印尼百通電廠溫排水泥沙物理模型試驗(yàn)研究

通過(guò)物理模型試驗(yàn),對(duì)電廠的溫排水在潮汐過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)情況及其對(duì)海水水溫的影響進(jìn)行研究、分析,經(jīng)多方案對(duì)比試驗(yàn),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(dòng)床實(shí)體模型,考慮了在建的南水北調(diào)工程和擬建的崔家營(yíng)航電工程對(duì)該河段的河床演變和水流泥沙運(yùn)動(dòng)影響,從三維空間角度詳細(xì)研究了取、排水河段水流泥沙運(yùn)動(dòng)及河道沖淤演變趨勢(shì)、取水口附近底沙運(yùn)動(dòng)情況、取水安全可靠性等問(wèn)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(yàn)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(yàn)關(guān)鍵相似條件，對(duì)于上海cj電廠一、二、三期取 排水工程冷卻水物理模型進(jìn)行了設(shè)計(jì)。詳細(xì)介紹了對(duì)典型水文條件下的溫差水流實(shí)驗(yàn)，測(cè) 得了表層溫度分布場(chǎng)、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(duì)環(huán)境影響的評(píng)價(jià)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(jì)的運(yùn)行提供了保證。 關(guān)鍵詞：溫排水；上海cj電廠；表層溫度場(chǎng)；取水溫升；物理模型 1引言 我國(guó)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(lái)，人們?cè)?/p>

瓦斯河龍洞水電站是以發(fā)電為單一開(kāi)發(fā)目標(biāo)的引水式電站,隨著時(shí)間推移電站需經(jīng)歷近期到遠(yuǎn)期兩種不同庫(kù)水位運(yùn)行條件,因此,電站設(shè)計(jì)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(yuǎn)期兩種運(yùn)行條件,并能節(jié)省投資和方便未來(lái)施工改造,這在一定程度上增加了優(yōu)化設(shè)計(jì)和模型試驗(yàn)的難度。通過(guò)水工模型試驗(yàn)研究,開(kāi)展了該電站不同時(shí)期引水防沙的研究,并對(duì)樞紐導(dǎo)沙、防沙設(shè)施布置及結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化,從而較好解決了電站的引水防沙問(wèn)題,也為以后類似的需分期運(yùn)行的電站如何處理好不同時(shí)期的泥沙問(wèn)題提供一定的參考。

針對(duì)深溪溝水電站泥沙淤積問(wèn)題進(jìn)行了相應(yīng)的物理模型試驗(yàn)研究。在驗(yàn)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(yùn)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(kù)區(qū)泥沙淤積物的沖刷效果。試驗(yàn)結(jié)果表明:關(guān)閉電站敞泄拉沙時(shí)庫(kù)區(qū)泥沙淤積物被大量沖刷,河床高程明顯降低,尤以來(lái)流量6290m3/s和3300m3/s2個(gè)級(jí)別的沖刷效果最好。

介紹某電廠取排水口模型試驗(yàn)方案和試驗(yàn)方法。通過(guò)模型試驗(yàn),提出了合理的排水口布置形式,并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化。同時(shí),研究了電廠排水對(duì)廠區(qū)附近局部水域環(huán)境溫升和對(duì)環(huán)境流場(chǎng)的影響。研究結(jié)果可為對(duì)環(huán)境影響的評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

黃金埠電廠的補(bǔ)給水源為信江,取水方式為岸邊開(kāi)敞式無(wú)壩取水.采用動(dòng)床物理模型試驗(yàn),對(duì)黃金埠電廠補(bǔ)給水取水口局部區(qū)域的水流、泥沙運(yùn)動(dòng)及地形沖淤規(guī)律進(jìn)行研究,在確保電廠取水能力的前提下預(yù)測(cè)了可能的沖淤程度,并在此基礎(chǔ)上對(duì)取水泵房擋沙坎高程進(jìn)行了優(yōu)化.試驗(yàn)結(jié)果表明,擬建取水泵房進(jìn)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(méi)有沖淤變化,取水泵房的選址和設(shè)計(jì)合適;泵房取水流量不會(huì)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(yùn)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(jì)與試驗(yàn)情況。對(duì)原樞紐的防沙、排沙措施進(jìn)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(yàn)研究成果,給出了取水溫升低而且無(wú)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(yùn)移規(guī)律,提出了工程設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要泥沙問(wèn)題。

三亞新機(jī)場(chǎng)及臨空產(chǎn)業(yè)園采用海上人工島的形式進(jìn)行建設(shè),工程離岸較近,該海域原有的水動(dòng)力條件發(fā)生變化,將重新塑造水動(dòng)力、泥沙沖淤新的動(dòng)態(tài)平衡.通過(guò)波浪潮流泥沙物理模型試驗(yàn),研究了工程海域水動(dòng)力環(huán)境、海床在機(jī)場(chǎng)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(jì)提供了必要的科學(xué)依據(jù).

