地下综合管廊电力舱内高温聚集区的通风系统模拟研究

发布时间：2020-07-02 20:44

【摘要】：综合管廊本体位于地下,属于封闭的构筑物。由于电力舱内本身空气流通不畅,在不通风情况下,电缆散发的大量散热会导致舱内环境温度急剧升高,出现大量高温空气的聚集区,不利于维修人员的巡视与检修。在我国综合管廊建设的理论研究,尤其是现有模式电力舱内通风系统的相关研究还不太完善的背景下,需要对容纳电缆数量较多散热量较大的电力舱进行通风对流换热的研究,以期消除高温空气聚集区,及时排除电缆散热量,保证电力舱安全高效地运行,给维修人员提供良好的维修环境。本课题以沈阳市某地下综合管廊的电力舱作为研究对象,对土木相关行业从事人员进行问卷调查,了解地下综合管廊通风系统设计时面临的种种问题,总结出影响沈阳管廊电力舱内通风散热效果的相关因素。在研究管廊电力舱结构特点的基础上,结合沈阳当地气候条件确定数值模拟时的典型工况,运用Gambit建立电力舱的几何模型,使用Fluent模拟软件研究电力舱的通风散热问题。首先,在问卷调查的基础上,对冬、夏两个典型季节电力舱200m通风区间进行自然通风工况下的数值模拟。模拟结果显示自然通风工况下电力舱中后段高温空气不断积聚,夏季的聚集区间比冬季长,舱室内通风散热效果极差,无法满足规范中舱室内温度不高于40℃的要求。因此需要引入机械通风系统,消除高温空气聚集区。其次,在机械通风(自然进风、机械排风)工况下,分别对夏季换气次数为2～5次/h,冬季换气次数为2～4次/h进行数值模拟。经对比分析,并考虑到实际工程设备的节能要求,最终确定管廊电力舱区域最高温度在37.85～38.85℃范围内,舱内中心区域最高风速为1.32m/s,满足规范要求的换气次数4次/h为夏季的最宜换气次数。电力舱内人员呼吸面处的最高温度为36.85℃,舱内中心区域最高风速为1.24m/s,满足规范要求的换气次数3次/h为冬季的最宜换气次数。但冬季进风温度极低,舱室入口段无法满足规范中控制电缆隧道内的温度不低于5℃的要求。因此通过改变进风口的百叶叶片倾角(相对竖直方向)的措施对其进行改善,最终确定调节叶片倾角θ为45°～60°的范围内,冬季电力舱内温度满足规范不低于5℃的要求。再次,在自然通风工况下分别对通风区间长度为200m、180m、160m进行数值模拟,由结果对比分析可得,减少通风区间长度极大地缩短了电力舱高温空气聚集区域的长度。当通风区间长度减少到160m时,夏季依旧需要引入机械通风系统排除电缆散热量,但冬季已经没有高温空气聚集区且末端区域最高温度仅有38.85℃。证明冬季160m通风区间长度下的电力舱可以靠单纯的自然通风排除电缆散热量,并满足规范要求。最后,希望本课题的研究成果能为沈阳市地下综合管廊电力舱通风系统设计提供一定的借鉴作用,为后续的管廊通风系统建设工程总结经验和提供可参考性价值。
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU990.3
【图文】：

管廊,试点城市,规划建设,情况

第一章绪论逦硕士研究生学位论志之一。２０１５年，我国确定了包括沈阳、哈尔滨、包头在内的１０个综合管廊试具体的管廊建设规划建设长度及投资情况见图１．２。从２０１６年，国家开始加大对管廊的普及力度及推行建设政策。５月中旬，住建部和财政部组织成立绩效评价小个第一批中央财政支持的地下综合管廊建设试点城市进行２０１５年度绩效评价，财政支持地下综合管廊试点工作进展情况，总结推广试点城市工作经验和做法，并提出改进措施［３］。２０１６年，我国确定了包括广州、青岛在内的１５个综合管廊，与２０１５年试点城市相比，规划建设长度与投资都有了较大的提高。具体的管划建设长度及投资情况见图１．３。２０１６年５月２６日，住房城乡建设部国家能源局进电力管线纳入城市地下综合管廊的意见》［４］。２０１６年６月２日，住房城乡建设源局出台意见：鼓励电网企业参与投资建设运营地下管廊。逡逑７０逡逑

管廊,缆线

综合管廊分类逦Ｗｓｉ逡逑干线综合管廊逦用于容纳城市主干工程管线，采用独立分舱方式建设，见图１．７逡逑支线综合管廊逦用于容纳城市配给工程管线，采用单舱或双舱方式建设，见图１．８逡逑缆线综合管廊逦采用浅埋沟道方式敷设，设有可开启盖板，用于容纳通信线缆的管廊，见图丨．９逡逑图１．７千线综合管廊逦图１．８支线综合管廊逡逑Ｆｉｇ．邋１．７邋Ｔｒｕｎｋ邋ｌｉｎｅ邋Ｇａｌｌｅｒｙ逦Ｆｉｇ．邋１．８邋Ｂｒａｎｃｈ邋ｌｉｎｅ邋ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ邋Ｇａｌｌｅｒｙ逡逑图１．９缆线综合管廊逡逑Ｆｉｇ．邋１．９邋Ｃａｂｌｅ邋ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ邋Ｇａｌｌｅｒｙ逡逑１．３．２地下综合管廊标准规范解析逡逑根据《城市综合管廊工程技术规范》ＧＢ５０８３８－２０１５［Ｕ］，将纳入地下综合管廊管线分为逡逑表１．２所列的三种收纳方法［１２］。逡逑表１．２入廊管线收纳方法逡逑Ｔａｂｌｅ邋１．２邋Ａｃｃｅｓｓ邋ｍｅｔｈｏｄ邋ｏｆ邋ｃｏｒｒｉｄｏｒ邋ｐｉｐｅｌｉｎｅ逡逑＂￥１逦纳入管线类型逡逑管廊内部基本管线逦给水管线、电力管线、电信管线（电信电缆管线与高压输电电缆管线必须逡逑分开设置）逡逑灵活放入管廊管线逦供热管线、燃气管线（燃气管线、供热管线不得同电力电缆同舱敷设。同逡逑时，燃气管线需单舱敷设）逡逑不纳入管廊管线逦重力流排水管线不宜纳入综合管廊内，污水或雨水压力管可根据实际需求逡逑考虑进入综合管廊，给水管线与排水管线可在综合管廊一侧布置逡逑

【参考文献】