地下水電站出線豎井中SF6泄露擴(kuò)散的數(shù)值模擬分析

丁慧心 肖益民 周鐵成

?

地下水電站出線豎井中SF6泄露擴(kuò)散的數(shù)值模擬分析

丁慧心 肖益民 周鐵成

（重慶大學(xué) 重慶 400045）

地下水電站出線豎井的GIL電纜有SF6重氣泄漏的可能性，需要對(duì)豎井內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)和氣體擴(kuò)散進(jìn)行研究。分析SF6重氣泄漏擴(kuò)散的原理和物理過(guò)程，應(yīng)用CFD數(shù)值模擬方法，對(duì)豎井內(nèi)的SF6重氣擴(kuò)散規(guī)律進(jìn)行研究與分析。分析格柵結(jié)構(gòu)和不同泄漏量條件下，SF6的濃度分布及擴(kuò)散情況，為此類(lèi)水電站通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供借鑒與參考。

出線豎井；SF6；重氣擴(kuò)散；數(shù)值模擬；通風(fēng)系統(tǒng)

0 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，水電能源所具有的清潔性和可再生性，使得水電站建設(shè)在我國(guó)的能源戰(zhàn)略中越來(lái)越重要。

在水電站中，水能發(fā)電，運(yùn)用氣體絕緣金屬封閉輸電線路（GIL）向外界地面輸送電能。GIL安裝在出線豎井中，出線豎井作為地下水電站特有的通道，一般通道設(shè)置在垂直豎井或斜井頂部和底部，作用為通風(fēng)出線。以白鶴灘水電站左岸為例，下段出線豎井高約268m，上段出線豎井高約121m，中間通過(guò)844m高程出線交通洞銜接轉(zhuǎn)換，上下兩段總高約389m，豎井剖面如圖1。通風(fēng)系統(tǒng)按上、下兩段分別設(shè)置，為下送上排機(jī)械通風(fēng)。在電站運(yùn)行過(guò)程中，GIL電纜普遍存在SF6氣體外逸泄漏或事故泄漏的可能性，因此豎井通風(fēng)應(yīng)滿足消除余熱和SF6事故泄漏的通風(fēng)要求。

出線豎井中的氣體絕緣金屬封閉輸電線路（GIL）是源于SF6氣體絕緣的金屬封閉母線，是一種高電壓、大電流電力傳輸設(shè)備[1]。從結(jié)構(gòu)上看，GIL由一對(duì)同軸鋁合金管導(dǎo)體組成，內(nèi)導(dǎo)體加高電壓并承擔(dān)通流，外殼體接地，兩者之間充入SF6或者其他絕緣氣體介質(zhì)。GIL主要是由金屬和氣體構(gòu)成，無(wú)易燃物，無(wú)火災(zāi)之患，十分可靠。在GIL運(yùn)行情況下，充注的高壓SF6氣體由于安裝缺陷或外界破壞有泄露的可能性。GIL設(shè)備的氣體參數(shù)為最高工作氣壓為410kPa，最低工作氣壓為390kPa，報(bào)警信號(hào)氣壓為390kPa（表壓，20℃）；報(bào)警壓力給定值的目標(biāo)是每6年進(jìn)行一次全面檢修，以使其基本不達(dá)到報(bào)警壓力；因此在保證GIL電氣絕緣裕度足夠的情況下，正常年泄漏率應(yīng)小于0.5%[2]。GIL氣體泄漏通常發(fā)生在GIL的焊縫、由密封圈密封的密封面或法蘭連接等處[3]。

圖1 出線豎井剖面圖

圖2 出線豎井橫截面示意圖

SF6分子量為146.07，純SF6氣體是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒，密度為6.16kg/m3，它的密度約為空氣的5.1倍。在化學(xué)性質(zhì)上是一種不活潑的惰性氣體，其有良好的絕緣、滅弧介質(zhì)特性，具有不燃特性。因SF6密度較大，容易沉積在空間底部，并且不易擴(kuò)散和稀釋?zhuān)且环N窒息性物質(zhì)，吸入過(guò)多會(huì)導(dǎo)致工作人員頭暈、嘔吐等，嚴(yán)重時(shí)造成缺氧窒息。然而在大功率電弧、火花放電和電暈放電作用下，SF6能分解和游離出多種產(chǎn)物，主要是SF4和SF2，此類(lèi)分解產(chǎn)物中往往含有劇毒，即便是微量，也會(huì)對(duì)人和動(dòng)物造成危害，這對(duì)工作人員的生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅[4]。因此，室內(nèi)區(qū)域空氣中SF6含量不得超過(guò)6000mg/m3，即摩爾濃度小于4.11×10-5kmol/m3。

