能量 s 互补不足 文中指出 （2）冷却水工程的物理模型试验 为了充分利用水面冷却 本条提出了确定水体的水面冷却能力和取水温度的原则 近年来 比较圆满地解决冷却容量和工程布置问题 a 另一方面 常有一定数量的水下施工工程 -2 风浪 也是现今解决水面冷却问题的重要手段之一 —般是尽量减小排出的热水与冷水产生强烈的掺混 还存在一定的困难 也显露出一些新的问题 因此 农业 1 同时取水口进口流速应满 其值为5.67×10 湖泊 （1）影响蒸发系数的各个参数中 5.1.15 提高排水在出流掺混后的温度 根据具体工程相应概率下可能出现的水文气象条件 并直接影响到整个循环水系统的投资 方可应用 水温的变化会引起水体饱和水气压 而影响选用进水口流速的因素又是多方面的 ρ 河道或海湾等水体冷却循环水时 a 温排水所带来的环境水体温升影响具有两重性 时 以“W·m 类型不同的取 国水利水电科学研究院负责 排水及其建（构）筑物对其他部门可能引起的影响 我国发电厂已投入使用的重叠式取 航船和潮汐等）对热水层厚度的干扰作用和人类活动对设计最低水位的影响 水量和水质的变化 排水建（构）筑物的型式和尺寸 应根据工程的具体条件 湖泊 宜通过模型试验研究确定 水库和湖泊等水体的部分水域可养殖水产 （取水口的）过孔流速控制为0.1m/s～0.15m/s” 组织全国有关单位协同攻关 河道或海湾的自然水面冷却工业企业排出的循环水 也给水利工程管理单位的经营管理增加了新的内容 第—方面 2 涉及面比较广 密切配合 2 在当地当时气象条件下自然形成的表层水温 利用已有水库 辐射散热通量 应取决于具体工程的条件和技术经济综合分析 水利 进水口平均流速为0.07m/s～0.22m/s 计算的进水孔流速ν ） 但对于河道或海域冷却方式 这些公式存在的问题是 此概念目前已被国内外普遍采用 并在一定的条件下制约着水利工程的运用调度计划 能获得比较低的冷却水温度 导致耗氧量增加 一般宜采用深水区底层排放方式 减少29％ 积累必要的资料 满足相互提出的要求 比起新建冷却池和其他类型的冷却设施有一定的优点 是计算水面冷却能力 成为工业企业的可靠水源 要圆满地解决冷却工程的全部问题 这种工程布置是比较成功的一种取水 但要注意水域表面水温较高引起的水环境影响 取水口和排水口重叠差位式布置的联合建（构）筑物 作为冷却水体的水库 在条件可能时 浮游生物的死亡亦将造成鱼类饵料的减少 L 此概念由我国水利水电科学 5.1.13 （1）《冷却池设计手册》（北京电力设计院 5 5.1.6 必要 降低工程造价等等 特别是有了统一的通用程序后 -8 循环水量增加很多 5.1.6 （W·m 相应代表总散热通量 水温升高时 排水口工程的优越性 实践证明 考虑综合利用的可能性 公式B如实反映了室内与现场试验的实际情况 江苏省的徐塘发电厂和广东省的黄埔发电厂投入运行 时还可同时采用数学的和物理的两种方法 如 （2）已利用水面冷却的工业企业 我国原水电部为解决这一课题 b——系数（hPa·℃ 同时具有热力学的 经济运行和冷却水受纳水体的水面开发及利用效率 可在设计中选择使用 湖泊 R 冷水层与热水层的密度差 加速水生物的呼吸 会使循环供水系统复杂化 一般火电厂温排水比取水水体的水温高约8℃～10℃ 应通过物理模型试验或数学模型计算以及其他方法 如果水深较浅 综合为P 当工程条件允许 另外 m 音响阻拦 如网箔栏 所以 则 P——水面以上1.5m处大气压（hPa） 目前国内外应用的拦鱼设施类型很多 一般情况下 需结合工程实际研究确定 ——水面水温（℃） 根据自己的观测资料建立了当地的水温与气温经验公式 蓄热作用和降低取水温度至关重要 蒸发散热一般为总散热量的主体 -2 在受污染的水域里 （3）《火力·原子能发电厂土木结构的设计》（日文）一书中推 5.1.2 作为工程技术经济论证和双方以后工作的依据 “水面冷却”是工业循环水利用水体的自然水面 并应征得有关部门同意 上海市的高 5.1.4 各地又结合不同的情况 研究工程中所必须解决的问题 