Спосіб охолодження циркуляційної води у водоймищі-охолоджувачі

1. Спосіб охолодження циркуляційної води у водоймищі-охолоджувачі теплової або атомної станції, який полягає в скиданні теплої циркуляційної води в "теплий" відсік водоймищаохолоджувача, який відділено від основної частини водоймища-охолоджувача переливною водорозподіляючою дамбою, охолодженні циркуляційної води в основній частині водоймищаохолоджувача та заборі циркуляційної води після її охолодження глибинним водозабором, який відрізняється тим, що після скидання теплої циркуляційної води в "теплий" відсік водоймища U 2 62507 1 3 снюється шляхом раціонального вибору конструкцій та складу гідротехнічних споруд, а також регулюванням режиму роботи станції. Підвищення ефективності енергетичного об'єкту досягається за рахунок збільшення різниці температур теплоносія (води) на вході та виході конденсаторів турбін. Згідно норм, температура циркуляційної води у водозаборі має бути не вище +33 °С. Підвищення температури теплоносія на вході конденсаторів у теплий період року на 1 °С вище норми для ТЕС та АЕС потужністю 4 млн. кВт викликає перевитрату умовного палива на, 3 приблизно, 2510 т/рік, або призводить до втрат потужності на 0,5 %. Відомий спосіб охолодження циркуляційної води у водоймищі-охолоджувачі, що містить скидання теплої води у водоймище-охолоджувач, її охолодження та забір охолодженої води, причому, з метою зниження температури води, що забирається при верхньому водозаборі, та більш ефективного використання дзеркала випаровування водоймища-охолоджувача за рахунок підйому придонних шарів води, подають частину теплої води, що скидається, в придонну частину в зоні водозабору [1]. Недоліками відомого способу [1] є поверхневий спосіб водозабору, а також те, що зона водоскидання не відокремлена від зони водозабору при тому, що частину теплої води, що скидається, подають у придонну частину безпосередньо в зоні водозабору. При цьому тепла вода, маючи меншу щільність, буде підійматися до верхніх шарів водоймища-охолоджувача та змішуватись з охолодженою водою в зоні водозабору. Все це призводить до того, що забиратися водозабором з поверхневого шару буде недостатньо охолоджена вода. Відомий спосіб охолодження циркуляційної води у водоймищі-охолоджувачі, що містить скидання теплої води у водоймище-охолоджувач, її охолодження та водозабір, більш ефективне використання дзеркала випаровування водоймищаохолоджувача за рахунок підйому придонних шарів води подачею частини теплої води, що скидається, в придонну частину в зоні водозабору, причому закручення потоку теплої води, що скидається, відбувається через розширювальні насадки з внутрішніми криволінійними гвинтоподібними направляючими, встановлені на трубопроводі під кутом 45° до течії транзитного потоку, розміщені на рівні дзеркала води у водоймищі, а забір води здійснюється селективним водозабором [2]. Недоліком відомого способу [2] є поверхневий спосіб водозабору, при якому при заборі води відбувається захоплення верхнього, більш теплого, шару води. Як і в способі [1], зона водоскидання не відділена від зони водозабору, що призводить до того, що забиратися водозабором буде недостатньо охолоджена вода. Крім того, закручування потоку теплої води може викликати ерозію як берегової лінії, так і дна водоймища-охолоджувача. Найбільш близьким технічним рішенням за сукупністю загальних ознак і здобутому ефекту є спосіб охолодження циркуляційної води у водой 62507 4 мищі-охолоджувачі, що полягає в скиданні теплої води в «теплий» відсік водоймища-охолоджувача, який відокремлено від основного дзеркала водоймища-охолоджувача переливною водорозподіляючою дамбою, охолодженні води у водоймищіохолоджувачі та заборі охолодженої води глибинним водозабором [3]. Охолодження циркуляційної води за такою схемою реалізовано при будівництві Южно-Української атомної електростанції (ЮУ АЕС). Основним недоліком найближчого аналогу [3] є суміщена схема розміщення зон водоскидання та водозабору: зони водоскидання та