某滨海核电厂温排水三维数值模拟

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2011年6月第6期广东水利水电图37。测流站表层、中层、底层流速、流向验证示意

表层(涨潮)底层(涨潮)中层(涨潮)表层(落潮)

中层(落潮)底层(落潮)

图4模型计算流场

起厂址处近岸水域流态的变化,工程后(方案3)局部典型涨、落潮流态见图6。

图5排水口工程优化布置示意

图6工程后(方案3)局部典型涨、落潮流态工程对附近流场的影响主要体现在2个方面:①港池修建影响厂区附近往复流流态,阻挡潮流的南北向运动;②电厂投入运行后,电厂温排水的注入引起排水口附近流场变化,电厂取水引起港池附近流场的变化。工程后该海区的潮流特征:①电厂防波堤修建改变了海岸线,涨急时,港池南北两侧出现低流速区,如果排取水口布置不当,这2个低流速区将是温排水的涡积区;②涨急时刻,温排水沿出口排出后,其自身动量逐渐衰减,温排水初动量影响区长度约为350m,最终随潮漂流扩散;在憩流时刻排水口两侧分别形成顺时针和逆时针的回流区,回流区有利于加大水流掺混、稀释作用。

3.2取水温升

方案1排水口向外海深入约为2km,在取排水口布置上兼备差位式与分列式的布置思路。方案1平均温升约为0.7。C,受涨潮流热水输运的影响,取水温升仍然会升高,最高可达1.3℃(见表1)。方案2、方案3取排水口布置均借鉴差位式取排水口布置思路,把排水口向外海伸出约1800m左右。从取水温升过程线看,方

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2011年6月第6期王明才。等:某滨海核电厂温排水三维数值模拟

案2、方案3取水温升随潮变化较为平缓,温升较低(见

图7),表明热水与冷水流路不同,不会出现短路现象。

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图7不同排水口位置的取水口温升过程线

与平面二维数学模型比较,三维模型平均取水温升较二维模型高约为0.2。C;三维模型最大温升较二维数模型略小,约为0.1℃,表明本文三维数学模型的计算结果较为可靠‘5I。

表1不同计算方案温升特征值

3.3温升面积

从温升分布等值线图可以看出,涨潮时段,温排水在涨潮流的作用下平行于岸线向东北方向输运,由于海域水流为往复水流,落潮时段,温排水在落潮流的作用下平行于岸线向西南方向输运(见图8)。面积统计显示,三维模型4。C表层温升面积约为0.02—0.05km2,1℃表层温升面积约为4~9km2(见表2)。与平面二维模型比较,2。C温升面积三维数模计算结果相对偏大,总体上三维数模与二维数模温升计算面积较为接近。

表2夏季大潮排水口方案3表层温升面积特征值(km2)

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图8温升等值线分布(排水流量为163.2m3/s)

4结语

一般而言,深度平均的二维水动力模型适用于垂向充分混合的水域。受温排水或环境水体分层效应影响,温排水水力、热力特性在垂向上有明显的差异。随着三维数模技术的日益进步,为弥补二维模型的不足,已可以也有必要开展海域三维水流、温升影响的数值模拟工作。但由于三维温排水数学模型研究仍处于发展阶段,且计算工作量大、计算时间长。三维温排水数值模拟研究应从弥补平面二维温排水数值模型研究不足出发,重点研究温排水自身作用下或环境作用的水体分层对不同方案取水温升、环境温升的影响,为二维数学模型方案比选工作提供支持,为冷却水工程方案优化布置服务。

参考文献:

[1]郝瑞霞,韩新生.潮汐水域电厂温排水的水流和热传输准三维数值模拟[J].水利学报,2004,35(8):66—70.

[2]南京水利科学研究院.福建宁德核电温排水数值模拟[R].南京:南京水利科学研究院,2005.

[3]中国水利水电科学研究院.阳江核电温排水三维数值模拟[R].北京:中国水利水电科学研究院,2006.

[4]广东省水利水电科学研究院.广东岭澳核电三期扩建工程温排放数学模型计算报告[R].广州:广东省水利水电科

学研究院,2009.

[5]广东省水利水电科学研究院.海南昌江核电厂可行性研究温排水数值模拟计算研究报告[R].广州:广东省水利水

电科学研究院,2009.

[6]岳钧堂.差位式理论及工程应用[J].水利学报,1993,24(12):10—17.

(本文责任编辑王瑞兰)

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某滨海核电厂温排水三维数值模拟

作者:王明才, 倪培桐, 张晓艳

作者单位:王明才(广东省电力设计研究院,广东广州,510600), 倪培桐,张晓艳(广东省水利水电科学研究院,广东省水动力学应用研究重点实验室,广东广州510610)

刊名:

广东水利水电

英文刊名:Guangdong Water Resources and Hydropower

年,卷(期):2011(6)

被引用次数:6次

参考文献(6条)

1.郝瑞霞,韩新生潮汐水域电厂温排水的水流和热传输准三维数值模拟[期刊论文]-水利学报 2004(8)

2.南京水利科学研究院福建宁德核电温排水数值模拟 2005

3.中国水利水电科学研究院阳江核电温排水三维数值模拟 2006

4.广东省水利水电科学研究院广东岭澳核电三期扩建工程温排放数学模型计算报告 2009

5.广东省水利水电科学研究院海南昌江核电厂可行性研究温排水数值模拟计算研究报告 2009

6.岳钧堂差位式理论及工程应用--感潮水域冷却水运动及工程布置研究[期刊论文]-水利学报 1993(12)

引证文献(5条)

1.黄广灵,黄本胜,邱静,赵吉国广东前詹电厂2×1000MW机组温排水三维数值模拟研究[期刊论文]-广东水利水电 2014(07)

2.倪培桐,陈丕翔,黄健东阳西海域温排水热扩散的三维数值模拟[期刊论文]-广东水利水电 2015(06)

3.李海彬,黄东,林美兰,徐林春深圳前湾燃机电厂二期工程温排水数值模拟研究[期刊论文]-广东水利水电 2013(08)

4.张惠荣,赵瀛,杨红,陈炳睿,丁骏,戴桂香,堵盘军象山港滨海电厂温排水温升特征及影响效应研究[期刊论文]-上海海洋大学学报 2013(02)

5.张贝贝,周静,纪平滨海电厂温排水数值模拟研究现状[期刊论文]-中国水利水电科学研究院学报 2014(04)

引用本文格式:王明才.倪培桐.张晓艳某滨海核电厂温排水三维数值模拟[期刊论文]-广东水利水电 2011(6)

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