Способ охлаждения циркуляционной воды тепловой электростанции энергокомплекса

 

СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ 1ЩРКУЛЯЦИОННОЙ ВОДЫ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЩ4И ЭНЕРГОКОМПЛЕКСА путем сброса нагретой циркуляционной воды в верхнее водохранилище-охладитель, одновременной подачи воды в верхнее водохранилище из нижнего водохранилища агрегатамигидроаккум-улирующей электростанции и перемешивания слоев воды в верхнем водохранилище, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, подачу воды в верхнее водохранилище из нижнего осуществляют в постоянном имп5/льсном режиме с периодом не менее периода собственных колебаний струй водь; в зоне смешения и расходом в импульсе, составляющем 3-20 расходов и 1ркуляционной воды тепловой электростанции .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПЛЬЛИН зш F 28 В 9!06 жлоба расс -с .\

ГОСУДА СТВЕННЬ1Й НОМИТЕТ СОСР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИИ с, т : «il4 (р, д ., 2 а и ABTOPCHOÌÓ СВКДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3590893/24-06 (22) 13.05.83 (46) 07.09.84. Бюл. I< 33 (72) Ю.A. Ландау, Л.Л. Левицкий, В,И. Лятхер и А.Н. Милитеев (71) Украинское отделение Всесоюзного ордена Ленина проектно-изыскательского и научно-исследовательского института Гидропроект им. С.Я.Жука и Научно-исследовательский сектор

Всесоюзного ордена Ленина проектноизыскательского и научно-исследовательского инсти -,ут Гидропроект н им. С .Я, Жука (53) 621.165:62 1.221(088.8)

<56) 1. Маргулова Г.Х. Атомные электрические станции, М., Вьг,якая:пкола", 1974, с. 136- 139.

2. High-Head puped Storage cools

its nuclear parter", Fngineering

news-record, 1977, ъ . 198, М- 17, р. 20-21. (54) (57) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ЩГРКУЛЯЦИОННОЙ ВОДЫ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

ЭНЕРГОКОГрГПЛЕКСА путем сброса нагретой циркуляционной воды в верхнее водохранилище-охладитель, одновременной подачи воды в верхнее водохранилище из нижнего водохранилища агрегатами. гидроаккумулирующей электростанции и перемешивания слоев воды в верхнем водохранилище, о т л и— ч a, ю шийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, подачу воды в верхнее водохранилище из нижнего осуществляют в постоянном импульсном режиме с периодом не менее Д периода собственных колебаний струй а воды в зоне смешения и расходом в ммлуласа, составлврдам 2-20 расходов ар в циркуляционной воды тепловой электро- станции.

1112214

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в энергокомплексах с тепловыми электростанциями (ТЭС), циркуляционная вода конденсаторов которых охлаждается в прудах-охладителях, являющих— ся водое .ями гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС).

Известен способ охлаждения циркуляционной воды тепловой или атомной электростанции пчтем сброса нагретой воды в водохранилище-охлядитель, перемешиваиия слоев воды в водохранилище, движущихся транзитным потоком от водосброса к водозабору 1

Г )

Однако этот способ не обеспе кивает эффективное охлаждение нагретых циркуляционных вод электростанции ввиду того, что при таком режиме работы в водохранилищах-охладителях образуются застойные зоны и охлаждающая способность их снижается.

Известен способ охлаждения циркуляционной воды ТЭС энергокомплекса путем сброса нагретой циркуляционной воды в верхнее водохранилище-охладитель, одновременной подачи воды в верхнее водохранилище из нижнего водохранилища агрегатами гидроакку30 мулирующей электростанции и перемешивания слоев воды в верхнем нодохранилище (2) .

Недостаток данного способа заключается в том, что несмотря на принятые меры по развитию активной площади для охлаждения сбрасываемой воды в водохранилище-охладителе имеются застойные эоны, что снижает интенсивность теплообмена, 40

Целью изобретения является интенсификация теплообмена в верхнем Во дохрянилище-охладителе энергокомплекса.

Поставленная цель достигается тем,45 что согласно способу охлаждения циркуляпионной воды тепловой электростанции энергокомплекса путем сброса нагретой циркуляционной воды в верхнее водохранилище-охладитель, одновремен-50 ной подачи воды в верхнее водохранилище из нижнего водохранилища агрегатами гидроаккумулирующей электростанции и перемешивания слоев воды в верхнем водохранилище, подачу воду в 55 верхнее водохранилище из нижнего осуществляют в постоянном импульсном режиме с периодом не менее периода собственных колебаний струй воды в зоне смешения и расходом в импульсе, составляющем 3-20 расходов циркуляционной воды тепловой электростанции.

На фиг. 1 представлена схема энергокомплекса, поясняющая предлагаемый способ; на фиг. 2 — график работы ГАЭС; на фиг. 3 — график зависи г- в мости отнссительной температуры

4Г на водозаборе ТЭС от относительного

Т периода работы ГАЭС при различО гдз| ных относительных расходах (Т. — период собственных колебаний струи воды, сбрасываемой с конденсаторов ТЭС в водохранилище; Т вЂ” период работы ГАЭС; t — температура воды на водозаборе ТЭС; t — естественная температура воды; h t — период температур на конденсаторах ТЭС; Я зà — расход циркуляционной воды ТЭС Q — расГДэС ход ГАЭС в импульсе) .

Энергокомплекс содержит ТЭС 1, верхнее водохранилище-охладитель 2, ГАЭС 3, нижнее водохранилище-охладитель 4 (фиг, 1).

Охлаждение циркуляционной воды ТЭС энергокомплекса осуществляется следующим образом.

