СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ ВОДЫ В ПРУДЕ-ОХЛАДИТЕЛЕ Российский патент 2001 года по МПК E03B1/00 E03B7/04 B05B1/34 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в оборотных системах водоснабжения тепловых и атомных электростанций с прудом-охладителем.

Известен способ охлаждения циркуляционной воды в пруде-охладителе (см. Фарфаровский Б. С., Пятов Я.Н. Проектирование охладителей для систем производственного водоснабжения. - Л. - М.: 1960, с. 34 - 38, рис. 11 - 12), включающий сброс тепловой воды в пруд-охладитель, ее охлаждение и забор охлажденной воды.

Недостатком данного способа является неэффективность использования зеркала испарения пруда-охладителя из-за падения температурного напора между охлаждаемой водой и охлаждающим атмосферным воздухом, происходящего при смешении двух потоков, а именно холодных донных и теплых сбрасываемых вод.

Известен способ охлаждения циркуляционной воды в пруде-охладителе (см. а.с. N 800308 МКИ E 03 B 1/00, Бюл. N 4, 1981), включающий сброс теплой воды в пруд-охладитель, ее охлаждение и забор охлажденной воды и более эффективное использование зеркала испарения пруда-охлаждителя за счет подъема придонных слоев воды подачей части сбрасываемой теплой воды в придонную часть в зоне водозабора.

Недостатком данного способа является неполное использование эффекта тепломассообмена между зеркалом поверхности пруда-охладителя и холодным атмосферным воздухом из-за наличия лишь поступательного движения охлаждаемой воды.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение температуры забираемой воды до теоретически возможного значения и значительное повышение эффективности использования зеркала испарения пруда-охладителя путем закрутки потока сбрасываемой теплой воды через расширяющиеся насадки с внутренними криволинейными винтообразными направляющими, установленные на трубопроводе под углом 45^o к транзитным потокам по их течению на уровне зеркала воды в пруду, а забор воды осуществляется селективным водозабором холодной воды.

Технический результат достигается тем, что способ охлаждения циркуляционной воды в пруде-охладителе, включающий сброс теплой воды в пруд-охладитель, ее охлаждение и забор охлажденной воды, более эффективное использование зеркала испарения пруда-охладителя за счет подъема природных слоев воды подачей части сбрасываемой теплой воды в придонную часть в зоне водозабора, включает закрутку потока основной части сбрасываемой теплой воды через расширяющиеся насадки с внутренними криволинейными винтообразными направляющими, установленные на трубопроводе под углом 45^o к транзитному потоку по направлению его движения и размещенные на уровне зеркала воды в пруду, а забор воды осуществляется селективным водозабором холодной воды.

На фиг. 1 изображена схема реализации предлагаемого способа, а на фиг. 2 - развертка внутренней поверхности расширяющейся насадки с криволинейными винтообразными направляющими.

Теплая вода по трубопроводу 1 подается в зону водосброса пруда-охладителя 2, охлажденная вода из зоны водозабора отводится трубопроводом 3 на ТЭС или АЭС. Часть сбрасываемой теплой воды поступает по трубопроводу 4 в придонную часть в зоне водосбора. При этом происходит перемешивание теплой и холодной воды. Сброс основной части потока охлаждаемой воды осуществляется по трубопроводу 5, на котором установлены расширяющиеся насадки 6 с внутренними криволинейными винтообразными направляющими 7, сориентированные под углом 45^o к транзитному потоку 8 по их течению, присоединенными при помощи гибкой вставки 9 к трубопроводу 5. Забор воды из пруда-охладителя 1 осуществляется при помощи селективного водозабора 10 холодной воды.

Предлагаемый способ охлаждения циркуляционной воды в пруде-охладителя реализуется следующим образом.

