Исследование эффективности эксплуатации башенных градирен на Калининской АЭС
ВВЕДЕНИЕ
В соответствии с основными положениями «Энергетической стратегии России на период до 2035 года» и ФЗ-261 «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности», приоритетными направлениями развития энергетики являются повышение энергоэффективности, надежности и экологичности генерирующих производств.
Одной из проблем снижения выработки электроэнергии электростанциями, снижения их установленной мощности и ухудшения экологичности является недостаточное охлаждение конденсаторов энергоблоков, вследствие неэффективности работы систем оборотного водоснабжения (СОВС).
Пониженная интенсивность теплообменных процессов и льдообразование на функциональных поверхностях в градирне оказывают негативное влияние на температуру оборотной воды и надежность эксплуатации СОВС в целом.
Известно, что повышение температуры охлаждаемой воды на 1оС, подаваемой в конденсаторы:
на ТЭС приводит к снижению вакуума в них на 0,5%, что равноценно снижению мощности турбины на 0,4%.
на АЭ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 7
ГЛАВА 1 Градирни как устройства для снятия тепловой нагрузки с конденсатора на АЭС 9
1.1 Основные виды градирен 9
1.1.1 Открытые градирни 11
1.1.2 Башенные градирни 12
1.1.3 Вентиляторные градирни 14
1.1.4 Эжекционные охладители 16
1.1.5 Радиаторные градирни 17
1.2 Особенности и проблемы эксплуатации башенных градирен 19
1.2.1 Проблемы интенсивности теплообменных процессов в градирне 19
1.2.2 Эксплуатация башенных градирен в зимний период 20
1.3 Постановка целей и задач исследования 26
ГЛАВА 2 Методическая часть: Методы и алгоритмы процессов охлаждения воды в башенной градирне 27
2.1 Описание модели взаимодействия потоков воды и воздуха в проточной зоне градирни 27
2.2 Методы решения системы уравнений. Блок-схема расчета предельной температуры охлажденной воды по средним параметрам 30
ГЛАВА 3 Анализ объекта исследования (Калининская АЭС) 34
3.1 Характеристика Калининской АЭС 34
3.1.1 Водо-водяной реактор ВВЭР-1000 37
3.1.2 Пути повышения эксплуатационных характеристик тепловых реакторов 41
3.2 Градирни как устройства для снятия тепловой нагрузки с конденсатора на Калининской АЭС 45
ГЛАВА 4 Анализ теплообменных процессов в башенных градирнях на Калининской АЭС в зимний период 48
4.1 Факторы, влияющие на теплообмен в градирне 48
4.2 Влияние гидрофобизации внутренней поверхности градирни на теплообменные процессы 49
4.3 Влияние гидрофобизации на расход воздуха через градирню 53
4.4 Анализ влияния дисперсности воды на теплообмен в градирне 57
ГЛАВА 5 Экономический эффект при интенсификация теплообменных процессов в башенных градирнях на Калининской АЭС 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 74
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 75
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Абрамов Н.Н. Водоснабжение: Учебник для вузов.- 3-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1982. - 440 е., ил.
2 Александров И.А. Массопередача при ректификации и абсорбции многокомпонентных смесей. М.: Химия, 1975.
3 Алексеев В.П., Пономарева Э.Д., Дорошенко А.В. Номограмма для расчета противоточных градирен. // Холодильная техника. 1970, № 12.
4 Алексеев С.П Борьба с шумом и вибрацией в машиностроении. Москва, «Машиностроение», 1970.
5 Алексеев В.П., Дорошенко А.В. К теории испарительного охлаждения воды. ИФЖ, 1975 т. 28, № 2, с. 370.
6 Андерсон Д., Ганнехилл Д., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. В 2 т. Перевод с англ. М.: Мир, 1990. - Т.2.
7 Арефьев Ю.И., Поном
Продукты деления обладают очень высокой радиоактивностью, поэтому топливо (таблетки двуокиси урана) помещают в герметичные циркониевые трубки - ТВЭЛы (тепловыделяющие элементы). Эти трубки объединяются по несколько штук рядом в единую тепловыделяющую сборку. Для управления и защиты ядерного реактора используются регулирующие стержни, которые можно перемещать по всей высоте активной зоны. Стержни изготавливаются из веществ, сильно поглощающих нейтроны - например, из бора или кадмия. При глубоком введении стержней цепная реакция становится невозможной, поскольку нейтроны сильно поглощаются и выводятся из зоны реакции. Перемещение стержней производится дистанционно с пульта управления. При небольшом перемещении стержней цепной процесс будет либо развиваться, либо затухать. Таким способом регулируется мощность реактора. Схема станции - двухконтурная. Первый, радиоактивный, контур состоит из одного реа