C конденсаторов ТЭС 1 в стационарном режиме осуществляется сброс нагретой воды в верхнее водохранилищеохладитель 2 и забор из его глубинных слоев охлаждающей воды для охлаждения конденсаторов ТЭС. В часы провала в графике нагрузки энергосистемы из нижнего водохранилища 4 воду подают в глубинные слои верхнего водохранилища 2 с помощью агрегатов ГАЭС 3 и забирают из него на эти агрегаты в часы пика в графике нагрузок.

В реализации предлагаемого способа используется явление перестройки структуры течения при вынужденных колебаниях. На границе водоворотной зоны (зона смешения) возникают колебания, при интенсификации которых значительно улучшается водообмен, и часть водоема, занятая водоворотной зоной, значительно лучше используется для охлаждения воды, Интенсифицирование собственных колебаний струи осуществляется путем создания вынужденных колебаний заданным импульсным режимом работы ГЛЭС 3. Подачу воды в глубинные слои водохранилища-охладителя 2 агрегатами ГАЭС 3

1112214

Т )т с

20 где It> Н

W„3 WH

3 в часы провала в графике нагрузки и забор ее на агрегаты ГАЭС 3 в часы пика в графике нагрузки осуществляют в постоянном импульсном режиме с периодом, превьппающим период собственных колебаний струи воды, и расходом, представляющим в данном случае амплитуду, достаточным для преодоления диссипативных сил, характеризующихся трением о дно водохранилища 2 массы воды. Период собственных колебаний струи воды, подаваемой или забираемой из водохранилища 1, определяется по зависимости

9 где u — скорость течения воды на входе в основную часть водохранилища 2;

Ь вЂ” расстояние от оси течения на входе в основную часть водохранилища 2 до берега в наиболее широкой его части по нормали к указанной оси; 25 коэффициент, зависящий от формы водохранилища 2 и коэффициента гидравлического тения, определяемый путем математического или гидравлического моделирования течений в водохранилище 2.

На основании проведенных численных исследований математической модели работы энергокомплекса составляются кривые зависимости относитель35 ной температуры воды на водозаборе ТЭС 1, выражаемой отношением

t -t< от относительного периода

6t

40 работы ГАЭС 3, выражаемого отношением

Т вЂ” при различных относительных

С расходах () = — ддд — (фир. 3). тхС

При этом при заданной форме водо- 45 хранилищ 2 и 4 и графике работы

ГАЭС 3 температура воды на водозаборе ТЭС 1 зависит от следующих безразмерных параметров: Н вЂ” WH — 4 грэс 50 — — Л= — "", тзс

В расчетах оба водохранилища принимаются прямоугольными с соотношением сторон 3:1 с постоянной глубиной. Кроме того, принимаются следующие допущения: А Н, — 4 2(Л л зс 0 эс н

Л, 1 где с„, ь и Т вЂ” параметры работы ГАЭС 3 из графика работы (фиг. 2) .

Каждая кривая (фиг. 3) соответствует определенному относительному расходу ГАЭС 3. При относительно малых расходах ГАЭС 3 резко выделяется явление резонанса, т.е. при частоте вынужденных колебаний, близкой к собственной частоте струи, имеется четко выраженный минимум температуры воды на водозаборе, При увеличении расхода

ГАЭС 3 температура воды на водозаборе монотонно падает и при Q=Ç-20 падение практически прекращается, т.е. температура воды t на водозаборе

ТЭС 1 достигает минимального значения.

При увеличении расхода ГАЭС 3 минимум при Т = Т становится менее четким, а при Q = 2 этот минимум практически отсутствует. Это происходит потому, что при достаточно больших расходах ГАЭС 3 изменяется структура течения. При этом происходит исчезновение водоворотной зоны и весь .участок, занятый ранее этой зоной ! вовлекается в интенсивный водообмен.

Таким образом, если расход ГАЭС 3 удовлетворяет предлагаемому условию

Я=З-20 и период работы ГАЭС 3 превышает собственный период струи воды, сбрасываемой с ТЭС 1, то на водозаборе ТЭС 1 устанавливается минимально возможная температура ° В каждом конкретном случае соотношение между расходом ГАЭС 3 и ТЭС 1 уточняется путем исследований на физической или численной моделях. Результат за«,«

pg» р

«1 у

3ЩЯЩ Заказ о44 = - 6 Тираж "О до.»- с, Фюхкяя Д.Ж %63 9k". " « ."." "я» = " o g ул . пао,". у "й >««e висит от формы вод «« -«;,;;;. - ; «» ти егo JIoKB «с ОптH(щ ;i .i, ра ;, опон ! ABC 5 и ««л1";:: и;- ь;; °;: ««-;----;,пь ° i;.. г-, насосном l- тус б;;: .. ос:.«.".":.1 .. црецла, „": r я,«й имп : -. с! ый режим работы «л. С "; (w«!!Ãñ н . ò илеr« .. U т енсHÁí /þ диффузик, тепловой Боль« в те зоны водохранилища-схладителя 2 в которые при другом режиме работы

ГАЭС 3 теплая вода проникает очен». слабо. f!pH этом раск .и и -::., 3 в импульсе« определяемый «.-: предлагаемой

,а:-.исимости, обеспечивает искомун«

:.е:="ñòðîéêó структуры течения.

Лредлагаемяй способ охлаждения

".оды позволяет, таким образом, уве.,ичить эффективнук« площадь теплоот,а-.:и в водохранилищах, интенсифици,ать теплообмен и соответственно ить температуру воды на конденс,-: .орах Т3С "1„ что повыщает ее мощность l сбрасыват.-. Bñäó в нижнее вопохра пили,вс r обпioqe!«ö! — и требуе— кых «j,"ол;.гt,öe«.-ких н:ч;:.,«а 7 Rов, 3» и, —. ятине,, с» и", с.«с ., в,.- «и .зеци «ффек