中，Qs為豎井高度方向發(fā)熱量，S q為豎井有效散熱截面積，D 母線外殼外徑， η為豎井內母線組數。
[0060] 通過大量的仿真工作和工程實測，掌握大容量長垂直封閉母線受限空間內熱平衡 機理及其各影響因素間制約關系，獲得了自然通風下的溫差Λ T和IPB內的熱源強度q以 及母線垂直高度H的多參數數據分段擬合關聯式。
[0061] Δ T = a1+a2*H+a3*q+a4*H2+a5*q 2
[0062] 其中叫為第一系數，a 2為第二系數，a 3為第三系數，a 4為第四系數，a 5為第五系 數。
[0063] 當熱源強度q的取值范圍為150W/m3< q < 260W/m3、母線垂直高度H的取值范圍 為60m彡H < IOOm時，第一系數的值為-8. 3399,第二系數a 2的值為0. 18336,第三系 數&3的值為0. 4559,第四系數&4的值為6. 7559X 10 - 4,第五系數&5的值為7. 7898X10 _6。則 ΔΤ = - 8.3399+0.18336H+0.4559q+(6.7559X10_4)H2+(7.7898X 10_6)q2。
[0064] 當熱源強度q的取值范圍為260W/m3彡q < 400W/m3、母線垂直高度H的取值范圍 為60m彡H < IOOm時，第一系數的值為14. 5349,第二系數a 2的值為0. 01656,第三系數 a3的值為0. 1521，第四系數&4的值為2. 9100X10 - 4,第五系數&5的值為-6. 3164X10 _ 6。 則 ΔΤ = 14. 5349+0. 01656H+0.1521q+(2. 9100X KT 4)H2- (6.3164X10 _ 6)q2。
[0065] 當熱源強度q的取值范圍為75W/m3彡q < 200W/m3、母線垂直高度H的取值范圍為 IOOm彡H < 180m時，第一系數的值為-2. 9452,第二系數a 2的值為0. 08397,第三系數 a3的值為0.04767，第四系數&4的值為-2.2651X 10 - 4,第五系數&5的值為2.0157X10 _6。則 ΛΤ = - 2.9452+0.08397H+0.04767q - (2.2651ΧΚΓ 4)Η2+(2·0157Χ10- 6)*q2。
[0066] 當熱源強度q的取值范圍為200W/m3彡q < 300W/m3、母線垂直高度H的取值范圍 為IOOm彡H < 180m時，第一系數的值為15. 4622,第二系數a 2的值為0. 00572,第三系數 a3的值為-0.1769,第四系數a 4的值為-0.01072X 10 - 4,第五系數&5的值為5. 8279X 10_6。則 ΔΤ = 15. 4622+0. 00572H - 0.1769q - (0.01072X KT4)Η2+5· 8279X KT6)*q2。
[0067] 自然通風條件下不同熱源強度q、母線垂直高度H的母線溫差控制值參考值見表1 所示：
[0068] 表1自然通風條件下母線溫差控制值表
[0070] 母線的導體和外殼溫度應滿足國家相關規(guī)范標準，而對于垂直段母線段來說，由 于其散熱能力遠低于水平段，且存在高差引起的豎向溫度差，為控制母線溫度不超過國家 規(guī)范規(guī)定，必須合理控制垂直段母線豎井的溫差。
[0071] 通過大型工程實踐和數值仿真計算，提出上述系列關聯式，用以判斷和選擇熱平 衡合理的控制方式，以保證長垂直母線在達到熱平衡條件下具有合理的技術經濟性能，自 然及機械通風條件下母線溫差控制值如表2所示。
[0072] 表2自然及機械通風條件下母線溫差控制值表
[0074] 其中：N/代表自然通風方式下溫差控制值，其它均為機械通風方式下溫差控制 值。
[0075] 五、最優(yōu)機械通風量的選擇
[0076] 當自然通風難以滿足IPB豎井熱環(huán)境的要求時，針對該類型熱流封閉母線的形 式，采取機械通風造成IPB豎井內強迫對流，提高空氣與IPB外殼的換熱系數，通過機械通 風和自然通風的耦合作用，強化豎井內的換熱能力。機械通風必然需要額外的通風設備提 供空氣流通的動力，因此也需要額外的電力消耗。如果通風設備選擇過小，可能造成IPB內 的換熱不充分，選擇通風設備過大則造成能耗過高，不利于節(jié)能減排。同時排風量的選擇還 需要和地下電站的整個通風系統結合考慮，否則造成地下電站風量平衡有問題，影響地下 電站的通風空調效果。
[0077] 在自然通風和機械通風耦合作用下，受到風機的驅動，母線豎井內的空氣流速和 對流換熱增強，從而使得IPB表面溫度和豎井內溫差隨著豎井內風速提高降低。在母線豎 井內，由母線熱流所產生的自然對流和由風機產生的機械流動相互增益作用。
[0078] 值得注意的是，當機械通風風速達到一定程度后，上下端溫差降低的幅度遠遠小 于風速增長的幅度。因此，可以尋求一個較佳的的風速，使得滿足溫度要求的前提下，能夠 使得能耗較小。
[0079] 通過大量的仿真工作和工程實測，掌握大容量長垂直封閉母線受限空間內熱平衡 機理及其各影響因素間制約關系，獲得了長垂直封閉母線內機械通風量V與IPB進出口的 溫差A T、熱源強度q滿足關系式
[0080] V = ai+a2* Δ T+a3*q+a4* Δ T2+a5*q2+a6q* Δ T
[0081] 其中A1為第一系數，a 2為第二系數，a 3為第三系數，a 4為第四系數，a 5為第五系 數，a6為第六系數。
[0082] 當熱源強度q的取值范圍為60W/m3彡q < 120W/m3,第一系數的值為1. 4964， 第二系數a2的值為-0. 06858,第三系數a 3的值為0. 01763,第四系數a 4的值為0. 0019， 第五系數&5的值為-5.7783X 10 - 5,第六系數 &6為-2.2053X 10 - 4。V = 1.4964 - 0. 06858 ΔΤ+0. 01763q+0. 0019 Δ T2- (5.7783X 10 ' 5)q2- (2.2053X 10 ' 4)qAT〇
