本文關(guān)鍵詞：白鶴灘水電站地下廠房通風(fēng)空調(diào)熱態(tài)模型試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 水電站 地下廠房 通風(fēng)空調(diào) 模型試驗(yàn) 氣流組織

【摘要】：隨著傳統(tǒng)能源的日漸消耗,人類開始探索新的能源利用形式,水電以其可再生性和無污染性得到了人們的青睞。白鶴灘水電站是全球最大的在建地下水電站,地下洞室縱橫交錯(cuò)、內(nèi)部設(shè)備布置復(fù)雜。地下廠房良好的通風(fēng)空調(diào)方案和氣流組織形式是保證水電站機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)行和人員健康的基礎(chǔ)。論文利用相似模型試驗(yàn)方法,對(duì)白鶴灘水電站地下廠房通風(fēng)空調(diào)方案進(jìn)行研究,研究內(nèi)容與研究成果具有重要工程實(shí)用價(jià)值和工程指導(dǎo)意義。本論文是國家自然科學(xué)基金資助面上項(xiàng)目(51178482)“深埋地下式水電站熱濕環(huán)境形成機(jī)理與節(jié)能調(diào)控”的研究內(nèi)容之一。首先,基于相似理論及阿基米德模型律,結(jié)合試驗(yàn)場(chǎng)地的實(shí)際條件,選擇1/20的幾何比例尺,確定模型試驗(yàn)相關(guān)參數(shù)比例尺。按照相關(guān)參數(shù)比例尺,制定了白鶴灘水電站地下主廠房及母線洞的模型試驗(yàn)臺(tái)搭建方案,建立了模型試驗(yàn)臺(tái)及試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)。然后,對(duì)模型試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了冷態(tài)和熱態(tài)工況運(yùn)行調(diào)試,并對(duì)試驗(yàn)臺(tái)做了進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。根據(jù)模型試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行調(diào)試工作,探討了水電站地下廠房通風(fēng)空調(diào)模型試驗(yàn)的主要問題和困難,并針對(duì)這些問題和困難,總結(jié)了提高地下水電站通風(fēng)空調(diào)模型試驗(yàn)準(zhǔn)確性、可靠性以及減小試驗(yàn)誤差的一些技術(shù)措施。1)受相似模型律的制約,模型試驗(yàn)的風(fēng)量和熱量比例尺一般非常小,導(dǎo)致模型的風(fēng)量和發(fā)熱量也非常小。小風(fēng)量及發(fā)熱量條件下的模型試驗(yàn)中,通風(fēng)管路的水力平衡問題、試驗(yàn)臺(tái)圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及通風(fēng)管路的傳熱問題以及送風(fēng)溫度的精確控制問題是影響模型試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵問題。2)模型試驗(yàn)中,送風(fēng)方式采用“分系統(tǒng)、大管徑靜壓送風(fēng)”的方式,可滿足拱頂送風(fēng)均勻性要求,解決送風(fēng)管路的水力平衡問題;圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用導(dǎo)熱系數(shù)?≤0.036w/m·k(厚度≥4cm)的保溫材料可使圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱減小到誤差允許范圍內(nèi);拱送風(fēng)干管采用“外壁面敷設(shè)保溫材料+末端旁通風(fēng)量”的方法,可減小傳熱溫差,滿足拱頂送風(fēng)溫度一致性要求;發(fā)電機(jī)層以下各層夾墻埋管送風(fēng)系統(tǒng),采用“外壁面敷設(shè)保溫層+補(bǔ)償熱量或冷量”的方法可滿足引風(fēng)和送風(fēng)溫度一致性要求。本次模型試驗(yàn)采取上述措施,取得了良好的效果,使試驗(yàn)誤差進(jìn)一步減小,提高了模型試驗(yàn)的準(zhǔn)確性與可靠性。最后,開展了白鶴灘水電站地下廠房通風(fēng)空調(diào)熱態(tài)模型試驗(yàn)。模型試驗(yàn)主要包括三部分:1)發(fā)電機(jī)組全開、中間層和母線洞局部空調(diào)關(guān)閉條件下,研究滿足地下廠房溫、濕度要求的拱頂送風(fēng)溫度,并分析均勻送風(fēng)氣流組織方式的合理性。2)發(fā)電機(jī)組全開,開啟中間層和母線洞局部空調(diào),探究滿足全廠房溫、濕度要求的拱頂送風(fēng)溫度。并對(duì)照第一部分試驗(yàn)結(jié)果,分析相同送風(fēng)溫度條件下,局部空調(diào)對(duì)全廠房溫度場(chǎng)分布規(guī)律的影響。3)開啟部分發(fā)電機(jī)組,只打開相應(yīng)開啟機(jī)組的送風(fēng)口,送風(fēng)量與開啟機(jī)組數(shù)相匹配,研究發(fā)電機(jī)組部分運(yùn)行時(shí)全廠房溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)分布規(guī)律。