水温升高与已存在于水中的毒性物质对鱼类会产生协同作用 底层沙量和泥沙特性等 进水口下缘至动床面的距离 条文中建议采用的进水口平均流速 日照 当循环水排入冷却水体 初步计算时 5.1.10 国内外对水面蒸发系数已做过大量观测研究工作 5.1 温度测量的准确程度以0.2℃以内为宜 式中 “取水口进孔流速 假定水深H＝4m～12m ——水面以上1.5m处的水汽压（hPa） 工业企业在利用既有水利工程获得了—定的经济效益的同时 排水口远离水生物养殖场主要是考虑温排水对水生物的影响 a 则 两个无量纲量及蒸发有效风速参数 可减少循环冷却水系统的施工工程量 3 影响鱼类的生长 海相比 强迫对流的散热机理 为了满足设计工作的要求 节省工程投资 这样的公式有着计算简单的优点 取水建（构）筑物的进水口流速值是确定其尺寸的重要数据 都将带来一定的影响 实际工作中 5.1.9 10℃～45℃ 排水建（构）筑物的布置和型式应有利于冷水的吸取和热水的扩散冷却 辐射散热系数 Φ 循环水量也急剧增加 优化取水口和排水口的布置 要求在设计中结合工程的具体条件 足航道 缺氧增加 其他—些方法 便于维护管理 就可以算出相应条件下的蒸发系数及综合散热系数 ） 水气温差△T＝0℃～35℃ 程度不同地取得了较分列布置低的水温 湖泊 排水建（构）筑物布置的要求 s 与此同时 研究阶段也可以利用数学模型计算或其他一些计算方法 河道或海湾等水体冷却循环水时 辐射三种散热能力之和 本条规定了选择取水 增建辅助的冷却设施 提出了水面蒸发与散热系数的全国通用公式A[参见《水面蒸发与散热系数研究》（水面蒸发与散热系数研究协作组 当采用重叠的差位取 为了避免水生物养殖场内的鱼类 降低取水温度 取水建（构）筑物设置拦鱼设施 以求得到比较可靠的试验成果 它同冷却塔 在一定的工程条件下 风速和 Φ 新建冷却池往往也具有—定的经济意义 太阳辐射等资料 加强吸取下层冷水能力并延长热水由排水口流入取水口的行程历时 是我国首先使用的一种新型冷却水工程布置 排水建（构）筑物各部分的具体尺寸 在有条件的情况下 速 氧的溶解度减少16％ -4 k——e Φ 有些湖泊的天然流速较低 设计取水建（构）筑物的进水口应注意进口水流的均匀 喷水池和喷射冷却装置等 在工程筹建初期 已有天津市的军粮城发电厂 ——下层水密度（kg/m 水质和水温应满足工业企业取水和冷却的要求 曲线的斜率 其用水方式和要求 水中饱和溶解氧的降低还会使水域复氧困难 5.1.14 还进行了一系列的系统试验研究和工程模型试验 取水口和排水口应装设测量水温和冷却水体水位的仪表 -1 5.1.3 在一定条件下 流体力学的和空气动力学的过程 或者冷却水体本身提供了调蓄水量的作用 该书 也可作为游览场所等 取水口进口流速宜小于该区域的天然流 水利电力部东北勘测设计院曾对水库的水温分布与特征进行过分析 5.1.1 常用的辅助冷却设施有冷却塔 可参照下式之经验数据采用 取水口应远离水生物养殖场 因此 进水口上缘到热水层的距离 - 取水 因此 如果a 冷却水体的水位测量一般设在取水泵房附近 一般是应通过试验研究择优选用 在我国应用优于国内外同类公式 排水温度计可设在排水系统汇合后进入冷却水体以前的便于监测的位置 一方面扩大了水利工程的综合利用效益 利用水库 i 湖泊 可以得到比较满意的整体流态相似和时均水力热力相似 双方应该在自愿互利的基础上 荐“取水的进水口设计平均流速以0.1m/s～0.2m/s为宜” ） 平顺性 3 —些观测实验单位（如湖南天台蒸发试验站 式中 ”表示 设Φ 对蒸发散热的估算精度成为影响整个散热能力举足轻重的因素 它们对有效地利用冷却水体的散热 或者虽有反映 为减少温排水对环境水体温升影响 喷水池等冷却设施人工造成细水滴和薄水膜而进行的冷却相比较 目前 ） s 新建冷却池美化了环境 本条对冷却池 · 具有另一种水力 分析了蒸发水气界面上质量 取水建（构）筑物的卷吸效应不应影响鱼类 大量观测资料显示 （4）缺乏影响蒸发系数的单因子分析 研究院冷却水研究所于1962年首先提出 在近些年的生产实践和工程设计中 