一、研究室简介
冷却水研究室是既具有悠久历史传统又具有现代科技意识的综合型专业研究室。多年来,研究室在保持传统优势学科-火/核电工程水力学与环境水力学行业领先地位的同时,积极拓展专业方向、推动交叉学科发展,形成了以工程水力学、环境水力学、生态水力学、河口海岸动力学、海岸工程、防洪减灾等多学科为依托,以理论分析、数学模型、物理模型、原型观测为技术支撑,专业结构合理、综合科研实力雄厚的研究团队。研究室现有科研人员13名,返聘专家1名,其中教授级高工3名、高级工程师6名;获得博士学位7人、硕士学位4人。研究室拥有流体力学、水环境、泥沙、波浪、洪水预报等专业计算软件,主要包括:商业流行软件FLUENT、MIKE、DELFT3D、CORMIX,开源计算软件OPENFORM、EFDC、TELEMAC、SWMM等以及自主开发的大范围环境水力学计算软件、河道多因素(水流、水温、泥沙、核素)耦合三维计算软件、排水近区CORMIX与远区DELFT3D耦合计算软件、核电厂厂区地表洪水与地下管网耦合计算软件等。拥有功能齐备的河口与环境实验室、多功能环境试验水槽、可控温湿度实验室,以及先进的仪器设备,主要包括:海工模型潮汐控制系统、多点高精度温度采集系统、多通道粒子图像测速系统(PTV)、三维超声波测速仪(ADV)、激光多普勒测速系统(LDV)、三维激光测速仪(LDV)、红外热像仪、掺气浓度仪、多通道波高采集系统、多通道波压力采集系统、多点高精度红外测沙仪、超声波淤厚仪以及最新研制具有自主知识产权的光电式高精度浓度采集系统、PIV-PLIF流场与浓度场同步测量系统等。
二、研究领域与业务范围
1、冷却水水力、热力模拟理论及模拟方法
2、火/核电厂取排水工程问题研究。主要包括:取排水工程布置优化;取水防热、防沙、防漂、防冰及防海生物技术;取水明渠及泵房流道水力特性;排水消能消泡、防盐雾技术;波浪作用下水工构筑物结构受力及稳定性;循环供水管道系统布置优化。
3、废热、废水排放对水环境的影响研究及防控技术。主要包括:温排水(含余氯、核素等)对受纳水域环境影响的预报模拟;基于红外遥感与实时预报模型的温排水环境影响后评估技术;多重因素(水动力、泥沙、温排水、自衰减)作用下的核素输运模拟;船舶溢油对水环境的影响预报模拟研究;施工期悬沙对水环境的影响预报模拟研究;基于来流过程的内陆核电核素排放动态优化研究;事故排放核素输运过程模拟及应急预报研究;余热综合利用及环境修复技术。
4、核电厂洪水风险研究。主要包括:核电厂厂区地表洪水演进与地下管网排水耦合模拟技术、风险评价及预防措施;核电厂厂房内部水淹过程模拟技术及防控研究。
5、生态环境效应模拟与调控技术。主要包括:生物与水环境因子(含水温、流速等)响应关系实验理论与识别方法;水生态与水动力耦合数值模拟(如基于个体模式的鱼类动态模拟,生境演变模拟等);生态环境保护及修复基础理论及关键技术。
三、研究与发展目标
适应国家发展战略,紧随行业规划需求,积极调整学科发展,加强科技创新和成果转化。在继续保持传统学科优势地位基础上,加快新型学科和交叉学科的发展步伐,重点围绕生态友好型取排水工程布置、水污染防控与治理、水生态修复、节能减排、防洪安全等问题开展技术咨询与科研服务。进一步深化专业基础理论研究,加强科研能力建设,积极拓展技术市场,增强对外合作交流,秉承“高素质的人才、先进的设备、最佳的服务、优质的成果”成为国内一流的科研团队。
四、工作业绩
冷却水研究室及其前身是国内最早开展火、核电厂水工、水环境等问题研究的科研单位。近60年来承担了全国主要大中型火电以及绝大多数核电厂水工问题研究工作,服务对象遍及国内各地及越南、印尼、巴基斯坦、菲律宾、马来西亚、香港等国家和地区。截至2016年,我室共为近400余项火电、核电工程进行过科研咨询服务。在为工程服务的同时,我室非常注重理论的创新和完善,研究成果广为国内科研、高校、设计与生产单位采用。在火/核电厂水工、水环境问题研究领域,共获得40多项省部级以上奖项,取得国家发明专利近20项,主编行业标准《冷却水工程水力、热力模拟技术规程(SL160-2012)》。我室近十年完成及在研的代表性项目如下。
1、 基础研究项目
编号
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项目类型
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项目名称
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备注
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1
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原国电公司重点科技项目
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火、核电厂循环供水管道系统局部阻力及其相邻影响研究
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国家电力科技进步二等奖
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2
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原国电公司重点科技项目
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火/核电厂取水防沙放杂物防污问题的研究
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国家电力科技进步三等奖
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3
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国家自然科学基金
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滨海火(核)电厂温排放扩散机理试验研究
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4
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国家自然科学基金
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河口海岸核电工程的水环境效应
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教育部科技进步一等奖
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5
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国家自然科学基金
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基于非恒定流过程的内陆核电低放废液排放控制优化
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发明专利一项
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6
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国家自然科学基金
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潮汐条件下温排水紊动扩散机理试验与数值模拟研究
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发明专利一项
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7
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国家自然科学基金
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紊流-泥沙协同作用下放射性核素输运的机理与数值模拟研究
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8
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中国水科院科研专项
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海工模型全潮潮汐模拟系统研制
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发明专利一项
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9
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中国水科院科研专项
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电厂温排水环境热影响研究
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10
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中国水科院科研专项
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滨海及内河水域火、核电厂温排放扩散机理试验研究
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11
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中国水科院科研专项
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近岸海域热影响数学模型研究
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12
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中国水科院科研专项
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火/核电厂排水消泡措施的研究
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发明专利一项
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13
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中国水科院科研专项
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复杂三维水流的模拟理论及新方法—多重因素下放射性核素在河道中的输运模拟研究
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14
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国家重点实验室自主课题
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浮射流环境中垂向游动型浮游植物聚集的水动力机制研究
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15
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国家重点实验室自主课题
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紊流环境中球形藻体的泳动特性研究
