珠江磨刀门河口咸潮活动对流域调水工程的响应

为分析珠江三角洲水资源配置工程(流域调水)建成后对珠江磨刀门河口咸潮入侵范围及沿岸取水口取水条件的影响,采用珠江河口整体三维斜压数学模型,研究珠江磨刀门河口咸潮活动对不同流域调水方案的响应。结果表明,磨刀门水道下游不同位置的取淡机率对上游水资源配置工程的取水量(80、160、240m~3)变化敏感性不同,在径潮动力互相平衡区域(滞留点)附近,各级取水流量下,取淡率变化幅度在5%~8%之间;当上游取水量逐渐增大时,咸水界也随之上移,每增加80m~3的取水量,咸水界上移0.9~1.1km。研究成果可为珠江三角洲水资源配置工程提供参考。     

枯季咸潮期珠江河口水资源调度模型研究

珠江河口磨刀门水道沿岸分布有众多取水口,该地区受咸潮影响严重,其水量与水质(含氯度)对该地区的水资源调度有重要影响。针对咸潮期珠江河口水资源调度的特点,采用宏观与微观相结合的方法,建立了耦合咸潮预报数学模型和水资源系统管网模型的珠江河口水资源调度模型。宏观上基于咸潮数学模型预报的各取水口咸情,结合相关调度规则及水库实时库容、水厂需水量等信息,确定各取水泵站需提供的取水量;微观上建立水资源系统管网模型,对水库水位、节点含氯度等进行精细模拟。模拟结果表明,所构建的模型能对咸潮影响下的珠江河口地区多水源水量、水质联合调度过程进行合理描述,可为枯季咸潮期珠江河口水资源实时调度方案的制定提供参考。     

电厂取排水口温升特性影响因素分析

鉴于电厂温排水扩散关系到热污染等水环境问题及电厂发电效率等经济问题,建立了温排水小变率物理模型试验,在模型验证良好的基础上,对比分析了不同潮型、不同季节因素和不同的排水口结构尺寸对取排水口附近温升扩散范围和温升变化过程的影响。试验结果表明,受到涨落潮过程的影响,温升分布范围以西北和东南向为主,高温区温升包络线集中在排水口附近。在温排水的扩散能力方面,大潮优于小潮,夏季优于冬季,窄型排水口优于宽型。分析结果可为电厂的取排水工程设计提供依据。     

浮动式核电站温排水热扩散模拟研究

采用标准k-ε湍流模型对浮动式核电站在3种洋流速度(0m/s、0.06m/s、0.2m/s)和两种循环冷却水取、排水口布置方式下(底进侧排、底进底排),温排水对循环冷却水取水口以及周围海域温度的影响进行三维数值模拟研究。研究结果表明:在底进侧排的布置方式下,温排水热扩散对取水口温升不造成影响,对作业海域造成的海水温度升高范围也在国家标准规定的范围之内;洋流速度的存在,使温排水沿洋流方向扩散增强,且洋流速度越大,扩散范围越广。有洋流条件下,底进底排的布置方式会造成取水口附近海水温度升高,且洋流速度越大,温升越大。研究结果对浮动式核电站系统设计以及主汽轮机组相关设计参数提供设计依据。     

取水口高程对水库水温结构的影响研究

大型水库水温分层现象引起的低温水下泄问题对下游生态环境造成了不利影响,采用分层取水是目前减缓低温水下泄的有效措施,而不同的取水口高程对水库水温的分层产生不同影响。为研究不同取水口高程对水库水温结构的分层影响,以某流域中型水库为例,选取5种不同取水口高程进行工况设计,采用三维水动力－水温数学模型,利用验证可行的数值模拟方法进行数值模拟计算和结果比对分析。结果表明,取水口高程因素对水库水温结构影响较为明显,各取水口位置对应的水库水温结构四季差异性较强。     

三维数值波浪水槽内孤立波特性分析

内孤立波对密度层化水体的水动力及分层特性具有显著影响。为揭示内孤立波特性,建立了规则地形下可有效模拟弱非线性内孤立波的分层流三维数值波浪水槽,研究了内孤立波在规则地形条件下的传播,成功捕捉到了水体表面存在的辐聚流和辐散流,探讨了内孤立波传播过程中流速、紊动能和紊动能耗散率的分布与演化特性,为进一步利用数值波浪水槽研究内孤立波能量特性分布、改善层化水体的水生态环境提供了可靠的方法与手段。     

双弧形导沙坎相对高度对取水口冲沙效果的影响

取水口前易发生泥沙淤积,泥沙进入输供水系统后可能会造成机组及管路损坏,常需设置拦排沙措施以避免泥沙进入。针对取水口的拦排沙问题,进行了新型双弧形导沙坎在较低水位运行条件下导沙坎体型参数、水动力条件对取水口前淤积泥沙冲刷效果的影响试验。结果表明,高度适宜的双弧形导沙坎有利于冲沙廊道内螺旋流的形成与发展,能有效减少泥沙淤积;冲沙效果与导沙坎相对高度、来流弗劳德数、螺旋流强度呈正相关关系。     

台山核电厂淡水水源工程水库溢流坝消能试验研究

以台山核电厂淡水水源工程为例,通过水力模型试验研究,推荐溢流坝采用宽尾墩+坝面削角阶梯+底流消力池的联合消能方案.试验结果表明,该方案消能效果较显著、工程量小,优化了溢流坝工程布置和体型.     