[0083] 當熱源強度q的取值范圍為120W/m3彡q < 240W/m3時，第一系數ai的值為 2. 2413,第二系數&2的值為-0.12938,第三系數a 3的值為-0.0059,第四系數a 4的值 為0.0055,第五系數&5的值為-6. 6681X10 _ 6,第六系數&6為-1.8144X10 _ 4。V = 2. 2413 - 0· 12938 Δ T - 0· 0059q+0. 0055 Δ T2- (6. 6681 X 10 _ 6) q2- (I. 8144X 10 _ 4) q A T0
[0084] 當熱源強度q的取值范圍為240W/m3彡q < 360w/m 3時，第一系數a i的值為 4. 3681，第二系數&2的值為-0. 1353,第三系數a 3的值為-0. 0121，第四系數a 4的值為 0· 0043,第五系數 a5的值為 2. 9583 X 10 - 5,第六系數 &6為-9. 8215 X 10 - 5。V = 4. 3681 - 0· 1353 Δ T - 0· 0121q+0. 0043 Δ T2+ (2. 9583 X ΚΓ 5) q2- (9. 8215 X 10 _ 5) q Δ T。
[0085] 長垂直封閉母線豎井內自然及機械通風混合通風調節(jié)下，根據IPB進出口的溫差 A T及熱源強度q，機械通風的最優(yōu)風速的計算表格如表3所示。
[0086] 表3自然及機械通風條件下機械通風量控制表
[0088] 本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業(yè)技術人員公知的現有技術。
【主權項】
1. 基于長垂直封閉母線機械通風量的優(yōu)化控制方法，其特征在于：長垂直封閉母線內 機械通風量V與IPB進出口的溫差A T、熱源強度q滿足關系式： V = ai+a2* A T+a3*q+a4* A T2+a5*q2+a6q* A T 其中：a:為第一系數，a 2為第二系數，a 3為第三系數，a 4為第四系數，a 5為第五系數，a 6 為第六系數。2. 根據權利要求1所述的基于長垂直封閉母線機械通風量的優(yōu)化控制方法，其特征在 于：所述熱源強度q的計算公式為： q = Qs/[SQ- Ji*(DL2/4)*n] 其中，Qs為豎井高度方向發(fā)熱量，Stj為豎井有效散熱截面積，D A母線外殼外徑，n為 豎井內母線組數。3. 根據權利要求1或2所述的基于長垂直封閉母線機械通風量的優(yōu)化控制方法，其 特征在于：當所述熱源強度q的取值范圍為60W/m 3彡q < 120W/m3,所述第一系數S1的值 為1. 4964,所述第二系數a2的值為-0. 06858,所述第三系數a 3的值為0. 01763,所述第 四系數a4的值為0. 0019,所述第五系數a 5的值為-5. 7783 X 10 _ 5，所述第六系數&6為- 2. 2053 XKT 404. 根據權利要求1或2所述的基于長垂直封閉母線機械通風量的優(yōu)化控制方法，其特 征在于：當所述熱源強度q的取值范圍為120W/m 3彡q < 240W/m3時，所述第一系數a i的值 為2. 2413,所述第二系數a2的值為-0. 12938,所述第三系數a 3的值為-0. 0059,所述第 四系數a4的值為0. 0055,所述第五系數a 5的值為-6. 6681 X 10 _ 6，所述第六系數&6為- 1. 8144X10- 4。5. 根據權利要求1或2所述的基于長垂直封閉母線機械通風量的優(yōu)化控制方法，其特 征在于：當所述熱源強度q的取值范圍為240W/m 3彡q < 360w/m 3時，所述第一系數a :的 值為4. 3681，所述第二系數a2的值為-0. 1353,所述第三系數a 3的值為-0.0121，所述 第四系數a4的值為0. 0043,所述第五系數a5的值為2. 9583X 10 _ 5,所述第六系數&6為-9. 8215X10- 50
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于長垂直封閉母線機械通風量的優(yōu)化控制方法，長垂直封閉母線內機械通風量V與IPB進出口的溫差ΔT、熱源強度q滿足關系式：V＝a1+a2*ΔT+a3*q+a4*ΔT2+a5*q2﹣a6q*ΔT，其中：a1為第一系數，a2為第二系數，a3為第三系數，a4為第四系數，a5為第五系數，a6為第六系數。本發(fā)明通過數值計算和現場實測數據驗證長垂直封閉母線(IPB)在滿足熱平衡和溫度的要求下機械通風具有最佳通風量的結果。通過對機械通風量優(yōu)化計算，既可保證溫差要求，同時保證所選擇的通風設備能耗最低，達到節(jié)能的目的。本發(fā)明提出的長垂直封閉母線的優(yōu)化機械通風量控制方法的研究結果對于找到IPB豎井熱平衡最佳機械通風量，在滿足IPB運行環(huán)境的前提下達到節(jié)能減排具有重大意義。
【IPC分類】G05B13/04
【公開號】CN105116727
【申請?zhí)枴緾N201510439699
【發(fā)明人】邵建雄, 梁波, 郭建輝, 易先舉, 劉景旺, 陽少華, 李光華, 劉茂祥, 朱釗, 崔磊
【申請人】長江勘測規(guī)劃設計研究有限責任公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月23日