最新中英整理内陆核电厂用水系统冷却塔空气动力特性数值模拟研究1

中英整理内陆核电厂用水系统冷却塔空气动力特性数值模拟研

究1

鼓风式机械通风冷却塔空气动力特性数值模拟研究

赵顺安、李红莉、毋飞翔

（中国水利水电科学研究院，北京100038）

Numerical research on aerodynamic characteristics of the forced draft

mechanical cooling tower

Zhao Shunan、Li Hongli、Wu Feixiang

(China Institute of Water Resource and Hydropower Research, Beijing 100038 )

摘要：鼓风式机械通风冷却塔常用于核电厂的重要厂用水系统，但相关设计规范并没有给出冷却塔的空气动力特性计算公式。本文采用Fluent软件对鼓风式机械通风冷却塔的空气动力进行了数值模拟计算，对冷却塔的设计布置进行了优化，分析总结给出了冷却塔阻力计算公式。结果表明，填料安装位置对鼓风式机械通风冷却塔整塔阻力影响不大，但会影响填料断面风速分布均匀性，填料安装高度越低，风速分布越均匀；出口收缩段的高度越高，整塔阻力越小，风速分布越均匀；出口收缩段与水平的夹角越大，整塔阻力系数越小，但变化趋势不明显，收缩角基本不影响填料断面风速分布均匀性。

关键词：鼓风式冷却塔；塔型；阻力系数；风速均匀性

Abstract:The forced draft mechanical cooling tower is always used in a nuclear power plant, while the relevant design specifications have not formula about the aerodynamic characteristics of cooling tower. This paper uses FLUENT software to simulate and study the aerodynamic characteristics of the forced draft mechanical cooling tower, and optimize the design of the cooling tower, and analysis to summarize the cooling tower resistance calculative formula. The results show that the height of the fill has little effects on the whole tower resistance coefficient, but it influences the wind velocity distribution uniformity of the fill section, the lower the position is, the more uniform the wind velocity distribution is; the convergent section height is higher, the whole tower resistance is smaller and the wind velocity distribution is more uniform. The angle between convergent section and horizon is bigger, the whole tower resistance is smaller, while this trend is not obvious, it does not affect the wind velocity distribution uniformity on the fill section. Keywords:the forced draft mechanical cooling tower, tower shape, resistance coefficient, wind velocity distribution uniformity

1研究背景

内陆核电厂的重要厂用水的水量不大，但却影响核电厂的安全。鼓风式机械通风冷却塔能较好地适应核电对安全性和抗震性能的要求而常被内陆核电厂采用。

鼓风式机械通风冷却塔不仅在通风方式上有别于常规的抽风式机械通风冷却塔，在塔型结构布置上也有明显差异。我国的相关设计规范和资料对鼓风式机械通风冷却塔没有明确的设计计算方法[1～5]。为了解塔内气流特性并对塔型进行优化，需要通过相关的研究来确定其空气动力特性。通过物理模型试验来研究冷却塔空气动力特性是一个十分有效的手段，但是由于鼓风式机械通风冷却塔模型本身的复杂性及系统试验的塔型的变化，使模型试验研究工作量和投资都很大。

本文利用Fluent软件建立鼓风式机械通风冷却塔空气动力计算的数学模型，经过与试验结果对比验证，确定模型参数和网格数量。研究了不同塔型条件下塔内气流分布及阻力特性，最终分析总结出了鼓风式机械通风冷却塔的阻力计算公式以及塔型与配风均匀性的关系。阻力系数计算公式与试验结果相比偏差小于5%，可为设计提供参考。

1research background

The water quantity of important water system of inland nuclear power plant is not big, but it affects the security of nuclear power plant. The forced draft mechanical cooling tower can satisfy the requirements of equipment security and earthquake resistance, so it will be used more and more in inland nuclear power plant.

The forced draft mechanical cooling tower is not only different from the conventional induced draft mechanical cooling tower in ventilation way, but also has distinct difference in tower shape and structure layout. China's relevant design specifications and information on the forced draft mechanical cooling tower have no clear design method. For understanding the airflow characteristics of the tower and optimizing the tower shape, it's necessary to do some relevant research to realize the aerodynamic characteristics. It's a very effective way to establish a physical model to study the aerodynamic characteristics of the cooling tower, however, due to the forced draft mechanical cooling tower model's complexity and variability, the workload of experiment and investment is very big.

This paper uses FLUENT software to build a mathematical model of the forced draft mechanical cooling tower to study the tower aerodynamic characteristics, and after comparing with the experimental results to determine the model parameters and grid number. It studies the airflow distribution and resistance characteristics in the conditions of different tower shapes, and analysis to summarize the cooling tower resistance calculative formula and the relationship between tower shape and airflow distribution uniformity. The difference of computational resistance coefficient and the experimental results is less than 5%, it can provide a reference for design.

2数学模型及计算方法

2.1 空气流场控制方程

塔内外流场为等温、不可压流动，其控制方程包括连续方程、动量方程，并选用?Skip Record If...?双方程湍流模式对方程进行封闭，各方程可写为统一形式：

?Skip Record If...?

（1）式中：?Skip Record If...?为空气密度，kg/m3；?Skip Record If...?为空气流速，m/s。各

控制方程的变量?Skip Record If...?、扩散系数项?Skip Record If...?与源项?Skip Record If...?如下表1。

表1 控制方程中各变量代表参数

其中生成项

?Skip Record If...?

；?Skip Record If...?为空气分子粘性系数；?Skip Record If...?为压力；?Skip Record If...?为紊流粘性系数，由动能?Skip Record If...?和紊动耗散率

?Skip Record If...?求出：

?Skip Record If...?，

?Skip Record If...?

