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电厂循环水流道中进水流道前的弯道引水段是整个系统的重要组成部分,它的设计合理是否,对于进水流道的进流、水泵运行的安全、经济等问题都起着至关重要的作用。本论文针对1000MW大型电厂循环水流道系统的工程实际,以大型计算流体力学软件FLOW-3D为平台,运用三维数值模拟技术,对循环水流道弯道引水段进行了研究。
本文根据某1000MW超临界机组电厂循环水流流道初步设计的需要,在对相关电厂循环水流道调研和数值模拟计算的基础上,结合前期物理模型试验成果,采用了电厂循环水流道较大引流角度的布置方案。并利用数值模拟的方法分别对三流道与两流道布置方案正常运行工况下弯道引水段的不同边墙设计方案进行了分析研究,验证了模型试验设计方案的可行性。
在前期模型试验方案中,由于流道采取较大引流角度,形成近90°转角的弯道引水段,为降低弯道环流的影响,在流道进口利用设置导流墩的方式来进行控导水流,可以获得良好的效果。本研究进一步拓宽了模型试验中弯道引水段研究的范围,通过对不同边墙布置形式以及不同尺寸和不同数量导流墩情况下弯道引水段水流流态的数值模拟,给出了不同设计方案下的流线分布图和流速分布图,并分析比较了不同设计方案的优缺点。
为了保证进入各进水流道水流动量均衡及流态稳定,根据模型试验中发现的流道进流不均匀、水面存在回流等问题,本文还采取了在集水池出口处两侧增加方墩,并将内侧边墙延长至方墩的方式,来增强对水流的导控作用,有效地改善了弯道引水段水流的流态和进流不均匀等情况,为循环水泵正常工作提供了可靠保证。并通过与模型试验的比较,对导流墩设计的合理性进行了验证。经过比较,其计算结果与物理模型试验成果基本一致。