因此，水電站豎井中SF6氣體在空氣中的泄露擴(kuò)散屬于重氣擴(kuò)散問(wèn)題。為了保證工作人員的人身安全及設(shè)備的正常運(yùn)行，需要消除設(shè)備余熱和有害氣體，應(yīng)對(duì)地下水電站豎井通風(fēng)進(jìn)行認(rèn)真研究。

1 泄漏源及擴(kuò)散模式

泄露氣體在豎井內(nèi)的擴(kuò)散受泄漏源性質(zhì)、泄漏源泄露速度、有限空間內(nèi)風(fēng)速風(fēng)向、障礙物等的影響[5]。

GIL中的SF6氣體是常溫加壓的。若由于管道腐蝕穿孔、接口及閥門(mén)密封材料老化產(chǎn)生穿孔、裂縫或斷裂產(chǎn)生的孔、縫而產(chǎn)生氣體泄漏的泄放源為連續(xù)源，視泄露源為點(diǎn)源連續(xù)釋放，泄漏量小，泄露穩(wěn)定，不易察覺(jué)，泄露持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。事故泄露情況下，如有限空間內(nèi)高壓母線管道破裂開(kāi)口或接口脫落造成的突然大量氣體泄漏屬于瞬時(shí)源，泄露速度大，泄露時(shí)間短。泄露釋放物為氣相，泄露氣體為常溫氣體，與豎井空氣溫度相同。SF6氣體和管道內(nèi)的空氣視為理想氣體，遵循理想氣體狀態(tài)方程，重氣和空氣在流動(dòng)過(guò)程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。出線豎井有限空間內(nèi)的空氣作為不可壓縮流體處理，呈湍流狀態(tài)[6,7]；假設(shè)環(huán)境溫度為常溫，與外界無(wú)熱量交換，重力加速度恒定，不隨高度的改變而改變。

泄露氣體自身密度的大小影響氣體的擴(kuò)散性。泄漏氣體相對(duì)于空氣密度是大還是小，那么在擴(kuò)散中就表現(xiàn)為是以重力作用為主，還是以浮力作用為主。泄漏氣體的重力作用導(dǎo)致氣云趨于下沉，重力方向濃度增大。然而，這種下沉趨勢(shì)會(huì)因空氣不斷卷入、密度減小而減弱。

當(dāng)泄漏氣體與空氣的混合物密度相對(duì)于空氣密度的比值大于l.1時(shí)，該混合物可能向地面流動(dòng)，并可能在低洼處積累；當(dāng)其比值為0.9-1.1時(shí)，則易于與周?chē)諝饪焖倩旌稀?/p>

GIL中的SF6氣體密度為空氣密度的6倍，為典型的重氣，在擴(kuò)散中重力起主要作用。設(shè)備中充注的SF6氣體壓力比大氣壓高，由于該壓力的存在，勢(shì)必要在泄漏點(diǎn)處形成一定范圍的射流，該射流對(duì)SF6氣體擴(kuò)散也必然會(huì)有所影響。

出線豎井中GIL泄露的SF6，形成重氣云。在重氣擴(kuò)散階段，氣云因重力作用會(huì)向重力方向下沉，然后沿著水平方向擴(kuò)散。SF6氣云整個(gè)擴(kuò)散過(guò)程分為四個(gè)階段[8]：

（1）初始階段。此階段氣云本身的慣性力及外界空間的平均風(fēng)速主導(dǎo)影響氣體運(yùn)動(dòng)。泄露源射流的動(dòng)量會(huì)影響其所形成氣云的形狀以及其和周?chē)諝獾幕旌舷♂屒闆r。并且，外界平均風(fēng)速會(huì)影響重氣云的下沉和變形情況。

（2）重力擴(kuò)展階段。當(dāng)重氣氣云初始的動(dòng)量消失后，氣云內(nèi)部的負(fù)浮力即重力及外界的湍流擾動(dòng)影響重氣云的運(yùn)動(dòng)。在重力驅(qū)使下，重氣氣云會(huì)快速向底部下沉，直到浮力驅(qū)動(dòng)流的動(dòng)能被耗散。

