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水利水电技术第42卷2011年第8期

冷却水试验研究及对水利学科的带动

毛世民，陈先朴

(利部淮利委员水利科学研究院，安徽蚌埠233000)

关键词：火电厂；冷却水；模型试验；试验研究

中图分类号：TM621文献标识码：B文章编号：1000-0860(2011)08-0046-03

冷却水问题关系电厂经济及环境生态影响评价，成为选择电厂厂址和装机规模的重要因素。1974年安徽淮南地区计划新建600MW国产机组的大型火电厂。为了确定淮河河道水面冷却能力、论证冷却方案的可行性，安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院(以下简称安徽省水科院)开展冷却水模型试验，由此开始了和中国水利水电科学研究院(以下简称中国水科院)冷却水研究所长达30年的科研合作，完成7个冷却水模型试验，参与4项专题研究，发表30多篇论文，获得1978年全国科学大会奖状和7项科技进步奖；在为电力建设规划设计提供科技支撑的同时，带动相关的传统水利学科的发展。

1模型试验研究

1.1淮南地区电厂群冷却水模型试验

淮南地区田家庵电厂经过几次扩建，到20世纪60年代，共装机601MW。70年代拟在田家庵电厂上游13km建石头埠电厂，安装2台600MW机组；在其下游4.5km建洛河电厂；田家庵电厂也考虑扩建。1974年，首先进行石头埠电厂冷却水模型试验，对淮河水面冷却能力、上下电厂冷却水的相互影响及冷却水直接排入河道、排入湖泊再由上游流入淮河、排入北汊绕行和河塔结合的4个冷却方案的可行性进行试验论证。模型水平长度比尺和垂直长度比尺为300及60,按重力、浮力和散热相似设计，根据模型自然水温改变流量比尺；排水口做成复合变态，以获得水跃出流相似；为了提高冬季试验的相似性，利用锅炉供暖，提高气温和自然水温。根据模型试验成果，电厂厂址选在石头埠对岸的平圩，采用河塔结合的冷却方案。1975年到1978年，进行田家庵电厂扩建2台300MW

机组与洛河电厂新建2~3台300MW机组的冷却水模型试验。上述试验着重研究上下游电厂冷却水运动的相互影响并应用河流传热数学模型，分析有外加热源的河流水温沿程变化1。对于给定的电厂出力(外加热源)、气象条件、河道地形及断面位置，河水温升△T是河水流量Q的函数；Q有改变掺混稀释和水面散热两方面的作用；两者的影响相反，随着Q增大，前者趋于使△T,减小，后者趋于使△T.增大；这两方面的综合，使△T～Q关系曲线有相对最大值△Tmax,距排水口愈远，出现△Tmax的河水流量愈大。模型试验的结果与上述分析一致。

1.2淮南电厂抗旱保电冷却水模型试验与原型观测

1978年淮河流域大旱，蚌埠闸以上淮河水位持续下降，威胁田家庵电厂取水安全。为了研究在不利的水文条件下临时的排水措施和验证模型试验的相似性，6月和11月，进行了田家庵电厂抗旱保电冷却水模型试验和原型观测。这项研究表明：模型与原型的水力热力特性整体上接近；模型试验确定的工程布置是合理的；模型中排水口掺混较弱，异重流上爬较远，导致模型冷却能力偏大；风对冷却水运动有明显影响，工程布置及模型试验应考虑不利风向的作用2]。

1.3福州电厂冷却水全潮整体模型试验及正态单体模型试验

福州电厂厂址位于闽江下游感潮河段，利用闽江供水和冷却。1984年12月，安徽水科院受福建电力设计院委托，开展福州电厂冷却水物理模型试验研究；采用全潮整体水流模型试验与正态单体模型试验

收稿日期：2011-06-10

作者简介：毛世民(1931一),男，教授级高级工程师。

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配合，比较两个厂址和三种工程布置方案。全潮整体水流模型的范围可保证热水不会从上游边界外溢，下游边界接近闽江入海口；按散热相似、浮力相似及阻力相似设计；用1.5cm水深的浅水池水温作为平衡水温，代替自然水温，取得冬、夏季试验成果一致的效果；实测潮水作用下的热水回归系数，经历5个潮周期后达到稳定；单体模型按水流运动相似条件控制，将涨潮过程分解为若干时段，取相应的潮流量和潮位做恒定流试验，研究取排水口附近水力热力特性，以确定工程的细部布置。物理模型试验与中国水科院冷却水所进行的数学模型研究相互配合。1985年提出可行性研究阶段的试验成果，为工程设计采