電廠(chǎng)循環(huán)水泵房取水隧洞物理模型試驗研究

科學(xué)之友Friend of Science Amateurs2012年01月電廠(chǎng)循環(huán)水泵房取水隧洞物理模型試驗研究侯振倫(太原理工大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院，山西太原030024)摘要: 文章通過(guò)對電廠(chǎng)循環(huán)水泵房進(jìn)水流道物理模型的試驗.特對電廠(chǎng)取水隧洞段的水流流態(tài)進(jìn)行觀(guān)察,并結合理論分析,研究了909圜形截面隧洞內的水流流態(tài),為工程設計提供依據,研究成果對類(lèi)似工程設計具有參考價(jià)值。關(guān)鍵詞:電站;循環(huán)泵房;物理模型 試驗;隧洞中圖分類(lèi)號: TK414.2*11文獻標識碼:A 文章編號:1000-8136( 2012 )02- -0036-03為便于流態(tài)及流速觀(guān)測,循環(huán)水泵房及部分引水管道全部采1前言用有機玻璃制作,包括引水隧洞前池、泵房進(jìn)水口各個(gè)流道導電廠(chǎng)循環(huán)水泵房進(jìn)水流道的布置包括引水段、前池、進(jìn)水流設施、及出水管道等。有機玻璃的糙率為0.008 5~0.009 0,按室泵室吸水喇叭口及進(jìn)水管5個(gè)部分,對于循環(huán)水泵房?jì)人枇ο嗨茡Q算到原型約為0.014 ~ 0.0149,基本滿(mǎn)足阻力相似的流流態(tài)的研究已經(jīng)成為一個(gè)很重要的水力學(xué)課題。循環(huán)水泵房2.3 流速測點(diǎn)布置進(jìn)水建筑物的布置形式對于主泵更高效的運行有著(zhù)重要的作用。水流經(jīng)過(guò)引水段進(jìn)人前池后紊動(dòng)較大,經(jīng)過(guò)在進(jìn)水前池的擴隧洞閘門(mén)井斷面.上測點(diǎn)水平間距和垂間距均為1.0 m;流散,到達進(jìn)水流道進(jìn)口處尚未充分發(fā)展,而后進(jìn)入進(jìn)水流道內經(jīng)道進(jìn)水口測速斷面上,測點(diǎn)水平間距為0.8 m,垂直間距為1.0 mo過(guò)不同建筑物的整流后才進(jìn)人取水泵房。主泵吸水口附近的水模型部分測點(diǎn)布置圖,見(jiàn)圖1。流流態(tài)決定了主泵是否可以安全高效的運行,所以對于主泵的模型進(jìn)水運行效率.關(guān)鍵要看其進(jìn)水建筑物的布置對水流流態(tài)的調整。本工程由于受到地形條件限制，海水泵房取水隧洞的轉彎半徑較小且直線(xiàn)段較短，海水在進(jìn)人前池后無(wú)法保證其配水的均勻性，因此,需通過(guò)模型試驗優(yōu)化轉彎半徑、直線(xiàn)段、配水井與隧淑閘門(mén)井測速斷面前池的尺寸以實(shí)現均勻配水。2取水隧洞段物理模型試驗出流道進(jìn)水口測速斷面2.1 工程概況某電站擴建T程5- 6號機組循環(huán)水系統采用海水直流供水中百色中圈點(diǎn)方式單元制供水系統,因取水隧洞與PX泵房的相對平行位置關(guān)系，導致取水隧洞在與PX泵房相銜接時(shí).需90°拐彎,然后通過(guò)直線(xiàn)段進(jìn)入PX泵房前池配水井。由于受空間限制,取水隧洞的轉彎半徑較小且直線(xiàn)段較短，海水在進(jìn)入前池后無(wú)法保證其l模型出水j模 型出水配水的均勻性,需通過(guò)模型試驗優(yōu)化轉彎半徑.直線(xiàn)段、配水井與前池的尺寸以實(shí)現均勻配水，圖1為工程布置圖。圍1工程布置圖及模型測點(diǎn)布 圖2.2 模型設計2.4測量 儀器根據模型試驗相似原理，要保證不同尺度的兩個(gè)流體運動(dòng)(1)流量:模型恒定流工況采用標準矩形薄壁量水堰測量和的完全相似是不可能的。本項試驗綜合國內外文獻，主要考慮重控制。力相似(佛汝德數相似): .(2)流速:采用南京水利科學(xué)研究院研制的0A型旋漿式光纖流速傳感器,接專(zhuān)用測量?jì)x器進(jìn)行測量。_Fe=I,Fr- !An= Rr.=l,hrVgh(3)水位(恒定流):采用150 mm游標測針及平水槽進(jìn)行測綜合考慮本工程PX泵房前池布置條件及泵房流道水力特空。性,擬采用幾何比尺為I : 20的正態(tài)模型，表1為模型相關(guān)參數2.5 試驗成果分析比尺對照表。