СИФОННЫЙ СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ОБОРОТНОЙ ВОДЫ
SIPHONOUS METHOD OF COOLING WATER TREATMENT

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в системах охлаждения оборотной воды тепловых и атомных станций.
Паровые турбины тепловых и атомных станций охлаждаются с помощью оборотной воды, циркулирующей в замкнутой системе, которая содержит устройство для ее охлаждения.
Известен способ охлаждения оборотной воды в градирнях башенного типа (патент РФ №2196947, МПК F28C 1/00), включающий создание развитой поверхности теплой оборотной воды. Для этого внутри вытяжной башни теплая оборотная вода с помощью водораспределительной системы разбрызгивается в виде мелких капель, которые падают на плоские листы оросителя и стекают с них в подоросительное пространство, а затем в водосборный бассейн. Теплая вода нагревает воздух внутри башни, который, под действием архимедовой силы, поднимается вверх и выходит через верхний конец башни, при этом в подоросительное пространство поступает поток холодного наружного воздуха. Взаимодействие развитой поверхности оборотной воды с потоком холодного наружного воздуха приводит к ее охлаждению, при этом теплообмен осуществляется в основном за счет испарения.
Недостатками данного способа охлаждения оборотной воды являются большие потери воды в результате испарения, вследствие чего возникает необходимость постоянного пополнения ее из естественных источников.
Известен способ охлаждения оборотной воды в сухих градирнях, при котором исключаются потери оборотной воды (патент РФ №2392555, МПК F28C 1/00), который осуществляется следующим образом. Внутри градирни размещается теплообменник с развитой контактной поверхностью. Через теплообменник с помощью насосов прогоняется теплая оборотная вода. В градирне с помощью вентилятора, расположенного в ее верхней части, создается поток холодного наружного воздуха, поступающего внутрь через воздуховходные окна, расположенные в ее основании. Поток наружного воздуха, взаимодействуя с развитой контактной поверхностью теплообменника, охлаждает протекающую через него оборотную воду, при этом потери воды исключаются.
Недостатком данного способа охлаждения является низкая эффективность. Она обусловленна тем, что при контактном теплообмене из-за низкой теплоемкости воздуха теплая оборотная вода не может отдать большое количество тепла.
Задачей изобретения является повышение эффективности охлаждения оборотной воды.
Техническим результатом является разработка способа повышающего эффективность охлаждения оборотной воды и исключающего ее потери, а также не требующего дополнительных энергозатрат.
Технический результат достигается тем, что в способе охлаждения оборотной воды, включающем прокачивание с помощью насосов теплой оборотной воды через теплообменник с развитой контатной поверхностью, теплообменник помещается в емкость-охладитель, в которую, с помощью сифонного трубопровода, уложенного вдоль дна реки вверх по течению, подается речная вода за счет потенциальной энергии воды, определяемой разностью уровней в воде, на которых находятся концы сифонного трубопровода.
Помещение теплообменника с развитой контактной поверхностью в емкость-охладитель, в которую подается речная вода, повышает эффективность охлаждение оборотной воды в теплообменнике за счет высокой теплоемкости воды.
Подача речной воды в емкость-охладитель с помощью сифонного трубопровода осуществляется за счет потенциальной энергии воды в реке, находящейся выше места забора воды.
Реализация предлагаемого способа охлаждения оборотной воды поясняется схемой, представленной на фиг. 1а) и б). Способ осуществляется следующим образом. Теплая оборотная вода по трубопроводу 1 с помощью насосов прокачивается через теплообменник 2 с развитой контактной поверхностью. Теплообменник 2 помещается в емкость-охладитеь 3, расположенную на берегу реки. В емкость-охладитель 3 по сифонному трубопроводу 4 подается речная вода, которая вытекает из него в реку по сливному трубопроводу 5. Сифонный трубопровод 4 уложен вдоль дна реки вверх по течению, как это показано на фиг. 1б) и представляет собой сифонную трубу, выходной конец которой находится на уровне ниже входного конца на расстоянии Н. Изменением величины разности уровней концов сифонной трубы Н можно регулировать количество подаваемой речной воды в емкость-охладитель 3, а значит и интенсивность охлаждения оборотной воды. Речная вода подается в емкость-охладитель 3 за счет потенциальной энергии воды в реке, находящейся выше по течению от места забора воды.
Был построен макет устройства для реализации сифонного способа охлаждения оборотной воды. Эксперименты показали эффективность предложенного способа охлаждения оборотной воды и возожность регулирования интенсивности охлаждения, при этом дополнительные энергозатраты для процесса охлаждения не потребовались.