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16
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水利部
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《核电项目水资源管理政策和技术体系建设》项目专题内陆核电低放射性废水排放水文条件和受纳水体稀释扩散能力控制指标研究
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17
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水利部
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内陆核电突发事故对区域水资源的影响及应对措施
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18
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国家科技重大专项
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CAP1400关键设计技术研究:大流量取排水技术研究-温排水及污染物输移扩散试验研究
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发明专利一项
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19
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国家科技重大专项
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CAP1400安全审评关键技术研究:温排水的物理影响范围模拟研究
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20
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环保公益项目
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滨海核电厂极端外部事件洪水风险研究
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21
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环保公益项目
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我国滨海某核电厂址防海啸水淹风险研究
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22
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中广核重点科研项目
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内陆核电站技术研究科研课题-核电厂排水深层排放试验研究
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23
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中核集团科技专项
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模块式多用途小型压水堆厂址适应性研究内陆厂址水力弥散研究
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发明专利两项
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24
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国家重点研发计划
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梯级高坝大库水温结构变化的生态影响和分层取水技术
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25
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中国水科院科研专项
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滨海核电厂取水安全防范及海生物保护工作调研
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2、 工程研究项目
编号
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工程名称
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项目类型
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地区
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火电工程
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1
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广西钦州电厂
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温排水及泥沙物理模型试验与数值模拟计算、排水消能消泡模型试验、泵房流道模型试验
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广西
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2
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广西北海电厂
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温排水及余氯数值模拟研究
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广西
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3
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神华北海能源基地
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温排水及泥沙物理模型试验与数值模拟计算、余氯数值模拟计算、波浪数值模拟计算
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广西
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4
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中电防城港电厂
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温排水数值模拟研究
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广西
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5
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台山火电厂
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温排水及泥沙物理模型试验与数值模拟计算、余氯数值模拟计算
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广东
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6
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国电北仑电厂
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泵房取水流道模型试验
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浙江
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7
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镇海电厂
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取水防波及引水管流态物模试验、瞬变流计算
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浙江
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8
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石洞口电厂
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温排水、余氯、泥沙数值模拟计算
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上海
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9
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上海外高桥电厂
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温排水及泥沙物理模型试验与数值模拟计算
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上海
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10
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漕泾电厂
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泥沙及取排水工程布置优化物模试验
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上海
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11
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国电海南西南部电厂
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温排水、余氯、波浪、泥沙数值模拟计算
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海南
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12
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海口电厂
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温排水物理模型试验与数值模拟计算
