电厂循环水泵房取水隧洞物理模型试验研究

科学之友Friend of Science Amateurs2012年01月电厂循环水泵房取水隧洞物理模型试验研究侯振伦(太原理工大学水利科学与工程学院，山西太原030024)摘要: 文章通过对电厂循环水泵房进水流道物理模型的试验.特对电厂取水隧洞段的水流流态进行观察,并结合理论分析,研究了909圜形截面隧洞内的水流流态,为工程设计提供依据,研究成果对类似工程设计具有参考价值。关键词:电站;循环泵房;物理模型 试验;隧洞中图分类号: TK414.2*11文献标识码:A 文章编号:1000-8136( 2012 )02- -0036-03为便于流态及流速观测,循环水泵房及部分引水管道全部采1前言用有机玻璃制作,包括引水隧洞前池、泵房进水口各个流道导电厂循环水泵房进水流道的布置包括引水段、前池、进水流设施、及出水管道等。有机玻璃的糙率为0.008 5~0.009 0,按室泵室吸水喇叭口及进水管5个部分,对于循环水泵房内水阻力相似换算到原型约为0.014 ~ 0.0149,基本满足阻力相似的流流态的研究已经成为一个很重要的水力学课题。循环水泵房2.3 流速测点布置进水建筑物的布置形式对于主泵更高效的运行有着重要的作用。水流经过引水段进人前池后紊动较大,经过在进水前池的扩隧洞闸门井断面.上测点水平间距和垂间距均为1.0 m;流散,到达进水流道进口处尚未充分发展,而后进入进水流道内经道进水口测速断面上,测点水平间距为0.8 m,垂直间距为1.0 mo过不同建筑物的整流后才进人取水泵房。主泵吸水口附近的水模型部分测点布置图,见图1。流流态决定了主泵是否可以安全高效的运行,所以对于主泵的模型进水运行效率.关键要看其进水建筑物的布置对水流流态的调整。本工程由于受到地形条件限制，海水泵房取水隧洞的转弯半径较小且直线段较短，海水在进人前池后无法保证其配水的均匀性，因此,需通过模型试验优化转弯半径、直线段、配水井与隧淑闸门井测速断面前池的尺寸以实现均匀配水。2取水隧洞段物理模型试验出流道进水口测速断面2.1 工程概况某电站扩建T程5- 6号机组循环水系统采用海水直流供水中百色中圈点方式单元制供水系统,因取水隧洞与PX泵房的相对平行位置关系，导致取水隧洞在与PX泵房相衔接时.需90°拐弯,然后通过直线段进入PX泵房前池配水井。由于受空间限制,取水隧洞的转弯半径较小且直线段较短，海水在进入前池后无法保证其l模型出水j模 型出水配水的均匀性,需通过模型试验优化转弯半径.直线段、配水井与前池的尺寸以实现均匀配水，图1为工程布置图。围1工程布置图及模型测点布 图2.2 模型设计2.4测量 仪器根据模型试验相似原理，要保证不同尺度的两个流体运动(1)流量:模型恒定流工况采用标准矩形薄壁量水堰测量和的完全相似是不可能的。本项试验综合国内外文献，主要考虑重控制。力相似(佛汝德数相似): .(2)流速:采用南京水利科学研究院研制的0A型旋浆式光纤流速传感器,接专用测量仪器进行测量。_Fe=I,Fr- !An= Rr.=l,hrVgh(3)水位(恒定流):采用150 mm游标测针及平水槽进行测综合考虑本工程PX泵房前池布置条件及泵房流道水力特空。性,拟采用几何比尺为I : 20的正态模型，表1为模型相关参数2.5 试验成果分析比尺对照表。2.5.1流速成果表1参数比尺对照表根据试验目的和内突确空西至同时运行工况作为方案比选模型比尺流量比尺流速比尺糙率比尺工况,单泵流量中国煤化工入λ。__为确定取YHCNMHG比分析了两种隧洞_2(1788.854.47转弯半径，分别为原万案19.5 m (3.0D)和修改方案13.0 m-36-.科学之友Friend of Science Amateurs2012年01月(2.0D),D为隧洞直径6.5 mo表2两方案下各部位水头损失情况原布置方案:转弯半径19.5 m.隧洞直段长度假设为40.0 m,隧洞沿程隧洞-前池局弯管上游直段30 m.弯管下游至前池间距离10 m。隧洞闸门井断转弯半径.水头损失弯道水头损失部水头损失总水头损失面及流道进口流速分布见图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流速数据分析根据测量所得的流速分布图,分析闸门井及流道进水口断面上分层流速分布情况,将两种方案下流道进水口断面的平均流速及偏差列于表3中。