СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ ВОДЫ В ПРУДЕ-ОХЛАДИТЕЛЕ
COOLING METHOD OF CIRCULATING WATER IN COOLING WATER POND

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в оборотных системах водоснабжения тепловых и атомных станций с прудом-охладителем.
Известен способ охлаждения циркуляционной воды в пруде-охладителе (Бирман Л.Д. Испарительное охлаждение циркуляционной воды. - Л., 1949, с.63-70), включающий сброс теплой воды, ее охлаждение за счет естественных природных процессов и забор воды из верхнего слоя пруда-охладителя.
Охлаждение воды в пруде-охладителе происходит на поверхности водоема и в придонном слое. Охлаждение на поверхности осуществляется за счет передачи тепла окружающему воздуху и в результате испарения воды. В придонном слое вода охлаждается за счет теплообмена с дном водоема. При охлаждении воды в пруде-охладителе возникает стратификация, при которой холодная вода оказывается в придонном слое, а теплая вода в поверхностном слое. Чтобы увеличить время контакта теплого поверхностного слоя воды с наружным воздухом строят струенаправляющие дамбы, увеличивающие путь транзитной струи от места сброса до места забора воды.
Недостатком такого способа охлаждения циркуляционной воды является высокая температура забираемой воды в летний период работы станции. При высокой температуре и большой влажности воздуха охлаждение циркуляционной воды до нужной температур за счет теплообмена с воздухом и испарения не достигается.
Известен способ охлаждения циркуляционной воды в пруде-охладителе, при котором предлагается понизить температуру забираемой воды за счет использования холодной воды придонного слоя (а.с. СССР №800308, МКИ Е03В 1/00, Бюл.№4, 1981). Способ включает сброс теплой воды в пруд-охладитель, охлаждение ее за счет естественных природных процессов и забор воды из верхнего слоя пруда-охладителя, при этом в придонную область зоны водозабора по специальному трубопроводу подают часть сбрасываемой теплой воды. Поступающая теплая вода перемешивается с холодной водой придонного слоя и нагревает ее, в результате чего плотность воды придонного слоя уменьшается и она поднимается вверх, где ее забирают и подают в конденсаторы паровых турбин.
Недостатком такого способа охлаждения циркуляционной воды является высокая температура забираемой воды из пруда-охладителя в летний период работы станции, поскольку подъем холодной воды придонного слоя в зоне водозабора осуществляется путем перемешивания воды придонного слоя с частью теплой сбрасываемой воды, в результате холодная вода придонного слоя нагревается, а температура забираемой воды повышается.
Задачей изобретения является снижение температуры забираемой воды из пруда-охладителя в летний период работы станции.
Техническим результатом изобретения является снижение температуры забираемой воды из пруда-охладителя в летний период работы станции за счет использования холодной воды придонного слоя, при этом температура забираемой воды регулируется.
Технический результат достигается тем, что в способе охлаждения циркуляционной воды в пруде-охладителе, включающем сброс теплой воды в пруд-охладитель, охлаждение ее за счет естественных природных процессов и забор воды из верхнего слоя пруда-охладителя, зона водозабора отгораживается от остального объема пруда-охладителя перегородкой, верхний край которой расположен выше уровня воды в пруде-охладителе, а нижний край расположен у его дна, образуя просвет между перегородкой и дном, через который в зону водозабора холодная вода придонного слоя поступает при заборе ее из пруда-охладителя, при этом температура забираемой воды регулируется величиной просвета между перегородкой и дном пруда-охладителя.
Реализация предлагаемого способа охлаждения циркуляционной воды в пруде-охладителе поясняется схемой, представленной на фиг.1, и осуществляется следующим образом. Теплая вода по трубопроводу 1 подается в пруд-охладитель 2, где она охлаждается за счет естественных природных процессов, в результате чего вода в пруде-охладителе 2 стратифицируется, при этом теплая вода оказывается в верхнем слое 3 пруда-охладителя 2, а холодная вода оказывается в придонном слое 4. С помощью трубопровода 5 вода забирается из пруда-охладителя 2. В летний период работы станции при высоких температурах и большой влажности воздуха охлаждение циркуляционной воды до нужной температуры за счет теплообмена и испарения с поверхности воды не достигается. Для понижения температуры забираемой воды используют холодную воду придонного слоя 4. Для этого зона водозабора 6 отгораживается от остального объема пруда-охладителя 2 перегородкой 7, верхний край которой расположен выше уровня воды в пруде-охладителе 2, а нижний край расположен у его дна, образуя просвет 8 между перегородкой и дном. В результате теплая вода верхнего слоя 3 отгораживается от зоны водозабора 6, а при заборе воды через трубопровод 5 уровень воды в отгороженной зоне водозабора 6 понижается, и холодная вода из придонного слоя 4 через просвет 8 под действием гидростатических сил поступает в зону водозабора 6. В зависимости от величины просвета 8 в зону водозабора 6 поступает вода различной температуры из-за стратификации воды в пруде. Изменяя величину просвета 8, можно регулировать температуру забираемой воды.
Таким образом, отгораживание зоны водозабора от остального объема пруда-охладителя с помощью перегородки с регулируемой величиной просвета между дном пруда и перегородкой позволяет в летний период работы станции использовать холодную воду придонного слоя для понижения температура забираемой воды, при этом температура забираемой воды регулируется величиной просвета между перегородкой и дном пруда-охладителя.
Был построен макет пруда-охладителя и проведены эксперименты по реализации предлагаемого способа охлаждения циркуляционной воды в пруде-охладителе. Эксперименты показали, что данный способ охлаждения циркуляционной воды в пруде-охладителе позволяет понижать температуру забираемой воды при высокой температуре и большой влажности воздуха и при этом регулировать температуру забираемой воды путем изменения просвета между перегородкой и дном пруда-охладителя.