（3）空氣卷吸。氣云的稀釋作用主要由于周?chē)諝馔牧饕约皻庠票旧硪蛳鲁炼鸬耐牧骶砦饔靡胫車(chē)諝?。首先，空氣的卷入使氣云體積膨脹，并且使氣云的濃度減小。此外，氣云內(nèi)的對(duì)流湍流是由于密度梯度而引起的，它也是影響氣云擴(kuò)散的重要因素。另外，重氣的存在會(huì)擾亂周?chē)諝饬鲌?chǎng)，它們之間的相互影響是十分復(fù)雜的。隨著浮力驅(qū)動(dòng)流的動(dòng)能逐漸耗散，于是下一個(gè)擴(kuò)散過(guò)程就成為密度分層階段，分層的直接表現(xiàn)是抑制湍流作用和減小空氣卷吸稀釋作用。

（4）被動(dòng)擴(kuò)散。當(dāng)重氣云經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的混合稀釋后，其濃度減小到逐漸接近外界空氣，密度分層效應(yīng)逐漸減弱，因此可以當(dāng)作中性浮力氣云來(lái)分析。此階段，氣云主要靠周?chē)諝獾耐牧髯饔秒S空氣擴(kuò)散，影響氣云的濃度場(chǎng)、速度場(chǎng)及壓強(qiáng)場(chǎng)等分布。

2 擴(kuò)散模型的建立

SF6為重氣，重氣擴(kuò)散的數(shù)學(xué)模型主要有高斯模型、箱模型、相似模型和流體力學(xué)模型等。在本文運(yùn)用FLUENT采用流體力學(xué)模型來(lái)研究SF6氣體擴(kuò)散的過(guò)程[9,10]。

在輕氣擴(kuò)散模型中，高斯模型是最為經(jīng)典的輕氣擴(kuò)散模型，分為高斯煙羽模型、高斯煙團(tuán)模型及高斯軌跡煙云模型等。其中，高斯煙羽模型適用于連續(xù)點(diǎn)源的擴(kuò)散即連續(xù)性泄漏，而高斯煙團(tuán)模型適用于短時(shí)間點(diǎn)源泄漏的擴(kuò)散即瞬時(shí)性泄漏，高斯軌跡煙云模型則主要用于復(fù)雜地形區(qū)域連續(xù)點(diǎn)源的擴(kuò)散，并考慮了大氣混合層及風(fēng)速的影響。高斯模型計(jì)算簡(jiǎn)單，易于理解，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確，因而得到了廣泛的應(yīng)用。由于高斯模型自身缺陷，不管怎樣修正都無(wú)法正確描述重氣的擴(kuò)散過(guò)程[11]。

箱模型及相似模型是指假定濃度、溫度和其他場(chǎng)在任何下風(fēng)橫截面處為矩形分布或相似分布（如高斯分布）等簡(jiǎn)單形狀，這里的矩形分布是指在某些空間范圍內(nèi)場(chǎng)是均勻的而在其他地方為零。該類(lèi)模型可以預(yù)報(bào)氣云的總體特征比如平均半徑、平均高度和平均氣云溫度，而不考慮其在空間上的細(xì)節(jié)特征。重氣效應(yīng)消失后其行為表現(xiàn)為被動(dòng)氣體擴(kuò)散，所以該類(lèi)模型還包括被動(dòng)擴(kuò)散的高斯模型及對(duì)它的修正。

流體力學(xué)模型基于Navier-Stokes方程通過(guò)求解能量、動(dòng)量、組分、湍流等一系列方程獲得流場(chǎng)的信息。應(yīng)用流體力學(xué)模型對(duì)氣體擴(kuò)散進(jìn)行模擬計(jì)算，在原理上可以將各種物理化學(xué)效應(yīng)都考慮進(jìn)去，如重氣下沉、空氣卷吸、氣云受熱等，從而得到各參量的精確計(jì)算結(jié)果，與實(shí)際結(jié)果比較接近。

