印尼百通電廠溫排水泥沙物理模型試驗研究

通過物理模型試驗,對電廠的溫排水在潮汐過程中的運動情況及其對海水水溫的影響進行研究、分析,經(jīng)多方案對比試驗,推薦了較優(yōu)的電廠取排水口布置方案。

襄樊電廠一、二期工程均以漢江為水源,采用直流供水方式,排水入漢江。本文建立了電廠取、排水口河段動床實體模型,考慮了在建的南水北調(diào)工程和擬建的崔家營航電工程對該河段的河床演變和水流泥沙運動影響,從三維空間角度詳細研究了取、排水河段水流泥沙運動及河道沖淤演變趨勢、取水口附近底沙運動情況、取水安全可靠性等問題,并提出了穩(wěn)定取、排水口附近河岸及保證取水可靠的建議性措施。

http://www.***.*** -1- 電廠溫排水模型試驗研究 張小偉 河海大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，南京（210098） e-mail：zxw19821108@yahoo.cn 摘要：本文主要根據(jù)冷卻水物理模型試驗關(guān)鍵相似條件，對于上海cj電廠一、二、三期取 排水工程冷卻水物理模型進行了設(shè)計。詳細介紹了對典型水文條件下的溫差水流實驗，測 得了表層溫度分布場、垂線溫升分布以及取水口取水溫升。結(jié)果表明,該模型較好地復(fù)演 了原體水流流態(tài),為減輕溫排水相互影響程度及對環(huán)境影響的評價提供了科學(xué)的依據(jù),并為 各期循環(huán)水取排水工程安全、可靠、經(jīng)濟的運行提供了保證。 關(guān)鍵詞：溫排水；上海cj電廠；表層溫度場；取水溫升；物理模型 1引言 我國沿海地區(qū)興建的熱電廠，大多靠近海灣和河口，由于受潮汐作用，水流呈非恒定狀 態(tài),水流流態(tài)比較復(fù)雜。近年來，人們在

瓦斯河龍洞水電站是以發(fā)電為單一開發(fā)目標的引水式電站,隨著時間推移電站需經(jīng)歷近期到遠期兩種不同庫水位運行條件,因此,電站設(shè)計階段,其取水防沙措施必須兼顧攔沙、拉沙、導(dǎo)沙等設(shè)施的近期和遠期兩種運行條件,并能節(jié)省投資和方便未來施工改造,這在一定程度上增加了優(yōu)化設(shè)計和模型試驗的難度。通過水工模型試驗研究,開展了該電站不同時期引水防沙的研究,并對樞紐導(dǎo)沙、防沙設(shè)施布置及結(jié)構(gòu)尺寸進行了優(yōu)化,從而較好解決了電站的引水防沙問題,也為以后類似的需分期運行的電站如何處理好不同時期的泥沙問題提供一定的參考。

針對深溪溝水電站泥沙淤積問題進行了相應(yīng)的物理模型試驗研究。在驗證廠前導(dǎo)沙坎攔沙效果的基礎(chǔ)上,分別研究了在電站正常運行結(jié)合泄洪沖沙以及關(guān)閉電站敞泄拉沙2種樞紐調(diào)度方式下的庫區(qū)泥沙淤積物的沖刷效果。試驗結(jié)果表明:關(guān)閉電站敞泄拉沙時庫區(qū)泥沙淤積物被大量沖刷,河床高程明顯降低,尤以來流量6290m3/s和3300m3/s2個級別的沖刷效果最好。

介紹某電廠取排水口模型試驗方案和試驗方法。通過模型試驗,提出了合理的排水口布置形式,并對其進行了優(yōu)化。同時,研究了電廠排水對廠區(qū)附近局部水域環(huán)境溫升和對環(huán)境流場的影響。研究結(jié)果可為對環(huán)境影響的評價提供依據(jù)。

黃金埠電廠的補給水源為信江,取水方式為岸邊開敞式無壩取水.采用動床物理模型試驗,對黃金埠電廠補給水取水口局部區(qū)域的水流、泥沙運動及地形沖淤規(guī)律進行研究,在確保電廠取水能力的前提下預(yù)測了可能的沖淤程度,并在此基礎(chǔ)上對取水泵房擋沙坎高程進行了優(yōu)化.試驗結(jié)果表明,擬建取水泵房進水口底坎接近枯水主槽河底,岸邊貼流狀況良好,且取水口前的斷面基本沒有沖淤變化,取水泵房的選址和設(shè)計合適;泵房取水流量不會影響河道枯水期通航;將泵房擋沙坎高程抬高0.5m能夠最大限度地避免取水口淤積,有利于電廠取水口的安全、可靠運行.