針對(duì)雜木寺水電站樞紐布置、泄水建筑物進(jìn)口及消能工的體型優(yōu)化、庫(kù)區(qū)拉沙以及下游河道的消能防沖等問(wèn)題進(jìn)行了41個(gè)方案的試驗(yàn)研究和論證分析,通過(guò)在電站進(jìn)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(kù)區(qū)拉沙問(wèn)題及樞紐的泄洪消能問(wèn)題。提出的推薦方案具有體型簡(jiǎn)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(diǎn),達(dá)到了泄洪消能試驗(yàn)的目的,滿足了設(shè)計(jì)要求,并被應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)中。

尼那水電站是一座日調(diào)節(jié)的中型水電站，庫(kù)容較小而來(lái)沙較多。為研究水庫(kù)的減淤防淤措施和合理的運(yùn)行方式，進(jìn)行了壩區(qū)泥沙模型試驗(yàn)研究。通過(guò)對(duì)三個(gè)不同的樞紐布置方案進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，預(yù)估了各方案在不同來(lái)水來(lái)沙和運(yùn)行水位情況下的庫(kù)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(kù)泥沙淤積，使水庫(kù)長(zhǎng)期保持有效庫(kù)容的工程措施，優(yōu)選了樞紐布置方案，為該工程的設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)，也可供類似工程設(shè)計(jì)時(shí)參考。

闡述了瑞麗江水電站泥沙模型試驗(yàn)的主要內(nèi)容和試驗(yàn)方法。通過(guò)模型試驗(yàn)研究,肯定了拉沙洞前置的合理性;確定了水庫(kù)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(jī)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(xì)介紹了各種水文條件下的溫差水流實(shí)驗(yàn),測(cè)得表層溫度分布場(chǎng)和取水口取水溫升。通過(guò)數(shù)據(jù)分析,保證了取排水工程安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行,為常熟電廠擴(kuò)建工程的設(shè)計(jì)及環(huán)境評(píng)價(jià)提供了相應(yīng)的科學(xué)依據(jù)。

針對(duì)滴灌用黃河水泥沙含量高的問(wèn)題,根據(jù)蘭州段黃河泥沙粒配特性設(shè)計(jì)了黃河水泥沙分離設(shè)備。采用正交試驗(yàn)、極差和方差分析研究了分離機(jī)參數(shù)對(duì)溢流顆粒d50和溢流液流量的影響。試驗(yàn)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(yàn)因素對(duì)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(gè)、碟片間隙為1.2mm。

針對(duì)滴灌用黃河水泥沙含量高的問(wèn)題，根據(jù)蘭州段黃河泥沙粒配特性設(shè)計(jì)了黃河水泥沙分離設(shè)備。采用正交試驗(yàn)、極差和方差分析研究了分離機(jī)參數(shù)對(duì)溢流顆粒d。和溢流液流量的影響。試驗(yàn)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(yàn)因素對(duì)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(gè)、碟片間隙為1．2mm。

文章通過(guò)對(duì)電廠循環(huán)水泵房進(jìn)水流道物理模型的試驗(yàn),特對(duì)電廠取水隧洞段的水流流態(tài)進(jìn)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(jì)提供依據(jù),研究成果對(duì)類似工程設(shè)計(jì)具有參考價(jià)值。

水電站引水發(fā)電系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程是流體、機(jī)械、電氣、甚至結(jié)構(gòu)相互耦合的復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程,現(xiàn)有的將水、機(jī)、電分開(kāi)研究的方法及成果無(wú)法滿足大型長(zhǎng)輸水道地下式水電站設(shè)計(jì)和運(yùn)行的需要,所以需要開(kāi)展水電站過(guò)渡過(guò)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(jī)電整體模擬、控制測(cè)試以及大波動(dòng)、小波動(dòng)和水力干擾等過(guò)渡過(guò)程的試驗(yàn)結(jié)果,并與數(shù)值仿真計(jì)算結(jié)果對(duì)比

根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),以理論分析結(jié)合物理模型試驗(yàn),針對(duì)某核電廠一期工程循環(huán)水泵房進(jìn)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(shí)現(xiàn)吸水室均勻、平穩(wěn)、無(wú)渦的水流流態(tài),提出有利于循環(huán)水泵安全、高效運(yùn)行、投資較省的泵房工程布置方案。

針對(duì)浯溪口水利樞紐進(jìn)口流態(tài)、下游河道消能防沖、電站進(jìn)口泥沙淤積等問(wèn)題進(jìn)行了試驗(yàn)研究,通過(guò)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)主要特征的基礎(chǔ)上,研究了該3個(gè)區(qū)域泥沙模擬試驗(yàn)面臨的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題;重點(diǎn)研究珠江河口整體物理模型泥沙試驗(yàn)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(lái)科研生產(chǎn)和模型運(yùn)用的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出珠江河口整體物理模型泥沙試驗(yàn)方法。最后,以近年來(lái)珠江河口的重大涉水工程——港珠澳大橋工程為例予以了進(jìn)一步說(shuō)明。

為評(píng)估某海水取水泵站的布置設(shè)計(jì),對(duì)其進(jìn)行物理模型試驗(yàn)研究。在建模時(shí),需要合理選擇模型比尺,使模型與原型符合動(dòng)力相似,幾何相似和運(yùn)動(dòng)相似,并正確重現(xiàn)泵吸進(jìn)口的渦流作用。為了促進(jìn)系統(tǒng)良好的運(yùn)行,采取措施對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行測(cè)量:設(shè)施內(nèi)的水位,來(lái)自每個(gè)泵位置的流量,來(lái)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(cè)試來(lái)流分布較差,出現(xiàn)了預(yù)旋和旋渦。通過(guò)對(duì)旋渦出現(xiàn)的原因進(jìn)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。