为经验常数；

?Skip

Record If...?和

?Skip Record If...?

分别为?Skip Record If...?和?Skip Record If...?的紊流

普朗特数。

2 Mathematical models and calculative methods

2.1 Air flow governing equations

The tower flow field is isothermal and incompressible. Its governing equations include continuity equation, momentum equation, which can be closed with ?Skip Record If...? two-equation turbulence model, these equations can be written as a unified form:

?Skip Record If...? (1) Where: ?Skip Record If...?is air density, kg/m3; ?Skip Record If...? is air velocity, m/s. All governing equations' variable ?Skip Record If...?、diffusion coefficient term ?Skip Record If...? and source term ?Skip Record If...? are shown as Table 1 below.

Table 1 ?Skip Record If...?, ?Skip Record If...?and?Skip Record If...?of every

governing equation

Governing equations

?Skip

Record

If...?

?Skip

Record If...?

?Skip Record If...?

Continuity equation 1 0 0

Momentum equation （Velocity of flow）?Skip

Record

If...?，

?Skip

Record

If...?，

?Skip

Record

If...?

?Skip Record

If...?

?Skip Record If...?

Turbulent energy equation ?Skip Record If...?

?Skip

Record

If...?

?Skip Record

If...?

?Skip Record If...?

Dissipation equation ?Skip Record If...?

?Skip

Record

If...?

?Skip Record

If...?

?Skip Record If...?

molecules; ?Skip Record If...? is pressure, Pa; ?Skip Record If...? is the turbulent viscosity coefficient, which is can be calculated by the turbulent kinetic energy ?Skip Record If...? and dissipation rate ?Skip Record If...? : ?Skip Record If...?,?Skip Record If...? is an empirical

constant; ?Skip Record If...? and ?Skip Record If...? are turbulent Prandtl number of ?Skip Record If...? and ?Skip Record If...?.

2.2 边界条件

底部为固壁无滑移边界条件，四周及顶部采用压力出口边界条件，塔壳采用固壁边界条件。进风口及塔的出口都设置成内部边界；填料区域设置成多孔介质边界条件，并根据实测填料阻力系数设置各方向阻力系数；风机采用Fluent风扇边界条件，也可采用第一类边界条件。

2.2 Boundary conditions

The bottom of the computational domain is solid wall boundary condition with no-slip, all around and top is pressure outlet boundary conditions, the tower shell is solid wall boundary condition. The boundaries of the air inlet and outlet are defined as interior; the porous model is used to simulate the fill and according to the measured resistance coefficient to set the fill resistance coefficient in each direction; the FLUENT fan model is used to simulate the fan of the tower, first boundary condition can also be used.

2.3 冷却塔阻力系数及风速分布均匀性计算

鼓风式机械通风冷却塔，气流经由风机鼓入塔内，依次经过塔进风口，雨区、填料等，并经由出口排入到大气中，气流经过各部分的阻力为该区域前后断面的全压差，一般表示为阻力系数与填料断面平均气流速度头之积：

?Skip Record If...?

（2）

式中?Skip Record If...?为气流经过某区域前后断面的全压差（Pa）；?Skip Record If...?为空气密度（kg/m3）；?Skip Record If...?为填料断面平均风速（m/s）。

填料断面处风速分布状况影响冷却塔的热力特性，一般将填料断面风速分布均匀性作为一个设计指标，用风速分布均布系数表示:

?Skip Record If...?（3）式中?Skip Record If...?为填料断面风速分布均布系数；?Skip Record If...?为填料断面各点风速（m/s）；n为风速统计点的个数。

2.3 Computational methods of the cooling tower resistance coefficient and wind velocity uniformity

For the forced draft mechanical cooling tower, airflow is blown into the tower by the fan, sequentially through the tower inlet, rain zone, fill etc, and is discharged into the atmosphere

through the outlet finally. The resistance of each part is the pressure loss of the region, which is generally expressed as the resistance coefficient multiply the average flow velocity head:

?Skip Record If...?

(2)

Where ?Skip Record If...? is the pressure loss of the region（Pa）; ?Skip Record If...? is air density（kg/m3）; ?Skip Record If...? is the average wind velocity of the fill section

（m/s）.

Distribution of wind velocity at the fill section affects the thermodynamic characteristics of the cooling tower, generally put the wind velocity distribution uniformity of the fill section as a design index, it can be expressed with a velocity distribution uniformity coefficient:

?Skip Record If...?（3）Where ?Skip Record If...? is the velocity distribution uniformity coefficient; ?Skip Record If...? is the velocity at the measure point in the fill section（m/s）; n is the velocity statistical points number.

2.4 模型的验证

对已具有试验结果的某抽风式机械通风冷却塔的空气动力特性模型试验[6]作对比验证计算，冷却塔如图1示，首先对冷却塔进行网格的敏感性分析，然后再将计算结果进行对比分析。

?Skip Record If...?

