核电站汽机房模型试验验证及通风方案的优化

【摘要】：目前核电站汽轮机房主要的通风方式采用机械进风、机械排风的方案,在全球能源日益短缺的情况下,这种通风方式很不实用。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对节约能源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,而且表面温度偏低。目前尚未有相关的核电站汽机房的设计规程,设计人员对于核电站通风设计工作产生了很大的困惑。为了使目前和今后此类设计项目能够有据可依,经委托方的要求建立1：20的福清核电站实物模型试验台,经过实验验证本课题选取的数学模型以及边界条件是正确合理的,然后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。 本论文在理论分析的基础上,根据流体力学的流动能量方程推导了自然进风与机械排风模型相似准则关系式和各种参数的相似比例尺,有了这些关系式,可以在与原型不同的海拔高度,不同的气候条件下进行热压作用引起的自然进风、机械排风模型试验。本次模型试验根据其它水电站模型试验经验,取1：20的几何比例尺建立了清福核电站物理模型。通过对模型(1：20)试验所测得的温度、风量数据与模型(1：20)模拟所得到的数据基本吻合,这说明了本课题选取的数学模型以及边界条件正确合理；模型(1：20)模拟与原型(1：1)模拟的各项数据也基本一致,这说明了原型与模型之间的相似比尺是正确的；通过原型(1：1)模拟、模型(1：20)模拟和模型(1：20)试验之间的相互比较,验证了模型试验的可靠性,相似比尺的正确性,同时也证明了本文所采用的数值模型以及数值计算结果是准确的。 通过模型试验验证模型模拟的正确性,然后我们可以通过CFD模拟方法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：地下层温度分布满足设计要求；Om层以及运转层工作面平均温度满足设计要求,但是存在局部高温区域；除氧间温度分布基本不满足设计要求。在上一届冯震师兄工作的基础上,提出了优化方案,包括总排风量调整分析；自然进风、自然排风可行性分析；进风窗面积调整分析；自然通风与机械通风相结合的可行性分析；地沟宽度调整分析；诱导风机设置分析。 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。

【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TU834