循环水泵房正向进水前池水力性能探究及结构优化

摘要

火力发电厂中冷却水循环水泵房进水前池内流场的稳定直接影响着循环水泵是否能安全和高效的运行，前池的结构尺寸和整个循环水泵房的土建工程投资也有直接关系。泵站设计规范规定：泵站前池结构设计应满足水流顺畅、流速均匀、池内不得产生涡流的要求。如果进水前池的形状、尺寸设计不合理，则易导致池内形成不良流场。前池是泵站的进水建筑物，将引水管道中的来水均匀地分配给各流道，当外界引用流量迅速改变时，前池的容积可起一定的调节作用，应尽量保证泵房进水前池有良好的流态，保证水流能均匀平稳地进入流道，避免回流和涡流的产生。
　　 本文中研究的前池结构布置特点为进水前池与引水箱涵呈直“T”形布置，前池整体为矩形结构，长(沿水流方向)×宽=30.0m×26.8m，引水箱涵进口截面净空尺寸b×h=3.5m×3.5m。文中采用流体动力学软件FLUENT对该结构前池流场进行了数值模拟分析，研究该结构下前池流场中流速的分布规律，同时按重力相似准则设计正态物理模型，以求对数值模拟的结果进行验证。试验设计了不同工况，通过对水流流态，典型断面流速，水位的观测，分析了各断面横向纵向水流的分布规律，同时分析其产生原因及影响，提出了合理的前池优化方案。选用数值模拟的方法对结构进行优化设计，可对流场进行同时同步数据提取，简单直观地反映前池结构对水流流态的影响情况。针对前池内可能出现的不良流态，文章特推荐了两种有效可行的前池整流措施，研究成果对国内外类似工程有一定的参考价值，论文具有较强的学术价值和实用价值。