滨海电厂温排水三维数值模拟研究
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第 ６期
２ ０ １ ６年 ６月
广 东 水 利 水 电
ＧＵ ＡＮＧＤ０ ＮＧ Ｗ ＡＴ Ｅ Ｒ ＲＥ Ｓ ０Ｕ ＲＣ ＥＳ ＡＮＤ ＨＹＤＲＯ Ｐ ＯＷ Ｅ Ｒ
Ｎｏ ． ６
Ｊ ｕ ｎ ．２ ０ １ ６
滨 海 电厂 温 排 水 三维 数 值 模 拟 研 究
王 连接
（ 中 国能 源建设 集 团广 东省 电力设计 研 究 院有 限公 司，广 东 广 州 ５ １ ０ ６ ６ ３ ）
ｌ ● Ｉ，
Fra Baidu bibliotek
＋
动 情 况 ，结 果 与 实 测 值 拟 合 较 好 Ｊ 。 彭 晓 飞 利 用
Ｅ Ｃ Ｏ ＭＳ Ｅ Ｄ模式 建 立 了大 亚 湾 潮 流 三 维 数 值 模 型 ，在 此 基础 上对 岭澳 核 电站 与 大亚 湾 核 电站合 排 后 温 排 水 的扩散 过程 进 行 了数 值 计 算 Ｊ 。张 继 民运 用 Ｄ ｅ ｌ ｆ ｔ ３ Ｄ
中图 分 类 号 ：Ｔ Ｖ ６ ７ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ８— ０ ｌ １ ２ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ６— ０ ０ ０ １— ０ ５
滨海 地 区火 电厂 多 采 用 直 流冷 却 供 水 系 统 。大 流
实 践 中 。 目前 ，针 对 ＭＩ Ｋ Ｅ ３三 维 数 值 模 拟 验 证 仍 比 较
平 面二 维数值 模 拟 不 能完 全 反 映 温排 水 的三 维 水 力热 力效应 ，温 排水 三 维数 值 模 型 有 必要 应 用 于工 程
于工 程方案 比选 。
其中
ｔ 为时间， 、 为笛卡 尔坐标 ， “ Ｗ为 、 ｙ 、 ｚ 三
个 方 向上 的流速分 量 ， Ｔ ， Ｓ 为温 度 和盐 度 ， Ｄ 为垂 直 紊 动 扩散 系数 ， 胄为和大 气热 交换 产生 的源项 ， Ｓ为点源 排 放 产生 的源 相 ， 和Ｓ 为温 度 和 盐度 产 生 的源相 ， Ｆ Ｆ 、 为水 平扩散 项 ， Ｄ 为 水平 扩散 系数 ， ＾为水 深 。
量 、高 热量 的废 水排 人海湾 中将 引起 水体 温度 的增 高 ， 影 响 到水生 物 的生 存 环 境 ，为 此 ，在 采 用直 流 冷 却 系 统 的滨海 电厂建设 的前 期 ，需 要 对 温 排水 的影 响开 展 详 细 的计 算 和分 析 ，以在 满 足环 境 保 护 的前 提 下 ，优
＋ ＋
ｏ ｚ
马 来西 亚沙 巴 电厂沿 岸 往 复流 海 岸 温 排水 进 行 了数 值 模 拟 ，采用 非结 构化 网格 ，率 定 了模 型 参 数 ，建 立 了 水 动力模 型 ，对 取排 水 口不 同位 置 方 案进 行 了数 值模 拟 预测 Ｅ ２ ］ 。三 维数 学模 型方 面 ，何 国建采 用 斜 对 角 笛 卡 尔方 法推 广应 用到 河 口与海 岸 温 排 水 三维 数 值 计 算
摘 要 ：针 对 传 统 温 排 水 平 面二 维数 学模 型 的 不足 ，采 用三 维斜 压 水 流 数 学模 型 来模 拟 温排 水 的 运 动 ， 建 立 了某 电厂 温
排水 工程近 区和远 区耦合 的数 学模型 ，得到 了计算域 内的三维潮 流场与温升场 。研 究结果表 明 ＭＩ Ｋ Ｅ ３ 软件 能较好 的模拟 出实测潮 流的流速 场。海湾 内温排水 三维分层现 象显著 ，温排水 温升 包络 范围以表层 温升分布 为主。 关键词 ：直流冷却 ；温排水 ；三维数值模拟
中 ，采 用 了 Ｅ Ｆ Ｄ Ｃ模 块 的 坐标 变 换 和平 面正 交 曲线 坐标变 换 ，模拟 了山东 海 阳核 电厂 附 近 的 三维 水 流 运
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模 型对 电厂 的扩 建工 程 温排 水 进 行 了多方 案 的数 值 模 拟 ，提 出了合 理 的排 水 口布 置 方 式 Ｊ 。王 明才 在 某 滨 海 核 电厂温 排水研 究 的基础 上 建 立 了温排 水 三 维 数 值 模型 ， 利 用实 测 水 文 数 据进 行 模 型 验 证 ， 并 成 功 应 用
