析间接空冷塔当外界侧风作用时的性能变化。搭建了海勒式空冷塔的模型试验台,利用热态模型试验的方法,分析了环境侧风对空冷塔空气动力场和热力性能的影响规律；进行了在间接空冷塔四周加装导风板后的性能实验,导风板能够形成若干有限尺寸通道,以此消除或减轻外界侧风对空冷塔的不利影响；并利用FLUENT数值模拟的方法建立了空冷塔的数值计算模型,从空冷塔的结构和环境风场的作用特点出发,研究了环境侧风对空冷塔产生不利影响的主要原因和关键部位以及加装导风板后的改善效果。本文研究结果表明,无侧风时,空冷塔内外流场和温度场均呈轴对称性；环境侧风作用下,空冷塔周向不同位置处(迎风侧、塔侧区域、背风侧)的流动和换热情况均受到不同程度的影响,从而引起空冷塔总通风量和总换热量的变化,影响程度随侧风风速的改变有很大的不同。高风速下,迎风面的进塔空气流会压迫塔侧和背风面的空气流入,并且在塔外形成“圆柱绕流”,此时,塔侧和背风面的风速沿塔径向的分量很小,有效进塔风速很小,换热效果较差。流动和换热最差的部位主要集中在塔侧区域。侧风影响机理的研究和传热恶化部位的确定为进一步采取有效的改善措施指明了方向。在空冷塔散热器四周加装导风板有利于降低外界侧风对于间接空冷塔的性能影响,且有助于改善其性能,是一种非常有效的控风措施。本文的研究为间接空冷电厂的优化设计和空冷机组的经济安全运行提供了理论支持和实验数值参考,具有一定的工程实际应用价值。