водозабору не відокремлені також, як і у відомих аналогах [1], [2]. Нагріта циркуляційна вода з «теплого» відсіку, створюючи поверхневий теплий потік, розповсюджується по всій акваторії водоймищаохолоджувача, включаючи зону поблизу водозабору; охолоджена вода прямує з усіх сторін в придонних шарах водоймища-охолоджувача до глибинного водозабору. Недоліком такої схеми є те, що частина теплої води поверхневого шару захоплюється глибинним водозабором, змішується з потоком охолодженої води в придонних шарах в районі водозабору та надходить до водозабору. Охолодження відпрацьованої теплої води з конденсаторів турбін станції за такою схемою не забезпечує зниження температури циркуляційної води у водозаборі до теоретично можливого значення, а також не сприяє ефективному використанню водоймища-охолоджувача. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого способу охолодження циркуляційної води у водоймищі-охолоджувачі, який би забезпечував зниження температури циркуляційної води у водозаборі та підвищення ефективності використання водоймища-охолоджувача за рахунок зміни траєкторії (напрямку, довжини та глибини) переміщення потоків циркуляційної води та комплексного використання гідротехнічних споруд для охолодження відпрацьованої теплої циркуляційної води з конденсаторів турбін станцій. Поставлена задача вирішується тим, що в способі охолодження циркуляційної води у водоймищі-охолоджувачі теплової або атомної станції, який полягає в скиданні теплої циркуляційної води в «теплий» відсік водоймища-охолоджувача, який відділено від основної частини водоймищаохолоджувача переливною водорозподіляючою дамбою, охолодженні циркуляційної води в основній частині водоймища-охолоджувача та заборі циркуляційної води після її охолодження глибинним водозабором, новим є те, що після скидання теплої циркуляційної води в «теплий» відсік водоймища-охолоджувача, який відділено від основного дзеркала водоймища-охолоджувача переливною водорозподіляючою дамбою, і до охолодження в основній частині водоймищаохолоджувача потік циркуляційної води, який перелився через водорозподіляючу дамбу, направляють через струмонаправляючий канал, який створений струмонаправляючою стінкою та береговою лінією, в мілководну «хвостову» частину водоймища-охолоджувача, де циркуляційна вода охолоджується шляхом природної конвекції. 5 Крім того, в способі охолодження циркуляційної води у водоймищі-охолоджувачі теплової або атомної станції для додаткового охолодження циркуляційної води можливо застосовувати метод бризкання, для цього після проходження струмонаправляючого каналу та перед надходженням у мілководну «хвостову» частину водоймищаохолоджувача потік циркуляційної води направляють до водозабірного резервуару комплексу бризкальних басейнів, звідки за допомогою насосної станції бризкальних басейнів із водозабору бризкальних басейнів циркуляційну воду направляють по трубопроводу водозабору бризкальних басейнів до бризкальних басейнів, в яких її охолоджують методом бризкання, потім охолоджену циркуляційну воду направляють по трубопроводу водовипуску бризкальних басейнів до глибинного водовипуску бризкальних басейнів, причому розділяюча дамба відокремлює зону водозабору бризкальних басейнів від зони водовипуску бризкальних басейнів. У запропонованому способі охолодження циркуляційної води у водоймищі-охолоджувачі виконується з використанням комплексу гідротехнічних споруд за новою схемою, яка полягає в тому, що відпрацьовану теплу циркуляційну воду з конденсаторів турбін теплової або атомної станції скидають у «теплий» відсік водоймища-охолоджувача для заспокоєння потоку, а потім, за допомогою струмонаправляючої споруди у вигляді струмонаправляючої стінки, через струмонаправляючий канал направляють у дальню відносно розташування глибинного водозабору теплової або атомної станції мілководну "хвостову" частину водоймища-охолоджувача, де і відбувається охолодження теплої циркуляційної води шляхом природної конвекції. Струмонаправляючий канал частково