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析,得到以下主要結(jié)論:1)采用拱頂均勻送風(fēng)的氣流組織形式可使發(fā)電機(jī)層工作區(qū)速度場(chǎng)分布比較均勻,風(fēng)速分布范圍為0.22~0.36m/s,滿足設(shè)計(jì)規(guī)范0.2~0.5m/s的要求。2)發(fā)電機(jī)組全開、關(guān)閉局部空調(diào),拱頂送風(fēng)溫度為20℃時(shí),全廠房各空間溫度均能滿足設(shè)計(jì)要求,但此時(shí)發(fā)電機(jī)層工作區(qū)平均溫度和母線洞平均排風(fēng)溫度比設(shè)計(jì)溫度低得多,造成了局部區(qū)域冷量“浪費(fèi)”。只改變送風(fēng)溫度對(duì)全廠房溫度分布的影響是整體性的,對(duì)廠房局部空間溫度分布的調(diào)節(jié)作用很小。3)發(fā)電機(jī)組全開、開啟局部空調(diào),拱頂送風(fēng)溫度為21℃時(shí),全廠房各空間溫度基本能滿足設(shè)計(jì)要求,僅蝸殼下層高于設(shè)計(jì)值0.3℃。局部空調(diào)對(duì)中間層和母線洞降溫效果最明顯。因此,送風(fēng)溫度設(shè)為21℃,輔以局部空調(diào)是一種經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案。4)發(fā)電機(jī)組部分負(fù)荷運(yùn)行,拱頂送風(fēng)溫度為22.1℃時(shí),受未開啟機(jī)組圍護(hù)結(jié)構(gòu)壁面“冷效應(yīng)”影響,全廠房溫度均能滿足設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：水電站 地下廠房 通風(fēng)空調(diào) 模型試驗(yàn) 氣流組織
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV735
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-22
• 1.1 論文研究背景及意義10-11
• 1.2 水電站地下廠房通風(fēng)空調(diào)技術(shù)概述11-19
• 1.2.1 國內(nèi)外地下水電站發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 水電站地下廠房熱、濕環(huán)境特征13-15
• 1.2.3 水電站地下廠房通風(fēng)空調(diào)技術(shù)工程應(yīng)用現(xiàn)狀15-18
• 1.2.4 水電站地下廠房通風(fēng)空調(diào)技術(shù)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 工程項(xiàng)目概況19-20
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容20-21
• 1.5 本章小結(jié)21-22
• 2 模型試驗(yàn)基本理論和方法22-26
• 2.1 相似理論22-23
• 2.1.1 幾何相似22
• 2.1.2 運(yùn)動(dòng)相似22
• 2.1.3 動(dòng)力相似22-23
• 2.2 模型律23
• 2.3 相似比例尺23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 模型試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)與制作26-72
• 3.1 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與搭建26-36
• 3.1.1 主體結(jié)構(gòu)幾何尺寸確定26-31
• 3.1.2 主體結(jié)構(gòu)搭建31-36
• 3.2 內(nèi)部設(shè)備和熱源設(shè)計(jì)與制作36-46
• 3.2.1 內(nèi)部設(shè)備尺寸和發(fā)熱設(shè)備發(fā)熱量36-40
• 3.2.2 內(nèi)部發(fā)熱設(shè)備的發(fā)熱措施40-45
• 3.2.3 內(nèi)部發(fā)熱設(shè)備控制系統(tǒng)45-46
• 3.3 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作46-61
• 3.3.1 拱頂送風(fēng)系統(tǒng)47-49
• 3.3.2 中間層、水輪機(jī)層、蝸殼上層、蝸殼下層和尾水管層送風(fēng)系統(tǒng)49-52
• 3.3.3 主廠房排風(fēng)系統(tǒng)52-55
• 3.3.4 中間層局部空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)55-56
• 3.3.5 母線洞通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)56-58
• 3.3.6 送、排風(fēng)管道保溫系統(tǒng)58-60
• 3.3.7 通風(fēng)空調(diào)動(dòng)力系統(tǒng)60-61
• 3.4 試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)61-70
• 3.4.1 溫度和風(fēng)速測(cè)點(diǎn)布置61-69
• 3.4.2 測(cè)試儀器69-70
• 3.5 本章小結(jié)70-72
• 4 模型試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行調(diào)試72-82
• 4.1 拱頂送風(fēng)口送風(fēng)量均勻性調(diào)試72-73
