Устройство для увеличения активной площади водохранилища-охладителя Советский патент 1984 года по МПК F28B9/06 

Изобретение относится к теплоэнер гетике и может быть использовано в оборотных системах водоснабжения тепловых и атомных электростанций и других отраслей. Известно устройство для увеличения активной площади (поверхности) водохранилища-охладителя неблагоприя ной формы при повышении его охлаждаю щей способности (обеспечении эффективного использования зеркала пруда для целей охлаждения воды), за счет увеличения ширины транзитного потока (транзитной струи) и уменьшения площади водоворотных зон в нем с исполь зованием для этой цели струераспределительных устройств (сооружений), выполняемых в виде перегородок с щелью, водосливов, фильтрующих дамб и т.п., которые возводятся обычно у места выпуска теплой воды в водоем С Однако использование указанного устройства для увеличения активной площади водохранилища-охладителя является очень дорогим, связано с затруднениями по осуществлению регу лирования работы охладителя и эксплуатации водоема и при некоторых сложных очертаниях зеркала водохранилища трудно осуществимым. Известно устройство для увеличения активной площади водохранилищаохладителя, содержащее подводные струераспрёделительные устройства, установленные в местах поворотов струи транзитного потока в сечениях водохранилища, преимущественно совпадающих по направлению с биссектри СОЙ угла поворота потока L21. Недостаток такого устройства зак лючается в том, что при некотором повьшении эффективности охлаждения оно является дорогим вследствие значительной материалоемкости конст рукции подводного струераспределительного устройства, работающего в зоне максимального воздействия внеш них сил на него, и по условиям трудоемкости выполнения используемых струераспредепительных устройств, резко увеличивающейся в случае возведения последних на существукщих водохранилищах. При использовании указанного устройства затруднено ре гулирование работы охладителя как при сработке водохранилища ниже нор мального подпорного уровня и соотве ствующем увеличении при этом-скорос ти подхода воды к струер спределит.ельных устройствам, так и в случае неблагоприятного по условиям укорочения пути и уменьшения ширины транзитного потока, отрицательно сказывающихся на охлаждакнцей способности охладителя, смещения транзитной струи под влиянием установившегося ветрового воздействия на нее, когда возникает необходимость выполнения переборки установленньк струераспределительных решеток с заменой другими с иным размером ячеек в целях поддержания эффективности работы охладителя в условиях указанного измене ния гидрометеорологических условий. При использовании известного способа увеличения активной Площади водохранилища-охладителя с помощью струераспределительных решеток возникают затруднения по обеспечению про-, пуска плавающих предметов и передви-f жения плавсредств по водоему и по вьтолнению иных требований водного хозяйства, связанных с комплексным использованием водохранилища. Кроме того, при возможности забивки струераспределительных решеток pacтиteльностью и другими плавающими предметами эффективность их работы понижается в связи с нарушением при этом , равномерности распределения удельной гидротермической нагрузки по фронту растекания транзитного потока, что ухудшает охлаждакмцую споность охладителя. Цельюизобретения - повьппение эффективности охлаждения Путем увеличения ширины транзитного потока. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для увеличения активной площади водохранилища-охладителя, содержащем подводные струераспрёделительные устройства, установленные в местах поворота струи транзитного потока в сечениях водохранилища, преимущественно совпадающих по направлению с биссектрисой . угла поворота потока, каждое струераспределительное устройство вьтолнено в виде трубопровода с yctaнoвлe O ыми на нем с интервалом по длине насадками расположенными под острым углом к горизонту и направленными навстречу транзитному потоку. При этом насадки установлены с возможностью изменения угла наклона

На фиг. 1 изображен схематический, план водохранилища-охладителя, имеющего сложное очертание зеркала воды,. с расположением струераспределительных устройств и течений транзитной струи; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2, в створе струераспределительного устройства со схемой истечения свободных струй; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3, изображающий результирующую эпюру взаимодействия транзитного потока и свободных струй, истекающих из насадков.