змінює циркуляцію води у вертикальній площині, як у найближчого аналога, на циркуляцію у горизонтальній площині, що призводить до зменшення зони контакту та перемішування різнонаправлених потоків теплої та холодної води. Часткова зміна циркуляції досягається відокремленням частини акваторії водоймища-охолоджувача від його основного дзеркала струмонаправляючою спорудою у вигляді струмонаправляючої стінки. Струмонаправляюча стінка змінює напрямок потоку теплої циркуляційної води, запобігаючи розтіканню теплої циркуляційної води над водозабором і спрямовуючи потік теплої циркуляційної води в мілководну «хвостову» частину водоймищаохолоджувача. Таке перенаправлення потоку теплої циркуляційної води (в порівнянні з найближчим аналогом [3]) з системи охолодження в «хвостову» частину водоймища-охолоджувача призводить до зменшення поверхневого шару теплої циркуляційної води в основній частині водоймищаохолоджувача. В мілководній «хвостовій» частині водоймища-охолоджувача відбувається інтенсивне випаровування та охолодження циркуляційної води, і до основної частини водоймищаохолоджувача потрапляє і переміщується в напрямку водозабору вже охолоджена циркуляційна вода, що обумовлює зниження температури циркуляційної води у водозаборі теплової або атомної 62507 6 станції та підвищення ефективності використання дзеркала водоймища-охолоджувача в порівнянні з випадком, коли струмонаправляюча стінка відсутня. Наявність струмонаправляючої стінки і, як наслідок, відокремлення зони водовипуску нагрітої циркуляційної води від зони водозабору та зміна траєкторії (напрямку, довжини та глибини) переміщення потоків циркуляційної води дозволяють збільшити потужність теплової або атомної станції. Використання при необхідності додаткового охолодження циркуляційної води методом бризкання за допомогою комплексу бризкальних басейнів забезпечує ще більше зниження температури циркуляційної води у водозаборі теплової або атомної станції. Технічний результат - більш ефективне використання дзеркала водоймища-охолоджувача за рахунок комплексного використання гідротехнічних споруд і зміни траєкторії переміщення потоків циркуляційної води та, як наслідок, зниження температури циркуляційної води у водозаборі, яке забезпечує підвищення ефективності ТЕС або АЕС. На фіг. 1 представлені схема охолодження циркуляційної води у водоймищі-охолоджувачі запропонованим способом і схема розміщення гідротехнічних споруд для реалізації запропонованого способу. На фіг. 2 показані схема охолодження циркуляційної води у водоймищі-охолоджувачі запропонованим способом з використанням додаткового охолодження циркуляційної води методом бризкання за допомогою комплексу бризкальних басейнів і схема розміщення гідротехнічних споруд для реалізації такого варіанта запропонованого способу. На фіг. 1 цифрами позначені водоймищеохолоджувач 1, гідроакумулююче водоймище 2, відсічна гребля 3, «теплий» відсік водоймищаохолоджувача 4, «хвостова» частина водоймищаохолоджувача 5, глибинний водозабір 6 ТЕС або АЕС 7, трубопровід глибинного водозабору 8, відкриті канали глибинного водозабору 9, насосна станція 10 турбінного залу теплової або атомної станції 7, трубопровід водоскидання 11, переливна водорозподіляюча дамба 12, струмонаправляючий канал 13, струмонаправляюча стінка 14. Стрілками показаний напрямок переміщення циркуляційної води, причому потік теплої циркуляційної води 15 в поверхневих шарах позначено основними лініями, потік охолодженої циркуляційної води 16 в придонних шарах - штриховими лініями. На фіг. 2 цифрами позначені водоймищеохолоджувач 1, гідроакумулююче водоймище 2, відсічна гребля 3, «теплий» відсік водоймищаохолоджувача 4, «хвостова» частина водоймищаохолоджувача 5, глибинний водозабір 6 ТЕС або АЕС 7, трубопровід глибинного водозабору 8, відкриті канали глибинного водозабору 9, насосна станція 10 турбінного залу теплової або атомної станції 7, трубопровід водоскидання 11, переливна водорозподіляюча дамба 12, струмонаправляючий канал 13, струмонаправляюча