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随着我国经济的迅速发展,电力供需矛盾日益突出。为了保证我国经济的可持续发展,近年来,沿海地区的火/核电厂工程相继建起。电厂的废热通过冷却水排入环境水域,对水环境产生了很大的影响,甚至造成热污染。电厂附近水域的流速、温升分布受潮汐及地形的影响呈现明显的三维特性,水力热力现象复杂。因此,运用直观而精细的物理模型试验技术进行潮流模拟以及温升分布的预测,是解决潮汐水域电厂冷却水工程相关技术问题的主要手段。由于潮汐水域冷却水物理模型平面尺寸大,需要测量的项目多,测点多且分散,潮汐边界条件和潮流的非恒定性很强,亟需进行模型试验的自动测控。但目前我国对物理模型试验自动量测控制系统的研究尚处在起步阶段,严重影响着试验成果的质量和可靠性,影响着工程决策。因此,将潮汐水域冷却水物理模型试验测控技术的研发作为本文的研究方向,对解决电厂冷却水工程关键性技术问题、优化工程设计、节约投资有十分重要的应用价值和一定的学术价值。本文结合福州可门火电厂冷却水工程的物理模型试验,研发出了一套性能完善、工作稳定可靠、测控精度较高的潮流控制和温度量测控制系统。解决了潮汐水域的潮流模拟,研发和配置了从水温控制到传感器校验、温度数据采集的软硬件系统。从模拟所得的验证点潮位、流速等与原体观测值或数模计算值的比较,到温度场的控制和采集数据的分析,都得到了较满意的结果。具体包括:1.经过大量的文献查阅,对潮汐水域冷却水工程物理模型试验的潮流模拟技术、温度量测及采集技术等有了较全面的了解。在前人研究的基础上,对冷却水工程的物理模拟技术以及物理模型试验的测控技术进行了进一步的探索。2.开发了一套以VC语言编写的程序进行后台控制,以Advantech Genie 3.0进行前台数据图像实时显示的潮流模拟控制系统。该系统包括开环调潮和闭环自动调节走潮两部分。通过与验证点处的潮位和流速对比得知,模型潮流与原型潮流的流态一致,为冷却水试验温度场的量测提供了可靠的流场基础。3.设计出了一套采用三相电机控制测温探头实时跟踪水面,同步测量和实时监控测点温度的温度量测系统。该系统包括取排水系统、水面跟踪系统和温度数据测量、采集系统三部分,可以进行潮流表面温度和垂向温度的同步测量。从系统测试和采集数据的结果看,这套系统有效地保证了温度数据的精度,保证了试验工作的顺利进行。4.用该系统对福州可门火电厂附近海域的大、小潮进行了物理模型试验,模拟所得潮位与实测值和数模计算值吻合良好,模型中各测点的流速与实测和数值模拟结果趋于一致。5.在流场模拟的基础上,对电厂附近水域的温度场进行了模拟试验,并给出了大、小潮全潮平均、全潮最大、典型时刻的温升分布及取水温升结果。6、从模型模拟所得的潮位、流速等与原体观测值和数值模拟值的比较可知,运用该系统对潮汐水域冷却水工程进行物理模型试验,可以得到令人满意的结果,该系统可以用于类似工程的模拟试验。