2.5.1流速成果表1參數比尺對照表根據試驗目的和內突確空西至同時(shí)運行工況作為方案比選模型比尺流量比尺流速比尺糙率比尺工況,單泵流量中國煤化工入λ。__為確定取YHCNMHG比分析了兩種隧洞_2(1788.854.47轉彎半徑，分別為原萬(wàn)案19.5 m (3.0D)和修改方案13.0 m-36-.科學(xué)之友Friend of Science Amateurs2012年01月(2.0D),D為隧洞直徑6.5 mo表2兩方案下各部位水頭損失情況原布置方案:轉彎半徑19.5 m.隧洞直段長(cháng)度假設為40.0 m,隧洞沿程隧洞-前池局彎管上游直段30 m.彎管下游至前池間距離10 m。隧洞閘門(mén)井斷轉彎半徑.水頭損失彎道水頭損失部水頭損失總水頭損失面及流道進(jìn)口流速分布見(jiàn)圖2。19.5 m(3D)| 0.011 m0.0195 m0.11m0.142 m13.0m(2D)| 0.015 m0.021 1m0.111m0.147 m2.5.3流速數據分析根據測量所得的流速分布圖,分析閘門(mén)井及流道進(jìn)水口斷面上分層流速分布情況,將兩種方案下流道進(jìn)水口斷面的平均流速及偏差列于表3中。表3兩種方案下流道進(jìn)口斷面平 均流速及偏差進(jìn)水口編號10 2°3* 4°平均值R=3D斷面平均流速(m/s)| 0.44 0.620.70| 0.56| 0.58偏差1%-24721-3R=2D斷面平均流速/(m/e)| 0.49| 0.670.71| 0.58| 0.61|-20916-5從表3可以看出,在修改方案中,盡管各流道進(jìn)口處平均流速偏差仍然較大,配水均勻性較差,平均流速最大偏差為20%，圈2原布置方案下各斷面分層流速分布圈但是隨著(zhù)隧洞轉彎半徑的縮小，配水均勻性與原方案相比略微修改方案:轉彎半徑為13.0 m,隧洞直段長(cháng)度則為53 m,彎有所改善。管上游直段36.5 m,彎管下游至前池間距離16.5 m。隧洞閘門(mén)井圖2和圖3分別描述了各斷面上分層流速分布情況，轉彎斷面及流道進(jìn)口流速分布見(jiàn)圖3。半徑縮小至13.0 m以后，門(mén)井斷面分層流速分布的均勻性明顯好于19.5 m方案,垂線(xiàn)平均流速最大偏差由18%降低至7%。但是，各流道進(jìn)水口斷面上流速分布的均勻性與19.5 m方案相比基本相當,各斷面垂線(xiàn)平均流速最大偏差都比較大,說(shuō)明水流從取水隧洞出來(lái)后,在前池中仍然不能充分擴散，主流過(guò)于集中。3結論訓中話(huà)中綜合考慮本I程彎管中水流流動(dòng)特性和隧洞沿程及彎管段水頭損失情況:(1 )由于直管段中水流經(jīng)過(guò)彎段部分進(jìn)人下游5D范圍以后,水流流態(tài)將重新均勻分布,因此,轉彎半徑的降低將增加取水隧洞直線(xiàn)段的長(cháng)度,有利于隧洞中水流的重新均勻分布。FCt+t(2)轉彎半徑的減小將使得隧洞沿程及轉彎處的水頭損失增加,轉彎半徑由19.5 m降低至13.0 m后,水頭損失由0.142 m增加至0.147 m,轉彎半徑縮小3.3% ,水頭損失增加約3.5%,水頭損失可以控制在允許范圍之內。s參考文獻:[1]羅縉,林穎.火(核)電廠(chǎng)循環(huán)水泵房前池水力模型試驗研圖3修改方案下各斷面分層流速分布圈究[].河海大學(xué)學(xué)報200,28(5):106-110.2.5.2水頭損失分析[2]南京水利科學(xué)研究院.水工模型試驗(第二版)[M].北京:根據水力學(xué)中水頭損失的計算公式，對兩種方案中各部位水利水電出版社, 1985:12- -15.的水頭損失情況列于表2。[3]吳持恭水力學(xué)(第三版)下冊[M].北京:高等教育出版社,從表中可以看出,轉彎半徑縮小后.隧洞沿程水頭損失及彎2005:326-333.道水頭損失均有所加大,隧洞-前池局部水頭損失不變,總水頭(編輯:胡靜)損失由0.142 m增加至0.147 m,但數量級不變。(英文摘要下轉第40頁(yè))中國煤化工MHCNMHG-37-應用技術(shù)蒙宏利，趙小平:給水加氧處理工況在神二500 MW機組的應用2008年1-5月份#3機精處理混床周期處理水量約7萬(wàn)t,等。2009年#3爐大修,可以通過(guò)爐管沉積量分析來(lái)進(jìn)一步論證2008年6←10月份混床周期處理水量約16萬(wàn)to加氧技術(shù)的優(yōu)越性。