2.1 數(shù)學(xué)模型

由GIL泄漏源泄露出的危險(xiǎn)性氣體，在大氣中的輸運(yùn)與擴(kuò)散是一個(gè)三維非定常多組份的湍流流動(dòng)和傳熱、傳質(zhì)過(guò)程，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律受質(zhì)量守恒、牛頓第二定律、熱力學(xué)第一定律和組份輸運(yùn)定律控制。三維流體力學(xué)模型在物理上能給出重氣擴(kuò)散的最完全描述，其控制方程包括連續(xù)性方程、組分動(dòng)量守恒方程、能量守恒方程和質(zhì)量守恒方程，以及氣體狀態(tài)方程等輔助關(guān)系式。由于大氣流動(dòng)是非定常湍流流動(dòng)，所以這些方程均為湍流形式。

因此，根據(jù)流體力學(xué)與傳熱的基本定律，建立控制SF6重氣流動(dòng)和擴(kuò)散過(guò)程的微分方程組，再加上湍流模型及一些物性關(guān)系式，便可以得到描述重氣流動(dòng)和擴(kuò)散過(guò)程的封閉微分方程組。由于SF6氣體在空氣中擴(kuò)散不考慮化學(xué)反應(yīng)，因此需要求解的方程為：一個(gè)連續(xù)性方程、三個(gè)動(dòng)量方程、一個(gè)能量方程和一個(gè)組份方程，以及兩個(gè)湍流量的方程。

質(zhì)量守恒方程：

動(dòng)量守恒方程：

能量守恒方程：

組分質(zhì)量守恒方程：

密度方程：

2.2 湍流流動(dòng)模型

SF6的泄露和擴(kuò)散發(fā)生在出線豎井內(nèi)，而出線豎井的通風(fēng)大氣流動(dòng)為湍流流動(dòng)。由于標(biāo)準(zhǔn)的-模型沒(méi)有考慮到浮力對(duì)湍流的影響，因此，不適用于浮力影響起重要作用的流動(dòng)。在標(biāo)準(zhǔn)-模型中，和是兩個(gè)基本未知量，與之對(duì)應(yīng)的輸運(yùn)方程為：

于是，Jacobsen和Magnussen[12]對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的-湍流模型進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)-模型進(jìn)行浮力修正，采用當(dāng)?shù)乩聿檫d數(shù)R（表征密度分層梯度的影響）對(duì)擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行如下形式的修正。

R（9）

2.3 物理模型建立

圖3 簡(jiǎn)化豎井的物理模型示意圖

運(yùn)用ICEM建立模型，對(duì)出線豎井進(jìn)行簡(jiǎn)化，截取12m標(biāo)準(zhǔn)管段進(jìn)行穩(wěn)態(tài)模擬。此豎井模型橫截面形狀類(lèi)似梯形，上底為6.7m，下底為11.1m，橫截面高為3.5m，豎井高度為12m。出線豎井上壁面有六組GIL電纜，簡(jiǎn)化為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，邊長(zhǎng)為0.512m，長(zhǎng)12m，每組電纜間距1m。出線豎井中設(shè)置有格柵，隔6m高度設(shè)置一個(gè)，位于豎井中間，格柵簡(jiǎn)化為寬度為7mm的格柵條，厚度為25mm。泄漏口簡(jiǎn)化為10mm×10mm的正方形泄漏口,管道泄露點(diǎn)在風(fēng)管=9m高度處的中間一GIL管道表面處，泄漏速度方向?yàn)?y軸方向。

2.4 邊界條件和初始條件

在豎井底部進(jìn)風(fēng)口處，由送風(fēng)機(jī)向上送風(fēng)，風(fēng)量確定，則風(fēng)管進(jìn)口邊界條件設(shè)為速度進(jìn)口邊界條件，給定速度的大小。豎井頂端出口處邊界條件設(shè)為出流邊界條件。而SF6泄露口泄露量已知，將泄漏口設(shè)置為速度入口邊界條件。豎井各壁面、格柵及電纜選取為絕熱壁面，空間溫度為常溫。

在模擬開(kāi)始之前，空氣充滿整個(gè)模擬空間且處于穩(wěn)定狀態(tài)，SF6氣體在沒(méi)有泄漏之前，整個(gè)模擬空間各點(diǎn)的速度和泄漏氣體濃度值都為零，密度為空氣參數(shù)。

