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电站冷却水的CFD模拟

2008年8月18日


理解和研究液体和气体的运动的能力是非常重要的,在一个广泛的工程学科。以前,这种评估几乎总是基于物理模型测试。如今,计算流体力学(CFD)是工程设计和分析过程中广泛使用的工具。

DHI公司应用CFD已有15年的历史,并开发了一个名为NS3的内部CFD系统。该系统已在大量的研究和咨询项目中得到应用和开发。NS3最近的一个应用是对卡帕尔电厂冷却水进水口的模拟,它涉及到自由表面流和内部管道流模型的结合。NS3模型被用作一个有效的设计和优化工具。

马来西亚卡帕尔电厂
该电厂位于马来西亚西部的马六甲海峡西岸。该电厂采用海水作为冷却水来源。由于离雪兰高河出口很近,现有的进水口有很大的泥沙淤积问题。为了解决泥沙淤积问题,我们决定将进水水头移至离岸约250米的地方,这意味着泵房和泵房要重新设计。

进水口、箱涵、泵软管的布置
进水口、箱涵、泵软管的布置。

NS3系统已被应用于模拟新泵结构中的流量,包括通过新的管道布置、自由表面评估水头厕所、研究潜在共振、泥沙运移和泵房内的沉积。

计算网格示例
计算网格示例

从进水口到泵房的整个系统都采用了NS3模型。除了全球模型之外,还开发了一些详细的模型,以便详细研究局部的流动模式,例如系统特定部分的流动和压力,即90o在两根管子之间弯曲。


模型结果
NS3对整个系统的模拟确实表明,在泵启动时,泵房的表面标高将非常接近一个临界水平。因此,管道的布局必须重新设计,以尽量减少水头损失,并在泵房获得一个可接受的水位。

利用局部详细模型对泵房的泥沙输移和沉积进行建模,研究泥沙沉积是否在给定的时间内达到临界水平。此外,还利用泵房近河床流速来设计防冲材料。在取水口附近的沿海地区,使用了一个近海取水口水头附近的本地模型作为环境影响评估的一部分。

泵房床层剪切应力
泵房床层剪切应力