潮汐河口特大跨度水闸抗震标准及设防措施

以上海市苏州河河口水闸为例,根据工程所在区域的地震资料、潮汐河口水位特性、地震与高潮组合超越概率分析、相关法规要求、工程规模与重要性,并结合周边既有建筑物设防标准,确定了潮汐河口特大跨度水闸合理的抗震设防标准,并从结构方案、总体布置、基础处理、节点设计等方面提出了抗震设防措施。水闸试运行结果表明,该抗震设防标准和措施科学、可行。     

清远市滨江河口段堤线外移对北江河道行洪的影响

采用一维、二维水动力模型相结合的方法研究清远市滨江河口段局部堤线外移工程对河道行洪的影响,一维模型模拟较大范围河网的水动力特征,用于计算工程建设前后河道水位变化,并为二维模型提供边界条件,经验证模型精度较高;二维模型基于三角形网格的有限体积法,能细致模拟滨江河口流速和流向。结果表明,工程建设后滨江和北江在堤线外移工程附近河段水位、流速和流态均有所变化,水位壅高值在0.011m以内,流速最大变化值为0.409m/s,变化幅度均较小,且范围局限于工程附近,基本不会对河道行洪构成威胁。     

Three-dimensional numerical study on thermal performance of a super large natural draft cooling tower of 220m height

Based on the heat and mass transfer theory and the characteristics of general-purpose software FLUENT, a three-dimensional numerical simulation platform, composed of lots of user defined functions（UDF）, has been developed to simulate the thermal performance of natural draft wet cooling towers（NDWCTs）. After validation, this platform is used to analyse thermal performances of a 220m high super large cooling tower designed for inland nuclear plant under different operational conditions. Variations of outlet temperature of the cooling tower caused by changes of water flow rates, inlet water temperatures are investigated. Effects of optimization through non-uniform water distributions on outlet water temperature are discussed, and the influences on the flow field inside the cooling tower are analyzed in detail. It is found that the outlet water temperature will increase as the water flow rate increases, but the air flow rate will decrease. The outlet water temperature will decrease 0.095K and 0.205K, respectively, if two non-uniform water distribution approaches are applied.     

不同波形填料对冷却塔出塔水温及电厂机组热经济性的影响

为研究不同波形填料基底对冷却塔出塔水温乃至整个电厂机组热经济性的影响,以自然通风逆流湿式冷却塔内不同波形填料基底为研究对象,借助FLUENT软件中VOF两相流模型对不同波形填料基底上的冷却液膜进行数值模拟,基于数值模拟结果,以某电厂为参照基准,采用等效焓降法,计算分析了不同波形填料基底导致的不同出塔水温对电厂热经济性指标的影响。结果表明,波形基底的倾角和振幅不变时,煤耗率随波长的增加而增加;而波长和振幅不变时,倾角的增加将会使煤耗率降低;倾角和波长不变时,随着振幅的增加,煤耗率也会降低。由此得出最佳结构的波形基底,实现了电厂的节能减排。     

压水堆核电站工业供汽系统技术可行性研究

  目的  为研究压水堆核电站为周边工业区提供工业用蒸汽的技术可行性。  方法  以某1 000 MW压水堆核电厂主蒸汽为热源,为周边提供工业蒸汽需求量300 t/h,蒸汽压力为1.8 MPa,蒸汽温度为250 ℃为例,论证了利用压水堆核电站二回路蒸汽加热工业用水产生满足工业需求的蒸汽转换系统的技术可行性。从热力学第一定律和第二定律理论出发,设计了该系统的工艺流程,计算了系统中关键换热设备的热力参数。  结果  得出热源疏水温度的合理值为65 ℃,如疏水温度低于60 ℃,在二级预热器中将出现热源温度低于工业水温度的情况,将违背热力学第二定律。  结论  研究成果可为压水堆核电站工业供汽提供技术参考。     