стінка 14, бризкальні басейни 17, розділяюча дамба 18, насосна станція брязкальних басейнів 19, водозабірний резервуар бризкальних басейнів 20, водозабір 7 бризкальних басейнів 21, трубопровід водозабору бризкальних басейнів 22, трубопровід водовипуску бризкальних басейнів 23 та глибинний водовипуск бризкальних басейнів 24. Стрілками показаний напрямок переміщення циркуляційної води, причому потік теплої циркуляційної води 15 в поверхневих шарах позначено основними лініями, потік частково охолодженої в бризкальних басейнах циркуляційної води 25 - основними штриховими лініями, потік охолодженої циркуляційної води 16 в придонних шарах - штриховими лініями. Для реалізації запропонованого способу охолодження циркуляційної води застосовують гідротехнічні споруди (фіг. 1), до складу яких входять безпосередньо водоймище-охолоджувач 1, де відбувається охолодження циркуляційної води, відокремлене від гідроакумулюючого водоймища 2 відсічною греблею 3; трубопровід глибинного водозабору 8 та відкриті канали глибинного водозабору 9 з насосними станціями 10 турбінного залу ТЕС або АЕС 7 та трубопровід водоскидання 11, «теплий» відсік водоймища-охолоджувача 4, куди скидається тепла вода з енергоблоків турбінного залу ТЕС або АЕС 7, з переливною водорозподіляючою дамбою 12, яка відокремлює «теплий» відсік водоймища-охолоджувача 4 від його основної частини, струмонаправляюча стінка 14, яка відокремлює зону водоскидання від зони глибинного водозабору вздовж берегової лінії та створює разом з береговою лінією струмонаправляючий канал 13, та мілководна «хвостова» частина водоймища-охолоджувача 5. Струмонаправляюча стінка 14 може бути виконана, наприклад, у вигляді плавучої перегородки з гнучкого водонепроникного матеріалу, нижнім кінцем закріпленої до занурених до дна та закріплених на ньому якорями металевих понтонів, а верхнім кінцем - до металевих труб, заповнених, наприклад, пінопластом, або підвішеної до пластикових понтонів та закріпленої до дна якірною системою. Додатково до складу гідротехнічних споруд може бути внесений комплекс бризкальних басейнів, який складається з розміщених послідовно бризкальних басейнів 17, насосної станції бризкальних басейнів 19, водозабору бризкальних басейнів 21, трубопроводу водозабору бризкальних басейнів 22, трубопроводу водовипуску бризкальних басейнів 23, розділяючої дамби 18, яка відокремлює зону водозабору бризкальних басейнів від зони водовипуску бризкальних басейнів, та глибинного водовипуску бризкальних басейнів 24 (фіг. 2). Спосіб реалізується наступним чином. Нагріту на турбінах енергоблоків циркуляційну воду з турбінного залу ТЕС або АЕС 7 направляють по трубопроводу водоскидання 11 у «теплий» відсік 4 водоймища-охолоджувача 1 для заспокоєння потоку. Тепла циркуляційна вода з верхнього шару «теплого» відсіку 4 переливається через переливну водорозподіляючу дамбу 12 в струмонаправляючий канал 13, відокремлений від основної частини водоймища-охолоджувача 1 струмонаправляючою стінкою 14, який спрямовує потік теплої циркуляційної води 15 в мілководну «хвостову» 62507 8 частину водоймища-охолоджувача 5. На виході зі струмонаправляючого каналу 13 потік теплої циркуляційної води 15 розподіляється природним способом: одна частина надходить до мілководної «хвостової» частини водоймища-охолоджувача 5, де циркуляційна вода інтенсивно випаровується та охолоджується, внаслідок чого після мілководної «хвостової» частини водоймища 5 до основної частини водоймища-охолоджувача 1 циркуляційна вода надходить вже охолодженою і переміщується в придонних шарах до зони глибинного водозабору 6 ТЕС або АЕС 7 (потік охолодженої циркуляційної води 16), а друга частина теплої циркуляційної води одразу потрапляє до основної частини водоймища-охолоджувача 1, при цьому, переміщуючись спочатку в його верхніх шарах і поступово охолоджуючись, ця частина потоку циркуляційної води опускається до нижніх шарів води та також переміщується до зони глибинного водозабору 6 (потік охолодженої циркуляційної води 