• 4.2 試驗(yàn)臺(tái)密閉性調(diào)試73-74
• 4.3 拱頂送風(fēng)溫度均勻性調(diào)試74-75
• 4.4 拱頂送風(fēng)溫度調(diào)試75-76
• 4.5 送、排風(fēng)溫度一致性調(diào)試76-77
• 4.5.1 中間層、水輪機(jī)層、蝸殼上層和蝸殼下層送風(fēng)76
• 4.5.2 尾水管層送風(fēng)以及水輪機(jī)層、蝸殼上層和蝸殼下層排風(fēng)76
• 4.5.3 輔助安裝場(chǎng)和母線洞排風(fēng)76
• 4.5.4 中間層和母線洞局部空調(diào)送風(fēng)76-77
• 4.6 模型試驗(yàn)臺(tái)保溫性能測(cè)試77
• 4.7 內(nèi)部發(fā)熱設(shè)備發(fā)熱量整體測(cè)試77-78
• 4.8 模型外部環(huán)境溫度控制78
• 4.9 測(cè)試系統(tǒng)校定78-79
• 4.9.1 風(fēng)速測(cè)試裝置校核78
• 4.9.2 溫度測(cè)試裝置標(biāo)定78-79
• 4.10 模型廠房內(nèi)部溫、濕度控制參數(shù)79
• 4.11 模型試驗(yàn)工況安排79-80
• 4.12 本章小結(jié)80-82
• 5 發(fā)電機(jī)組全部運(yùn)行工況試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析82-112
• 5.1 拱頂送風(fēng)溫度分析82-83
• 5.2 工況 1～6 試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析83-109
• 5.2.1 工況 1：拱頂 22.1℃送風(fēng)，機(jī)組全開，局部空調(diào)關(guān)閉83-87
• 5.2.2 工況 2：拱頂 21℃送風(fēng)，機(jī)組全開，，局部空調(diào)關(guān)閉87-90
• 5.2.3 工況 3：拱頂 20℃送風(fēng)，機(jī)組全開，局部空調(diào)關(guān)閉90-94
• 5.2.4 工況 4：拱頂 19℃送風(fēng)，機(jī)組全開，局部空調(diào)關(guān)閉94-98
• 5.2.5 工況 5：拱頂 22.1℃送風(fēng)，機(jī)組全開，局部空調(diào)開啟98-102
• 5.2.6 工況 6：拱頂 21℃送風(fēng)，機(jī)組全開，局部空調(diào)開啟102-106
• 5.2.7 工況 1—6（發(fā)電機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行）試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析106-109
• 5.3 發(fā)電機(jī)層速度場(chǎng)測(cè)試結(jié)果分析109-110
• 5.4 本章小結(jié)110-112
• 6 發(fā)電機(jī)組部分運(yùn)行工況試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析112-132
• 6.1 拱頂送風(fēng)溫度分析112
• 6.2 工況 7～12 試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析112-125
• 6.2.1 工況 7：拱頂 22.1℃送風(fēng)，1 號(hào)機(jī)組開，局部空調(diào)關(guān)閉112-114
• 6.2.2 工況 8：拱頂 22.1℃送風(fēng)，2 號(hào)機(jī)組開，局部空調(diào)關(guān)閉114-116
• 6.2.3 工況 9：拱頂 22.1℃送風(fēng)，3 號(hào)機(jī)組開，局部空調(diào)關(guān)閉116-118
• 6.2.4 工況 10：拱頂 22.1℃送風(fēng)，1、2 號(hào)機(jī)組開，局部空調(diào)關(guān)閉118-120
• 6.2.5 工況 11：拱頂 22.1℃送風(fēng)，2、3 號(hào)機(jī)組開，局部空調(diào)關(guān)閉120-122
• 6.2.6 工況 12：拱頂 22.1℃送風(fēng)，1、3 號(hào)機(jī)組開，局部空調(diào)關(guān)閉122-125
• 6.3 發(fā)電機(jī)層速度場(chǎng)測(cè)試結(jié)果分析125-130
• 6.3.1 工況7速度場(chǎng)測(cè)試125
• 6.3.2 工況8速度場(chǎng)測(cè)試125-126
• 6.3.3 工況9速度場(chǎng)測(cè)試126-127
• 6.3.4 工況10速度場(chǎng)測(cè)試127-128
• 6.3.5 工況11速度場(chǎng)測(cè)試128-129
• 6.3.6 工況12速度場(chǎng)測(cè)試129-130
• 6.4 本章小結(jié)130-132
• 7 結(jié)論及建議132-134
• 7.1 結(jié)論132-133
• 7.2 建議133-134
• 致謝134-136
• 參考文獻(xiàn)136-140
• 附錄140
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄140
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目140

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本文編號(hào)：576736