近岸海域电厂温排水三维数值模拟

发布时间：2019-11-29 09:50

【摘要】：随着国民经济的发展,对电力的需求量成倍增长,大量的火／核电厂在滨海地区规划建设。这些电厂通常均采用海水直流冷却,以利用天然水域与周围环境之间的热交换来达到冷却温排水的目的。但这种方法将会引起工程区受纳水域水温一定程度的增加,给生态环境带来一定的影响。同时,为保证机组的正常安全运行,要确保电厂取到温升相对较低的冷却水。因此,这就需要对温排水所引起的温升范围和温升幅度进行分析论证,为电厂温排水对该区域的影响作出评估,为取排水口的合理布置提供理论依据。温排水的研究主要采用物理模型试验和数值模拟相结合的方法进行。目前,通常采用深度平均的二维数值模拟,进行大范围的温升预测,计算成果主要为环境评价提供服务,同时为近区物理模拟提供水动力条件,但二维模拟无法很好的体现工程近区的温升分布的三维特性,常采用物理模拟预报工程近区的温升分布情况,而物理模型试验需耗费大量的人力、物力和财力。本文将三维水力热力数学模型用于工程近区的数值模拟,以克服上述不足之处,对电厂温排放作更为精细的预报。其具体研究内容和结果如下： (1)查阅大量与潮流和温排水有关的文献资料,进行分析整理归纳概括,在熟悉该领域的研究现状后,找出本文的研究方向和价值。 (2)仔细研读ECOMSED源代码,找出本文研究相对应的水力热力模块,进行适当的修改和提取,以用于本文的研究。 (3)在对罗源湾海洋水文资料进行仔细分析研究的基础上,基于已相对成熟的ECOMSED模型中的三维非线性水动力模块和热通量模块,进行潮流场和由温排水引起的温升场的数值模拟。 (4)对工程所在海域的潮流场进行三维数值模拟,给出大、中、小潮相应的流速测点的表层、中层和近底层流速。将数模计算结果与实测资料进行对比分析,对流场进行验证。 (5)选择与电厂运行期间实测水温相近的工况进行计算,对计算结果进行验证。 (6)对电厂一二期工程温排水的温升场进行三维数值模拟,给出大、小潮的全潮最大温升包络图、全潮平均温升等值线图、大小潮的取水温升过程线和典型点的垂向温升分布图。 (7)计算结果表明ECOMSED模型基本能正确反映工程区域流场和温度场的三维特性,今后可用于冷却水工程的数值模拟。
【图文】：

分布图,罗源湾,水深,分布图

湾口区域为深槽，也是潮汝通道；湾内为大面积的水下浅滩。北侧航道以及可门水道的水深均大于10m，最大水深可达80m,水深分布如图3-1所示。湾内大部分水深为10米左右，，可门水道的水深为50米以上。罗源湾内的海水主要靠潮流来与外海进行海水交换，但是由于湾口狭长，限制了罗源湾内的水交换，尽管周边有几条溪河流入罗源湾，但年径流量仅为3.8亿m3,对罗源湾内的海水并没有明显的影响[6。]。23

站点,平均流速,涨落潮

图3-2观n,站点位置示意图Fig. 3-2 Position illustrations of observation site表3-1 潮位和流速坐标表Table 3-1 Coordinates table of tidal level and velocity站位韩度（北）经度（东）T1 26° 22.828' 119° 45.562'A1 26° 22.180' 119° 44.459'A2 26° 22.845' 119° 45.550'A3 26° 22.766' 119° 45.949'A4 26° 25.173' 119° 48.491 ‘观测期间各站点涨落潮期间垂向平均最大流速和流向见表3-2，涨落潮期间平均流速和流向见表3-3。由表3-2和表3-3可见，各测站均表现为明显的往复流动。观测期间最大落潮流速出现在大潮期间A4站点，其落潮期间最大84crn/s，平均流速为53cm/s。最大涨潮流速出现在中潮A1站，其涨潮期间最大50cm/s，平均流速为31cm/s。最小落潮流速出现在小潮期间A2站点，其落潮期间最大23cm/s
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV131

【参考文献】