環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于一種氣體排放模擬裝置，具體涉及一種環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬裝置。
【背景技術】
[0002]伴隨我國核能事業(yè)的發(fā)展，核電建設從沿海擴展至內(nèi)陸地區(qū)的工作已在業(yè)界相繼展開。絕大多數(shù)內(nèi)陸核電廠址都考慮使用自然通風冷卻塔二次循環(huán)散熱方式，為了實現(xiàn)冷卻水的循環(huán)使用，往往建造高大的自然通風冷卻塔，將廢熱排放到空氣中去。冷卻塔因此會引起一系列的環(huán)境問題，如蒸汽煙云遮蔽、水霧飄落、結(jié)冰等。與沿海核電廠址相比，內(nèi)陸核電廠址建筑物中高大冷卻塔的存在，增加了廠址周圍下墊面的復雜性。另一方面，冷卻塔運行時排放的熱羽，與周圍環(huán)境空氣存在的一定溫度差，其浮力會對周圍氣流的流動產(chǎn)生一定的影響，同時也可能對煙囪排放放射性煙云的遷移產(chǎn)生影響。
[0003]目前國內(nèi)對于核電廠煙囪冷排放的風洞模擬實驗技術已較成熟，但是尚無針對冷卻塔所排放熱羽的風洞模擬試驗方法與裝置?，F(xiàn)階段環(huán)境風洞所進行的污染物擴散特征研究僅考慮了煙氣釋放過程中的動力抬升，且釋放量較小。而對于冷卻塔排放的熱羽而言，其釋放量大，攜帶的熱量造成熱羽熱抬升，這些問題如何實現(xiàn)在風洞中正確有效的模擬都亟待解決。
[0004]本發(fā)明裝置所適用的風洞為直流下吹式環(huán)境風洞，該風洞結(jié)構從入口端開始依次為風機、擴散段、穩(wěn)定段、收縮段、速度車、粗糙元、試驗段及出口段。風洞經(jīng)過前端風機提供動力；經(jīng)過擴散段、穩(wěn)定段、收縮段提供達到實驗要求的高品質(zhì)氣流；經(jīng)過速度車模擬風速廓線；經(jīng)過粗糙元模擬近地表湍流；之后經(jīng)過試驗段模型部分，模型包括模擬區(qū)域地形地貌、建筑物，在煙?與冷卻塔位置通過管路與釋放氣體連接；釋放的模擬煙羽與冷卻塔熱羽在風洞內(nèi)氣流帶動下從風洞尾端排出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬裝置，解決了環(huán)境風洞實驗中對于熱浮力氣體的模擬問題，滿足環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬的要求；結(jié)構簡單，操作方便。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:提供一種環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬裝置，該裝置包括氣體發(fā)生裝置及氣體混合裝置，所述氣體發(fā)生裝置包括空氣壓縮機及三個盛裝不同氣體的鋼瓶，所述鋼瓶分別為第一鋼瓶、第二鋼瓶及第三鋼瓶；所述第一鋼瓶、第二鋼瓶及空氣壓縮機的出口分別通過各自高壓管路與所述氣體混合裝置入口相連通，所述氣體混合裝置的出口通過高壓管路與環(huán)境風洞內(nèi)冷卻塔模型相連通；所述第三鋼瓶出口通過獨自高壓管路與環(huán)境風洞內(nèi)煙?模型相連通。
[0007]進一步，所述空氣壓縮機、第一鋼瓶及第二鋼瓶與氣體混合裝置之間的每條高壓管路上均設有氣體流量計；所述第三鋼瓶與環(huán)境風洞之間的高壓管路上也設有氣體流量if ο
[0008]進一步，所述空氣壓縮機與該條高壓管路上氣體流量計之間設有止回閥。
[0009]進一步，每個所述鋼瓶與各自高壓管道上的流量計之間均設有減壓閥。
[0010]進一步，所述氣體混合裝置內(nèi)設有濾網(wǎng)。
[0011]進一步，所述第一鋼瓶盛裝有He2，第二鋼瓶盛裝有N2,第三鋼瓶盛裝有CO氣體。
[0012]本發(fā)明的有益技術效果在于:本發(fā)明通過選用適合的氣體發(fā)生裝置及氣體混合裝置，采用降低釋放氣體密度的方法模擬了熱浮力氣體的抬升，滿足環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬的要求；同時高壓管路上設有流量計，測量該條高壓管路上氣體的流量，以滿足模擬實驗要求；高壓管路上設置止回閥，防止高壓管路中氣體壓力不穩(wěn)定而損壞氣體流量計。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明模擬裝置的結(jié)構示意圖；