减少温排水对其受纳水影响范围内重要水生物的不利影响 河 在某些具体的水文和地形条件下 5.1.7 宜采用冷热水通道分开的差位式取 热力和空气动力特性 在可控气象参数的专用风洞中进行系统试验研究提出了全国通用蒸发与散热系数公式B 水体对废热自净能力的基本参数 水中溶解氧减少 这些情况 是依据以下几份资料综合取定的 e 5.1.14 g——重力加速度（m/s （水面温度）曲线的斜率 1979年） 航运和环境等 应取得水利工程管理单位的供水协议 以增大水面散热量 由于水温 对于仔鱼的防护问题需优先考虑取水口适宜的进流方式 而且工程布置紧凑 i （1）新建工业企业附近有自然水面可以利用 美国Edinger于1965年也提出同一概念 取 可按热量平衡方程或经验公式计算确定 ——废热排入前的水域自然水温（℃） 有条件时 由于工业企业的建设规模愈来愈大 环境水体适当的温度升高也有促进水生生物的生长繁殖 进行综合的技术经济分析 缩短工期 给水排水建（构）筑物的工程量增加很多 （2）试验方法及分析方法缺乏统一性 都应该通过物理模型试验来研究确定重叠式取 （3）在规划设计水面冷却工程时 渔业 在满足工业企业自身用水的技术要求的基础上 只是应用的局限性较大 e 水温升高还促使水中有机污染物质分解 5.1.5 应该注意到 量测精度不高或不和谐 如设计不当 但个别季节水面的冷却能力不足 排水口布置时 其定义为单位水面面积单位温差的散热通量 r 散热进行冷却的一种方式 利用水库 饱和溶解氧 （3）试验资料具有地区性 可利用当地的气温 分析冷却水系统运行的经济性 取得了 藻类和贝壳类生物进入循环冷却水系统的管道及设备 需要设置测量仪表 ——水面综合散热系数（W·m P 水位测量的准确程度不应低于1cm 利用自然水面冷却循环水 -1 a A——水域面积（m —般可取 H——水深（m） 河道或海湾等水体冷却循环水时 取水口和排水口应避开水生物养殖场和天然水生物保护区 5.1.3 宜采用深层取水 利用水库 “根据过去一些模型试验资料 需要增加辅助冷却设施 5.1.12 天然情况下 宜利用已有水库 核电厂冷却水域的特点 （4）《在火电厂和原子能发电厂供水中采用重叠式取 这个参数综合体现了水气交面对流 于1978年～1985年间由中 试验参数变化范围为风速0～3m/s 以火电厂温排水为例 并应满足航道 5.1.10 该成果概括了我国各地室内外蒸发观测资料 认真分析研究 5.1.11 并提出了估算水库里水温的方法 应满足排水对环境影响和冷却水体综合利用的要求 采用重叠式取 排水口比起分列布置的取水口和排水口有其明显的特殊性 工业企业使用综合利用水库或水利工程设施冷却循环水 5 r 5.1.1 升高至40℃时 在设计水面冷却工程时 排水建（构）筑物的水力学研究》（俄文）一文中 ·℃ 诸如排水具有的势能可驱动水力机械 又使利用自然水面冷却产生了一定的困难 毒性增大 在同一水体中常有多个用水户 T 可用于工程设计与评估 （1）水体水面的散热是个复杂的物理现象 所控制的吸人上层热水量 气幕栏 T 当水深较大 排水渠道也要占用相当数量的耕地等 0.2m/s 水温从20℃升至30℃ 自然水温应根据实测资料或条件相似水体的观测资料确定 特别是两者平面及立面的相对布置位置以及取 a——蒸发系数 排水工程布置应考虑受纳水体的环境保护要求 当漂浮物较多时 天然水体与受热水体的水面蒸发规律 -2 气象因素随时而变 的占95％ 各个工程的模型试验 因此 取水温度升高的可能 以便确定选用辅助冷却设施及其型式的合理性 可供设计采用 水的密度 随着冷却水量的增大 排水口布置 由此 向大气中散质 当以能取得有关部门同意的书面文件为宜 河道冷却和海湾冷却均适用 条文中提出了“也可根据自然条件新建冷却池” v 资料确定 5.1.2 在突然升温的条件下 3 水温升高 当缺乏观测资料时 工程中最终能否采用自然水面冷却的方案 并经受了原型观测的验证和生产运行的考验 可以综合利用的内容是多方面的 江苏地理研究所和官厅水库管理处水文实验站等） 迄今 有条件时 电水锤和电栅栏等 取水口较低或允许吸入的热水量较大 取 以便采取适当措施 应该对冷却水域进行深人细致的研究 桥发电厂 因此 氧的扩散系数等参数的变化 ℃ 工作中 应避开环境敏感区 ·℃ 排水工程布置应与受纳水体环境功能区划要求相协调 在设计水面冷却工程时 得到相互支持与检验 进水口流速也可以大于条文中建议的数值 可根据综合技术经济分析 随着生产的发展 湖泊 航运等部门要求 设计中预先注意并考虑到这种影响 排水口应使出流平顺 包括以下两个方面的成果 目前 只有在工程地区的条件与建立经验公式的具体观测条件相似时 统一了自由对流 多数公式未考虑水气温差的影响 海湾或建设新的冷却池冷却循环水时 便于实际应用 a 5.1 均可收到—定的拦鱼效果 利用水库 发展水利工程的综合效益 温排水的扩散范围等 让表层热水运行到较远的距离 还制定了计算程序软件及查算表 △ 在工程设计中 ＝0.5 在于能大幅度地减少冷却水输送线路长度 求解天然情况下的水体热平衡方程 年实际变化范围内适用 一般情况下 这些工程都做过详细的物理模型试验 具有较大的灵活性和适应性 本规范推荐一般情况下采用水面蒸发与散热系数全国通用公式B ——黎式数（Richardion） 水面冷却 5.1.9 都应对冷却水域进行水力热力计算研究 其研究成果曾在《水文》1984年第一期发表 有条件 3 将直接关系着水面冷却能力计算的正确性和精确度 采用蒸发系数的正确性和精确度 直接影响电厂规划装机容量 第二方面 与作为受纳水体的江 水体表面和深层的水温分布 进 充分考虑取水 时的相应水面饱和水汽压（hPa） 工程布置和环境评价的确定 所以 加之利用水库 因此 但试验根据不足 河道 海事和环境保护等有关部门的同意 可以用较短的时间来完成多种方案的计算 一般规定 1990年5月）] 当工业企业附近有低洼地可供利用时 可以归入蒸发项 它将造成水中枝角类浮游生物的死亡率由常温的10％升高到40％～60％ 对水生物的影响较大 实测天然表层水温（一般采用水面以下0.1m～0.5m处的水温）也是随时而变的 R 湖 考虑到取水口的实际运行条件 都将对工业企业取水的水质 进水口附近热水层的厚度 排水建（构）筑物的工程概况列于表57 排水建（构）筑物的试验 确定进水口断面尺寸” s 中统计了日本发电厂中13个海边取水的敞开式取水口和8个海 s e 为便于应用 公式形式简单 为了综合利用水利资源 重叠式取 海洋 运动黏度 要求解决的问题可归结为预估工程的冷却效果和确定最优工程布置 水面散热能力 可以不受物理模型中那些相似准则的限制 综合分析全国各地区观测基地的试验资料 排出的热水可供灌溉和养鱼 自1966年天津军粮城发电厂的重叠式取 s -1 ka 增加鱼类产量等效应 因此温排水对鱼类胚胎发育有着不利的影响 例 因此 湖泊 T 湿度 往往都是鱼类繁衍的优良环境 / ——水面以上1.5m处的气温（℃） 排水建（构）筑物布置和型式应考虑的一般性原则 上述两方面工作提出的公式A和B ——上下层水密度差（kg/m 1978年） e 一般临界密度佛氏数F＇ ——对流 并已有大量估算这个系数的经验公式 防止鱼类进入 排水口分列布置较低的水温 仍然是研究冷却水工程的主要手段 选用辅助的冷却设施 还做过几个发电厂重叠式取 对有关方面提出的问题 排水口的模型试验研究 使它能在我国 受热水体应有足够的水深 -1 在一定的条件下使用这些设施 应进行物理模型试验 鱼类胚胎及鱼苗死亡率也有不同程度的增加 应做模型不宜缩得过小的正态重叠式取 工业企业使用综合利用水库或其他水利工程设施冷却循环水时 ν——水面以上1.5m处的风速（m/s） ） 蒸发 它能取得比取 式中 5.1.8 ·hPa 提出解决问题的措施方案 湖泊 s ——水温为T 经验公式和计算图表等 相对湿度为50％～90％ 对排水温度提出了要求 5.1.15 设计应计人各种不利因素对设计最低水位和表面热水层厚度的影响 5.1.5 水面的综合散热系数K 这些用水户取水和排水 本条文规定的目的在于 s 的增量 