Теплая вода по трубопроводу 1 подается в зону водосборника пруда-охладителя 2, охлажденная вода из зоны водозабора отводится трубопроводом 3 на ТЭС или АЭС. Часть сбрасываемой теплой воды поступает по трубопроводу 4 в придонную часть в зоне водосбора. При этом происходит перемешивание теплой и холодной воды. В результате плотность воды уменьшается и донная вода поднимается на поверхность. Основная часть потока воды сбрасывается по трубопроводу 5, на котором установлены расширяющиеся насадки 6 с внутренними криволинейными винтообразными направляющими 7, сориентированные под углом 45^o к течению транзитного потока 8, присоединенные при помощи гибкой вставки 9 к трубопроводу 5 на уровне зеркала воды в пруду. При прохождения через расширяющиеся насадки 6 с внутренними криволинейными винтообразными направляющими 7 поток теплой сбрасываемой воды закручивается и образуются на поверхности воды в пруде-охладителя 2 расширяющиеся волны, увеличивающие поверхность зеркала и площадь контакта воды и холодного атмосферного воздуха до 1,5 раза. Размещение расширяющихся насадок под углом 45^o к течению транзитного потока создает благоприятные условия для взаимодействия волн с теплой сбрасываемой водой и с холодной водой в водоеме, поступающей из реки, а расширяющиеся волны теплой сбрасываемой воды, оказывая сопротивление потоку транзитных струй, интенсивно в большом объеме перемешиваются, создавая стоячие волны, эффективно контактируются с холодным атмосферным воздухом. Наличие гибкой вставки 9 между расширяющимися насадками 6 и трубопроводом 5 позволяет первым постоянно находиться на гребне волны и обеспечивает создание волн в пределах пограничного слоя, что также усиливает процесс теплообмена. Колебание количества сбрасываемой теплой воды во времени из-за неравномерности водопотребления создает условия образования эффекта усиления волн и интерференции в расширяющихся насадках и после них, способствуя эффекту охлаждения теплой воды. Применение селективных водозаборов 10 обеспечивает забор более холодной воды в зоне ее забора, а высотное расположение и их конструктивное решение решаются с использованием критерия Ричардсона.

Создание закрутки потока теплой сбрасываемой воды и волн на поверхности пруда-охладителя и соответственная ориентация расширяющихся насадок увеличивают площадь зеркала воды в пруду, поверхность контакта между теплой водой и холодным атмосферным воздухом, обеспечивая эффективность тепломассообмена между ними, позволяет при определенных условиях довести снижение температуры охлажденной воды до теоретически возможного, а селективный водозабор позволяет забирать наиболее холодную массу воды.

Оригинальность предлагаемого способа охлаждения циркуляционной воды в пруде-охладителе заключается в сочетании применения эффекта закрутки и селективности для повышения эффективности использования зеркала пруда-охладителя для охлаждения и снижения температуры забираемой из пруда-охладителя воды.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в оборонных системах водоснабжения тепловых и атомных электростанций с прудом-охладителем. Технической задачей изобретения является снижение температуры забираемой воды до теоретически возможного значения и значительное повышение эффективности использования зеркала испарения пруда-охладителя. Способ охлаждения циркуляционной воды в пруде-охладителе включает сброс теплой воды в пруд-охладитель, ее охлаждение и забор воды, более эффективное использование зеркала испарения пруда-охладителя за счет подъема придонных слоев воды подачей части сбрасываемой теплой воды в придонную часть в зоне водозабора. Закрутка потока сбрасываемой теплой воды происходит через расширяющиеся насадки с внутренними криволинейными винтообразными направляющими, установленные на трубопроводе под углом 45^o к течению транзитного потока и размещенные на уровне зеркала воды в пруду. Забор воды осуществляется селективным водозабором. 2 ил.

Способ охлаждения циркуляционной воды в пруде-охладителе, включающий сброс теплой воды в пруд-охладитель, ее охлаждение и забор воды, более эффективное использование зеркала испарения труда-охладителя за счет подъема придонных слоев воды подачей части сбрасываемой теплой воды в придонную часть в зоне водозабора, отличающийся тем, что закрутка потока сбрасываемой теплой воды происходит через расширяющиеся насадки с внутренними криволинейными винтообразными направляющими, установленные на трубопроводе под углом 45^o к течению транзитного потока, размещенные на уровне зеркала воды в пруду, а забор воды осуществляется селективным водозабором.