[0014]圖中:
[0015]1-空氣壓縮機2-止回閥3、6、9、12_氣體流量計
[0016]4-第一鋼瓶7-第二鋼瓶10-第三鋼瓶
[0017]5、8、11_減壓閥13-氣體混合裝置 14-環(huán)境風洞
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的描述。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明所提供的環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬裝置，包括氣體發(fā)生裝置與氣體混合裝置13 ;氣體發(fā)生裝置包括試空氣壓縮機1、盛裝He2的第一鋼瓶4、盛裝N2的第二鋼瓶7與盛裝CO氣體的第三鋼瓶10。第一鋼瓶4、第二鋼瓶7及空氣壓縮機I的出口分別通過各自高壓管路與所述氣體混合裝置13入口相連通，氣體混合裝置13的出口通過高壓管路與環(huán)境風洞14內(nèi)冷卻塔模型相連通；第三鋼瓶10出口通過獨自高壓管路與環(huán)境風洞14內(nèi)煙囪模型相連通。其中，氣體混合裝置為自加工裝置，外形為圓柱形不銹鋼桶狀，直徑約20cm，長度約30cm，內(nèi)置三層格柵網(wǎng)，其作用是儲氣及將各類氣體進行充分混合。
[0020]空氣壓縮機I與氣體混合裝置13之間的高壓管路上設有流量計3，能夠測量該條高壓管路上氣體的流量，以滿足模擬實驗要求；空氣壓縮機I與流量計3之間的高壓管路上設有止回閥2，能夠防止高壓管路中氣體壓力不穩(wěn)定而損壞流量計。
[0021]第一鋼瓶4、第二鋼瓶7與氣體混合裝置13之間的每條高壓管路上均設有流量計
6、9，測量各自高壓管路上氣體的流量，以滿足模擬實驗要求；第一鋼瓶4、第二鋼瓶7與各自高壓管路上流量計之間分別設有減壓閥5、8，以便調(diào)節(jié)高壓管道內(nèi)氣體的壓力，保證出口壓力的穩(wěn)定。
[0022]第三鋼瓶10與環(huán)境風洞之間的高壓管路上設有流量計12，測量各自高壓管路上氣體的流量，以滿足模擬實驗要求；第三鋼瓶10與流量計12之間的高壓管路上設有減壓閥
11，能夠調(diào)節(jié)該條高壓管道內(nèi)氣體的壓力，保證出口壓力的穩(wěn)定。
[0023]空氣壓縮機I產(chǎn)生的氣體通過止回閥2、空氣流量計3進入氣體混合裝置13 ;第一鋼瓶He2經(jīng)過減壓閥5、氣體流量計6進入氣體混合裝置13 ;第二鋼瓶凡經(jīng)過減壓閥8、氣體流量計9進入氣體混合裝置13。以上三種氣體經(jīng)過氣體混合裝置13的充分混合后通過濾網(wǎng)過濾，保證氣體的純度，再經(jīng)過耐高壓管路進入環(huán)境風洞14中冷卻塔模型進行排放。同時，第三鋼瓶10中的CO氣體經(jīng)過減壓閥11、氣體流量計12進入氣環(huán)境風洞14中煙囪模型進行排放。
[0024]綜上所述，本發(fā)明所提供的環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬裝置通過采用C0、He2、N2、空氣的混合氣體來實現(xiàn)熱羽浮力抬升的模擬。該模擬裝置可進行冷卻塔排放熱羽的單獨模擬，也可進行煙囪煙羽與冷卻塔熱羽排放的同時模擬。
[0025]單獨進行冷卻塔熱羽排放模擬時，采用CO、He2、空氣的混合氣體，模擬冷卻塔排放熱羽的密度，其中，He2提供適當?shù)母×?，CO模擬冷卻塔熱羽的質(zhì)量流量。
[0026]冷卻塔熱羽與煙囪煙羽同時排放模擬時，為了區(qū)分冷熱羽和煙羽，混合氣體用N2代替CO，采用He2、空氣的混合氣體，模擬冷卻塔排放熱羽的密度，另外，用CO氣體模擬煙囪排放煙羽的質(zhì)量流量。
[0027]具體實施過程中，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，結(jié)合所用氣體的密度以及冷卻塔排放參數(shù)，確定混合氣體體積比、各種氣體流量。
