По уравнению теплового баланса

 

При расчете средней температуры водоема-охладителя по уравнению теплового баланса необходимо учитывать следующие факторы:

суммарное тепло, поступающее в результате выпуска и забора циркуляционной воды ТЭС;

суммарную (прямую и рассеянную) солнечную радиацию;

эффективное излучение водной поверхности;

теплообмен с атмосферой за счет испарения и конвекции.

При существенном изменении объема воды в водоеме-охладителе (в результате отбора воды на промышленные и сельскохозяйственные нужды, поступления речной воды и др.) в уравнение теплового баланса следует включать составляющие, учитывающие соответствующее изменение теплосодержания.

Расход тепла, связанный с теплоотдачей в грунт ложа водоема, фильтрацией, атмосферными осадками, можно не учитывать ввиду его малости по сравнению с другими составляющими теплового баланса.

Уравнение теплового баланса для расчета неустановившегося температурного режима водоема-охладителя имеет вид:

,                                 (3.2)

где T_s - средняя температура свободной поверхности водоема; t - время; с и r - удельная теплоемкость и плотность воды, принимаемые постоянными; DS - разность теплосодержаний поступающей в водоем и забираемой из него воды в единицу времени; a_е - коэффициент теплоотдачи испарением; a_с - коэффициент теплоотдачи конвекцией; е _m — максимальная упругость водяных паров при температуре T_s, определяемая по табл. I.3 приложения I; e - абсолютная влажность воздуха; Т_а -температура воздуха; R - радиационный баланс (составляющая плотности теплового потока на свободной поверхности, обусловленная радиационным теплообменом и излучением); W и Н - площадь свободной поверхности и средняя глубина водоема-охладителя; k - коэффициент неравномерности распределения температуры воды по глубине, численно равный отношению средней температуры свободной поверхности к средней по объему воды температуре.

При выпуске и заборе циркуляционной воды ТЭС

DS = crQDT,                                                           (3.3)

где Q - циркуляционный расход; DT - температурный перепад водоема-охладителя, принимаемый равным температурному перепаду на конденсаторах турбин.

Коэффициент k для глубоких водоемов-охладителей с явно выраженной вертикальной температурной стратификацией принимается равным 1, 1, для частично перемешанных по глубине - 1, 05, для нестратифицированных - 1, 0.

Упрощенная запись уравнения теплового баланса с равновесной температурой имеет вид

,                                        (3.4)

где a_S - суммарный коэффициент теплоотдачи; T_р - равновесная температура.

Уравнение теплового баланса в виде (3.2) или (3.4) решается одним из численных методов интегрирования дифференциальных уравнений.

Упрощенная запись уравнения теплового баланса с естественной температурой имеет вид

,                                              (3.5)

где T_e — естественная температура воды, учитывающая теплоаккумулирующую способность водоема-охладителя в ненагретом состоянии.

Применение того или иного вида уравнения для расчета температурного режима водоема-охладителя определяется конкретными условиями поставленной задачи.

Максимальные летние температуры воды могут быть определены по уравнению теплового баланса для установившегося режима, записанному в виде

                                  (3.6)

или в упрощенной форме с равновесной температурой

.                                              (3.7)

Суммарный коэффициент теплоотдачи для летних месяцев может быть определен по формуле

, Вт/(м²·°С).                                    (3.8)

В (3.8) подставляются: W₂ в м/с; DS в Вт; W в м².

Для определения коэффициентов теплоотдачи испарением и конвекцией могут быть использованы зависимости:

a_e = 0, 084(1 + 0, 135W₂), Вт/(м²·Па),                                     (3.9)

a_c =5, 38 (1 + 0, 135W₂), Вт/(м²·°С).                                   (3.10)

Радиационный баланс R определяется по формуле

R = Ф_o[1 - (1 - k₁)n] (1 - а_p) - I(1 - k₂n²) - 20, 77·10^-8(Т _a + 273, 2)³ (T_s - T_a), Вт/м², (3.11)

где Ф_o - суммарная солнечная радиация при безоблачном небе, определяемая по табл. I.4 приложения I; а_p - альбедо поверхности воды, определяемое по табл. I.5 приложения I; I -эффективное излучение при безоблачном небе; k₁ и k₂ - коэффициенты, определяемые по табл. I.6 - I.7 приложения I; n — общая облачность (в долях единицы).

Эффективное излучение при безоблачном небе определяется по формуле

I = (-2, 889·10^-4e + 1, 607)T_a - 1, 123·10^-2е - 32, 46 log(e/133, 3) + 107, 6, Вт/м².   (3.12)

Для оценки составляющих теплообмена с атмосферой допускается использовать другие зависимости, обоснованные применительно к условиям рассматриваемого водоема-охладителя.

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: