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目录1

前言1

第1章 厂址选择水工工作要点1

1.1 厂址选择工作内容1

1.1.1 概述1

1.1.2 可行性研究阶段一般规定1

1.1.3 可行性研究报告内容深度1

1.2 水源及供水系统选择2

1.2.1 直流供水系统选择2

1.2.2直流供水系统升压方式的选择4

1.2.3 再循环供水系统补给水源选择4

1.3 地下水水源5

1.3.1 概述5

1.3.2 水源勘察的阶段划分6

1.3.3 勘察方法及工作内容7

1.3.4 地下水量计算与评价7

1.3.5 北方隐伏岩溶水源地的勘察10

1.3.6 北方岩溶泉域水源地的勘察12

1.4 水工总体布置14

1.4.1 直流供水厂址场地标高14

1.4.2 直流供水水源与主厂房朝向14

1.4.3 冷却塔群布置14

1.5 贮灰场15

1.5.1 水力除灰贮灰场的选择15

1.5.2干灰碾压灰场17

1.5.3 贮灰场与环境保护19

1.6 黄河河口地区选厂水工工作示例（初步可行性研究阶段）20

1.6.1 概述20

1.6.3 海洋水文22

1.6.2 黄河水源及平原水库22

1.6.4 黄河流路变迁23

1.6.5 港区泥沙及淤积预测25

1.6.6 供水系统方案研究26

1.6.7对厂址的意见28

1.7 钱塘江河口外海滨地区选厂水工工作示例（可行性研究阶段）28

1.7.1 概述28

1.7.2 杭州湾水文特征29

1.7.3 河床稳定性分析31

1.7.4 冷却水取排水方案设计原则32

1.7.5 对厂址的意见33

1.8 长江河口某地区选厂水工工作示例（可行性研究阶段）34

1.8.1 概况34

1.8.2 水文特征34

1.8.3 河道稳定性分析37

1.8.4 冷却水取排水方案设计原则41

1.8.5 冷却水取排水方案布置46

1.8.6 对厂址的意见49

参考文献52

第2章 设计基础资料53

2.1 设计基础资料53

2.1.1 水文资料53

2.1.2 气象资料59

2.1.3 地形测量60

2.1.4 工程地61

质61

2.1.5 供水水文地质67

2.2 水和饱和水蒸气性质68

2.2.1 饱和水蒸气压力68

2.2.2水的密度71

2.2.3 水的黏度73

2.2.4 饱和溶解氧浓度74

2.3 泥沙性质75

2.3.1 泥沙粒径及分类75

2.3.2 泥沙密度76

2.3.3 泥沙沉速76

2.3.4 细颗粒泥沙化学成分78

2.3.5 浑水的物理性质78

2.4 环境质量标准摘要80

2.4.1 地表水环境质量标准（GB 3838—2002）80

2.4.2 生活饮用水卫生标准（GB 5749—85）82

2.4.3 渔业水质标准（GB 11607—89）83

2.4.4 农田灌溉水质标准（GB 5084—92）83

2.4.5 海水水质标准（GB 3097—1997）84

2.4.6 地下水质量标准（GB/T 14848—93）86

2.4.7 环境噪声标准87

参考文献89

第3章 汽轮机及凝汽设备90

3.1 汽轮机90

3.1.1 概述90

3.1.2 汽轮机的型式与分类92

3.1.3 汽轮机主要性能参数93

3.1.4 汽轮机末级叶片96

3.1.5 汽轮机的主要性能参数示例98

3.2 凝汽器103

3.2.1 凝汽器分类和总体结构103

3.2.2 凝汽器热力计算120

3.2.3 凝汽器水力计算125

3.2.4 凝汽器管束的基本类型126

3.2.5 凝汽器冷却管的腐蚀与选材135

3.2.6 多压凝汽器139

3.2.7 凝汽器特性及曲线示例148

3.3 循环水泵159

3.3.1 水泵的一般特性159

3.3.2 循环水泵选择163

3.3.3 水泵中的气穴与气蚀170

3.3.4 水泵启动特性和电动机匹配173

3.3.5 混凝土涡壳泵177

3.3.6 循环水泵部件材料选用180

3.3.7 循环水泵型谱及特性曲线示例183

参考文献199

第4章 湿式冷却系统设计及布置201

4.1 湿式冷却系统设计原则201

4.1.1 湿式冷却系统基本型式201

4.1.2 湿式冷却系统主要参数202

