RU2162919C2

RU2162919C2 - Method of cooling the circulating water in cooling pond

Info

Publication number: RU2162919C2
Application number: RU99109829/03A
Authority: RU
Inventors: Г.В. Викторов; Н.С. Кобелев
Original assignee: Курский государственный технический университет
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2001-02-10

Abstract

FIELD: power engineering; applicable in circulating water supply systems of thermal and nuclear power plants with cooling ponds. SUBSTANCE: method includes discharge of warm water onto cooling pond, its cooling and water intake, more efficient use of evaporated surface of cooling pond due to lifting of bottom water layers by supply of a part of discharge warm water to bottom part in zone of water intake. Flow of discharged warm water is swirled through widening nozzles with internal curved spiral guides installed on pipelines at angle of 45 deg to current of transit flow and located at level of water surface in pond. Water intake is performed by selective water intake device. EFFECT: reduced temperature of taken water to theoretically possible value and considerable increase of efficiency of using evaporation surface of cooling pond. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в оборотных системах водоснабжения тепловых и атомных электростанций с прудом-охладителем. The invention relates to the field of energy and can be used in circulating water systems of thermal and nuclear power plants with a cooling pond.

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. A known method of cooling circulating water in a cooling pond (see Farfarovsky B.S., Pyatov Y.N. Design of coolers for industrial water supply systems. - L. - M.: 1960, p. 34 - 38, Fig. 11 - 12 ), including the discharge of thermal water into the cooling pond, its cooling and the intake of chilled water.

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. The disadvantage of this method is the inefficiency of using the evaporation mirror of the cooling pond due to the drop in temperature pressure between the cooled water and the cooling atmospheric air that occurs when two streams are mixed, namely, cold bottom and warm discharged waters.

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. A known method of cooling circulating water in a pond cooler (see AS N 800308 MKI E 03 B 1/00, Bull. N 4, 1981), including the discharge of warm water into the pond cooler, its cooling and intake of chilled water and more efficient use of the evaporation mirror of the cooling pond by raising bottom water layers by supplying part of the discharged warm water to the bottom part in the intake zone.

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. The disadvantage of this method is the incomplete use of the effect of heat and mass transfer between the mirror surface of the cooling pond and cold atmospheric air due to the presence of only translational movement of the cooled water.

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.The technical task of the invention is to reduce the temperature of the drawn water to a theoretically possible value and to significantly increase the efficiency of using the evaporation mirror of the cooling pond by swirling the flow of discharged warm water through expanding nozzles with internal curved helical guides installed on the pipeline at an angle of 45 ^o to the transit flows along them flow at the level of the water mirror in the pond, and water is taken by selective intake of cold water.

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.The technical result is achieved by the fact that the method of cooling the circulating water in the cooling pond, including discharging warm water into the cooling pond, cooling it and taking chilled water, more efficient use of the evaporation mirror of the cooling pond by raising the natural layers of water by supplying part of the discharged warm water in the bottom part in the water intake zone, includes swirling the flow of the main part of the discharged warm water through expanding nozzles with internal curved helical guides installed on and the pipeline at an angle of 45 ^o to the transit stream in the direction of its movement and placed at the level of the water mirror in the pond, and the water intake is carried out by selective intake of cold water.

На фиг. 1 изображена схема реализации предлагаемого способа, а на фиг. 2 - развертка внутренней поверхности расширяющейся насадки с криволинейными винтообразными направляющими. In FIG. 1 shows a diagram of the implementation of the proposed method, and in FIG. 2 - scan of the inner surface of the expanding nozzle with curved helical guides.

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.Warm water is supplied through pipeline 1 to the spillway zone of the cooling pond 2, chilled water from the intake zone is discharged by pipeline 3 to TPPs or nuclear power plants. Part of the discharged warm water flows through pipeline 4 to the bottom part in the catchment area. In this case, mixing of warm and cold water occurs. The main part of the flow of cooled water is discharged through pipeline 5, on which expanding nozzles 6 with internal curved helical guides 7 are installed, oriented at an angle of 45 ^° to the transit stream 8 along their flow, connected by means of a flexible insert 9 to the pipeline 5. Water intake from cooler pond 1 is carried out using selective intake 10 of cold water.

Предлагаемый способ охлаждения циркуляционной воды в пруде-охладителя реализуется следующим образом. The proposed method for cooling circulating water in a cooling pond is implemented as follows.

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.Warm water is supplied through pipeline 1 to the catchment area of the cooling pond 2, chilled water from the intake zone is discharged by pipeline 3 to TPPs or nuclear power plants. Part of the discharged warm water flows through pipeline 4 to the bottom part in the catchment area. In this case, mixing of warm and cold water occurs. As a result, the density of water decreases and bottom water rises to the surface. The main part of the water flow is discharged through pipeline 5, on which expanding nozzles 6 with internal curved helical guides 7 are installed, oriented at an angle of 45 ^° to the flow of transit stream 8, connected with a flexible insert 9 to pipeline 5 at the level of the water mirror in the pond. When passing through expanding nozzles 6 with internal curvilinear helical guides 7, the flow of warm discharged water swirls and expanding waves form on the surface of the water in the cooling pond 2, increasing the surface of the mirror and the contact area of water and cold atmospheric air up to 1.5 times. Placing expanding nozzles at an angle of 45 ^° to the flow of the transit stream creates favorable conditions for the interaction of waves with warm discharge water and cold water in a reservoir coming from the river, and expanding waves of warm discharge water, resisting the flow of transit jets, intensively mix in a large volume creating standing waves, they are effectively in contact with cold atmospheric air. The presence of a flexible insert 9 between the expanding nozzles 6 and the pipeline 5 allows the first to be constantly on the wave crest and ensures the creation of waves within the boundary layer, which also enhances the heat transfer process. The fluctuation of the amount of discharged warm water over time due to uneven water consumption creates the conditions for the formation of the effect of amplification of waves and interference in expanding nozzles and after them, contributing to the effect of cooling warm water. The use of selective water intakes 10 provides the intake of colder water in the area of its intake, and the high-altitude location and their structural solution are solved using the Richardson criterion.

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. The creation of a swirling flow of warm discharged water and waves on the surface of the cooling pond and the corresponding orientation of the expanding nozzles increase the area of the water mirror in the pond, the contact surface between warm water and cold atmospheric air, ensuring the efficiency of heat and mass transfer between them, allows under certain conditions to reduce the temperature of chilled water to the theoretically possible, and selective water intake allows you to take the coldest mass of water.

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. The originality of the proposed method for cooling circulating water in a pond cooler consists in combining the use of the swirl effect and selectivity to increase the efficiency of using the mirror of the pond cooler for cooling and lowering the temperature of the water taken from the pond cooler.

Claims

A method for cooling circulating water in a cooling pond, including discharging warm water into a cooling pond, cooling it and taking water, more efficient use of a labor-cooler evaporation mirror by raising the bottom layers of water by supplying part of the discharged warm water to the bottom part in the intake zone, characterized in that the swirling flow of discharged warm water occurs through expanding nozzles with internal curved helical guides installed on the pipeline at an angle of 45 ^o to the flow in transit water flow, placed at the level of the water mirror in the pond, and water intake is carried out by selective water intake.