16). Глибинний водозабір 6 за допомогою насосної станції 10 відбирає воду з нижніх, холодних, шарів води та направляє її по трубопроводу глибинного водозабору 8 через відкриті канали глибинного водозабору 9 для охолодження турбін енергоблоків ТЕС або АЕС 7. Застосування запропонованого способу охолодження циркуляційної води дає можливість ефективно використовувати дзеркало водоймищаохолоджувача і суттєво понизити температуру циркуляційної води у водозаборі за рахунок зміни траєкторії (напрямку, довжини та глибини) переміщення потоків циркуляційної води та комплексного використання гідротехнічних споруд для охолодження відпрацьованої теплої води з конденсаторів турбін станції. Для додаткового охолодження циркуляційної води можливо при необхідності застосувати метод бризкання, для цього, підібравши відповідні напрямок та довжину струмонаправляючої стінки, після проходження струмонаправляючого каналу 13 і перед надходженням в мілководну «хвостову» частину водоймища-охолоджувача 5 потік теплої циркуляційної води 15 направляють до водозабірного резервуару бризкальних басейнів 20, звідки насосна станція брязкальних басейнів 19 із водозабору бризкальних басейнів 21 направляє воду по трубопроводу водозабору бризкальних басейнів 22 до послідовно розміщених бризкальних басейнів 17 для охолодження води методом бризкання. Розділяюча дамба 18 відокремлює зону водозабору бризкальних басейнів 17 від зони водовипуску бризкальних басейнів 17. Охолоджену в бризкальних басейнах 17 циркуляційну воду направляють по трубопроводу водовипуску бризкальних басейнів 23 до глибинного водовипуску бризкальних басейнів 24. Після глибинного водовипуску бризкальних басейнів 24 потік частково охолодженої в бризкальних басейнах циркуляційної води 25 розподіляється: частина частково охолодженої у бризкальних басейнах 17 циркуляційної води, маючи більшу щільність, опускається вниз і змішується з нижніми холодними шарами води, поступово переміщуючись до глибинного водозабору 6, а частина частково охолодженої у 9 бризкальних басейнах 17 циркуляційної води надходить в мілководну «хвостову» частину водоймища-охолоджувача 5, де циркуляційна вода охолоджується шляхом природної конвекції. Після мілководної «хвостової» частини водоймища 5 до основної частини водоймища-охолоджувача 1 циркуляційна вода надходить вже додатково охолодженою і переміщується в придонних шарах до зони глибинного водозабору 6 ТЕС або АЕС 7. Частина потоку теплої циркуляційної води 15 зі струмонаправляючого каналу 13, яка не надходить до комплексу бризкальних басейнів 17, частково розтікається по поверхні основної частини водоймища-охолоджувача 1, поступово охолоджується та опускається до нижніх, холодних, шарів води та переміщується до зони глибинного водозабору 6, а частково потрапляє в мілководну - «хвостову» частину водоймища-охолоджувача 5, де циркуляційна вода охолоджується шляхом природної конвекції, та після мілководної «хвостової» частини водоймища 5 до основної частини водоймищаохолоджувача 1 ця частина потоку циркуляційної води надходить вже охолодженою і переміщується в придонних шарах до зони глибинного водозабору 6 ТЕС або АЕС 7. Глибинний водозабір 6 відбирає воду з нижніх, холодних, шарів і направляє її по трубопроводу глибинного водозабору 8 через відкриті канали глибинного водозабору 9 для охолодження турбін енергоблоків ТЕС або АЕС 7. Додаткове охолодження циркуляційної води за допомогою комплексу бризкальних басейнів дає можливість суттєво понизити температуру циркуляційної води в водозаборі за рахунок технологічного охолодження теплої циркуляційної води в бризкальних басейнах і створення додаткового по відношенню до природного придонного потоку охолодженої циркуляційної води до глибинного водозабору. Ефективність запропонованого способу охолодження циркуляційної води у водоймищіохолоджувачі вивчали для Южно-Української АЕС (ЮУ АЕС). Южно-Українська АЕС побудована на базі наливного глибоководного Ташлицького водоймищаохолоджувача, загальна площа якого