УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА ПРИДОННЫХ СЛОЕВ ВОДЫ В ВОДОЕМЕ-ОХЛАДИТЕЛЕ

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах охлаждения водоснабжения электростанции.
В системе оборотного водоснабжения электростанции на одном конце водоема-охладителя воду забирают в конденсатор паротурбинной установки, где она нагревается. Нагретая вода сбрасывается в другой конец водоема-охладителя и затем транзитным потоком движется по его поверхности к зоне водозабора на конденсатор паротурбинной установки. Практически основная часть транзита отепленных вод проходит в зоне, где в летний период времени развиваются голофиты (воздушно-водная растительность) и погруженная растительность. Это приводит к усилению зарастания водоема-охладителя. Кроме того, повышение температуры воды отрицательно сказывается и на экологической обстановке среды обитания рыб и увеличивает безвозвратные потери воды из-за более интенсивного ее испарения. Можно улучшить экологическую обстановку в водоеме-охладителе и уменьшить потери воды испарением. Для этого в водоеме-охладителе воду охлаждают за счет подъема придонных слоев воды.
Известно устройство для подъема придонных слоев воды в водоеме-охладителе, содержащее вертикальную трубу с лопастным винтом, соединенным с ветровым двигателем (RU 2044825, 27.09.1995).
Недостатком такого устройства является бесполезность его применения в регионах с незначительными ветровыми потоками.
К настоящей полезной модели наиболее близким техническим решением из известных (прототипом) является устройство для подъема придонных слоев воды в водоеме-охладителе, содержащее трубопровод сжатого воздуха, выпускной участок которого установленным внутри трубы Вентури на глубине водоема-охладителя с образованием смесителя (RU 52020. 10.03.2006).
Данное устройство позволяет охлаждать поверхностные слои воды относительно глубоких водоемов-охладителей.
Однако, водоемы-охладители АЭС и ТЭС обычно образуют за счет отчуждения от больших водохранилищ их краевой части. Зачастую при этом организуется затопление низменных участков, что еще больше увеличивает площадь мелководной части водохранилища, иногда составляющей более 60% общей площади водоема.
Как следствие на большой части площади водоемов-охладителей существует практически нулевая стратификация, так как зачастую лишь на 30-40% площади глубина воды составляет пять-шесть метров.
При этом на водоемах-охладителях ТЭС и АЭС не используется термический потенциал глубинных участков водоемов, который активно функционирует на глубинах пяти метров и более в результате взаимодействия низких термосоустойчивых температур земного дна водоема.
Недостаток прототипа заключается в недостаточном охлаждении поверхностных слоев относительно мелких водоемов-охладителей, что ухудшает экологическую обстановку в водоеме-охладителе и увеличивает потери воды испарением.
Технической задачей полезной модели является повышение степени охлаждения поверхностных слоев относительно мелких водоемов-охладителей путем использования термосоустойчивых свойств глубинных участков почвы дна этих объектов.
Техническая задача решается в устройстве для подъема придонных слоев воды в водоеме-охладителе, содержащем трубопровод сжатого воздуха, выпускной участок которого установленным внутри трубы Вентури на глубине водоема-охладителя с образованием смесителя, при этом в дне водоема-охладителя выполнена шахта глубинной выработки, в которой размещен смеситель.
В шахте, выполненной в дне водоема-охладителя, обеспечивается уровень температур не более 4°С за счет термосоустойчивого режима его земного дна водоема-охладителя, поэтому размещение в них выходных участков воздуховода приведет к подъему более холодной воды и интенсивному теплообмену ее с теплыми поверхностными водами.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 приведен общий вид устройства для подъема придонных слоев воды в водоеме-охладителе; на фиг.2 - фрагмент устройства в зоне смесителя.
Устройство для подъема придонных слоев воды в водоеме-охладителе 1 содержит трубопровод 2 сжатого воздуха, выпускной участок 3 которого установленным внутри трубы 4 Вентури на глубине водоема-охладителя 1 с образованием смесителя. В дне водоема-охладителя 1 выполнена шахта 5 глубинной выработки, в которой размещен смеситель. Шахта 5 представляет собой выработку глубиной более четырех-пяти метров на дне водохранилища. Шахта 5 является зоной стабильной температуры почвы (в летний и зимний период на уровне 4°С) и зоной постоянного термосоустойчивого воздействия дна водоема. Выпускной участок 3 трубопровода 2 снабжен форсункой 6. Труба 4 имеет водозаборные отверстия 7. Сжатый воздух обеспечивается компрессором и ресивером (не показаны).
В зависимости от требуемой производительности устройства в дне водоема-охладителя может быть выполнено несколько шахт, а в каждой шахте может быть размещено несколько смесителей. Смесители могут иметь блочную конструкцию.
Глубинная выработка земли в одном или нескольких местах осуществляется в дне водоема-охладителя подобно стволу шахты. Стенки ствола шахты закрепляются бетоном, железобетоном или другими материалами
Устройство для подъема придонных слоев воды в водоеме-охладителе работает следующим образом.
Сжатый воздух по трубопроводам 2 подается в смесители или блок смесителей, расположенных в глубинных шахтах 5 водоема-охладителя 1. Далее воздух через форсунки 6 барботирует в трубу 4 Вентури, увлекая за собой холодную воду придонного слоя. Холодная вода поднимается вверх, где интенсивно перемешивается с теплыми поверхностными слоями воды. При этом выравнивается эпюра температуры по глубине водоема 1, а температура поверхностных слоев воды, где в основном развивается растительность и обитают рыбы, снижается до требуемого значения.