地下水電站電纜層重氣擴(kuò)散特性數(shù)值模擬及通風(fēng)控制研究.pdf

1、近幾十年來,受能源危機(jī)的影響,水電能源又以其所具有的清潔性和可再生性,使得世界許多國家投入到大規(guī)模地建設(shè)水電站之中。水力資源的優(yōu)越性能以及目前嚴(yán)重的能源短缺問題,使得水電站建設(shè)在我國的能源戰(zhàn)略中越來越重要。要使建成后的水電站GIS電纜層投入正常運(yùn)行,必須要保證電纜層內(nèi)有一個適宜的安全環(huán)境。GIS電纜層的通風(fēng)系統(tǒng)其設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣將直接影響到工作人員的工作效率、人身安全和整個廠房機(jī)器設(shè)備的正常運(yùn)行。本文結(jié)合北盤江光照水電站地下GIS電纜層通

2、風(fēng)模型試驗(yàn)這一委托科研項(xiàng)目,運(yùn)用相似模型試驗(yàn)和CFD數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對地下水電站電纜層重氣泄漏擴(kuò)散防護(hù)通風(fēng)技術(shù)進(jìn)行了研究。本文通過對電纜層進(jìn)行數(shù)值模擬獲得了電纜層冷態(tài)和熱態(tài)下的濃度分布情況,得出了可以用冷態(tài)來代替熱態(tài)下試驗(yàn)的結(jié)論。通過CFD數(shù)值模擬與相似模型試驗(yàn)對北盤江水電站電纜層速度場、SF6濃度場、壓力場結(jié)果的對比,驗(yàn)證了CFD數(shù)值模擬方法對于此類空間SF6濃度場分布模擬的可行性和可靠性。而后通過CFD數(shù)值模擬來分析電纜層冷態(tài)

3、下SF6濃度場分布及其各個主要影響因素。通過分析,電纜層的絕對粗糙度對SF6濃度場分布影響較小。從內(nèi)部設(shè)備的布置來說,電纜和內(nèi)部開關(guān)設(shè)備的多少及其布置方式對SF6濃度場分布影響較大,排風(fēng)口處風(fēng)機(jī)的臺數(shù)及位置和風(fēng)口的排風(fēng)量影響較大。從泄漏源自身泄漏情況來說,泄漏量和泄漏口位置及數(shù)量對SF6濃度場分布影響較大。在設(shè)定泄漏源位于最不利擴(kuò)散的位置情況下,通過變化排風(fēng)口的位置,得出不同工況下的最佳排風(fēng)口位置。在此基礎(chǔ)上通過變化排風(fēng)量、泄漏量分析得

4、出冷態(tài)下SF6濃度場分布差異,并得出在各個影響因素下,電纜層的SF6濃度場分布曲線,從而擬合出排風(fēng)量、泄漏量等影響情況下的SF6濃度場分布的回歸方程。除此之外,在我國化工、石油、天然氣等行業(yè)以及包括電站在內(nèi)的某些地下廠房中,生產(chǎn)、儲存和使用著各種類型的危險(xiǎn)物質(zhì),包括易燃易爆或有毒性的重氣體。這些危險(xiǎn)物質(zhì)一旦意外泄漏或釋放,勢必污染環(huán)境,危及人身安全。因此,本文以特定水地下電站電纜層SF6重氣泄漏擴(kuò)散問題的研究為基礎(chǔ),對研究范圍進(jìn)行適度拓