温排水在环境水体内扩散较快 减少了占地 ） e 进水口的形状 渔业 进孔流速 5.1.13 设计水面冷却工程 为了充分利用冷却水体的水面面积和水体容积 为了监督冷却水体的运行工况 并应结合技术经济分析 规定了进口流速不宜低于 了解温排水对所在水域温度场的影响和变化情况 介绍了一个工程试验实 进沙问题不大时 避开环境敏感区 以满足相应设计阶段内容深度的要求 应同有关方面充分协商 也可获得比较满意的结果 可通过模型试验确定进水口流速 排水建（构）筑物型式 在工程规划阶段 ρ 因此 水温 取水温度 c 都证实了取水口和排水口重叠布置 但是 排水水面与受纳水体水面宜平缓衔接 即k＝ə ə （饱和水汽压）-T 农业 a——水面蒸发系数（W·m 河道或海湾等水体冷却循环水时 使水利工程管理单位增加了经济收入 -2 可供参考 水面冷却 对取水 利用水库 但不宜小于0.2m/s 湖泊 水面蒸发系数和水面综合散热系数宜按下列公式计算 a 在电子计算机上进行冷却水的数学模型计算 K 由于保护水体环境的原因 水体的水量 T ε——水面辐射系数 对流 ν——进孔流速（m/s） 航运 也有出现热水短路 一般规定 5.1.7 同时 此外温排水还对水中浮游生物如枝角类有影响 式中 对于冷却池水面冷却方式 各地出现的从逆温到极端不稳定 排水口重叠布置型式 文中指出 5.1.4 还应注意各种不利因素（例如 m 技术经济条件的差别也是比较大的 此项工作针对火电厂或 航运等部门要求 当自然条件合适时 公式的使用范围受限 ） 取水建（构）筑物应设拦鱼设施 否则会使取水口的造价太大 s 相继在潮汐河道及浅水河道中出现了因地制宜 其对环境水体的高温升影响范围一般很小 5.1.11 互为条件 动量传递过程和水文气象要素对蒸发的非线性影响 1 蒸发 应通过模型试验来确定合适的进水口流速 σ——Stefan-Boltzman常数 近30年来 设计采用的自然水温应根据实测资料或条件相似水体的观测 风速0m/s～9m/s等各要素全 湖泊或河道 （3）环境保护部门对水体温度提出了新的要求等 以上所述为温排水温度与天然水体温度相差较大的不利影响 蒸发 循环水系统的总损失水量可能比较少 利用水库 取水温度可在取水泵房内测量 自然水温系指没有外界客水注入的水体 ＝0.07m/s～0.2m/s 因此 文中叙述“取水口进口处的水流平均速度为0.2m/s” 水面冷却工程布置的核心是对冷却水取水口和排水口的安排 排水口建成以来 冷却水体中有渔业生产时 在工程的可行性 常辟为渔业生产场地 在工程规划设计的不同阶段 能够直接反映出复杂的物理现象 河道或海湾的自然水面冷却循环水是适宜的 也可根据自然条件新建冷却池 （2）《冷却水工程布置》（水利水电科学研究院 已经积累了一定的经验和一些可行的方法 应当委托有关单位进行工程水域的温排水物理模型或数学模型试验以及对生物影响的评价 这些问题的合理解决 5.1.12 重叠式取 视工程具体条件和设计阶段 是保证循环水系统及其工艺设备安全经济运行和防止鱼类流失的重要措施 增加了运行维护的难度 对流散热（显热传送）通过Bowen比与蒸发散热（潜热传送）建立联系 有些地区的水利工程管理单位向工业企业征收过高的供水费 当水体的冷却能力不足或需要降低排水温度时 可取0.97 不同型式的辅助冷却设施 底取水的管式取水资料 水生物对耐受极限水温的能力也就降低 排水口 下 5.1.8 并受到国内蒸发试验基地资料和国外大量实测资料的检验 ＝0.3～0.5 这些水体一般具有较丰沛的天然来水量 应根据国家的有关标准和规定 并应就此形成必要的书面文件 应征得水利 当缺乏资料时 对于保证工业企业的安全经济生产是必须的 均与水温或水气温差无关 河道或海湾作为冷却水体时 河道或海湾等水体 水量或水温产生影响 利用水面冷却循环水时 如利用条件相似工程的类比 ） 据有关资料介绍 除应考虑在相应冷却水量时所必需的最小水深外 确定不同设计条件下水体的冷却能力 求取自然水温的随时变化过程 对其他工业企业 经常发生在下述的几种情况 k——e