Способ охлаждения циркуляционной воды тепловой электростанции энергокомплекса Советский патент 1984 года по МПК F28B9/06 

1 Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в энергокомплсксах с тепловыми электростанциями (ТЭС)5 циркуляционная вода конденсаторов которых охлажд;ается в прудах-охладителях, являющихся водоемами гидроаккумулиругопшх электростанций (ГАЭС). Известен способ охлаждения циркуляционной воды тепловой или атомНой электростанции путем сброса нагретой воды в водохранилище-охладитель, перемешнвайия слоев воды в водохрани1шще5 движущихся транзитным потоком от водосброса к водочабору lj . Однако этот способ не обеспечивает эффективное охлажпение нагретых 11 1ркуляционньгх вод электростанции ввиду того, что при таком режиме работь в водохранилищах-охладителях образуются застойные зоны и охлаждающая способность их снижается. Известен способ охлаждения циркуяяционной воды ТЭС энергокомплекса путем сброса нагретой циркуляционной воды в верхнее водохранилище-охладитель, одновременной подачи воды в верхнее водохранилище из нижнего водохранилища агрегатами гидроаккумулиругащей электростанции и перемепп{вания слоев воды в верхнем водохранилище L2J , Недостаток данного способа заключается в том, что несмотря на принятые меры по развитию активной площади для охлаждения сбрасываемой воды Б водохранилище-охладителе имеются застойные зоны, что снижает интенсивность теплообмена. Целью изобретения является интенсификация теплообмена в верхнем водохранил1ще-охладителе энергокомплек са . Поставленная цель достигается тем что согласно способу охлаждения циркуляционной воды тепловой электроста ции энергокомплекса путем сброса нагретой циркуляционной ВОДЬ в верхнее водохранилище-охладитель, одновремен ной подачи воды в верхнее водохранилище из нижнего водохранилища агрега тами гидроаккумулирующей электростан ции и перемещивания слоев воды в верхнем водохранилище, йодачу воду в верхнее водохранилище из нижнего осу ществляют в постоянном импульсном ре жиме с периодом не менее периода соб 14I ствекных 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 зависимости относительной температуры -ь на водозаборе ТЭС от относительного периода -;;;- работы ГАЭС при разтгичных относительных расходах (Т - период собствертных колебаний струи воды, сбрасываемой с конденсаторов ТЭС в водохранилип1е; Т - период работы ГАЭС; tj - температура воды на Водозаборе ТЭС; tg - естественная температура воды; fit - период температур на конденсаторах ТЭС; Qi-g расход циркуляционной воды ТЭС; Qj- - расход ГАЭС в импульсе). Энергокомплекс содержит ТЭС 1, верхнее водохранилище-охладитель 2, ГАЭС 3, нижнее водохранилище-охладитель 4 ( фиг. 1) . Охлс1ждение циркуляционной воды ТЭС энергокомплекса осуществляется следующим образом. С 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 смещения) 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 ГАЭС 3. Подачу воды в глубинные слои водохранилища-охладителя 2 агрегатами ГАЭС 3 3 в часы провала в графике нагрузки и забор ее на агрегаты ГАЭС 3 в часы пика в графике нагрузки осущес вляют в постоянном импульсном режим с периодом, превышающим 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 собс венных колебаний струи воды, подава мой или забираемой из водохранилища 1, определяется по зависимости где u - скорость течения воды на входе в основную часть водо хранилища 2| расстояние от осц течения на входе в основную часть водохранилища 2 до берега в наиболее широкой его част по нормали к указанной оси; 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 мод ли работы энергокомплекса составляются кривые зависимости относительной температуры воды на водозаборе ТЭС 1, выражаемой отношением , от относительного периода рабо,ты ГАЭС 3, выражаемого отношени тя- , при различных относительных расходах Q IA (фиг. 3). При этом при заданной форме вод хранилищ 2 и 4 и графике работы ГАЭС 3 температура воды на водозаб ре ТЭС 1 зависит от следующих безразмерных параметров: QT,C Л. TQ,,,,Q а,зс где оС - нормированный коэффициен теплоотдачи; соответственно площадь в дохранилищ 2 и 4; W , WH - соответственно объем вод в водохранилищах 2 и 4. 44 -период работы ГАЭС 3; -расход циркуляционной воды ТЭС 1 ; . - расход ГАЭС 3 в импульсе. При проведении расчетов, фиксируя величины 51JJ и W, отделяют влияние водохранил1гща 2 на гидротермический режим и анализируют только влияние режима работы ГАЭС 3, на основании которых получают кривые (фиг. 3) В расчетах оба водохранилища принимаются прямоугольными с Соотношением сторон 3:1 с постоянной глубиной. Кроме того, принимаются следующие допущения: J2J7 W т W 2QTKгде С,, л и Т - 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 падение практически прекращается, т.е. температура воды tj на водозаборе ТЭС 1 достигает минимального значения. При увеличении расхода ГАЭС 3 минимум при Т TQ 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 и период работы ГАЭС 3 древышает 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 заS

висит от фермы водо( мл ,, i-tin.iij fli::ти его ложа;, соо1-но а :г1и pa::;.( ГАЭС 3 к длиГ1;ль ог.т; кмг:уль::(1: п

насосном и ТУрбИ-.:--;;-. рР:;,1ИМсЬ;,

11редлагаем1)Пи импульсный режим работы ГАЭС 3 способствует иитеиснфи кации прои-сса смгп-екия слое:; ь ncs/iiворотных зонах, обеспечинает г ъ-тенсивную диффузию тепловой ноды в те зоны водохранилища-охладителя 2. в которые при другом режиме работы ГАЭС 3 теплая вода проникает очень слабо. При этом расход ГлЗС 3 в нмзанясимостИс, обеспечивает искомую перестройку структуры течения

Предлагаем;)1й способ охлаждения «;)ды позволяет, таким образом, увел:ичлть эффективную площадъ теплоотдачи в водохранилищах, интенсифици:: --;ать теплообмен и соответственно сьизить температуру воды на конденса орах ТЭС 1, что повышает ее мощность,, и сбрасывать воду в нижнее юдох))анили|ЦС с соблюдением требуемь Х эколог ;ческих н.трмаквов, Зтим ; агже ;iocTt;r-asT: я увеошчение зффек иниосги и noEiii-neHne зкг нпмичности )Г;;кс1-г;1: г :--;:.-;;.

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 агрегатами- гидроаккум-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.