Научная статья на тему 'Исследование температурных режимов воды мелководного водоема Волгодонской АЭС'

Исследование температурных режимов воды мелководного водоема Волгодонской АЭС Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
233
43
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Леденев В. Н., Симагин А. С., Поваров В. П.

Приведены результаты исследования изменения температурного режима Цимлянского водохранилища и водоема-охладителя Волгодонской АЭС до и после начала работы атомной электростанции. Ил. 7.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Исследование температурных режимов воды мелководного водоема Волгодонской АЭС»

точной надежностью и его можно применять в инженерной практике для расчета течения рабочей среды в турбомашине с прямой решеткой лопаток.

Нельзя не отметить, что при использовании этого метода точность расчета сильно зависит от надежности исходных данных, особенно от угла изогнутости 9А, 9в на каждом выбранном участке. Поэтому выбор подходящих уравнений кривых изогнутости вогнутой и выпуклой сторон профиля лопатки является важной задачей, чтобы получить надежный расчетный результат.

Литература

1. Шерстюк А.Н. Расчёт течений в элементах турбомашин. // Труд науки. 1967. С. 184.

2. Водичев В.И., Бененсон Е.И., Будняцкий Д.М. и др. Совершенствование и улучшение технико-экономических показателей мощных турбин для ТЭЦ на органическом топливе // Теплоэнергетика. 1986. № 6.

3.Симою Л.Л., Лисянский А.С., Лагун В.П. и др. Основные принципы формирования проточной части низкого давления паровых турбин // Электрические станции. 2005. № 10.

Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)

12 декабря 2006 г.

УДК 621.311

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ ВОДЫ МЕЛКОВОДНОГО ВОДОЕМА ВОЛГОДОНСКОЙ АЭС

© 2007 г. В.Н. Леденев, А.С. Симагин, В.П. Поваров

В 2001 г. на водоеме-охладителе Волгодонской АЭС (ВоАЭС) были организованы наблюдения за термическим режимом на водомерных постах у насосной станции добавочной воды (НДВ), и в подводящем и отводящем каналах у блочной насосной станции (БНС). Кроме того, до августа 2003 г. в отводящем канале функционировал водомерный пост и в устье канала, а в ковше НДВ действует постоянный пост Цимлянского водохранилища. Уровень и температура воды на постах измеряется 2 раза в сутки.

На рис. 1 представлен ход среднесуточной температуры воды за период наблюдений по водомерному посту водоем - охладитель - НДВ.

Как видно из рис. 1, температура воды водоема-охладителя в разные годы значительно различается. Это зависит от метеорологических условий года и, в меньшей степени, от величины подогрева.

Если рассматривать материалы наблюдений за 2002-2005 гг., то видно, что в весенние месяцы апрель -май температура воды в водоеме-охладителе на 3,2 градуса выше, чем в Цимлянском водохранилище.

£

28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6

1Г1 I (N

'—(N '—|

\о <N vo а\ (N '—(N

Дата

Рис. 1. Температура воды в водоеме-охладителе

4

2

Но это не только связано с поступлением с ВоАЭС теплых вод, но и с тем, что водоем-охладитель мелководный, поэтому он прогревается быстрей, чем Цимлянское водохранилище, масса воды в котором значительно больше. Это хорошо видно на рис. 2 и 3. В апреле-мае 1990-1991 гг., когда станция еще не работала, вода в водоеме-охладителе тоже была теплей, чем в Цимлянском водохранилище, но разница в температурах была меньше и составляла два градуса.

В июне как до пуска АЭС, так и в современных условиях вода в водоеме-охладителе теплей, чем в Цимлянском водохранилище на 1,2 °С. До функционирования станции в июле и августе температура воды в обоих водоемах была одинакова (см. рис. 2). В настоящее время в июле вода в Цимлянском водохранилище прохладней на 1,3 градуса, чем в водоеме-охладителе, а в августе разница в температурах

25 23 21

9

& 19 17 15 13 11 9

уменьшается и вода в водоеме-охладителе теплей всего на полградуса.

В сентябре вода в водоемах начинает охлаждаться. В Цимлянском водохранилище, у которого больше теплозапасы, вода остывает медленней. До пуска АЭС вода в водоеме-охладителе в сентябре была на градус холодней, чем в водохранилище, а в настоящее время, в связи с подогревом, вода в водоеме-охладителе в сентябре еще на полградуса теплей, чем в Цимлянском водохранилище.