图1 抽风式机械通风冷却塔模型试验布置示意图

不同填料阻力条件下模型试验实测与计算结果对比如图2所示，图中横坐标L0/L为距其中一侧塔壁的相对距离， V/V为相对风速，V为测点风速，V为测点风速的平均值。进风口气流流态作对比如图3所示，从图中可以看出，试验结果与数值计算结果规律较为一致，吻合良好。

图2 试验与计算填料断面风速分布对比

中国拟建核电站

中国拟建核电站中国核电的快速发展已经是大势所趋，尽管也有来自各方的不同意见，但已经势不可挡，实际建设进度远远超过“规划目标”必将成为现实。除了广东、浙江、江苏、辽宁、福建、山东已经事实上成为核电基地外，沿海的海南也先后多次讨论核电发展规划，湖北、湖南、江西、安徽、广西、吉林等地也争相成为第一批内陆核电站的所在地，四川、重庆等地也不甘示弱（不过本次地震影响，可能会迟缓些）。截至目前，涉及核电规划的省份已经增加到15个，占据中国的“半壁江山”。按照这样的发展速度，到2020年，我国核电运行核在建总装机容量，从乐观的角度将可达到10220万千瓦，从保守的角度也将达到7800万千瓦，这个数字将大幅超额完成规划确定的运行和在建共5800万千瓦的目标。 1、吉阳核电站一期（安徽）吉阳核电厂址坐落在安徽省池州市东至县瓦垅乡西南部。吉阳核电工程规划容量为4台百万千瓦级核电机组，一期工程建设2台百万千瓦级压水堆核电机组。一期工程两台机组计划在2010年1月和2010年9月开工建设，分别于2015年1月和2015年9月投入商业运行。项目拟由中核集团控股，与其他出资方组成有限责任公司，投资建设经营。目前，吉阳核电项目一期工程建议书已上报给国家发改委。 2、芜湖核电站（安徽）芜湖核电项目位于芜湖繁昌县荻港镇和新港镇交界处的芭茅山和董公山，地处长江南岸，在皖电东送通道上，毗邻长江三角洲负荷中心，具有良好的选址条件和区位优势，规划建设四台百万千瓦级压水堆核电机组，一次规划，分期建设。一期工程建设两台百万

千瓦级机组（CPR1000）。项目由中国广东核电集团有限公司、申能股份有限公司、安徽省能源集团有限公司和上海电力股份有限公司共同投资、由中国广东核电集团有限公司控股的项目业主公司负责建造和经营。自1984年安徽省核电办在该县开展安徽核电项目选址工作以来，历届县委、县政府高度重视，积极主动配合，历经二十多年的努力，该项目在2006年进入实质性实施阶段。2006年6月2日，芜湖市政府和中广核集团签订《关于合作开展芜湖核电项目开发的框架协议》，中广核正式介入芜湖核电项目；经过省、市、县和中广核的共同努力，《芜湖核电站项目建议书》由省发改委和中广核于2006年9月29日联合上报国家发改委，项目进入实质运行阶段；2006年 11月2日，中广核芜湖筹备处正式揭牌成立。目前，各项筹备工作正在推进中。 3、桂东核电站（广西）桂东核电拟选的福传和白沙厂址分别位于广西梧州市苍梧县和贵港市平南县。建设规模为4×1000MW，一期工程规划建设 2×1000MW压水堆核电机组。按照广西壮族自治区发展和改革委员会代表自治区人民政府与中国电力投资集团公司签署的《关于共同促进广西电力工业发展的协议》和《关于共同开展广西核电项目前期工作协议书》，广西桂东核电项目的前期工作由自治区发改委和中国电力投资集团公司共同负责进行。 4、白龙核电站（广西）广西白龙核电项目位于广西自治区防城港市，规划建设六台百万千瓦级压水堆核电机组，一次规划，分期建设。一期工程建设两台百万千瓦级机组（CPR1000）。由中国广东核电集团公司与中国电力投资集团公司、广西投资集团公司共同投资，中国广东核电集团为主负责工程建设和运营管理。 2004年通过了厂址选择报告的审查；2006年3月20日，中国

中国内陆核电项目建设必须慎而又慎

中国内陆核电项目建设必须慎而又慎福岛核电站事故之后，我国核电站建设一度停滞。近期，随着中央高层支持核电建设的态度日益明确，核电项目建设高潮即将到来。而争议更大的内陆核电项目似乎也将开始建设。据《上海证券报》报道，中广核集团已于10日与贵州省发改委、能源局签订投资意向协议，拟投资380亿元在贵州铜仁等地建两座核电站，建设时间为2014年至2020年。其中，铜仁核电站总投资350亿元，为两台125万千瓦核电站，将在德江、思南、沿河县等选址，目前厂址普选报告已通过专家审查。另一项目为两台10万千瓦小型堆核电站，总投资30亿元，将在兴义、镇宁、玉屏等地选址，据悉，目前《贵州核电小型堆核电项目方案》已经完成。不仅是贵州，其他内陆地区也提出要建设核电站。据报道，近两年的全国两会上，江西、湖南、湖北核电项目进展较快的中部省份，均提交了重启内陆核电项目的相关建议和提案。今年3月，江西省政府召开常务会议强调要“密切关注国家内陆核电政策，跟进、推动彭泽核电项目”；5月，江西省发改委举行《江西省电力中长期发展规划》新闻发布会，提出“力争2020年投产一台核电机组”的目标。中国的核电项目特别是内陆核电项目建设应当慎重、慎重、再慎重。核电项目的最大隐患是机会风险极大，美国三里岛以及日本福岛核电站事故便是例证。而对于内陆核电项目来说，其机会风险更大，容不得事故的发生。一旦发生事故，其灾难性影响将难以预计。铜仁境内水流属于长江流域的沅江水系和乌江水系，一旦在此建设的核电项目发生事故，将对长江水系产生致命性的破坏，

从而对沿江居民生产、生活将产生无法估量的负面影响。由此来看，中国的核电项目建设应当慎重，内陆核电项目建设更应慎重，应该更多地考虑节能、太阳能、风电、页岩气以及其他的清洁能源来代替核电需求。

