燃煤热电联产可大幅度提高煤转化热效率,长距离集中供热可有效化解煤电产能过剩风险,推动区域供热供给侧结构性改革,可有效实现供热污染物集中超低排放,提高城镇供热质量和城镇环境质量。热媒传输管网保温降阻设计是长距集中供热技术关键,论文为实现超长距供热管网的节能优化设计,开展了供热管网温降压损流固耦合计算模型研究,构建供热管网温降压损耦合设计流程算法;开发了可视化供热管网温降压损耦合设计软件,基于软件进行了供热管道各参数影响规律研究;数值试验研究验证了软件设计可靠性,并数值研究了不同保温方式、土壤含水率对供热管道性能影响;研究提出了管网节能优化建议性方案。超长距供热管网温降压损流固耦合设计方法。研究构建了不同敷设方式供热管道散热损失模型,建立了不同敷设方式管道的保温层及散热量计算公式;基于质量守衡定律、动量守恒、能量守恒定律,推导出了供热管道介质流动连续性方程、供热管道介质流动动量方程和供热管道介质流动能量方程;对供热管道流动三大方程进行联立,引入供热管道流体的状态方程和焓方程,建立了供热管网温降压损耦合计算模型;通过对常微分方程的求解算法分析,确定了供热管道温降压损耦合计算模型的求解算法。供热管网温降压损耦合设计软件开发。研究构建供热管网温降压损流固耦合设计程序流程,基于C++builder开发可视模块化设计软件,软件构建了水和水蒸汽性质参数计算、保温层厚度及散热量计算、管网温降压损耦合计算功能模块,可实现长距离供热管网不同敷设方式、管道结构、管线联接、保温结构、保温材料、土壤环境和热媒介质任意组合选型优化设计;可实现长距离供热管网温降压损特性及影响规律研究。供热管网温降压损管段参数影响规律研究。采用所开发供热管网设计计算软件,计算研究了管段长度、热媒温度、热媒压力、热媒流量、管网直径对管网散热温降和流动压损的影响规律。研究结果表明:在其他条件不变时,随管长和初始温度增加,管道温降和压降不断增增大;而当初始压力增加时,管道温降压降将会减小;并且随管段流量的增加温降将变小而压降将会增大;当管道管径过小时,会使温降和压降较大,随管径的增大,温降压降的变化趋势趋于平缓;并且通过对不同工况下供热管网计算研究可知,管径较小及阻力部件较多管段其温降压降较大。供热管道数值模拟研究。为验证开发软件可靠性,基于标准k-ε湍流模型和DO辐射模型对热媒管道保温系统进行了数值模拟,结果表明架空供热管道采用CNT+玻璃棉并在每层保温层外增加反射层的保温方案可有效降低散热损失具有最佳保温效果;对于直埋供热管道增加埋深可增大管道保温效果,且埋深由1.5m增至2m时保温效果的提升要优于1m增至1.5m;土壤含水率对摩根供热管道的影响要小于对玻璃棉的影响;在土壤含水率为0-10%,含水率对直埋管道的影响要大与含水率在10%-20%的影响;通过将模拟结果和供热管网设计软件计算结果对比,其计算温度计算最大误差仅为0.0139℃,证明了数值模拟以及管网设计计算软件的准确性。本文研究对超长距供热管网技术的发展具有重要的推动作用,研究结果可为供热管网的节能设计和优化提供理论依据。