4.1.3 汽轮机低压缸的有关特性204

4.2 供水系统恒定流水力计算205

4.2.1 恒定流水力计算的目的205

4.2.2 扩大单元制直流供水系统水力计算207

4.2.3 单元制再循环供水系统水力计算208

4.2.4 两机三泵扩大单元制直流供水系统水力计算210

4.3 辅助冷却水系统211

4.3.1 概述211

4.3.2 辅助冷却水系统的选择212

4.3.3 辅助冷却水系统的主要设计要求213

4.3.4 辅助冷却水系统项目及分类214

4.3.5 辅助冷却水系统示例215

4.4 湿式冷却系统选择216

4.4.1 小水位变幅直流供水系统216

4.4.4　无泵直流供水系统219

4.4.3 二级升压直流供水系统219

4.4.2 大水位变幅直流供水系统219

4.4.5 多泥沙河流直流供水系统221

4.4.6　带冷却塔的再循环供水系统227

4.5　直流供水系统总布置227

4.5.1 汽机房外侧A排轴线面向水源227

4.5.2　锅炉房面向水源236

4.5.3　主厂房固定端面向水源（或主厂房垂直水源）241

4.6　再循环供水系统总布置247

4.6.1　冷却塔的布置与环境的关系247

4.6.2　冷却设施布置的原则248

4.6.3 冷却塔与建、构筑物之间的间距248

4.6.4　冷却塔的布置方式250

参考文献254

5.1.1　河流分类255

5.1.2　河型分类255

5.1　江河水源及取水地点选择255

第5章　地表水取水255

5.1.3　河道水流、泥沙运河及河床演变260

5.1.4　黄河上游河段取水问题262

5.1.5　取水地点选择267

5.2　河口水源及取水地点和型式选择269

5.2.1 河口水流特性269

5.2.2　河口潮波特性271

5.2.3　河口泥沙运动272

5.2.4　河口的分段274

5.2.5　河口的分类275

5.2.6　河口取水地点和型式的选择277

5.3　海水水源及取水地点选择278

5.3.1 海岸分类及分布278

5.3.2 海岸泥沙运动279

5.3.3 海岸剖面特征280

5.3.4　海岸取水地点及型式的选择281

5.4　取水构筑物型式和选用284

5.4.1　基本型式284

5.4.2　岸边取水构筑物的布置284

5.4.3　开敞式取水构筑物一般选用条件285

5.4.4　河床式取水构筑物一般选用条件285

5.5　开敞式取水构筑物285

5.5.1　一般设计要求285

5.5.2　斗槽式取水构筑物286

5.5.3　双向流河道取水工程示例291

5.5.4　纵向底流槽取水工程示例293

5.5.5 多泥沙流凌河道河心取水工程示例294

5.5.6　海湾引水前池取水工程示例296

5.6.1　取水头部308

5.6　河床式取水构筑物308

5.6.2　引水管路313

5.6.3　长江河口盾构取水工程示例315

5.7　进水流道水力设计321

5.7.1　旋涡形态及临界淹没深度321

5.7.2 湿井式水泵进水流道布置及尺寸要求322

5.7.3　干井式水泵流道布置及尺寸要求330

5.7.4　进水流道模型试验331

5.8　滤水设施334

5.8.1　概述334

5.8.2 滤水设施设计运行要求334

5.8.3 格栅及扒耙机械336

5.8.4　常规旋转滤网338

5.8.5　鼓形旋转滤网341

参考文献343

6.1　管沟沿程阻力344

6.1.1　概述344

6.1.2　管沟沿程阻力计算公式及参数选择344

第6章　管沟阻力　　344

6.1.3　计算示例349

6.1.4 圆管沿程水头损失350

6.1.5 钢筋混凝土矩形沟道沿程水头损失351

6.2　有关局部阻力系数取值问题403

6.2.1　概述403

6.2.2　局部阻力系数正确性判别标准403

6.3　弯流局部阻力系数404

6.3.1 圆管弯头局部阻力系数404

6.3.2 沟道弯头局部阻力系数406

6.3.5 弯头—弯头相互作用的修正409

6.3.3 单斜切弯头局部阻力系数409

6.3.4　90°组合斜切弯头局部阻力系数409

6.4　扩散流局部阻力系数413

6.4.1　概述413

6.4.2　圆锥形扩散段的阻力系数414

6.4.3　矩形扩散段的阻力系数416

6.4.4　超限扩散段的阻力系数416