складає 8,5 2 3 км , об'єм 86 млн. м , середня глибина 10 м, максимальна глибина 50 м, глибина в зоні водозабору 25,4 м. Витрати води для охолодження конденсаторів турбін для одного блоку складають 48...52 3 м /с. Ташлицьке водоймище-охолоджувач - витягнутого типу, споруди для водозабору та водоскидання виконані по суміщеній схемі, тобто розташовані поруч, для охолодження води застосовано об'ємну схему використання водоймища. В даний час на ЮУ АЕС водоскидання здійснюють в «теплий» відсік водоймища-охолоджувача, який відокремлено від основної частини водоймищаохолоджувача переливною водорозподіляючою дамбою. Тепла циркуляційна вода через переливну водорозподіляючу дамбу скидається у верхні шари основної частини водоймища-охолоджувача, охолоджується та забирається глибинним водозабором. При проведенні натурних досліджень, експериментів та гідродинамічних розрахунків оцінюва 62507 10 вся вплив різних комбінацій складу комплексу гідротехнічних споруд на теплообмін циркуляційної води при 2-х та 3-х працюючих блоках ЮУ АЕС і перепадах температур між водоскиданням на конденсаторах енергоблоків та водозабором від Δt = 4 °C до Δt = 9 °C). Розрахунки проводились для літніх умов. Відносна вологість, хмарність та атмосферний тиск приймались постійними, та складали 62 %, 49 % та 100 кПа, відповідно. У Таблиці наведені характеристики Ташлицького водоймищаохолоджувача, отримані в результаті моделювання за різними сценаріями з урахуванням відсічної греблі для наступних варіантів компоновки гідротехнічних споруд: вар. 1 - існуюче положення на ЮУ АЕС при 2-х працюючих енергоблоках при перепаді температури між конденсаторами та водозабором Δt = 8 °C; вар. 2 - існуюче положення на ЮУ АЕС при 2-х працюючих енергоблоках з додаванням струмонаправляючого каналу шириною (в середньому) 155 м, який створений береговою лінією та плавучою струмонаправляючою стінкою довжиною 1474 м, зануреної до дна та закріпленою до нього, від «теплого» відсіку убік мілководної «хвостової» частини Ташлицького водоймища-охолоджувача при перепаді температури між конденсаторами та водозабором Δt = 8 °C; вар. 3 - існуюче положення на ЮУ АЕС при 3-х працюючих енергоблоках при перепаді температури між конденсаторами та водозабором Δt = 4 °C; вар. 4 - існуюче положення на ЮУ АЕС при 3-х працюючих енергоблоках з додаванням струмонаправляючого каналу шириною (в середньому), який створений береговою лінією та плавучою струмонаправляючою стінкою довжиною 1474 м, зануреної до дна та закріпленою до нього, від «теплого» відсіку убік мілководної «хвостової» частини Ташлицького водоймища-охолоджувача, при перепаді температури між конденсаторами та водозабором Δt = 4 °C; вар. 5 - існуюче положення на ЮУ АЕС при 3-х працюючих енергоблоках з додаванням комплексу з п'яти бризкальних басейнів при перепаді температури між конденсаторами та водозабором Δt = 9 °C; вар. 6 - існуюче положення на ЮУ АЕС при 3-х працюючих енергоблоках з додаванням комплексу з п'яти бризкальних басейнів та струмонаправляючого каналу шириною (в середньому) 155 м, який створений береговою лінією та плавучою струмонаправляючою стінкою довжиною 1350 м, зануреної до дна та закріпленою до нього, від «теплого» відсіку убік мілководної «хвостової» частини Ташлицького водоймища-охолоджувача та водозабору бризкальних басейнів, при перепаді температури між конденсаторами та водозабором Δt = 9 °C; вар. 7 - існуюче положення на ЮУ АЕС при 3-х працюючих енергоблоках з додаванням комплексу з п'яти бризкальних басейнів та струмонаправляючого каналу шириною (в середньому) 155 м, який створений береговою лінією та плавучою струмонаправляючою стінкою довжиною 1050 м, зануреної до дна та закріпленою до нього, від «теплого» 11 відсіку убік мілководної «хвостової» частини Ташлицького водоймища-охолоджувача та водозабору бризкальних басейнів, при перепаді температури між конденсаторами та водозабором Δt = 9 °C; вар. 8 - існуюче положення на ЮУ АЕС при 3-х працюючих енергоблоках з додаванням комплексу з п'яти