核电站汽机房通风方案的优化

论文摘要

在全球能源日益短缺的情况下,我国的能源状况不容乐观,建筑节能对缓解我国能源短缺问题具有重要意义。而目前核电站汽轮机房主要的通风方式仍采用机械进风、机械排风的方案,使得投资成本和运行能耗大大增加,因此在保证满足工艺情况下,合理的引进自然风,采用自然进风与机械排风相结合的通风方式具有十分重要的意义。核电站汽机房的布置形式和发热量与火力发电站有很大的差别,其热力管道和配套系统多而复杂,但表面温度偏低。目前在这方面尚未有相关的设计规程,使设计工作中产生了困惑。为了使目前和今后此类设计项目能够有据可依,经委托方的要求,对福清核电站汽机房通风方案及其各类影响因素进行数值模拟优化,并根据相似比原理建立1/20的实物模型试验台。本文首先采用CFD技术对福清核电站汽轮机房原始工况（自然进风、机械排风方案）进行数值模拟。采用Realizable k-ε湍流模型及DO辐射模型对汽轮机房的流场和温度场进行了数值计算,得到的结果与秦山二期汽轮机房实测温度很好的吻合,由此验证了本文数值模拟是可靠的。并在此基础上通过对厂房内各层风量、工作面平均温度,速度分布、“中和面”位置、垂直温度分布、不均匀系数的分析得出厂房的最佳进风量以及各结构参数（各层窗户的位置、大小;地沟宽度;诱导风机的设置及选型）的优化方向。模拟结果显示:当核电站汽轮机房采用自然进风、机械排风的通风方案下:屋顶风机压头为60Pa,自上而下各层进风窗比为1:1.2:5.4:3.2时最为经济合理,且此时应尽量降低0m层C侧窗的位置及增加该侧窗户面积;地沟宽度为3m时,厂房通风最为经济合理;诱导风机流量为860m3/h,且设置在有热源的格栅（或吊物孔）下方3.5m处时效果最为明显。本论文成果不仅可直接用于特定项目建设,对同类电站及同类建筑的通风方案以及结构参数的拟定有重要的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 主要符号表
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 国内外研究、应用现状
• 1.3 课题研究目的、意义及价值
• 1.4 课题研究方法及内容
• 第二章 通风及模型试验的理论机理
• 2.1 自然通风
• 2.2 机械通风
• 2.3 机械通风与自然通风相结合
• 2.4 厂房空间通风量的确定
• 2.5 中和面理论
• 2.6 热分层高度理论
• 2.7 厂房内气流组织的评价指标
• 2.8 模型试验理论基础
• 第三章 模型的建立及采用的数值方法
• 3.1 模型的建立
• 3.2 模型网格的划分
• 3.3 数值模型的选定及设置
• 第四章 数值模拟与实地测量的对比研究
• 4.1 实验台的布置
• 4.2 数值模拟结果
• 4.3 数值模拟与实测的对比分析
• 4.4 数值模拟结果分析
• 4.5 厂房结构调整方案的提出
• 第五章 数值模拟结果与分析
• 5.1 总排风量的确定
• 5.2 地下层进风窗面积调整对于厂房通风的影响
• 5.3 0m层C侧窗位置调整对于厂房通风的影响
• 5.4 0m层进风窗面积调整对于厂房通风的影响
• 5.5 地沟宽度调整分析
• 第六章 诱导风机设置分析
• 6.1 地下层诱导风机的设置
• 6.2 0m层诱导风机的设置
• 6.3 运转层诱导风机的设置
• 第七章 全文结论与工作展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