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海南
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13
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华能东方电厂
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海域气象条件对取水明渠水温影响数值模拟计算
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海南
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14
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国华定州发电厂
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引水系统水锤计算
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河北
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15
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青岛电厂
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温排水物理模型试验、泵房流道模型试验
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山东
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16
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岱海电厂
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防冰模型试验、温排水数值模拟计算
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内蒙
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17
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丰城电厂
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温排水物理模型试验
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江西
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18
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华电常德电厂
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温排水及余氯数值模拟计算
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湖南
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19
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丹东电厂
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海水蓄水库泥沙淤积数模计算;扩建工程温排水及泥沙物模试验、数模计算
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辽宁
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20
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大连第二发电厂
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温排水及余氯数模计算
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辽宁
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21
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锦普发电厂
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温排水物理模型试验与数值模拟计算、泥沙数模计算
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越南
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22
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马伊万斯电厂
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温排水物理模型试验与数值模拟计算
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菲律宾
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23
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GNDP燃煤电站
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温排水数值模拟计算
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菲律宾
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24
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必凯电站
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温排水数值模拟计算
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巴基斯坦
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核电工程
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1
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防城港核电
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温排水物理模型试验与数值模拟计算、液态流出物数值模拟计算
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广西/滨海核电
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2
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阳江核电
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温排水物理模型试验与数值模拟计算、液态流出物数值模拟计算
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广东/滨海核电
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3
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陆丰核电
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温排水物理模型试验与数值模拟计算、液态流出物数值模拟计算、排水头部建筑物水力模型试验
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广东/滨海核电
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4
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台山核电
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温排水物理模型试验与数值模拟计算、液态流出物数值模拟计算、排水消能消泡模型试验、SEC纳潮取水模型试验、泵房流道模型试验、虹吸井水力特性模型试验、引水隧洞进出口构筑物水力特性试验、海水库SEC排水三维热力数模计算、SEC纳潮取水原型观测
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广东/滨海核电
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5
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太平岭核电
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温排水及液态流出物数值模拟计算、粒子追踪模拟计算
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广东/滨海核电
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6
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红沿河核电
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温排水、低放废水模型试验、数模计算;瞬变流计算
核素沉降、泥沙吸附和浸出影响分析;取水防冰试验;
二期工程温排水、波浪、泥沙、取水防冰模型试验;虹吸井消能消泡模型试验、温度场原型观测及数模计算
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辽宁/滨海核电
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7
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江石底核电
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温排水及液态流出物数值模拟计算
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辽宁/滨海核电
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8
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徐大堡核电
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虹吸井水力模型试验
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辽宁/滨海核电
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9
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海阳核电