6.5　汇流和分流局部阻力系数418

6.5.1　概述418

6.5.2　尖锐边缘T形连接汇流419

6.5.3　倒角半径对汇流T形连接阻力系数的影响425

6.5.4 对称汇流的连接426

6.5.5 尖锐边缘分流T形连接427

6.5.7　对称分流连接431

6.5.8　四通分流连接431

6.5.6　倒角半径对分流T形连接阻力系数的影响431

6.5.9　截面形状的影响432

6.6　其他部件局部阻力系数439

6.6.1 进口局部阻力系数439

6.6.2 突然收缩和突然扩大局部阻力系数439

6.6.3　渐缩流局部阻力系数439

6.6.4　阀门局部阻力系数439

6.7　局部阻力系数简明汇总表442

6.7.1 弯流、扩散、渐缩流局部阻力系数442

6.7.2 汇、分支流局部阻力系数445

6.8　工程算例451

6.8.1　2×600MW电厂直流供水系统水力计算示例451

6.8.2　2×600MW电厂再循环供水系统水力计算示例456

参考文献459

7.1.1 管沟瞬变流分类及计算目的460

7.1　概述460

第7章　管沟瞬变流　　460

7.1.2　瞬变流基本方程461

7.1.3　边界条件462

7.2　水泵全特性曲线466

7.2.1　概述466

7.2.2　水泵全特性曲线466

7.2.3　水泵全特性曲线求值471

7.3　直流供水系统瞬变流475

7.4　再循环供水系统瞬变流481

7.4.1 常规湿式冷却塔供水系统瞬变流481

7.4.2 高位收水湿式冷却塔供水系统瞬变流484

7.5　补给水系统瞬变流488

7.5.1 高扬程、驼峰管路瞬变流计算488

7.5.2　长距离管路瞬变流计算491

7.6.1 帕马金停泵水锤计算曲线492

7.6　简易水锤计算方法492

7.6.2　刘竹溪停泵水锤计算曲线495

7.6.3 富泽清治停泵水锤计算曲线501

7.7　供水系统水锤防护设计要求507

参考文献509

第8章　水面冷却510

8.1　概述510

8.1.1　水面冷却设计任务和分类510

8.1.2　水体中热的迁移511

8.1.3　水面冷却的研究方法512

8.2　水面热交换过程514

8.2.1　概述514

8.2.2　辐射散热515

8.2.3 蒸发散热516

8.2.5　水面热交换计算517

8.2.4　对流传热通量517

8.2.6 平衡水温、自然水温519

8.2.7 综合散热系数519

8.3　表层排放523

8.3.1　概述523

8.3.2　有限水深二元温差出流的局部掺混524

8.3.3　静止深水三元温差表层排放527

8.3.4　静止浅水三元温差表层排放528

8.3.5 受纳水体横向流的影响529

8.4　淹没排放531

8.4.1　概述531

8.4.2 多口排放近区的稳定性533

8.4.3 浅水单向多口排放534

8.4.4　浅水分级多口排放537

8.4.5 浅水交替多口排放539

8.4.6 浅水多口排放规划设计541

8.5　冷却池543

8.5.1　冷却池水力及热力特性543

8.5.2　深、浅型冷却池的判别548

8.5.3　冷却池稳态热力计算550

8.5.4　深冷却池稳态热力计算模型551

8.5.5 浅冷却池稳态热力计算模型552

8.5.6　冷却池瞬态热力计算553

8.5.7　冷却池设计555

8.6　冷却水远区特性557

8.6.1 完全混合一维江河水温预报557

8.6.2　沿江多电厂冷却水工程558

8.6.3 表层排放海域水温预报563

8.6.4　淹没排放海域水温预报582

8.7.1　取排水口布置585

8.7　取排水口布置和选择取水585

8.7.2　分列式布置工程示例586

8.7.3　差位式布置工程示例587

8.7.4　重叠式布置590

8.7.5　混合式布置工程示例598

8.7.6 选择取水599

8.7.7　挡热墙603

8.7.8　深层水平管取水605

8.7.9　取水头部607

8.8　电厂取排水与环境612

8.8.1　取水的鱼类保护612

8.8.2　取水工程中鱼类保护工程示例613

8.8.3　水温对鱼类的影响615

8.8.4　水温对水稻、水生植物及浮游植物的影响619

参考文献620