3 模擬結(jié)果分析

本文對(duì)格柵結(jié)構(gòu)的存在和SF6泄露量大小對(duì)SF6氣體在豎井中擴(kuò)散的影響進(jìn)行分析研究。

3.1 格柵對(duì)SF6擴(kuò)散的影響

無(wú)格柵風(fēng)管，即12m豎井中無(wú)格柵障礙物，只有GIL線路。在通風(fēng)量2次/h，即4.1×104CMH（=0.3656m/s），9m高度處泄漏口泄露量分別為0.25mg/s和2mg/s時(shí)，進(jìn)行穩(wěn)態(tài)模擬，對(duì)比豎井中有無(wú)格柵工況下的SF6氣體的擴(kuò)散情況。模擬結(jié)果得到的=6.3m平面的濃度分布如圖。

圖4 0.25mg/s泄漏量工況下有格柵風(fēng)管內(nèi)SF6氣體分布情況

圖5 0.25mg/s泄漏量工況下風(fēng)管內(nèi)無(wú)格柵SF6氣體分布情況

圖6 泄漏量0.25mg/s工況下有/無(wú)格柵SF6氣體擴(kuò)散對(duì)比

圖7 泄漏量2mg/s工況下有/無(wú)格柵SF6氣體擴(kuò)散對(duì)比

有以上圖表可以得出，在泄漏量相同，豎井通風(fēng)量相同的情況下，出線豎井結(jié)構(gòu)為無(wú)格柵時(shí)，大部分高度處SF6氣體平均摩爾濃度大于有格柵結(jié)構(gòu)時(shí)的濃度。這表明豎井中的格柵障礙物，不利于SF6在豎井中擴(kuò)散。

在豎井無(wú)格柵時(shí)，在靠近出口SF6濃度有上升趨勢(shì)。格柵有均勻通風(fēng)的作用，豎井內(nèi)風(fēng)速分布均勻。無(wú)格柵時(shí)氣體的湍流強(qiáng)度較大，當(dāng)重氣云經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的混合稀釋后，其濃度減小到逐漸接近外界空氣，密度分層效應(yīng)逐漸減弱，氣云主要靠周?chē)諝獾耐牧髯饔秒S空氣擴(kuò)散，影響氣云的濃度場(chǎng)，因此湍流作用使出口附近氣體濃度增大。

SF6在出線豎井中的擴(kuò)散，在有格柵障礙物和無(wú)格柵障礙物時(shí)，擴(kuò)散趨勢(shì)相同。泄露量為0.25mg/s時(shí)，最大相對(duì)平均濃度差值為>15%。泄露量為2mg/s時(shí)，最大相對(duì)平均濃度差值為>15%。因此，豎井中的格柵結(jié)構(gòu)對(duì)SF6擴(kuò)散的影響不能忽略不計(jì)。

3.2 不同泄露量對(duì)SF6擴(kuò)散的影響

圖8 5mg/s泄漏量工況下風(fēng)管內(nèi)有格柵SF6氣體分布情況

圖9 不同泄露量工況下各高度處的SF6平均摩爾濃度

圖10 不同泄露量工況下各高度處的SF6最大摩爾濃度

豎井內(nèi)有格柵，泄漏口位置不變，在豎井通風(fēng)量4.1×104CMH（=0.3656m/s）的情況下，進(jìn)行穩(wěn)態(tài)模擬，觀察泄露量分別為0.25mg/s，1mg/s，2mg/s，5mg/s時(shí)SF6在豎井內(nèi)的濃度分布情況。現(xiàn)以泄漏量為5mg/s的模擬計(jì)算為例加以說(shuō)明，模擬結(jié)果得到的=6.3m平面的濃度分布如圖8～10。

從模擬結(jié)果可以看出：

（1）在通風(fēng)量為4.1×104CMH，不同泄露量情況下時(shí)，豎井進(jìn)口處SF6濃度都為0，因此說(shuō)明2次/h通風(fēng)量能滿足在GIL泄露量小于5mg/s的氣體排出要求；

（2）泄漏量大小對(duì)有限空間內(nèi)SF6氣體平均摩爾濃度的影響明顯，基本上隨著泄漏量的增大，各種工況下泄漏口附近及上方平均濃度呈增加趨勢(shì)；

（3）泄露量大小對(duì)豎井內(nèi)SF6氣體最大摩爾濃度在各高度分布情況影響不大，只有在泄漏口處及下方濃度相差較大，這是由于SF6氣體密度比空氣密度大，泄露量增大使其重力作用增大，向下方沉降，使得泄露口下方最大濃度顯著增大；

