潮汐对电厂取排水影响及温排水热污染研究

2015-10-21涂春民王鹏刚谢筱萌谢文霞董婷婷

资源节约与环保 2015年5期

关键词：潮汐水域电厂

涂春民王鹏刚谢筱萌谢文霞董婷婷

（1陕西清水川能源股份有限公司陕西榆林 719400 2西安高新第一中学陕西西安 710000）

潮汐对电厂取排水影响及温排水热污染研究

涂春民1王鹏刚1谢筱萌2谢文霞1董婷婷1

（1陕西清水川能源股份有限公司陕西榆林 719400 2西安高新第一中学陕西西安 710000）

以Fluent为平台，编译UDF程序，建立三维数值模型，选取典型工况，对受潮汐影响下的电厂差位式布置方式取排水特性进行数值模拟，以探讨潮汐对电厂取水温度及温排水对受纳水域环境的影响。通过分析数值模拟结果，得到典型工况最大温度在潮汐影响下的变化特性。对电厂取排水布置方式的选择具有一定的指导意义。

潮汐；取排水布置；温排水；热污染；三维数值模拟

沿海水域由于受潮汐作用，水流呈现非恒定状态，因此该水域的火/核电厂冷却水工程受潮汐作用明显。国家海洋局李燕初等[1]用二维浅水方程，采用交替方向隐式差分(ADI)方法，对广东海港港潮汐潮流及污染物扩散进行了数值模拟；郝瑞霞等[2]应用浮力修正的k-ε湍流模型及相关控制体积法，对沿海潮汐和该水域电厂取排水特性进行了三维数值模拟研究；马健等[3]对建在潮汐弯道段电厂的冷却水工程模型进行模型简化设计与制作，并对该水域电厂的温排水热扩散范围进行了概测；崔丹等[4]对近海水域潮汐作用下电厂温排水特性进行了数值模拟研究。於凡，张永兴[5]总结了温排水对海洋生态系统中水体理化性质的影响，并指明了该问题的研究方向。

沿海水域电厂温排水排入收纳水域后与海水剧烈掺混，紊动特性和温度变化很大，加之潮汐作用，在排水口附近形成回荡温度带和多个回流区。且沿海电厂冷却水工程布置多采用差位式，因此，准确建立该水域取排水工程的数值模型，研究受潮汐影响下的温排水特性，可为在该类水域电厂取排水工程的选址及建设提供参考和借鉴。

1 模型建立及边界条件设置

本文以近海电厂取排水工程和水文地理条件为依托，建立取排水工程的三维数值模型，依此对该水域电厂取排水的流动特性及热扩散特性进行数值模拟研究。

2 数值模拟结果及分析

本文选取典型的潮汐工况，即最大潮差时，以涨潮过程为例，分别研究弯曲水域地形条件下潮汐对电厂温排水热扩散特性及流动特性的影响。

图1为最大潮差时电厂取排水特性的数值模拟结果。比较图1-a和图1-d：海水对温排水热扩散的影响逐渐增加，温排水在整个收纳水域的热扩散加剧。随着潮汐潮速的增加和海水在纵向的流动加强，海水对射入受纳水体温排水的近区浮射特性及远区的扩散特性影响增强，当潮汐流速0.0157m/min时温排水对取水的影响消失且对水体环境影响最小，同时水域表面的热扩散增强。