中国的核电站有哪些

中国的核电站有哪些中国的核电站情况到目前，中国有4座核电站11台机组运行。在建也不少。一、秦山核电站（中核）秦山核电站地处浙江省海盐县。一期工程，采用中国CNP300压水堆技术，装机容量1×30万千瓦，设计寿命30年，综合国产化率大于70%，1985年3月浇灌第一罐核岛底板混凝土（FCD），1991年12月首次并网发电，1994年4月设入商业运行，1995年7月通过国家验收。经过十多年的管理运行实践，实现了周恩来总理提出的“掌握技术、积累经验、培养人才，为中国核电发展打下基础”的目标。二期工程及扩建工程，采用中国CNP650压水堆技术，装机容量2×65万千瓦，设计寿命40年，综合国产化率二期约55%，二扩约70%，1#、2#机组先后于1996年6月和1997年3月开工，经过近8年的建设，两台机组分别于2002年4月、2004年5月投入商业运行，使我国实现了由自主建设小型原型堆核电站到自主建设大型商用核电站的重大跨越，为我国自主设计、建设百万千瓦级核电站奠定了坚实的基础，并将对促进我国核电国产化发展，进而拉动国民经济发展发挥重要作用。扩建工程（3#、4#机组）是在其设计和技术基础上进行改进，2006年4月28日开工，3#机

组计划于2010年12月建成投产，4#机组力争2011年年底投产。秦山三期（重水堆）核电站采用加拿大成熟的坎杜6重水堆技术（CANDU 6），装机容量2×728兆瓦，设计寿命40年，综合国产化率约55%，参考电厂为韩国月城核电站3号、4号机组。1号机组于2002年11月19日首次并网发电，并于2002年12月31日投入商业运行。2号机组于2003年6月12日首次并网发电，并于2003年7月24日投入商业运行。二、广东大亚湾核电站（中广核）大亚湾核电站是采用法国M310压水堆技术，装机容量2×98.4 万千瓦，设计寿命40年，综合国产化率不足10%，1987年8月7日工程正式开工，1994年2月1日和5月6日两台单机容量为984MWe压水堆反应堆机组先后投入商业营运。三、岭澳核电站（中广核）岭澳核电站位于广东大亚湾西海岸大鹏半岛东南侧。一期工程，采用中国CPR1000压水堆技术，装机容量2×99万千瓦，设计寿命40年，综合国产化率约30%，于1997年5月开工建设，2003年1月全面建成投入商业运行，2004年7月16日通过国家竣工验收。二期工程，采用中国改进型CPR1000压水堆技术，装机容量2×100万千瓦，设计寿命40年，1号和2号机组综合国产化率分别超过50%和70%，于2005年12月开工建设，两台机组计划于2010年至2011年建成投入商业运行。三期工程，采用采用中国改进型CPR1000压水堆技术，装机容量2×100万千瓦，设计寿命40年，预计2011年开工建设。

机械通风冷却塔在内陆核电厂中的应用

核动力工程 Nuclear Power Engineering 第31卷第 3 期 2 0 1 0 年6月 V ol. 31. No.3 Jun. 2 0 1 0 文章编号：0258-0926(2010)03-0092-05 机械通风冷却塔在内陆核电厂中的应用潘文高，李朝明，胡彬，李小燕（中广核工程设计有限公司上海分公司，上海，200030）摘要：介绍了如何将核电厂相关设计规范应用于内陆核电厂最终热阱输热系统的机械通风冷却塔的等级划分，分析和总结了核级机械通风冷却塔的特殊设计和建造要求，并提出了核级机械通风冷却塔的设备鉴定过程，为我国自行设计和开发核级机械通风冷却塔提供借鉴和指导作用。关键词：内陆核电厂；机械通风冷却塔；设计；建造中图分类号：TL38+. 4 文献标识码：A 1 引言随着我国能源结构的调整以及人们对核电新能源的日益重视，积极推进核电建设成为我国能源建设的重要政策。目前我国已经开工建设的核电厂均位于滨海地区，如大亚湾核电站、秦山核电厂、田湾核电厂、红沿河核电厂、阳江核电厂等。然而，由于沿海地区厂址资源有限，同时滨海地区属于我国经济比较发达的地区，人口稠密，不适宜大范围建造核电厂。目前，国内已开展了内陆核电厂厂址的前期设计研究工作，有些已经进入到可行性研究或初步设计阶段。建设内陆核电厂已经成为我国核电建设发展的必然趋势。内陆核电厂的建设会受到水体条件的限制。在核电厂冷停堆4～20 h 期间，核电厂最终热阱输热系统的重要厂用水系统中的每个机组所需要的冷却水量达到最大值，约为8000 m 3/h 。如果在内陆厂址采用直流冷却方案，重要厂用水系统的冷却水经过板式热交换器前后的温升约为10℃，最高达到15℃，如此大量的温排水会对厂址处水源（湖泊、江河、水库等）的生态环境造成重大影响，因此在内陆地区建设核电厂有必要优先考虑采用机械通风冷却塔对重要厂用水系统进行2次循环冷却。目前，国外内陆核电厂的重要厂用水系统基本都采用冷却塔2次循环冷却方式，如美国大多数内陆核电厂采用每台机组配2台机械通风冷却塔的标准设计。在我国，机械通风冷却塔目前还没有被应用于核电厂的先例，但是随着我国内陆核电建设的快速发展，机械通风冷却塔在内陆核电厂中的应用将会越来越普遍，开发和设计国产核级机械通风冷却塔具有广泛的应用前景。本文介绍了机械通风冷却塔在核电厂中的应用，以及核级机械通风冷却塔的分级及其特殊设计要求。 2 核电厂重要厂用水系统的冷却流程机械通风冷却塔作为核电厂重要厂用水系统2次循环冷却回路的一部分，负责将重要厂用水系统的热水进行冷却并收集在冷却塔下的集水池中；经过冷却后的冷水进入重要厂用水泵房，由水泵输送进入板式交换器冷却设备冷却水系统的热水，从而带走该系统核岛内的热负荷，保证核电厂的安全运行。设备冷却水系统的核岛用户包括：安全壳喷淋系统、上充泵房应急通风系统、余热导出系统、反应堆堆腔和乏燃料水池冷却系统等。重要厂用水系统流程见图1。用于核电厂最终热阱的机械通风冷却塔与重要厂用水系统的其他设备均被分为2个系列，每个系列由不同的电源供电，都具有核电厂正常运行时100%的冷却能力，系列之间互为备用并相互隔离。根据具体厂址条件确定每个系列所需的机械通风冷却塔数量。 3 机械通风冷却塔各部件的等级划分根据《法国900 MWe 压水堆核电站系统设计和建造规则》（RCC-P ），将核电厂重要厂用水系收稿日期：2009-03-01；修回日期：2010-01-07