8.8.5 热排放对水环境影响的评价620

第9章　湿式冷却塔　622

9.1　概述622

9.1.1　湿式冷却塔的型式与选择622

9.1.2　湿式冷却塔主要设计原则625

9.1.3 冷却塔的主要设计参数626

9.1.4　冷却塔设计气象条件的分区628

9.2　湿空气性质及气水热交换632

9.2.1　湿空气的组成及其基本特性632

9.2.2　气水热交换658

9.3　逆流式自然通风冷却塔659

9.3.1 逆流式自然通风冷却塔设计659

9.3.2　冷却塔的空气动力计算661

9.3.3 冷却塔的热力计算670

9.3.4 逆流式双曲线自然通风冷却塔塔体优化673

9.3.5　淋水填料的技术条件676

9.3.6　配水系统及水力计算680

9.3.7　除水器及风吹损失694

9.3.8　防冻措施700

9.4　自然通风冷却塔的特性系数701

9.4.1　特性系数及其特点701

9.4.2　特性系数的计算703

9.4.3 自然通风冷却塔综合冷却特性的评价705

9.4.4 已建自然通风冷却塔的特性系数705

9.4.5 用特性系数设计冷却塔710

9.5　横流式自然通风冷却塔712

9.5.1　横流式自然通风冷却塔的工艺布置712

9.5.2　空气动力计算713

9.5.3 热力计算715

9.5.4　横流塔配水的设计计算721

9.5.5　横流式自然通风冷却塔的设计示例724

9.6　机械通风冷却塔732

9.6.1 冷却塔塔型选择732

9.6.2　逆流式机械通风冷却塔塔体设计733

9.6.3 轴流式通风机735

9.6.4　逆流式机械通风冷却塔的空气动力计算744

9.6.5 逆流式机械通风冷却塔热力计算748

9.6.6　φ9.14m风机逆流式方形塔工程示例749

9.6.7 集群风机横流式圆形塔工程示例752

9.7　冷却塔原体测试754

9.7.1　概述754

9.7.2　冷却塔原体测试分类755

9.7.3　测试准备755

9.7.5 测试要点控制756

9.7.4 测试条件756

9.7.6　测试方法757

9.7.7 测试结果的评价757

9.8　冷却塔与环境759

9.8.1 自然风对自然通风冷却塔运行的影响760

9.8.2　逆温对自然通风冷却塔的影响762

9.8.3　湿热空气回流766

9.8.4　飘滴影响771

9.8.5 雾羽776

9.8.6　噪声的影响781

9.8.7　海水冷却塔与环境784

参考文献786

第10章　干式冷却系统787

10.1　概述787

10.1.1　分类及特点787

10.1.2 现状及发展790

10.1.3 系统主要参数优化792

10.1.4　干湿式联合冷却系统793

10.2　翅片管及冷却器795

10.2.1　翅片管基本类型795

10.2.2　翅片管空气侧的抗腐蚀性能797

10.2.3　管材选择和材料消耗798

10.2.4　翅片管热力及空气阻力特性799

10.2.5　冷却器热力计算800

10.3　干式冷却系统设计气象条件802

10.3.1　干球温度802

10.3.2　风805

10.4　干式冷却系统汽轮机806

10.4.1 干式冷却系统汽轮机的背压和ITD值806

10.4.2 干式冷却系统汽轮机设计特点808

10.4.3　干式冷却系统汽轮机各项功率及工况的定义810

10.4.4　干式冷却系统汽轮机末级叶片的选择812

10.4.5　干式冷却系统汽轮机运行要求812

10.5　机械通风直接干式冷却系统815

10.5.1 系统组成及技术要求815

10.5.2　ACC系统热力计算820

10.5.3　ACC系统空气阻力计算823

10.5.4 ACC系统风机转速及叶片角度优化计算示例829

10.5.5　ACC系统优化831

10.5.6　国外ACC系统设计数据834

10.6　表面式凝汽器间接干式冷却系统（ISC）842

10.6.1 ISC系统建设经验842

10.6.2　ISC系统设计特点843

10.6.3 南非肯达尔电厂ISC系统设计、安装及测试概况846

10.6.4 扩大单元制供水系统水力分析852

10.6.5　ISC系统冷却塔设计过程和热力计算858

10.6.6　冷却塔阻力和抽力计算860

10.6.7　ISC系统冷却塔热力、阻力及抽力计算示例866