（4）在各種不同泄露量狀況下，豎井高程在8.9m～9.2m范圍內(nèi)的SF6最大摩爾濃度大于4.11×10-5kmol/m3，屬于危險(xiǎn)范圍，其余高度處SF6濃度都處于安全范圍，泄漏量的大小對(duì)其危險(xiǎn)區(qū)域范圍影響不大；

（5）當(dāng)泄露量大于1mg/s時(shí)，泄露口下方的最大濃度大于上方最大濃度，說(shuō)明在重力擴(kuò)展階段，重力作用大于氣流浮升力作用；

（6）泄漏源上方平均濃度大于下方平均濃度，說(shuō)明豎井內(nèi)向上的風(fēng)速影響了重氣云的下沉和擴(kuò)散；

（7）最大平均濃度和最大濃度所在高度位于泄漏源附近，可見(jiàn)泄漏源高度對(duì)SF6氣體泄漏擴(kuò)散有影響。

4 結(jié)論

（1）豎井內(nèi)的格柵結(jié)構(gòu)對(duì)SF6氣體的擴(kuò)散影響不可忽略；

（2）在SF6泄漏量小于5mg/s條件下，通風(fēng)量為4.1×104CMH能滿足豎井內(nèi)排除SF6氣體的要求；

（3）泄漏量大小對(duì)有限空間內(nèi)SF6氣體平均摩爾濃度的有重要影響，基本上隨著泄漏量的增大，泄漏口附近及上方平均濃度呈增加趨勢(shì)；

（4）最大平均濃度和最大濃度所在高度位于泄漏源附近，可見(jiàn)泄漏源高度對(duì)SF6氣體泄漏擴(kuò)散有重要影響。

[1] 阮全榮,施圍,桑志強(qiáng).750 kV GIL在拉西瓦水電站應(yīng)用需考慮的問(wèn)題[J].高壓電器,2003,39(4):66-69.

[2] 尚濤,李果.氣體絕緣輸電線路的特點(diǎn)及其應(yīng)用[J].南方電網(wǎng)技術(shù),2011,5(1):81-84.

[3] 郭程.GIS運(yùn)行中的SF6氣體管理與泄露處理[J].電氣時(shí)代,2008,(1):98-101.

[4] 陳家濱.SF6斷路器實(shí)用技術(shù)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2004.

[5] 王治華.受限空間內(nèi)氣體擴(kuò)散的數(shù)值模擬及分析[D].大連:大連理工大學(xué),2009.

[6] D N Sorensen, P V Nielsen. Quality control of computational fluid dynamics in Indoor environments[J]. Indoor air, 2003,(13):2-17

[7] PV Nielsen. Computational fluid dynamics and room air movement[J]. Indoor air, 2004,(14):134-143.

[8] 魏利軍.重氣擴(kuò)散過(guò)程的數(shù)值模擬[D].北京:北京化工大學(xué),2000.

[9] DR Blackmore, MN herman, JL Woodward. Heavy gas dispersion models[J]. Journal of Hazardous Materials, 1982,6(82):107-128.

[10] DING Xinwei, WANG Shulan, XU Guoqing. Review on dispersion of flammable and toxic gas leak[J]. Chemical Industry and Engineering, 1999,16(2): 118-122.

[11] Brian Launder, Dudley Brian Spalding. Lectures in Mathematical Models of Turbulence[M]. London: Academic Press, 1972.

[12] Jaeobsen, B F Magnussen. 3-D numerical simulation of heavy gas dispersion[J]. Journal of Hazardous Materials, 1987,16(11):215-230.

Numerical Simulation Analysis of SF6Diffuses in the Shaft of Underground Hydropower Station

Ding Huixin Xiao Yimin Zhou Tiecheng

( Chongqing University, Chongqing, 400045 )

GIL has the possibility ofSF6gas leakage in the shaft of underground hydropower station，need to analyze the shaft ventilation system and gas diffusion. Using CFD numerical simulation method to analyze SF6gas leakage principle and physical process and diffusion law. Analysis of SF6concentration distribution and diffusion under grilling structure and different leakage conditions, it offer reference for the ventilation system design of hydropower station.

shaft; SF6; heavy gas dispersion; numerical simulation; ventilation system.

1671-6612（2016）06-623-07

TU 834

A

丁慧心（1990.09-），女，在讀碩士研究生，E-mail：DHX1018@126.com

肖益民（1974.02-），男，博士，教授，E-mail：xiaoyimin1974@126.com

2015-06-02