中国内陆核电真相：这十个关键问题不回答清楚,重启就是灾难

中国内陆核电真相：这十个关键问题不回答清楚，重启就是灾难长江流域核电站安全论证绝不能“想当然”，只有拍胸脯式的“研究结论”即“内陆核电厂安全性有保障”，而没有具体详实、可追根溯源的“论证依据和论证过程”会带来灾难。文/国务院发展研究中心研究员王亦楠近日，关于“内陆核电重启”的报道甚嚣尘上，诸如“内陆31 个核电厂完成可行审查”，“国家发改委委托中国工程院、中国核能行业协会等进行的综合论证一致建议发展内陆核电”，“内陆核电论证已近尾声”等等，以至于公众看了都误以为长江流域的核电站马上就要开工了。其实，中央对内陆核电的定调至今未变，仍然处于“研究论证”阶段；中央对核电安全性的要求始终如一，那就是“必须绝对保证安全”。需要说明的一点是，内陆核电能否真正开工，其安全论证报告的审批权（或者说初审权）在国家环保部和核安全局，而不是工程院或核能行业协会。诚然，核工业界对内陆核电安全性的论证是完全必要的，也是重要的。笔者只是希望此类“安全论证”最好不要是力主内陆核电专家们的独角戏，更不要成为排斥不同意见的一言堂。毕竟，以长江流域为代表的内陆核电站是否启动，不仅是核电业界的事，它还事关国家的长治久安和百姓的切身利益。笔者此前曾发表《湘鄂赣三省发展核电的安全风险不容低估》、《总

理为什么要求核电必须“绝对保证安全”》等文章，论述了“我国与欧美内陆核电站的厂址条件迥异”、“所采用的AP1000 技术在全世界尚无实践验证、关键设备试制还未过关、给 AP1000技术当试验场的我国三门和海阳核电站已严重拖期”等问题，剖析了“确保我国核电安全亟须高度重视的几大短板”。长江流域核电站的安全论证绝不能“想当然”：（1）只有拍胸脯式的“研究结论”即“内陆核电厂安全性有保障”，而没有具体详实的、可追根溯源的“论证依据和论证过程”；（2）只讲“技术标准、安全标准如何高”，而不讲“如何通过已经工程实践充分验证的、成熟可靠的技术措施来真正实现高标准”！（3）只谈核电对能源需求和CO2 减排的意义，而不谈一旦发生核泄漏并沿江而下，我们如何应对水源危机、土地危机、粮食危机、社会稳定危机…… 按照中央对核电“必须绝对保证安全”的要求，目前核电业界所谓的“内陆核电研究论证”还有很多关键问题有待深入研究和论证，“安全性有保障”这一结论也下得为时过早、过于轻率。鉴于社会公众并不知道内陆核电的安全性到底是“怎么论证和确保的”，且相关业界机构对公众质疑的问题一直未给予正面回答，因此笔者再撰此文，就“内陆核电安全论证”中不容回避和含糊的十个关键问题公开求教，请所有认为“内陆核电厂安全性有保障”的专家学者及相关研究机构、核电管理部门给予公开解答。1、内陆核电的“安全论证”，能不考虑“Nuclear Security”所要求的

工程流体力学(水力学)闻德第五章-实际流体动力学基础课后答案

工程流体力学闻德课后习题答案第五章实际流体动力学基础 5—1设在流场中的速度分布为u x =2ax ，u y =-2ay ，a 为实数，且a >0。试求切应力τxy 、τyx 和附加压应力p ′x 、p ′y 以及压应力p x 、p y 。解：0y x xy yx u u x y ττμ??? ?==+= ????? 24x x u p a x μ μ?'=-=-?，24y y u p a y μμ ?'=-=?， 4x x p p p p a μ '=+=-，4y y p p p p a μ'=+=+ 5－2 设例５－1中的下平板固定不动，上平板以速度v 沿x 轴方向作等速运动（如图所示），由于上平板运动而引起的这种流动，称柯埃梯（Couette ）流动。试求在这种流动情况下，两平板间的速度分布。（请将d 0d p x =时的这一流动与在第一章中讨论流体粘性时的流动相比较）解：将坐标系ox 轴移至下平板，则边界条件为 y ＝０，0X u u ==；y h =，u v =。由例５－1中的（11）式可得 2 d (1)2d h y p y y u v h x h h μ=-- （１）当d 0d p x =时，y u v h =，速度ｕ为直线分布，这种特殊情况的流动称简单柯埃梯流动或简单剪切流动。它只是由于平板运动，由于流体的粘滞性