В октябре в современных условиях температура воды в водохранилище и водоеме-охладителе одинакова, а до пуска АЭС в водоеме-охладителе вода была на полтора градуса холодней, чем в Цимлянском водохранилище, такое же соотношение температур было и в ноябре. После пуска станции температура воды в ноябре в водоеме-охладителе ниже на 0,7 °С.

Все вышесказанное

// //

т /

//

//

' f /

// \

/

у.

IV

V

VI

VII месяц

Водоем - охладитель - НДВ Водоем-охладитель-НДВ

VIII

IX

X

XI

Цимлянское водохранилище - НДВ - Цимлянское водохранилище-НДВ

Рис. 2. Изменение среднемесячных температур Цимлянского водохранилища и водоема-охладителя до пуска АЭС (1990-1991 гг.)

н

25 23 21 19 17 15 13 11 9 7 5

/ * --\

/

/ /

f /

/ i / f V

/

/

IV V VI VII месяцущ IX X XI

Водоем - охладитель - НДВ Цимлянское водохранилище - НДВ

^—Водоем-охладитель-НДВ — — Цимлянское водохранилище-НДВ

Рис. 3. Изменение среднемесячных температур Цимлянского водохранилища и водоема-охладителя после пуска АЭС (2002-2005 гг.)

относится к северовосточной менее прогреваемой части водоема-охладителя. В юго-западную часть водоема поступает теплая вода, поэтому расхождение в температурах воды с Цимлянским водохранилищем больше. Но, чтобы оценить это расхождение количественно, нужны измерения температуры в устье отводящего канала.

Пост в устье отводящего канала работал непродолжительное время: с сентября 2001 по июль 2003 г. В феврале 2002 г. среднемесячная температура воды в водоеме-охладителе в устье отводящего канала составляла 15,7 °С, что на 14,6 °С выше, чем в Цимлянском водохранилище и на 11,1 °С выше, чем в водоеме-охладителе в районе НДВ. Средняя температура воды июля 2002 г. в водоеме-охладителе в устье отводящего канала была на 7,3 °С выше, чем у НДВ, и на 8,6 °С выше, чем в Цимлянском водохранилище.

В водоем-охладитель по отводящему каналу поступает теплая вода, которая распространяется по водоему неравномерно.

Больше всего нагревается западная часть водоема-охладителя, куда приходит подогретая вода. В 20022005 гг. производились термические съемки водоема-охладителя. Наибольшая за этот период температура воды 32,9 °С наблюдалась 22 августа 2003 г. в точке 1 створа I (устье отводящего канала), в это время в точке 6а (крайняя восточная часть водоема) температура воды была 23,7 °С (рис. 4), т.е. вода по мере прохождения по водоему-охладителю остыла на 9,2 °С.

Рассмотрим еще один вариант распределения температуры воды по поверхности водоема-охладителя. Если при съемке 22 августа 2003 г. был слабый ветер со скоростью 0-1 м/с, то 29 июля этого же года скорость ветра при термической съемке составляла 5 м/с. Ветер с восточной составляющей в какой-то мере препятствовал распространению теплой воды по водоему-охладителю. На большей части акватории водоема-охладителя температура воды не превышала температуру воды в Цимлянском водохранилище. Наблюдаемая в этот день температура воды на водохранилище у НДВ в утренние часы составляла 22,6 °С, в вечерние - 25,4 °С, средняя суточная равнялась 24,0 °С.

Вдоль южного берега водоема-охладителя располагаются заросли тростника и камыша, местами рогоза. Эта водная растительность препятствует циркуляции воды и способствует образованию застойных зон.

Водоем-охладитель ВоАЭС - мелководный, при ветре со скоростью 5 м/с и более вода перемешивается до дна, её температура на поверхности и у дна становится одинаковой. При штилевой погоде и небольшом ветре на водоеме-охладителе наблюдается температурная стратификация.

На рис. 5 приведено распределение температуры воды по глубине для самого глубокого участка водоема-охладителя - ств. II, т.5 в 2005 г.

