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大岗山水电站地下厂房热工计算及其节能研究

夏烨  
【摘要】: 地下电站利用岩体冷却空气能够有效节约空调能耗。地下洞室换热计算对水电站通风空调设计非常重要。目前,在国家大力提倡节能的大背景下,深入研究地下厂房的热工计算问题更具有现实意义。 本文对大岗山水电站地下洞室群分类,作了适当的简化后建立了当量圆柱体和平壁两种物理模型。利用热阻热容概念,对控制容积应用能量守恒原理,建立数值模型离散求解。自主开发了传热动态模拟程序,并以此程序为基础,对设置通风系统和设置空调系统两种不同方案进行了全年动态模拟。 对设置通风系统方案的十年动态传热模拟表明长期运行对洞室热环境没有明显影响。发电机层最高气温为31.1℃,如果发电机层设计温度为26℃,历年平均不保证小时率为16%,水轮机层超过设计温度30℃的历年平均小时率为9%,且结露时间较多,为42%。蜗壳层结露时间也较多,为43%。需要设置空调系统才能满足要求。 对设置空调系统方案的动态模拟表明在发电机层设置空调,各洞室的温度都能满足要求。以全年空调能耗满意为条件进行的风量寻优结果为48万m~3/h,比传统计算方法得出的从通风洞引风56万m~3/h有所减少,显然运行能耗相对较少。寻优的同时也得到了水库水空调系统的主机运行组合方式和全年满意能耗。 本文模型用于深埋地下洞室热工计算可行而实用,反映了基本的换热规律。本文开发的动态模拟计算程序,计算结果十分丰富,有助于节能设计。由于是动态模拟,比传统的静态计算准确、直观。


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