带动流体发生的流动。当d 0d p x ≠时，即为一般的柯埃梯流动，它是由简单柯埃梯流动和泊萧叶流动叠加而成，速度分布为 (1)u y y y p v h h h =-- （２）式中 2d () 2d h p p v x μ=- （３）当p ＞０时，沿着流动方向压强减小，速度在整个断面上的分布均为正值；当p ＜０时，沿流动方向压强增加，则可能在静止壁面附近产生倒流，这主要发生p ＜－１的情况． 5－3 设明渠二维均匀（层流）流动，如图所示。若忽略空气阻力，试用纳维—斯托克斯方程和连续性方程，证明过流断面上的速度分布为 2sin (2) 2x g u zh z r q m =-，单宽流量 3 sin 3gh q r q m =。

Chapter 5 激光的振荡特性习题答案

8. 长度为10cm 的红宝石棒置于长度为20cm 的光谐振腔中，红宝石694.3nm 谱线的自发辐射寿命3410s s τ-≈?，均匀加宽线宽为5 210MHz ?。光腔单程损耗0.2δ=。求 (1)阈值反转粒子数t n ?； (2)当光泵激励产生反转粒子数 1.2t n n ?=?时，有多少个纵模可以振荡？(红宝石折射率为1.76) 解：(1) 阈值反转粒子数为：222 2121123372173 44210 1.764100.2 cm 10(694.310) 4.0610cm H s t n l l πνητδδσλπ----??==??????=??=? (2) 按照题意 1.2m t g g =，若振荡带宽为osc ν?，则应该有 2 2221.222H t t osc H g g ννν??? ???=??????+ ? ????? 由上式可以得到108.9410Hz osc H νν?==? 相邻纵模频率间隔为10 831022( 1.76())2(10 1.7610) 5.4310Hz q c c l l L l ν??==='?+-?+=? 所以1088.9410164.65.4310 osc q νν??==?? 所以有164~165个纵模可以起振。 9 ．脉冲掺钕钇屡石榴石激光器的两个反射镜透过率1T 、2T 分别为0和0.5。工作物质直径d =0.8cm ，折射率η =1.836，总量子效率为1，荧光线宽111.9510Hz F ν?=?，自发辐射寿命42.310s s τ-=?。假设光泵吸收带的平均波长P 0.8μm λ=。试估算此激光器所需吸收的阈值泵浦能量pt E 。解：211ln 0.3521T δ??== ?-?? 223221320 3410321124442 ()26.626100.35310 1.836 1.95100.8 2.310 J 0.810(1.0610) 0.073J p H pt p d h hc d E νδπδπηντησλλπ----?==???????????=???= 22．考虑氦氖激光器的632.8nm 跃迁，其上能级3S 2 的寿命82210s τ-≈?，下能级2P 4的寿命81210s τ-≈?，设管内气压p =266Pa ： (1)计算T=300K 时的多普勒线宽D ν?； (2)计算均匀线宽H ν?及/D H νν ??； (3)当腔内光强为(1)接近0；(2)10W/cm 2时谐振腔需多长才能使烧孔重叠。 (计算所需参数可查阅附录一) 解：(1) T=300K 时的多普勒线宽D ν?为

核电厂运行知识点

1.1 、世界核电的发展及第四代核电技术；（五种反应堆的基本特征） 1.2 、核电厂的经济性和安全性； 1.2.1 、核电厂的优越性 1.2.2 、核电厂的经济性 1.2.3 、核电厂的安全性是有保证的 1.2.4、压水堆的特点 1.3 、核电厂的运行特点； 1.4 、压水堆核电厂的组成；（核岛部分、常规岛部分） 1.5、我国核电厂的起步与历史发展前景。我国能源发展面临四个基本问题：核电的基本特性决定了无可替代的重要作用：二代改进型压水堆核电站自主化能力我国建设内陆核电势在必行长期战略第二章压水堆核电厂一回路主系统和设备压水堆核电厂的组成 2.1 一回路主系统（冷却剂系统） 2.1.1一回路主系统的组成 2.1.2一回路主系统的功能 2.1.3一回路主系统的主要参数 2.2压水反应堆—本体结构 2.2.1压水反应堆堆芯—概述（功能、组成） 2.2.1.2 燃料组件（布置方式、燃料元件棒结构、燃料芯块、燃料组装过程简图）2.2.1.3 控制棒组件（种类与数量、） 2.2.1.4 堆芯功能组件（中子源组件、） 2.2.2 下部堆内构件（组成、功能） 2.2.3 上部堆内构件（组成、功能） 2.2.4 压力容器（RPV ）（材料要求） 2.2.5 控制棒驱动机构（组成、分类、优缺点、控制棒驱动机构原理） 2.2.6 运行中的问题 2.2.6.1冷却剂的循环（流程以及注意问题） 2.2.6.2结构材料的选择（包壳材料、压力容器及其内部构件材料） 2.2.6.3压力容器的运行限制（温度、辐照的影响） 2.3 蒸汽发生器（SG）（定义、功能）立式倒U 形自然循环蒸汽发生器（结构图、给水来源、蒸汽干燥装置、运行原理蒸汽发生器水位的保持、限制管子的腐蚀、蒸汽发生器给水与排污、设计参数）卧式： 2.4.0 反应堆冷却剂泵（主泵）—概述 2.4.1 主泵—水力机械部件（轴封水的作用） 2.4.2 主泵—轴密封部件（1,2,3号轴封） 2.4.3 主泵—主泵轴封水流程 2.4.4 主泵—电动机部分 2.4.5 主泵—主要参数 2.5.0 稳压器概述—功能