Как видно из рис. 5, в 2005 г. температура воды в самом глубоком участке водоема-охладителя на поверхности и у дна мало различалась: максимум расхождения (16 июня) составил всего 2,3 °С.

Рассмотрим (рис. 6) распределение температуры воды по глубине на участке поступления теплых вод (ств. I т. 1). Здесь в летние и осенние месяцы температура воды на поверхности на 6 - 7 °С выше, чем на глубине 2 м (у дна).

Цимлянское водохранилище

н

Цимлянский \ Лог

ч,

Отводящий канал

Рис. 4. Распределение температуры на поверхности воды по акватории водоема-охладителя 22 августа 2003 г. Метеорологические условия: ветер северо-северо-восточный, слабый 0-1 м/с; температура воздуха: 9 час. - 21,8 °С; 12 час. - 27,5 °С; 15 час. - 29,1 °С; температура воды в отводящем канале у БНС - 34,3 °С, в Цимлянском водохранилище

у НДВ - 23,6 °С

0 -1 -2

£ -4

-5

)

f

X

I

X

I

-X

I

X

I

-X

I

X X

I

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

Температура, ОС

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

-26,04 -- 13,05 -X — 16,06 -•-16,07 - 23,09

Рис. 5. Распределение температуры воды по глубине в 2005 г. Водоем-охладитель, ств. II, т. 5

-1

и

1 1 1 >

1 1 1 А к

1 1 1 / /

1 1 1 / •т, г

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

Температура, ОС

-26,04 - - 13,05 -X-16,06 -•-16,07 — 23,09

Рис. 6. Распределение температуры воды по глубине в 2005 г. Водоем-охладитель, ств. I, т. 1

tf я

S

ю

ёУ

1-е

-1 -1 -2 -2 -3 -3

1 1

1 !

1

1

13 14 15 16

17 1S

19 20 21

О,

22 23

■ 26,04

13,05

Температура, С —X-16,06

24

X -X

I

-X

X

-х-

/

X

/

X

25 26

■ 16,07

■ 23,09

Рис. 7. Распределение температуры воды по глубине в 2005 г. Водоем-охладитель, т. 6 а

0

0

В крайней восточной части водоема-охладителя температура воды по глубине изменяется мало: в летние месяцы не более одного градуса, в остальные периоды температура по всей толще воды одинакова (см. рис. 7).

Из всего сказанного видно, что заметное падение температуры воды с глубиной (от поверхности воды до дна 6 - 7 или чуть больше градусов) отмечается только в западной части водоема-охладителя, куда поступает теплая вода.

В центральной части водоема-охладителя распределение температуры воды по глубине более равномерное: разница в температурах воды на поверхности и на глубине 4 м (у дна) обычно не превышает 2 - 3 °С.

Во время профилактического ремонта блока Во-АЭС, температура по всей толще водоема-охладителя практически выравнивается, это подтверждает термическая съемка, выполненная 27 мая 2004 г., когда АЭС была остановлена на плановый профилактический ремонт.

Волгодонская АЭС, г. Волгодонск

Водоем-охладитель в зимний период почти полностью замерзает. Остается не замерзшей только юго-западная часть водоема-охладителя, куда поступает теплая вода. Ледостав на водоеме-охладителе неустойчивый, при западных и юго-западных ветрах происходит подмыв ледового покрова, образование полыней.

В зимы 2001-2002 и 2002-2003 гг. в подводящем канале наблюдалось образование шуги. Для предотвращения щугообразования и замерзания подводящего канала организовывался сброс из отводящего канала теплой воды с температурой плюс 10 °С. Насосная станция подачи теплой воды из отводящего канала работает кратковременно, только в период щугообразования производительность ее 3 м3/с.

Результаты выполненных исследований показали необходимость разработки специальных инновационных устройств для интенсификации тепломасообмена в отдельных узлах водоема.

15 декабря 2006 г.

Наши поправки

В № 2 за 2007 г. на стр. 29 в конце статьи «Иерархическая цикличность фазовых траекторий временных рядов» (В.А. Перепелица, ДА. Тамбиева, Д.Б. Айбазов) допущена описка.

Напечатано:

Новочеркасская государственная мелиоративная академия Следует читать:

Карачаево-Черкесская государственная технологическая академия.

Редакция журнала приносит извинения за допущенные опечатки.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.