本文介紹了百龍灘水電站初設(shè)階段壩區(qū)泥沙模型的設(shè)計與試驗情況。對原樞紐的防沙、排沙措施進行修改。

結(jié)合印度尼西亞北蘇風(fēng)港電廠取排水工程試驗研究成果,給出了取水溫升低而且無局部沖淤的取排水工程方案,揭示了電廠水域溫排水的水力熱力特性及泥沙運移規(guī)律,提出了工程設(shè)計中應(yīng)考慮的主要泥沙問題。

三亞新機場及臨空產(chǎn)業(yè)園采用海上人工島的形式進行建設(shè),工程離岸較近,該海域原有的水動力條件發(fā)生變化,將重新塑造水動力、泥沙沖淤新的動態(tài)平衡.通過波浪潮流泥沙物理模型試驗,研究了工程海域水動力環(huán)境、海床在機場人工島不同方案布置下的的變化規(guī)律,以及岸線沖淤影響情況,為優(yōu)化工程方案和設(shè)計提供了必要的科學(xué)依據(jù).

針對雜木寺水電站樞紐布置、泄水建筑物進口及消能工的體型優(yōu)化、庫區(qū)拉沙以及下游河道的消能防沖等問題進行了41個方案的試驗研究和論證分析,通過在電站進口加設(shè)導(dǎo)沙坎、在泄洪沖沙閘末端加設(shè)小挑坎以及在消力池右邊墻出口段加設(shè)導(dǎo)流墩等措施,較好地解決了庫區(qū)拉沙問題及樞紐的泄洪消能問題。提出的推薦方案具有體型簡單,易于施工,操作靈活、工程量小、下游河道沖刷較淺等優(yōu)點,達到了泄洪消能試驗的目的,滿足了設(shè)計要求,并被應(yīng)用于工程設(shè)計中。

尼那水電站是一座日調(diào)節(jié)的中型水電站，庫容較小而來沙較多。為研究水庫的減淤防淤措施和合理的運行方式，進行了壩區(qū)泥沙模型試驗研究。通過對三個不同的樞紐布置方案進行對比試驗，預(yù)估了各方案在不同來水來沙和運行水位情況下的庫區(qū)沖淤地形；研究了樞紐不同布置方案的排沙情況，探求了最大限度減少水庫泥沙淤積，使水庫長期保持有效庫容的工程措施，優(yōu)選了樞紐布置方案，為該工程的設(shè)計提供了科學(xué)依據(jù)，也可供類似工程設(shè)計時參考。

闡述了瑞麗江水電站泥沙模型試驗的主要內(nèi)容和試驗方法。通過模型試驗研究,肯定了拉沙洞前置的合理性;確定了水庫調(diào)度的具體方案;并由右岸拉沙底孔的拉沙效果提出加設(shè)機組的構(gòu)想。

本文基于溫排水物理模型相似關(guān)鍵條件,建立了江蘇常熟電廠工程溫排水物理模型。文章詳細介紹了各種水文條件下的溫差水流實驗,測得表層溫度分布場和取水口取水溫升。通過數(shù)據(jù)分析,保證了取排水工程安全、可靠、經(jīng)濟地運行,為常熟電廠擴建工程的設(shè)計及環(huán)境評價提供了相應(yīng)的科學(xué)依據(jù)。

針對滴灌用黃河水泥沙含量高的問題,根據(jù)蘭州段黃河泥沙粒配特性設(shè)計了黃河水泥沙分離設(shè)備。采用正交試驗、極差和方差分析研究了分離機參數(shù)對溢流顆粒d50和溢流液流量的影響。試驗結(jié)果表明:影響溢流顆粒d50的參數(shù)主次排列為轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、碟片間隙和噴嘴數(shù)量,而影響溢流液流量的參數(shù)主次排列為轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、噴嘴數(shù)量和碟片間隙?？紤]試驗因素對溢流顆粒d50和溢流液流量影響程度的大小,優(yōu)化的參數(shù)為轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為3500rpm、噴嘴數(shù)量為32個、碟片間隙為1.2mm。