化 取 、排水 口的工 程 位置 以及 减 少取 排水 工程 量 。
少 ，国内 尚未 有一 个统 一应 用 的商 业软件 。有 鉴于 此 ，
本 文利 用 ＭＩ Ｋ Ｅ ３软件 建立 了某 海域 水动 力 场和 温度 场
预测 模 型 ，利 用 实测 水 文 数 据 进 行模 型验 证 ，并 将 其 用 于检 验工程 方 案设计 排放效 果 。
１ 数 学模型
二 维数 学模 型方 面 ，郝 瑞 霞 采 用有 限体 积 法 求 解
二维 Ｎ —Ｓ方 程组 与 Ｒ Ｎ Ｇ 一占紊流模 型 给 出了感潮 河 口温排水 的温 度 场 ¨ Ｊ 。严 冰 采 用 Ｍ Ｉ Ｋ Ｅ ２ １ Ｆ Ｍ 模 型 对
采 用斜压 浅水 方 程模 拟 滨 海 地 区水 动 力 条件 ，采 用 对流 扩散方 程模 拟温 度场 。 １ ． １ 控 制方程
２ ０ １ ６年 ６月
广 东 水 利 水 电
ＧＵ ＡＮＧＤ０ ＮＧ Ｗ ＡＴ Ｅ Ｒ ＲＥ Ｓ ０Ｕ ＲＣ ＥＳ ＡＮＤ ＨＹＤＲＯ Ｐ ＯＷ Ｅ Ｒ
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滨 海 电厂 温 排 水 三维 数 值 模 拟 研 究
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（ 中 国能 源建设 集 团广 东省 电力设计 研 究 院有 限公 司，广 东 广 州 ５ １ ０ ６ ６ ３ ）
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中图 分 类 号 ：Ｔ Ｖ ６ ７ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ８— ０ ｌ １ ２ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ６— ０ ０ ０ １— ０ ５
滨海 地 区火 电厂 多 采 用 直 流冷 却 供 水 系 统 。大 流
实 践 中 。 目前 ，针 对 ＭＩ Ｋ Ｅ ３三 维 数 值 模 拟 验 证 仍 比 较
平 面二 维数值 模 拟 不 能完 全 反 映 温排 水 的三 维 水 力热 力效应 ，温 排水 三 维数 值 模 型 有 必要 应 用 于工 程
于工 程方案 比选 。
其中
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量 、高 热量 的废 水排 人海湾 中将 引起 水体 温度 的增 高 ， 影 响 到水生 物 的生 存 环 境 ，为 此 ，在 采 用直 流 冷 却 系 统 的滨海 电厂建设 的前 期 ，需 要 对 温 排水 的影 响开 展 详 细 的计 算 和分 析 ，以在 满 足环 境 保 护 的前 提 下 ，优
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摘 要 ：针 对 传 统 温 排 水 平 面二 维数 学模 型 的 不足 ，采 用三 维斜 压 水 流 数 学模 型 来模 拟 温排 水 的 运 动 ， 建 立 了某 电厂 温
排水 工程近 区和远 区耦合 的数 学模型 ，得到 了计算域 内的三维潮 流场与温升场 。研 究结果表 明 ＭＩ Ｋ Ｅ ３ 软件 能较好 的模拟 出实测潮 流的流速 场。海湾 内温排水 三维分层现 象显著 ，温排水 温升 包络 范围以表层 温升分布 为主。 关键词 ：直流冷却 ；温排水 ；三维数值模拟
中 ，采 用 了 Ｅ Ｆ Ｄ Ｃ模 块 的 坐标 变 换 和平 面正 交 曲线 坐标变 换 ，模拟 了山东 海 阳核 电厂 附 近 的 三维 水 流 运
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１ 数 学模型
二 维数 学模 型方 面 ，郝 瑞 霞 采 用有 限体 积 法 求 解
二维 Ｎ —Ｓ方 程组 与 Ｒ Ｎ Ｇ 一占紊流模 型 给 出了感潮 河 口温排水 的温 度 场 ¨ Ｊ 。严 冰 采 用 Ｍ Ｉ Ｋ Ｅ ２ １ Ｆ Ｍ 模 型 对
采 用斜压 浅水 方 程模 拟 滨 海 地 区水 动 力 条件 ，采 用 对流 扩散方 程模 拟温 度场 。 １ ． １ 控 制方程