[0028]本發(fā)明所提供的氣體發(fā)生裝置選用大功率空氣壓縮機1，氣體發(fā)生量為1040L/min。具體實施中，空氣流量為30m3/h左右，選用空氣流量計量程為O?50m3/h。
[0029]實驗過程中C0、N2、He2通過各自氣體鋼瓶經(jīng)過減壓閥后連接氣體流量計，C0\N2氣體流量計量程為O?0.4m3/h ；He2氣體流量計量程為O?3m3/h。不同流量與密度的氣體在氣體混合裝置中經(jīng)過3層濾網(wǎng)充分混合后進入環(huán)境風洞。
[0030]本發(fā)明的熱羽排放模擬裝置并不限于上述【具體實施方式】，本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的技術方案得出其他的實施方式，同樣屬于本發(fā)明的技術創(chuàng)新范圍。
【主權項】
1.一種環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬裝置，該裝置包括氣體發(fā)生裝置及氣體混合裝置(13)，其特征是:所述氣體發(fā)生裝置包括空氣壓縮機(I)及三個盛裝不同氣體的鋼瓶，所述鋼瓶分別為第一鋼瓶(4)、第二鋼瓶(7)及第三鋼瓶(10);所述第一鋼瓶(4)、第二鋼瓶(7 )及空氣壓縮機(I)的出口分別通過各自高壓管路與所述氣體混合裝置(13 )入口相連通，所述氣體混合裝置(13)的出口通過高壓管路與環(huán)境風洞(14)內(nèi)冷卻塔模型相連通；所述第三鋼瓶(10)出口通過獨自高壓管路與環(huán)境風洞(14)內(nèi)煙囪模型相連通。
2.如權利要求1所述的環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬裝置，其特征是:所述空氣壓縮機(I)、第一鋼瓶(4)及第二鋼瓶(7)與氣體混合裝置(13)之間的每條高壓管路上均設有氣體流量計(3、6、9);所述第三鋼瓶(10)與環(huán)境風洞(14)之間的高壓管路上也設有氣體流量計(12)。
3.如權利要求2所述的環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬裝置，其特征是:所述空氣壓縮機(I)與該條高壓管路上流量計(3)之間設有止回閥(2)。
4.如權利要求2所述的環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬裝置，其特征是:每個所述鋼瓶與各自高壓管道上的氣體流量計之間均設有減壓閥(5、8、11)。
5.如權利要求1-4任一項所述的環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬裝置，其特征是:所述氣體混合裝置(13)內(nèi)設有濾網(wǎng)。
6.如權利要求1-4任一項所述的環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬裝置，其特征是:所述第一鋼瓶盛裝有He2,所述第二鋼瓶盛裝有N2,所述第三鋼瓶盛裝有CO氣體。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬裝置，包括氣體發(fā)生裝置及氣體混合裝置（13），氣體發(fā)生裝置包括空氣壓縮機（1）及三個盛裝不同氣體的鋼瓶，鋼瓶分別為第一鋼瓶（4）、第二鋼瓶（7）及第三鋼瓶（10），所述第一鋼瓶（4）、第二鋼瓶（7）及空氣壓縮機（1）的出口分別通過各自高壓管路與所述氣體混合裝置（13）入口相連通，所述氣體混合裝置（13）的出口通過高壓管路與環(huán)境風洞（14）內(nèi)冷卻塔模型相連通；所述第三鋼瓶（10）出口通過獨自高壓管路與環(huán)境風洞（14）內(nèi)煙囪模型相連通。采用本發(fā)明的技術方案，解決了環(huán)境風洞實驗中對于熱浮力氣體的模擬問題，滿足環(huán)境風洞中電廠冷卻塔熱羽排放模擬的要求；結(jié)構簡單，操作方便。
【IPC分類】G01M9-02
【公開號】CN104748937
【申請?zhí)枴緾N201310731969
【發(fā)明人】范丹, 姚仁太, 郭棟鵬, 郭占杰, 喬清黨, 郝宏偉, 張俊芳, 陳龍泉, 胡繼民, 張芳
【申請人】中國輻射防護研究院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月26日