我国核电布局演进轨迹及未来发展分析

我国核电布局演进轨迹及未来发展分析作为一种高效、清洁的能源,核电的发展已被提升到保障国家能源安全的高度。调整和优化核电布局,对于解决能源短缺、优化产业结构、推动地区经济发展起着重要的作用。因此,对我国核电布局的演进轨迹、影响因素进行分析,并对其未来动向进行前瞻,具有重要的现实意义。演进轨迹:从沿海集中布局向内陆地区拓展我国的核电建设是从沿海开放的总体战略下率先起步的。自1985年秦山一期核电站至今,我国建成和在建的核电站已达6座共11台机组，在建的有8座共24台核电机组。从地理位置上看,集中分布在广东、浙江、江苏沿海3省;目前在建核电项目也集中在广东、浙江、辽宁、福建、山东沿海5省,内陆地区至今还没有。与我国核电“沿海集中”布局形成比照的是,国外的核电布局主要集中在内陆地区。纵观全球核电布局,位于内陆滨河、滨湖地区的核电站占全部核电总装机容量的2/3以上。法国19座核电站有15座位于内陆8条主要河流上,占装机容量的65.1%;加拿大、瑞士除个别为滨海核电站外,绝大多数是内陆核电。多年来,国内核电布局优先选择沿海地区,主要出于三方面考虑:一是安全,认为沿海地区充足的水资源既可以保证核反应堆的冷却速度,又可以保证排放水不会对周边生态环境产生过多的负面影响。二是核电单位电价相对较高,沿海地区一次能源缺乏,但经济比较发达,有能力支付“高来高去”的电价。三是便于缓解沿海地区突出的一次能源短缺问题。事易时移。今天核电的发展环境已经发生了根本变化:“经济比较

发达”和“一次能源短缺”已不再是沿海地区的独有特征,内陆许多相对发达的地区也急需发展核电。同时,我国核电建设已积累了丰富的经验,技术日臻成熟,内陆滨河核电站的安全和环保问题可以解决。环境的变化促使核电布局从沿海向内地延伸。2008年1月3日,国务院核电领导小组会议决定启动内陆核电项目;同年2月1日,国家发改委主持召开内陆核电协调会议,明确湖南桃花江核电站、湖北大畈核电站、江西彭泽核电站可以开展项目前期工作。由此可以得出结论,我国集中于沿海的核电布局将向内陆地区拓展。影响因素:电力需求、环保压力与电力供给影响核电布局的因素主要包括技术、安全、环境、经济和社会生活等方面。国外的经验表明,核电站选址应首先考虑电力市场需求、一次能源情况和能源布局等经济社会因素,对两者的厂址选择标准并不需要刻意区别,滨海并非优先考虑的条件。借鉴国外核电布局经验,立足我国沿海核电建设运行的成功实践,我们认为,影响我国核电由“沿海集中式”布局向“内陆”布局转变的主要有三大因素: 电力需求。国外经验表明,电力需求决定核电布局。美国西部发展落后于东部,东部地区工业密集,生产和生活用电均多于西部,所以在核电站数量上东部远远多于西部。上个世纪80年代,我们优先发展沿海核电,既是因为改革开放初期,内陆省份缺电问题尚不突出;更是因为沿海地区一次能源短缺和经济比较发达。改革开放30年来,中部尤其是长江中游地区,其经济发展水平已经达到或超过核电发展初期的广东及江浙地区。与秦山和大亚湾核电站正式投入商业运行当年(1994年)的浙江省和广东省人均GDP相比,湖北从1999年、湖南和重庆从2002年开始已超过了这一水平。内陆经济的快速发展对电力需求越来越大。电力需求的快

翼型气动特性实验指导书2017版

《空气动力学》课程实验指导书翼型压强分布测量与气动特性分析实验一、实验目的 1 熟悉测定物体表面压强分布的方法，用多管压力计测出水柱高度，利用伯努利方程计算出翼型表面压强分布。 2 测定给定迎角下，翼型上的压强分布，并用坐标法绘出翼型的压强系数分布图。 3 采用积分法计算翼型升力系数，并绘制不同实验段速度下的升力曲线。 4 掌握实验段风速与电流频率的校核方法。二、实验仪器和设备（1）风洞：低速吸气式二元风洞。实验段为矩形截面，高0.3米，宽0.3米。实验风速 20,30,40V ∞=/m s 。实验段右侧壁面的静压孔可测量实验段气流静压p ∞，实验段气流的总压0p 为实验室的大气压a p 。表2.1 来流速度与电流频率的对应（参考）表2.2 翼型测压点分布表上表面下表面（2）实验模型：NACA0012翼型，弦长0.12米，展长0.09米，安装于风洞两侧壁间。模