插排水板堆载预压地基处理方案分析

21世纪初以来,中国滨海核电机组数量不断增多,滨海软基处理已成为滨海核电站建设面临的共性问题。某滨海核电厂为了有效解决其取水明渠防波堤滨海软基处理问题,通过技术论证和经济性分析,最终选用了插排水板堆载预压技术进行地基处理。该地基处理技术在分层堆载预压时软基的固结情况与设计基本相符,经过施工期和完工后长时间的沉降观测,沉降基本趋于稳定,插排水板堆载预压软基处理技术在此项目中的应用取得了成功,是一种经济可靠的软基处理技术,为后续滨海核电厂软基处理提供了宝贵的工程经验。     

中深层地热地埋管实际运行影响因素研究

为研究中深层地热地埋管运行的影响因素,分析西咸新区中深层地热地埋管供暖系统的长期运行结果,并结合关中地区地质数据,建立深度为2510 m的中深层地埋管换热器全尺寸模型,采用数值模拟法研究实际岩层分布下地埋管的运行、结构和材料因素对其取热能力的影响。结果表明,西咸新区某项目1号地埋管和2号地埋管两个地埋管,其平均取热功率均在310 kW以上,具有优良的取热能力。地埋管进水温度随季节变化明显,并引起用户侧负荷及热泵回水温度的波动。在结构方面,随内管径由63 mm增至125 mm,平均出口水温和换热功率分别降低1.9%和4.8%,但内管径过小将影响内管运行的安全性,综合安全和换热两方面因素,最佳内管径应选取ϕ110 × 10mm规格;随外管径由168.3 mm增至244.5 mm,平均出口水温和换热功率分别增加3.5%和9%,综合成本和换热两方面因素,最佳外管径应选取ϕ 177.8 × 19 mm规格;在运行方面,地埋管出口水温随着流量的增加而减小,换热功率随着流量增加而增加;出口水温随着进水温度的升高而上升,换热功率也随之减小。在材料方面,减小内管导热系数和增加固井材料导热系数均能增加地埋管出口水温和换热功率,考虑换热功率变化和成本因素,在工程中导热系数为0.42 W/（m∙K）的内管和导热系数为3 W/（m∙K）左右的固井材料。     

南宁电厂温排水对郁江干流水温及水生态的影响程度分析

针对目前电厂热效率很低,多余热量必须通过冷却水循环系统带出,使受纳水域增温,从而破坏水体原有的生态环境平衡,甚至使水体恶化,导致水生生物大量死亡的问题。以取排水口位于郁江干流的南宁电厂为例,基于实测水温数据,运用数学模型计算了电厂温排水对受纳水体水温的影响范围,并通过现场采样,分析了温排水对排水口附近浮游植物、浮游动物、底栖动物的影响,计算出硅藻的特定污染敏感指数和硅藻生物指数,评价了电厂温排水对受纳水体水生态的影响程度。     

Control-orientated thermal model for proton-exchange membrane fuel cell systems

A lumped parameter dynamic model is developed for predicting the stack temperature, temperatures of the exit reactant gases and coolant water outlet in a proton-exchange membrane fuel cell (PEMFC) system. A dynamic model for a water pump is also developed and can be used along with the thermal model to control the stack temperature. The thermal and water pump models are integrated with the air flow compressor and PEMFC stack current–voltage models developed by Pukrushpan et al. to study the fuel cell system under open and closed-loop conditions. The results obtained for the aforementioned variables from open-loop simulation studies are found to be similar to the experimental values reported in the literature. Closed-loop simulations using the model are carried out to study the effect of stack temperature on settling times of other variables such as stack voltage, air flow rate, oxygen excess ratio and net power of the stack. Further, interaction studies are performed for selecting appropriate input–output pairs for control purpose. Finally, the developed thermal model can assist the designer in choosing the required number of cooling plates to minimize the difference between the cooling water outlet temperature and stack temperature.     

一种太阳能吸热器过热蒸汽温度控制系统

介绍了一种应用于塔式太阳能热发电系统的水/蒸汽吸热器过热蒸汽温度控制系统。受到太阳辐射能间歇性和不确定性的影响,吸热器产生的过热蒸汽温度难于控制。控制系统根据吸热器在蒸汽流量变化、光功率变化和减温水流量变化等3种主要扰动下的过热汽温度动态响应特性,以减温水流量作为控制量,光功率和蒸汽负荷作为前馈信号,设计和研制了两段式过热蒸汽温度控制系统,使吸热器过热区出口汽温维持在允许的范围内。     

火电厂自然通风冷却塔性能研究

冷却塔是汽轮发电机组重要的冷端设备之一,其冷却性能对电站的经济和安全运行有重要的影响。以双曲线型自然通风冷却塔为研究对象,根据实际运行参数,通过对冷却塔热力性能的计算,得到了冷却水出塔水温及其主要影响因素——填料层淋水密度不均对出塔水温的影响。计算结果与实测值相符。同时,对冷却塔内气体流场建立热态模型并进行了空气动力性能的数值计算。冷却塔热力和空气动力性能的变化规律为冷却塔的运行、检修和改造提供了依据。