Устройство содержит установленные в водохранилище-охладителе подводные струераспределительные устройства 1 (фиг. 1) на глубине , выполненные в виде трубопровода 2 с насадками 3 для выпуска струй 4 воды, установленными с интервалом С по длине трубопровода 2 (фиг. 2 и 3). Струераспределительные устройства 1 расположен. в местах поворотов струи транзитногЪ потока в сечениях водохра- нилища, совпадающих по направлению с биссектрисой угла поворота потока, первоначальные границы которого условно изображены линией 5 (фиг. 1). Трубопроводы 2 подключены к береговы 1насосным станциям 6. Границы потока при установке струераспределительных

устройств 1 условно изображены линией 7.

Устройство для увеличения активной площади водохранилища-охладителя работает следующим образом.

К устройствам 1 от береговых насоных станций 6 по трубопроводам 2 подводится вода, которая истекает свободными расширяющимися струями 4 из насадков 3 во встречном к транзитному потоку направлении под острым углом OL к горизонту (фиг 2). При этом путем алгебраического сложения взаимно противоположно направленных векторов скорости транзитного потока V и составляющей U вектора продольной скорости О (фиг. 2) указанных свободных струй 4 гасят (уменьщают) скорость транзитного потока на участках по его щирине, пересекающихся с пограничным слоем расширяющихся свободных струй 4, за счет чего увеличивают ширину упомянутого потока с перемещением первоначальных границ линий 5 последнего в новое положение 7. Вследствие

этого увеличивают активную, площадь охладителя за счет уменьшения водоворотных и тупиковых зон в нем и повышают его охлаждающую способность

При изменении гидрометеорологических условий, например понижении уровня водохранилища в летнее время на 0,5 м и соответствующем увеличении при этом скорости V транзитного потока, увеличивают расход воды, истекающей из насадков 3, или уменьшают величину угла dL вьтуска струй 4, либо изменяют обе эти величины, что обеспечивает увеличение протиьоположно направленной скорости О, свободных струй 4 и сохранение степени относительного гашения скорости транзитного потока, как и в случае нормального уровня, с увеличением активной площади аналогично вьш1еописанному.

Заглубление трубопроводов 2, количество их рядов по глубине сечения транзитного потока принимаются в зависимости от величины этой глубины, вида плотностей стратификации, взаиморасположения поверхностного и донного потоков для каждого конкретного водохранилища-охладителя с учетом обеспечения расширения свободных струй 4 в потоке воды встречного им направления, принятой величины угла 1ЭС выпуска этих струй и требований по обеспечению пропуска плавающих предметов и средств по водоему.

Уточнение указанных расчетных величин, а также длины трубопроводов 2, интервала ajмежду насадками 3 в увязке с площадью выходного отверс:тия последних должно производиться на основании результатов лабораторны исследований конкретного охладителя на его крупномасштабной гидротермической модели одновременно с определением местоположения створов для струераспределительных устройств .f .

Таким образом, использование предлагаемого способа увеличения активной площади водохранилища-охладителя при повьш1ении его охлазкдающей способности обеспечивает по сравнению с известным способом уменьшение капитальных вложений и трудозатрат на возведение струераспределительньЬс устройств 1 в связи с упрощением их конструкции, снижением материалоемкости и облегчением условий производства строительных работ, уменьшение эксплуатационных затрат по обес

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ АКТИВНОЙ 1Ш01МИ ВОДОХРАНИЛИЩАОХЛАДИТЕЛЯ, содержащее подводные струераспределительные устройства, установленные в-местах поворота струи транзитного потока в сечениях водохранилища, преимущественно совпадающих по направлению с биссектрисой угла поворота потока, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения путем увеличения ширины транзитного потока, каждое струераспределительное устройство выполнено в виде трубопровода с установленными на нем с интервалом по длине насадками, распо« ложенными под острым углом к горизонту и направленными навстречу транзитному потоку. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что насадки установлены с возможностью изменения угла наклона.