бризкальних басейнів та струмонаправляючого каналу шириною (в середньому) 155 м, який створений береговою лінією та плавучою струмонаправляючою стінкою довжиною 900 м, зануреної до дна та закріпленою до нього, від «теплого» відсіку убік мілководної «хвостової» частини Ташлицького водоймища-охолоджувача та водозабору 62507 12 брязкальних басейнів, при перепаді температури між конденсаторами та водозабором Δt = 9 °C; вар. 9 - існуюче положення на ЮУ АЕС при 3-х працюючих енергоблоках з додаванням комплексу з п'яти бризкальних басейнів та струмонаправляючого каналу шириною (в середньому) 155 м, який створений береговою лінією та плавучою струмонаправляючою стінкою довжиною 750 м, зануреної до дна та закріпленою до нього, від «теплого» відсіку убік мілководної «хвостової» частини Ташлицького водоймища-охолоджувача та водозабору бризкальних басейнів, при перепаді температури між конденсаторами та водозабором Δt = 9 °C. Таблиця Варі- Кількість t°0, °С на t°К, °С в Δt/N, t°, °C в t°, °С на t°СР, °С t°СР, Q106, Термін мінеант енерго- водоскиді водозаборі °С/МВт водозаборі водоскиді по по- °С по м3/міс. ралізації, міс. блоків бризк. бабризк. верхні об'єму сейнів басейнів 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 42,6 34,6 8/1777 34,0 33,4 2,01 28,9 2 2 40,9 32,9 8/1777 33,7 33,1 1,96 28,9 3 3 37,0 33,0 4/1330 32,7 32,3 1,73 33,4 4 35,6 31,6 4/1330 32,5 31,8 1,69 34,4 3 5 3 41,6 32,6 9/3000 33,5 26,4 32,0 30,7 3,88 14,9 6 3 40,1 31,1 9/3000 36,9 28,2 31,5 32,5 4,43 13,1 7 3 40,3 31,3 9/3000 37,1 28,3 33,0 31,8 4,46 13,0 8 40,5 31,5 9/3000 37,2 28,4 33,2 32,0 4,47 13,0 3 9 3 40,9 31,9 9/3000 37,3 28.5 33,4 32,2 4,48 12,9 У Таблиці інформація в графі 1 відповідає номеру варіанту компоновки гідротехнічних споруд, в графі 2 наведена кількість працюючих енергоблоків ЮУ АЕС, в графах 3-11 відповідно: t°0, °С на водоскиді - середня за добу температура води в водоскидному каналі ЮУ АЕС, °С; t°К, °С в водозаборі - середня за добу температура води в водозаборі ЮУ АЕС, °С; Δt/N, °С/МВт - перепад температури, °С/потужність ЮУ АЕС, МВт (потужність оцінювалась у припущенні лінійної залежності від перепаду температури); t°,°C в водозаборі бризк. басейнів - середня за добу температура води в водозаборі бризкальних басейнів, °С; t°, °С на водоскиді бризк. басейнів - середня за добу температура води на водоскиді бризкальних басейнів, °С; t°СР, °С по поверхні - середня за добу температура по поверхні Ташлицького водоймищаохолоджувача, °С; t°СР, °С по об'єму - середня за добу температура по об'єму Ташлицького водоймищаохолоджувача, °С; 6 3 Q10 , м /міс. - невідновлювані витрати води 3 за рахунок випаровування, м /міс.; термін мінералізації, міс. - характерний час мінералізації, міс. Наведені в Таблиці дані дозволяють зробити наступні висновки. Плавуча струмонаправляюча стінка розділяє потоки води при водоскиданні та в зоні водозабо ру, внаслідок чого покращується тепловий режим Ташлицького водоймища-охолоджувача, що призводить до зниження температури у водозаборі АЕС в порівнянні з варіантами без плавучої струмонаправляючої стінки: для 2-х працюючих енергоблоків - на 1,7 °С (порівняння варіантів 2 та 1) та на 1,4 °С - для 3-х працюючих енергоблоків (порівняння варіантів 4 та 3). Крім того, при цьому зменшуються невідновлювані витрати води за рахунок випаровування внаслідок перерозподілу поверхневої температури та зменшення її середнього значення (порівняння варіантів 2 та 1, 4 та 3). Таким чином, охолодження циркуляційної води запропонованим способом забезпечує зниження температури у водозаборі ЮУ АЕС та підвищення ефективності використання дзеркала водоймищаохолоджувача за рахунок направлення потоку теплої циркуляційної води убік мілководної «хвостової» частини Ташлицького водоймищаохолоджувача через струмонаправляючий канал, який створений плавучою струмонаправляючою стінкою та береговою лінією. Додаткове використання комплексу бризкальних басейнів також ефективно покращує тепловий режим водоймища-охолоджувача (варіанти 