表3两种方案下流道进口断面平 均流速及偏差进水口编号10 2°3* 4°平均值R=3D断面平均流速(m/s)| 0.44 0.620.70| 0.56| 0.58偏差1%-24721-3R=2D断面平均流速/(m/e)| 0.49| 0.670.71| 0.58| 0.61|-20916-5从表3可以看出,在修改方案中,尽管各流道进口处平均流速偏差仍然较大,配水均匀性较差,平均流速最大偏差为20%，圈2原布置方案下各断面分层流速分布圈但是随着隧洞转弯半径的缩小，配水均匀性与原方案相比略微修改方案:转弯半径为13.0 m,隧洞直段长度则为53 m,弯有所改善。管上游直段36.5 m,弯管下游至前池间距离16.5 m。隧洞闸门井图2和图3分别描述了各断面上分层流速分布情况，转弯断面及流道进口流速分布见图3。半径缩小至13.0 m以后，门井断面分层流速分布的均匀性明显好于19.5 m方案,垂线平均流速最大偏差由18%降低至7%。但是，各流道进水口断面上流速分布的均匀性与19.5 m方案相比基本相当,各断面垂线平均流速最大偏差都比较大,说明水流从取水隧洞出来后,在前池中仍然不能充分扩散，主流过于集中。3结论训中话中综合考虑本I程弯管中水流流动特性和隧洞沿程及弯管段水头损失情况:(1 )由于直管段中水流经过弯段部分进人下游5D范围以后,水流流态将重新均匀分布,因此,转弯半径的降低将增加取水隧洞直线段的长度,有利于隧洞中水流的重新均匀分布。FCt+t(2)转弯半径的减小将使得隧洞沿程及转弯处的水头损失增加,转弯半径由19.5 m降低至13.0 m后,水头损失由0.142 m增加至0.147 m,转弯半径缩小3.3% ,水头损失增加约3.5%,水头损失可以控制在允许范围之内。s参考文献:[1]罗缙,林颖.火(核)电厂循环水泵房前池水力模型试验研图3修改方案下各断面分层流速分布圈究[].河海大学学报200,28(5):106-110.2.5.2水头损失分析[2]南京水利科学研究院.水工模型试验(第二版)[M].北京:根据水力学中水头损失的计算公式，对两种方案中各部位水利水电出版社, 1985:12- -15.的水头损失情况列于表2。[3]吴持恭水力学(第三版)下册[M].北京:高等教育出版社,从表中可以看出,转弯半径缩小后.隧洞沿程水头损失及弯2005:326-333.道水头损失均有所加大,隧洞-前池局部水头损失不变,总水头(编辑:胡静)损失由0.142 m增加至0.147 m,但数量级不变。(英文摘要下转第40页)中国煤化工MHCNMHG-37-应用技术蒙宏利，赵小平:给水加氧处理工况在神二500 MW机组的应用2008年1-5月份#3机精处理混床周期处理水量约7万t,等。2009年#3炉大修,可以通过炉管沉积量分析来进一步论证2008年6←10月份混床周期处理水量约16万to加氧技术的优越性。7后续工作(1)加氧处理对水质要求高，化学在线表准确与否很关键,，12一510建议加强维护并及时更换易损部件，氧表电极的使用寿命- -般为一年,应提前购买并及时更换。(2)及时更换氢电导率失效阳树脂,但高加出口给水和混床后凝结水氢电导率为加氧水质控制信号，其阳树脂不能同时更(3)给水加氧处理的同时还要加入少量的氨以控制给水pH口加氧前口加氧后值,并且给水的pH值控制范围较窄，因此机组负荷变化时及时團6给水系统加氧前后混床处理水对比调节精处理出口的加氨量非常关键。目前,加氨方式为手动，化学精处理值班人员每2h巡检1次，根据混床后凝结水和给水6结论pH值,调整加氨泵的行程,负荷变化时无法及时调整,建议将加加氧水处理技术已被认为是目前最好的给水处理工况,具氨方式改造为自动，化学运行人员及时远操调节加氨量。有其他水化学工况无法比拟的优越性，主要表现:给水含铁量(4)由于机组加氧处理后不能加联氨,今后机组停机保养采小,水汽质量优良,锅炉结垢速度低,锅炉酸洗周期可大幅度延用加氨法(加氨调节pH值9.3 ~ 9.5).充氮法热炉放水法、通千长。化学药品用量大幅度减少,停用了被认为可致癌的联氨,减燥空气或通压缩干燥空气法等方法进行保养。少酸碱废液的排放，有利于环境保护，运行成本有明显的降低(编辑:贾芳)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页)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中国煤化工MYHCNMH G-40- :