型表面开测压孔，前缘孔编号为

0，上下翼面的其它孔的编号从前到后，依次为1、2、3 ……。（如表-2所示）（3）多管压力计：压力计斜度90θ=，压力计标定系数 1.0K =。压力计左端第一测压管通大气，为总压管，其液柱长度为I L ；左端第二测压管接风洞收缩段前的风洞入口侧壁静压孔，其液柱长度为IN L ；左端第三、四、五测压管接实验段右侧壁面的三个测压孔，取其液柱长度平均值为II L 。其余测压管分成两组，分别与上下翼面测压孔一一对应连接，并有编号，其液柱长度为i L 。这两组测压管间留一空管通大气，起分隔提示作用。三、实验原理测定物体表面压强分布的意义如下：首先，根据表面压强分布，可以知道物体表面上各部分的载荷分布，这是强度设计的基本数据；其次，根据表面压强分布，可以了解气流绕过物体时的物理特性，如何判断激波，分离点位置等。在某些风洞中（例如在二维风洞中，模型紧夹在两壁间，不便于装置天平），全靠压强分布来间接推算出作用在机翼上的升力或力矩。测定压强分布的模型构造如下：在物体表面上各测点垂直钻一小孔，小孔底与埋置在模型内部的细金属管相通，小管的一端伸出物体外（见图1），然后再通过细橡皮管与多管压力计上各支管相接，各测压孔与多管压力计上各支管都编有号码，于是根据各支管内的液面升降高度，立刻就可判断出各测点的压强分布。多管压力计的原理与普通压力计相同，都是基于连通器原理，只是把多个管子装在同一架子上而已，这样就可同时观察多点的压强分布情况，为了提高量度的准确性，排管架的倾斜度可任意改变。

核电为什么建在沿海

中国能源网的信息总监韩晓平告诉记者，中国现在已经具备了在内陆修建核电站的能力，在选址方面，安全和环保是要考虑的最重要的因素。 1、沿海省份缺电，需要核电站承担基负荷。 2、海边有海水作为冷却水。 3、一旦发生核泄漏，可以很快在海水中稀释，如果在内陆情况可能会比较严重。许多南方内陆省份申请建核电站，就是因为环保的因素迟迟得不到批准。【问】核电站建在海边的原因是什么？ 2009年04月13日星期一下午 10:27 【答】我国的核电站之所以大多建在沿海地区，一是因为核电站需要大量的水进行冷却，而靠近大海水资源丰富，大型核电机组运输也比较便利，二是沿海地区经济发达，能够承受数百亿元的投资，以及适当的高电价。华北电力大学核科学与工程学院院长陆道纲对《科学时报》说： “核电站选址一般会考虑四个方面。”陆院长表示。首先要考虑的是经济方面。例如，福建是经济相对发达的沿海城市，电力需求量非常大；同时，福建省水电比重较高，约比全国平均水平高一倍，且水电受来水情况影响较大，因此在福建建设核电站是科学的选择。其次，必须考虑环境安全的问题，核电站必须建在经济发达地区的相对偏远地区，50公里以内不能有大中型城市。同时能建在海边是最好的选择，海边涵盖的范围是半圆形，这样比内陆更为安全。再次，须考虑地质条件。地质构造必须稳定，绝对不能建在地震的断裂带上。最后，核电站建造的地方必须有充分的冷却水源。若要在内陆建造，也需建设在大江大河旁边，保证冷却水源的充分。多建在海边是因为: 1.沿海地区多是大城市人口密集区,是用电大户,水电场要求建设在河流水能丰富地区,而火力发电有污染且一般建设在煤炭产地,其他形式的发电也都受限制(光,风)而高压运输电力距离太长也有损耗.所以核电站多建设在沿海地区. 2.冷却需要大量水. 3.为了保险(发生泄露事故)核电站多建设在岛屿,半岛等远离人口居住地区. 4.国际法规定军事行动不可以破坏敌国核电设施,所以不出现核泄露还是安全的. 有几个考虑因素： 1，地质要求，核电站地理环境要求抗震的级别很高 2，有冷源，有水的地方便于取水，以便冷却设备。 3，有距离，尽量减少对生态的破坏。 4，电站会排出些废水，靠近海便于利用海的大容量进行稀释

第5章汽车空气动力学-5学时

第五章汽车空气动力学第一节概述第二节汽车空气动力学基础第三节汽车行驶时所受到的气动力和力矩第四节汽车外形与空气动力学特性的关系第一节概述一、研究目的 ?赋予轿车以高的空气动力性的车身造型，以降低空气阻力，提高行驶稳定性和降低空气动力噪声等二、空气动力学研究的主要内容包括：1、汽车行驶过程中的气动力和力矩的研究2、汽车表面及周围的流谱和局部流场的分布研究3、发动机和制动装置的空气冷却问题的研究4、汽车内部自然通风和换气问题的研究三、汽车空气动力学的研究手段理论分析试验研究数值模拟随着计算机硬件和软件技术的发展和湍流理论的深入研究，使得计算机流体力学（CFD）在汽车设计和分析领域应用更加广泛。目前国外应用较成功的商用CFD 软件有：?福特汽车公司的Start-CD；?Fluent公司的FLUENT；?CHAM公司的PHOENICES；?AEA Technology公司的CFX-4等。第二节汽车空气动力学基础一、空气的力学特性空气具有可压缩、粘性和热传导性等性质。但是在实际研究中为了研究的方便，一般不考虑空气的压缩性，称为理想空气。1、流线和流谱 ?流线：空气流动的轨迹，即该假想曲线上任一点的切线方向与该时刻气流质点速度向量的方向相同。?流谱：在某一瞬时的流场中，许多流线的集合称为该时刻气流的流谱。通过流谱来描述气流流动的全貌。 2、流体流动的连续性 ?流体的流速与流管的截面积的关系常数 v Α=计算机计算得到的围绕车身廓形的空气流线计算机计算得到的围绕车身廓形的空气流线3、伯努利方程式 ?伯努利方程式用来描述定常流的流动情况，说明静压和动压的关系：＝常数即为空气密度为空气的流速，，＝式中：动压222 1 :2 1 v p v v q 常数 q p ρρρ+=+

最新中英整理内陆核电厂用水系统冷却塔空气动力特性数值模拟研究1

中国拟建核电站

中国内陆核电项目建设必须慎而又慎