5-9). При наявності комплексу бризкальних басейнів плавуча струмонаправляюча стінка спрямовує потік циркуляційної води на водозабір бризкальних басейнів і в «хвостову» частину водоймищаохолоджувача, що веде до зникнення шару теплої води в основній частині Ташлицького водоймищаохолоджувача та виникненню конвекції в мілково 13 дній області цієї частини Ташлицького водоймищаохолоджувача. Вода із цієї мілководної області опускається до водозабору АЕС, що приводить до зниження температури в водозаборі (варіанти 6-9). Ця різниця максимальна та дорівнює 1,5 °С в випадку використання комплексу з п'яти бризкальних басейнів та струмонаправляючого каналу, створеного береговою лінією та плавучою струмонаправляючою стінкою довжиною 1350 м (порівняння варіантів 5 та 6-9). При зменшенні довжини плавучої струмонаправляючої стінки з 1350 м (варіант 6) до 1050 м (варіант 7) температура води у водозаборі АЕС підвищується на 0,2 °С. Подальше зменшення довжини плавучої струмонаправляючої стінки до 900 м (варіант 8) та до 750 м (варіант 9) викликає підвищення температури у водозаборі АЕС на 0,4 °С і на 0,8 °С відповідно. Це обумовлено тим, що при зменшенні довжини струмонаправляючого каналу частина потоку теплої циркуляційної води не потрапляє до водозабору бризкальних басейнів і проникає в основну частину водоймища охолоджувача, що призводить до майже повного зникненню конвекції на мілині поблизу водозабору і відповідного потоку води до нього. Крім того, направлення потоку теплої циркуляційної води за допомогою струмонаправляючого каналу, створеного береговою лінією та плавучою струмонаправляючою стінкою, на водозабір бризкальних басейнів і в мілководну «хвостову» частину водоймища-охолоджувача при зменшенні температури циркуляційної води в водозаборі АЕС підвищує ефективність використання бризкальних басейнів, оскільки збільшується різниця температур води в водозаборі бризкальних басейнів і у водовипуску бризкальних басейнів (порівняння варіантів 5 та 6-9), та зменшує ріст мінералізації в Ташлицькому водоймищі-охолоджувачі (графа 11, порівняння варіантів 5 та 6-9). Охолодження циркуляційної води запропонованим способом за допомогою струмонаправляючого каналу, створеного береговою лінією та пла 62507 14 вучою струмонаправляючою стінкою, який спрямовує потік теплої циркуляційної води на водозабір бризкальних басейнів і далі в «хвостову» частину водоймища-охолоджувача, та комплексу з п'яти бризкальних басейнів забезпечує стійку роботу 3-х енергоблоків ЮУ АЕС на повну потужність, при цьому температура в водозаборі ЮУ АЕС дорівнює 31,1 °С, що гарантує стійку роботу 3-х енергоблоків ЮУ АЕС і в умовах спекотного літа. Проведені натурні дослідження та моделювання різних режимів роботи ЮУ АЕС показали, що направлення потоку циркуляційної води від «теплого» відсіку ЮУ АЕС через струмонаправляючий канал, який створений струмонаправляючою стінкою та береговою лінією, в мілководну «хвостову» частину водоймища-охолоджувача дозволяє знизити температуру води на водозаборі ЮУ АЕС і покращити гідротермічний режим Ташлицького водоймища-охолоджувача. Додаткове використання для охолодження циркуляційної води комплексу бризкальних басейнів також забезпечує ще більше зниження температури у водозаборі ЮУ АЕС. Таким чином, реалізація корисної моделі дає можливість забезпечити підвищення ефективності ТЕС і АЕС як енергетичних об'єктів. Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СРСР «Спосіб охолодження циркуляційної води у водоймищі3 охолоджувачі» № 800308, МКл. Е03В1/00, 30.01.1981 р. 2. Патент Російської Федерації «Спосіб охолодження циркуляційної води у водоймищіохолоджувачі» № 2162919, МПК7 Е03В1/00, Е03В7/04, В05В1/34, 10.02.2001 р. 3. Омельченко М. П., Антонова Л. Н. и др. Вопросы рациональных компоновочных решений гидротехнических сооружений на водоѐмахохладителях ТЭС и АЭС, ХУПС, Харьков, 2009 г. 15 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 62507 Підписне 16 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601