论文摘要
随着国民经济迅速发展,在沿海地区越来越多的火/核电厂工程建设相继投入运行。其中冷却水系统是火/核电厂的一个重要组成部分,它一般取海水冷却,后将废热水由排水口注入受纳水域。大量废热水的排入不仅会使受纳水域温度升高,同时会对水质、水生物等产生许多连带影响,严重时会发生热污染现象。因此如何合理的布置取排水口工程,使废热在水环境中得到充分的散失,电厂尽可能取到低温水,减少对水环境的影响,是必须予以关注的问题。利用数值模拟和物理模拟进行温排水受纳水域流场和温度场的预报是基础性的工作,其结果可为取排水工程布置和环境评价提供依据。本文针对感潮水域电厂温排放,运用分步杂交法求解深度平均的平面二维浅水环流模型,并结合具体的取排水口布置情况,对有横向温排放注入的矩形水槽随潮变化的水力热力特性进行了数值模拟和物理模型试验。主要研究内容包括:1.进行了大量的文献查阅,系统阐述了冷却水工程温排放物理模型试验和数值模拟的研究方法和研究现状,并对数值模拟的相关问题进行了进一步的探讨。2.在前人研究的基础上,对潮汐水域温排水的物理模拟相似原理和模拟要点进行了分析。3.针对表排深取的工程布置,对不同潮差、不同水深、不同上游来流量情况下的温排放水力热力特性进行了潮位、流速和温度的物理模拟。4.分析潮差、水深、上游来流对温排水水力热力特性的影响。给出了不同工况下的全潮平均温升分布和取水口前沿全潮平均温升在垂向的分布。试验结果表明,对均质水体中的温排放,热水分层现象明显,表排深取工程布置有利于电厂取到低温水。5.运用深度平均原理,建立平面二维浅水环流模型,采用分步杂交法在三角形网格上进行控制方程的离散。用FORTRAN语言进行了程序的编制和调试工作。6.选取与物理模型试验相对应的计算域和计算工况,对感潮水域电厂温排水进行了流速场和温度场的数值模拟。并与物理模拟结果进行了对比分析,获得了较满意的结果,其全潮平均温升等值线和热水随潮涨落的范围基本一致。