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电厂排水口海床稳定性释解

时间:2017-02-17 12:47:34 来源:论文投稿

1排水口方案

排水口平面布置图及周边地形如图1所示。根据海水冷却工艺,冷却排水通过排水沟排入海中,由于排出的水流入水后仍有较大动能,且排水时间较长,不断冲刷排出口附近海床,形成冲刷坑。冲刷坑深度与水股下落的动能相关,排水落差越大,水股入水动能越强。这里选取入水水位为极端低水位进行计算。

2模型计算及结果

2.1计算假定

1)忽略水股跌入海面后引起的海水波动;2)仅计算极端低水位的情况;3)计算选用带旋流修正的k-ξ紊流模型。

2.2计算网格

模型计算区域按图1进行选取,沿排水方向计算范围为43m,沿岸方向为46m,水深变化为0.2m~3.15m,采用四面体和六面体网格,边长为0.1m~0.5m,共24万个,其中排水口附近网格边长约10cm。

2.3计算结果

由图2可以看出,水股入水后其前方形成长约10m的加速区,流速最大点在水流落点前方约2.5m处,该加速区内水流速度近5m/s。图中也显示水流紊动引起的水下涡动。极端低水位情况下,排水口处水深在1.2~2m左右。排水引起下流海水扰动范图主要集中在入水点正前方,流速增加1m/s的影响距离长达20多米;平面内垂直射流向的影响范围相对较小,为10m范围;水下影响范围受地形限制,水深越大,动能消耗越多。由此可见,泄流入水点之后水流紊动强,流速大,最大流速近5m/s,如直接在此高程进行床面保护,所花代价很大。如采取抛石护底的方案,所需石块稳定重量为800kg。若周边建筑物能让排水水流自然形成冲刷坑,则不需对海床采取防护措施。当然以上计算结果为极端情况下的数值,正常情况下,落水距离低,海水消能垫层厚,水股入水后流速并不会很大。

3结论

进行电厂排水口位置及布置形式选择时宜进行数学模型试验,考虑排水口水流流速对周边海床稳定的影响,合理布置排水口方向及高程型式。当排水口泄流入水点后水流流速大于当地海流流速时,冲刷范围较大,需进行海床保护,选取适当重量的石块进行抛石护底。如布置水工建筑物使排水水流自然冲刷,而不向周围扩散,则可减少抛石石块的重量。当排水口泄流入水点后水流流速小于当地海流流速时,则只需要适当进行海床维护。

作者:高志松 单位:上海电气工程设计有限公司


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