針對滴灌用黃河水泥沙含量高的問題，根據(jù)蘭州段黃河泥沙粒配特性設(shè)計了黃河水泥沙分離設(shè)備。采用正交試驗、極差和方差分析研究了分離機參數(shù)對溢流顆粒d。和溢流液流量的影響。試驗結(jié)果表明：影響溢流顆粒d。的參數(shù)主次排列為轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、碟片間隙和噴嘴數(shù)量，而影響溢流液流量的參數(shù)主次排列為轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速、噴嘴數(shù)量和碟片間隙?？紤]試驗因素對溢流顆粒d。和溢流液流量影響程度的大小，優(yōu)化的參數(shù)為轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為3500rpm、噴嘴數(shù)量為32個、碟片間隙為1．2mm。

文章通過對電廠循環(huán)水泵房進水流道物理模型的試驗,特對電廠取水隧洞段的水流流態(tài)進行觀察,并結(jié)合理論分析,研究了90°圓形截面隧洞內(nèi)的水流流態(tài),為工程設(shè)計提供依據(jù),研究成果對類似工程設(shè)計具有參考價值。

水電站引水發(fā)電系統(tǒng)過渡過程是流體、機械、電氣、甚至結(jié)構(gòu)相互耦合的復(fù)雜的動態(tài)過程,現(xiàn)有的將水、機、電分開研究的方法及成果無法滿足大型長輸水道地下式水電站設(shè)計和運行的需要,所以需要開展水電站過渡過程整體性物理模擬。本文作為初步的探討,著重介紹模型比尺、水機電整體模擬、控制測試以及大波動、小波動和水力干擾等過渡過程的試驗結(jié)果,并與數(shù)值仿真計算結(jié)果對比

根據(jù)相關(guān)試驗研究成果和實踐經(jīng)驗,以理論分析結(jié)合物理模型試驗,針對某核電廠一期工程循環(huán)水泵房進水流道的水流特性,采用多種整流措施,優(yōu)化各水工建筑物的體形尺寸,有效改善了吸水室內(nèi)水流流態(tài)及流速分布的不均勻性,實現(xiàn)吸水室均勻、平穩(wěn)、無渦的水流流態(tài),提出有利于循環(huán)水泵安全、高效運行、投資較省的泵房工程布置方案。

針對浯溪口水利樞紐進口流態(tài)、下游河道消能防沖、電站進口泥沙淤積等問題進行了試驗研究,通過縮短電站與低孔上游導(dǎo)墻,將其頭部改為半圓形,以及表孔段與左壩段之間的連接擋墻采用扭曲面平順銜接、表孔消力池內(nèi)設(shè)置消力墩等措施,取得了較好的效果.

為全面掌握珠江河口泥沙運動的基本規(guī)律,優(yōu)化河口重大工程方案布置,在宏觀分析珠江河口伶仃洋、磨刀門和黃茅海泥沙運動主要特征的基礎(chǔ)上,研究了該3個區(qū)域泥沙模擬試驗面臨的關(guān)鍵技術(shù)問題;重點研究珠江河口整體物理模型泥沙試驗中的分區(qū)模擬、模型沙選擇、關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)等核心技術(shù),結(jié)合多年來科研生產(chǎn)和模型運用的實際經(jīng)驗,總結(jié)出珠江河口整體物理模型泥沙試驗方法。最后,以近年來珠江河口的重大涉水工程——港珠澳大橋工程為例予以了進一步說明。

為評估某海水取水泵站的布置設(shè)計,對其進行物理模型試驗研究。在建模時,需要合理選擇模型比尺,使模型與原型符合動力相似,幾何相似和運動相似,并正確重現(xiàn)泵吸進口的渦流作用。為了促進系統(tǒng)良好的運行,采取措施對以下幾個方面進行測量:設(shè)施內(nèi)的水位,來自每個泵位置的流量,來流類型與水流分布,泵吸處的流速情況,泵室內(nèi)部的渦流作用。次測試來流分布較差,出現(xiàn)了預(yù)旋和旋渦。通過對旋渦出現(xiàn)的原因進行分析,采取了不同的改良措施,有效消除了這些不良現(xiàn)象,保證了泵站取水安全。