Система для аэрации стратифицированных водохранилищ тепловых электростанций Советский патент 1986 года по МПК C02F7/00 C02F103/10 

Изобретение относится к обработке природных и сточных вод и может быть использовано для ведения водного и рыбного хозяйств естественных и искусственных водохранилищ, а также в теплоэнергетике.

Цель изобретения - повышение эффективности аэрации и снижение затрат энергии на аэрацию при одновременном уменьшении безвозвратных по- терь воды на испарение из водохранилища

На фиг, 1 изображена предлагаемая система, план; на фиг. 2 - разрез Ана .1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Система содержит тепловую электрическую станцию 1 с водохранилищем 2, водозаборным устройством 3, циркуляционными насосами 4 и водосбросным каналом 5. В конце канала 5 уста новлена вертикальная полая шахта 6, верхняя плоскость которой размещена на уровне дна канала, а нижняя выведена в приямок 7, дно которого расположено ниже самого глубоководного места придонного слоя 8 водохранилища. Внутри средней части шахты по ширине канала 5 размещен коллектор 9 с соплами 10, ориентированными вверх Коллектор 9 посредством трубопро- вода 11 сбросной воды соединен с ТЭС. Элементы 6,9-11 представляют собой вертикальный эжектор. К концу канала 5 примьжает горизонтальный раструб 52, конец которого выведен в приповерхностный слой 13 водохранилища. Водозабор на ТЭС осуществляется из верхнего слоя через горизонтальный раструб 14 циркуляционными насосами 4. Трубопровод 15 вьтеден в приямок 16, который размещен в придонном слое 8, и через регулятор расхода воды 17 соединен с насосами 4. Вопохтэанилище состоит из глубоководной 18, мелководной 19 и переходной 20 частей. Глубоководная часть водохранилища стратифицированная по темпера- Tyipe, т.е.. имеет три слоя по глубине: холодный придонный 8, теплый приповерхностный 13 и слой 21 смеше- НИН. Слои 8 и 13 не перемешиваются по всему водохранилищу, в связи с чем слой 8 имеет меньшую, чем слой 1 температуру и меньшее содержание кислорода из-за использования его раз личными потребителями (декструкция органических и неорганических веществ, жизнь гидробионтов и т.д.).

5 Q °

5

0

5

5

Мелководная часть 19 - непроточная или малопроточная с температурой меньшей, чем в слое 13, из-за большего времени охлаждения, с обильным содержанием живых организмов, растительности и кислорода. Слой 21 насыщается кислородом до уровня слоя 13 после затяжных ветров и обескис- лораживается до уровня слоя 8 после длительных штилевых условий. На фиг. 2 показаны качественные распределения по глубине температуры Т, скорости и , содержанию кислорода Og .

Система работает следуюш нм образом.

Часть сбросных теплых вод ТЭС по трубопроводу 11 и коллектору 9 подают к соплам 10, через которые воды в виде струй с некоторой скоростью стекают,вертикально вверх. Эти струи за счет скоростного напора, градиента температур и пузырьков воздуха, захватываемого циркуляционными насосами 4, эжектируют холодную воду придонного слоя 8 из приямка 7 и поднимают ее вверх, где она смешивается с остальной частью теплового сброса, уменьшая тем самым температуру смеси, и через раструб 12 поступает в верхний слой 13 водохранилища. На место поднятой воды из приямка 7 поступает вода нижнего слоя 8 от самых отдаленных мест водохранилища. Эжек- тирование воды из приямка 7 осуществляется таким образом, чтобы не нарушить стратификацию в районе приямт ка. Это условие обеспечивается подбором размеров приямка и шахты, количеством сопл, расходом воды через коллектор, температурами сброса, слоев 8 и 13 каждого конкретного водохранилища, -ТЭС, времени года и т.д.

Сброс воды в слой 13 также осуществляется без нарушения стратификации, что обеспечивается в основном углом, длиной и высотой раструба 12, разностью температур слоев 13 и 8. Поступившая в слой 13 теплая вода направляется к водозаборному устройству 3 на ТЭС, по пути охлаждается, отдавая тепло в атмосферу, и аэрируется как в результате диффузии кислорода воздуха через границу раздела, так и фотосинтезом. Часть вода верхнего слоя из глубоководной части 18 поперек оси водохранилища поступает в мелководную часть

19, где вследствие длительного времени пребывания и более стабильного режима фотосинтеза охлаждается и аэрируется. Затем эта воды также поперек оси водохранилища направляется сверху вниз в придонный слой для восполнения в нем воды, забираемой вертикальным эжектором, при этом вносится кислород в придонный слой.

Температура воды, поступающей через раструб 12 в водохранилище, из-за подмешивания холодной воды слоя 8 уменьшается по сравнению с темпзра- турой сбросной воды без подмешивания, в результате чего испарение в атмосферу, а значит и безвозвратные потери воды будут меньше. При этом интенсивность отдачи тепла от водохранилища в атмосферу не уменьшится, ибо

при подлешивании воды нижнего слоя средняя скорость воды в верхнем слое возрастает, способствуя тем увеличению конвективной составляющей

теплообмена системы вода-воздух.

Уменьшение температуры забираемой через раструб 14 из слоя 13 яа ТЭС воды в летнее время осуществляется путем подмешивания холодной водгл

слоя 8 через приямок 16, трубопровод 15 и регулятор 17 расхода.

образом, используя кинети- ческую, тепловую и потенциальную энергии теплового сброса ТЭС, без

дополнительных затрат осуществляется аэрация стратифицированного водохранилища тепловой электростанции при одновременном уменьшении потерь воды на испарение из водохранилища

ИЗ

Редактор Н.Гунько

Составитель Л.Суханова Техред Л.Олейник

2026/17

Тираж 864 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор И.Муска

Подписное