7后續工作(1)加氧處理對水質(zhì)要求高，化學(xué)在線(xiàn)表準確與否很關(guān)鍵,，12一510建議加強維護并及時(shí)更換易損部件，氧表電極的使用壽命- -般為一年,應提前購買(mǎi)并及時(shí)更換。(2)及時(shí)更換氫電導率失效陽(yáng)樹(shù)脂,但高加出口給水和混床后凝結水氫電導率為加氧水質(zhì)控制信號，其陽(yáng)樹(shù)脂不能同時(shí)更(3)給水加氧處理的同時(shí)還要加入少量的氨以控制給水pH口加氧前口加氧后值,并且給水的pH值控制范圍較窄，因此機組負荷變化時(shí)及時(shí)團6給水系統加氧前后混床處理水對比調節精處理出口的加氨量非常關(guān)鍵。目前,加氨方式為手動(dòng)，化學(xué)精處理值班人員每2h巡檢1次，根據混床后凝結水和給水6結論pH值,調整加氨泵的行程,負荷變化時(shí)無(wú)法及時(shí)調整,建議將加加氧水處理技術(shù)已被認為是目前最好的給水處理工況,具氨方式改造為自動(dòng)，化學(xué)運行人員及時(shí)遠操調節加氨量。有其他水化學(xué)工況無(wú)法比擬的優(yōu)越性，主要表現:給水含鐵量(4)由于機組加氧處理后不能加聯(lián)氨,今后機組停機保養采小,水汽質(zhì)量?jì)?yōu)良,鍋爐結垢速度低,鍋爐酸洗周期可大幅度延用加氨法(加氨調節pH值9.3 ~ 9.5).充氮法熱爐放水法、通千長(cháng)?；瘜W(xué)藥品用量大幅度減少,停用了被認為可致癌的聯(lián)氨,減燥空氣或通壓縮干燥空氣法等方法進(jìn)行保養。少酸堿廢液的排放，有利于環(huán)境保護，運行成本有明顯的降低(編輯:賈芳)Water plus oxygen treatment conditions in the application of God, two500MW unitsMeng Hongli, Zhao XiaopingAbstract: This paper introduces the principle of water plus oxygen tchnology, the frt two power plants in the divine 500 MW sub-crtical pre-requisite for the application of the DC unit, working conditions and the efet of the conversion process. Data to show that the feed water oxygenconditions in the inhibition of flow accelerated corrosion, reduce the water conductivity of hydrogen, saving bulk drugs such as the role.Key words: 500 MW DC unit; water plus oxygen; application(上接第37頁(yè))The physical model tests on the tunnel in circulating waterpump house of a power plantHou ZhenlunAbstract: Based on some water inlet conduit physical model tests in circulating water pump house of a power plant, we do some research on the900 bending duct of circular -section through observing the flow pattem section of the tunnel and combining with our theoretical analysis, s0 we canprovide a basis for engineering designs, and the results could be used for reference by similar projects.Key words: power plant;circulating water pump house ;physical model tests ;tunnel中國煤化工MYHCNMH G-40- :