10.7　混合式凝汽器间接干式冷却系统（IMC）868

10.7.1 IMC系统的系统与设备869

10.7.2 IMC系统热力及空气动力计算874

10.7.3　IMC系统冷却塔设计示例875

10.7.4　IMC系统水力计算877

10.8　自然通风直接干式冷却系统（NDC）878

10.8.1　采用NDC系统的可行性878

10.8.2　NDC系统设计要点879

10.8.3　NDC系统冷却塔设计示例879

参考文献883

11.1　优化的分类与内容885

11.1.1　概述885

第11章　凝汽冷却系统优化885

11.1.2　系统优化设计过程886

11.2　资金的时间价值及利息计算887

11.2.1　利息和利息率887

11.2.2　复利计算888

11.3　优化方法及经济因素890

11.3.1　热耗率变化的计费问题890

11.3.2　年固定分摊费率的取值891

11.3.3 优化中的敏感因素893

11.4　直流供水系统优化问题894

11.4.1 小水位变幅水源的系统优化894

11.4.2 大水位变幅水源的系统优化895

11.4.3　水源水温895

11.5　冷却塔优化设计896

11.5.1　冷却塔本体优化和面积选择896

11.5.2　300～600MW机组冷却塔系列897

11.6.1 双压凝汽器的经济性898

11.6　凝汽器优化设计898

11.6.2　凝汽器冷却管经济流速899

11.7　600MW机组湿式冷却系统优化示例902

11.7.1　厂址条件及参数取值902

11.7.2优化结果及分析904

11.7.3　优化结果评述910

11.7.4　优化结果等值线图914

11.8　干式冷却系统的规划设计和优化914

11.8.1 干式冷却系统的选择和计算914

11.8.2　干式冷却系统的优化915

11.8.3 临界水费915

11.8.4　临界水费算例916

11.9　干湿式联合冷却系统规划设计和优化918

11.9.3　规划设计示例919

11.9.1　干湿式联合冷却系统总体布置919

11.9.2 干湿式联合冷却系统规划要点919

第12章　水务管理922

12.1　规划设计主要原则和用水、排放指标922

12.1.1　水务管理内容922

12.1.2　规划设计的主要原则922

12.1.3 用水指标、耗水率和排放率定义及计算方法923

12.2　循环水的补给和处理925

12.2.1　再循环供水系统的特点925

12.2.2　循环水系统的污垢沉积925

12.2.3 循环水系统的腐蚀927

12.2.4　循环水的水质要求及判别928

12.2.5　再循环系统的水量补给932

12.2.6　循环水处理934

12.2.7　旁流水系统935

12.2.8 排污水的处理及回用936

12.3　除灰渣用水及处理937

12.3.1　除灰渣系统937

12.3.2　灰渣特性939

12.3.3　灰管防垢940

12.3.4 灰场排水处理及回用941

12.4　烟气脱硫用水及洗涤器沉浆处理942

12.4.1　烟气脱硫概况及流程942

12.4.2　洗涤器沉浆处置流程945

12.4.3　沉浆成分及特性946

12.4.4　沉浆量计算948

12.5　其他废污水处理及回用951

12.5.1　生活污水处理951

12.5.2　含油废水处理952

12.5.3　输煤设施排水处理954

12.5.4　酸碱废水处理955

12.5.5　三级处理的必要性956

12.6　美国水务管理经验和工程实例957

12.6.1　美国西部干旱地区电厂零排放系统957

12.6.2　科尔斯特里普（Colstrip）电厂（2×358MW）963

12.6.3 吉姆伯雷其（Jim Bridger）电厂（4×500MW）973

12.6.4 帕罗维达（Palo Verde）核电站（3×1270MW）976

12.6.5 俄达克（Wyodak）电厂（1×365MW，ACC系统）977

12.7 国内工程水务管理示例979

12.7.1 10％排放率湿式冷却系统工程示例（4×300MW）979

12.7.2 零排放湿式冷却系统工程示例（2×600MW）981

12.7.3 零排放干式冷却系统工程示例（2×600MW）989

参考文献995

附录 单位换算996