[发明专利]选择性进流水温平抑装置及其水温数值模拟预报方法

权利要求书

1.一种选择性进流水温平抑装置，包括取水建筑物，其特征在于，还包括蓄水池和拍板门进流装置，所述拍板门进流装置和所述取水建筑物分别设置在所述蓄水池的两侧，所述取水建筑物的底部连接有取水涵管。

2.如权利要求1所述的选择性进流水温平抑装置，其特征在于，所述蓄水池包括：一号蓄水池、斜坡过渡段和二号蓄水池，所述一号蓄水池和所述二号蓄水池之间通过所述斜坡过渡段相连接，所述一号蓄水池的底部设计高程为低于所述蓄水池正常运行最低水位5～12m；所述二号蓄水池的底部设计高程为低于所述一号蓄水池底高程0～3m；所述斜坡过渡段坡度范围为不大于1∶5。

3.如权利要求1所述的选择性进流水温平抑装置，其特征在于，所述取水涵管包括：一号取水涵管、二号取水涵管、三号取水涵管和四号取水涵管，所述一号取水涵管和二号取水涵管供一台机组使用；所述三号取水涵管和四号取水涵管供另一台机组使用，所述取水涵管头部的顶部设计高程在蓄水池正常运行最低水位以下4～11m之间。

4.如权利要求1所述的选择性进流水温平抑装置，其特征在于，所述拍板门进流装置包括：一号拍板门进流装置和二号拍板门进流装置，所述一号拍板门进流装置和所述二号拍板门进流装置各设置有2个拍板门，所述拍板门进流孔口底板高程为拍板门前最低进流潮位以下0～2m。

5.如权利要求1所述的选择性进流水温平抑装置，其特征在于：还包括导墙，所述导墙设置在所述拍板门进流装置出口附近，所述导墙的挑流方向指向远离所述取水建筑物的远端，所述导墙为折线形或直线形。

6.一种水温数值模拟预报方法，包括：

选取三维数学模型及求解模式模拟水流运动和水体内的物质输运，所述三维数学模型包括水流连续方程、动量方程、温度输运方程、紊动输运方程；

选取选择性进流平抑水温装置中的蓄水池为模拟计算域，拍板门进流装置和取水建筑物别为进、出口控制边界，在计算域内划分计算网格。

选取一定计算时间段tn内的气象条件和水文条件随时间变化的数值系列，并将其作为所述三维数学模型流场和温度场求解的输入边界条件；

确定与所述气象条件对应的计算时间段tn内拍板门进流口水温随时间变化的数值系列，并将其作为所述三维数学模型中温度场求解的输入边界条件；

以Δt为时间步长，从t＝0开始根据所述三维数学模型模拟蓄水池内流场和温度场变化过程；计算拍板门进流流量并将其作为所述三维数学模型中水流流场求解的边界条件；

根据所述三维数学模型中水流连续方程、动量方程及紊动输运方程模拟蓄水池内水流流场和水位变化过程；蓄水池水流流场的计算边界包括：蓄水池入流边界、出流边界和蓄水池自由表面边界；所述入流边界取所述拍板门进流流量，所述出流边界取核电站安全厂用水取水流量，所述蓄水池自由表面边界选取蓄水池水表面和所述气象条件中蒸发和降雨两个源项；

计算蓄水池水体自由表面热交换并将其作为所述三维数学模型中温度场求解的输入条件，所述热交换数值计算时所采用的气象数据由所述气象条件时间系列中插值得到t时刻的数值；

根据所述三维数学模型中的温度输入方程模拟蓄水池内的温度场，得到蓄水池内的水温空间分布和安全厂用水取水温度变化过程。

7.如权利要求6所述的水温数值模拟预报方法，其特征在于：所述三维数学模型中所采用的所述气象和水文条件是随时间t变化的以时为单位的系列数值，其值采用历史已有的极端高温时间过程或现时的预报时间过程数值。

8.如权利要求6所述的水温数值模拟预报方法，其特征在于：所述计算时段tn的取值大小，与蓄水池容积和取水流量有关，为消除蓄水池初始水位和水温边界条件的影响，计算时段tn应不小于蓄水池内水体完成一次交换的时间，且计算时段应延续至比极端高水温持续天数长1～2天，至安全厂用水取水温度达到峰值为止。

9.如权利要求6所述的水温数值模拟预报方法，其特征在于：所述拍板门进流口水温包括：外海自然水温、核电厂周边海域环境影响和核电厂自身温排水引起的外海取水口温升值。所述拍板门进流口水温中，所述外海自然水温采用所述计算时间段tn内的时间系列过程值，所述核电厂周边海域环境影响及核电厂自身温排水引起的外海取水口温升值随时间t变化过程通过海域温排水数模计算给出。

10.如权利要求6所述的水温数值模拟预报方法，其特征在于：所述拍板门进流为间断单向由外海向蓄水池进流过程，由拍板门进流装置在水压差作用下自动控制，在拍板门前后水位差大于给定正值时有进流，进流流量值是随时间t变化的量，其值由经验公式计算给出，拍板门前后水位差小于或等于给定正值时无进流，进流流量值为零；拍板门前水位为t时刻实测或预报的外海潮位扣除取水隧洞内水头损失后的值，拍板门后水位为上一时步计算的蓄水池水位。