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温排水物理模型试验与数值模拟计算、液态流出物数值模拟计算
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山东/滨海核电
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10
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石岛湾核电
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温排水与液态流出物物理模型试验与数值模拟计算、排水消能物模试验、虹吸井水力模型试验
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山东/滨海核电
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11
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田湾核电
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温排水与液态流出物物理模型试验与数值模拟计算、厂区防洪数值模拟计算、泵房流道试验
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江苏/滨海核电
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12
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盱眙核电
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温排水及液态流出物数值模拟计算
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江苏/内陆核电
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13
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漳州核电
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温排水与液态流出物物理模型试验与数值模拟计算
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福建/滨海核电
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14
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福清核电
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温排水与液态流出物物理模型试验与数值模拟计算
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福建/滨海核电
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15
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宁德核电
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排水消能消泡试验研究
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福建/滨海核电
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16
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霞浦核电
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温排水与液态流出物物理模型试验与数值模拟计算
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福建/滨海核电
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17
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三明核电
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温排水及液态流出物数值模拟计算
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福建/内陆核电
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18
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万安核电
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温排水及液态流出物数值模拟计算
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福建/滨海核电
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19
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苍南核电
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温排水及液态流出物数值模拟计算
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浙江/滨海核电
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20
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海岛核电
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温排水及液态流出物数值模拟计算
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浙江/滨海核电
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21
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昌江核电
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排水沉管与排水头部水力特性物模试验/温排水及液态流出物物理模型试验与数值模拟计算
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海南/滨海核电
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22
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咸宁核电
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温排水及液态流出物数值模拟计算
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湖北/内陆核电
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23
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桃花江核电
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液态流出物物模试验与数值模拟计算、温排水数模
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湖南/内陆核电
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24
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常德核电
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温排水及液态流出物数值模拟计算
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湖南/内陆核电
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25
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大唐华银核电
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温排水及液态流出物数值模拟计算
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湖南/内陆核电
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26
|
万安核电
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温排水及液态流出物数值模拟计算
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江西/内陆核电
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四、室主任简介
研究室主任:赵懿珺,1975年生,山西忻州人,博士,教授级高级工程师,博士生导师,中国水利学会水力学专委会副主任。1999年4月进入中国水科院工作,主要从事与火/核电工程规划、设计、施工、运行相关的水工水力学、环境水力学及生态水力学研究。参加工作以来,负责国家重点火/核电厂取排水工程项目、科技项目、研发项目等40余项,包括国电公司重点科技项目、国家自然科学基金、中国水科院科研专项、国家核电科技重大专项以及防城港核电、阳江核电、台山核电、太平岭核电、红沿河核电、浙江海岛核电、三澳核电、湖北咸宁核电、大唐华银核电等多项大型工程研究工作,科研成果被广泛用于工程实践,取得了良好的经济效益与社会效益。主笔撰写科研报告40余份、出版专著2部、核心刊源以上发表学术论文近40篇,参编完成了《冷却水工程水力、热力模拟技术规程》、《核电厂温排水环境影响评价技术规范》,获得发明专利授权7项,研究成果荣获教育部科技进步一等奖1项、国家电力科技进步二等奖1项。
研究室副主任(兼水力学所副总工):陈小莉,1980年生,湖北天门人,教授级高级工程师。2003年毕业于武汉大学水利水电工程专业,获得学士学位,2008年获得清华大学水利工程专业博士学位,2008年7月进入中国水科院工作。研究领域为环境水力学与环境流体数值模拟,工作以来主要开展了河流及近海二维、三维水动力-水温数值模拟,排污近、远区耦合数学模型研究,海域水温实时模拟研究,内陆核电液态流出物排放口型式优化及排放过程优化研究,电厂取水工程水力学及泥沙研究等。工作期间主持完成国家自然科学基金1项,作为子题负责人参与国家重大科技专项、国家重点研发计划、环境保护部公益项目、水利部行业专项等多项纵向课题研究,作为技术负责人完成桃花江核电等10多项滨海及内陆大型火、核电冷却水工程项目研究。主笔撰写各类研究报告20余部,在学术刊物和会议上发表论文近20篇,出版专著1 项,获得发明专利4项,正在申请2项,参编行业标准1 项。获得省部级科技进步一等奖1 项,获中国水科院科学技术应用二等奖2项。