автореферат диссертации по строительству, 05.23.16, диссертация на тему:Гидравлические схемы водораспределительных систем башенных градирен ТЭС и АЭС

На правах рукописи

ПРЕСМАН Михаил Рафаилович

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ВОДОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ БАШЕННЫХ ГРАДИРЕН ТЭС и АЭС

Специальность 05.23.16 - Гидравлика и инженерная гидрология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2005

Работа выполнена на кафедре "Энергетические и промышленно-гражданские сооружения" ГОУ ВПО "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет".

Научный руководитель:

- доктор технических наук, профессор Тананаев Анатолий Васильевич

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Петриченко Михаил Романович

- кандидат технических наук Ищук Татьяна Борисовна

Ведущая организация: ОАО "Севзапвнипиэнергопром -

совета Д 212.229.17 при ГОУ ВПО "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет" по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29, гидрокорпус-П, ауд. 411.

С диссертацией можно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет".

Севзапмонтажэнергопроект"

Защита состоится,

// Ре<е*Ь f М-0д

на заседании диссертационного

Ученый секретарь диссертационного совета

Орлов В. Т.

2ооМ 1253034

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. При строительстве новых и расширении существующих тепловых и атомных электростанций особенно остро встает вопрос, связанный с обеспечением их водой, подаваемой в конденсаторы паровых турбин. Применение прямоточных схем водоснабжения становится все более трудным и не только ввиду недостаточных количеств воды, но и вследствие отрицательного воздействия сбросов охлаждающей конденсатор воды на окружающую среду. В связи с этим на первый план выходят оборотные системы водоснабжения с использованием градирен.

При проектировании и эксплуатации градирен особое внимание обращается на равномерность распределения горячей воды по площади орошения, так как от нее в значительной степени зависит эффективность работы этих сооружений.

Однако, используемые сегодня гидравлические схемы водораспределительных систем градирен имеют ряд недостатков, не позволяющих добиваться равномерного распределения воды по площади орошения при работе градирни. При неравномерном распределении воды по площади орошения, появляются большие неорошаемые или плохо орошаемые зоны, уменьшается поверхность тепломассообмена, при этом значительная часть воздуха прорывается через эти зоны, минуя зоны с повышенной плотностью орошения. В башенных градирнях прорыв через ороситель холодного и неувлажненного воздуха приводит к заметному уменьшению тяги, что сказывается на работе градирни в целом. Назрела необходимость поиска новой гидравлической схемы водораспределительной системы, позволяющей эффективно эксплуатировать градирню.

Направление диссертационной работы является продолжением многолетних исследований, проводимых специалистами ВНИИГ'а им. Б. Е. Веденеева под руководством Ю. С. Недвиги, а также специалистами институтов ВОДГЕО и СПб « Атомэнергопроект».

Цель работы. Разработка эффективной гидравлической схемы водораспределительной системы градирен, энергосберегающих сопел, исследование технической возможности и экономической целесообразности проведения подобной модернизации градирен, на примере башенной противоточной градирни.

Поставленная цель достигалась путем выполнения следующих задач:

- обобщением опыта эксплуатации водораспределительных систем градирен;

- проведением анализа различных гидравлических схем водораспределения в градирнях и разработкой оптимальной схемы;

- выявлением путей повышения эффективности работы системы водораспределения на основании результатов натурных и лабораторных исследований градирен;

- исследованием возможности снижения капитальных затрат при строительстве градирен путем гппгтшпгтпптштпя элементов конструкций

I РОС НАЦИОНАЛЬНА* (

I БИБЛИОТЕКА |

з Г

¿7 то

под блоки водоуловителя, при выполнении водораспределительного устройства по новой гидравлической схеме;

- проведением технико-экономического анализа предлагаемой гидравлической схемы водораспределительной системы.

Научная новизна работы:

- проведен анализ особенностей существующих гидравлических схем водораспределительных систем градирен и их влияния на равномерность водораспределения по площади орошения;

- разработана новая гидравлическая схема водораспределительной системы с учетом выявленных факторов, снижающих равномерность водораспределения при работе градирен;

- получены экспериментальные данные о работе градирни №2 Сосногорской ТЭЦ, на которой впервые у нас в стране выполнена замена разбрызгивания воды вверх на разбрызгивание вниз;

- предложена новая конструкция разбрызгивающего устройства, при которой достигается развитый и равномерный факел разбрызгивания воды при направлении разбрызгивания как вверх, так и вниз.

Практическая ценность и реализация работы:

- при использовании на градирне предлагаемой гидравлической схемы водораспределителя, показана возможность отказа от опорных конструкций под водоулавливающее устройство;

- доказана экономическая целесообразность применения предлагаемой гидравлической схемы водораспределителя;

- по результатам проведенных испытаний градирни №2 Сосногорской ТЭЦ была выявлена эффективность замены верхнего разбрызгивания на нижнее; руководством ТЭЦ принято решение о модернизации также градирни №1 (проект модернизации - ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, натурные исследования - ФГУП «СПб «Атомэнергопроект»);

- предложенные варианты модернизации водораспределительного устройства градирни реализованы в проектах ФГУП «СПб «Атомэнергопроект» на стадии ТЭО для градирен, ТЭЦ-2 г.Астана, Соликамская ТЭЦ;

- результаты исследования по обоснованию применения новой гидравлической схемы утверждены ФГУП «СПб «Атомэнергопроект» для рассмотрения в проекте сверхмощных градирен ЛАЭС-2 площадью орошения 10000м2 на стадии обоснования инвестиций.

Личный вклад автора заключается:

- в разработке новой гидравлической схемы водораспределительного устройства градирни;

- в проведении гидравлических и технико-экономических расчетов по обоснованию новой гидравлической схемы;

- в проведении натурного исследования на реконструируемой градирне;

- в проведении экспериментального исследования модели замкнутой водораспределительной системы;

- в проведении анализа и обобщений результатов исследований и формулировании выводов.

Достоверность и обоснованность результатов, полученных автором, обеспечиваются: проведением расчетных, модельных и натурных исследований в соответствии с действующими в России стандартами, методиками и нормативными документами; применением современной контрольно-измерительной аппаратуры и электронно-вычислительной техники; получением патентов на предложенные в диссертации решения гидравлической схемы водораспределительной системы.

На защиту выносятся:

1. Результаты анализа гидравлических схем отечественных и зарубежных водораспределительных систем градирен, позволившие наметить пути систематизации средств повышения эффективности их работы.

2. Усовершенствованная гидравлическая схема водораспределительной системы градирни, позволяющая существенно поднять эффективность ее работы, за счет недопущения заиления трубопроводов системы и, как следствие, более равномерного водораспределения.

3. Новое разбрызгивающее устройство градирни, обеспечивающее развитый и равномерный факел разбрызгивания воды в широком диапазоне значений напора, при направлении разбрызгивания как вверх, так и вниз.

Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на XIII Международной конференции по энерго- и водоснабжению при модернизации градирен (г. Нижнекамск 2004 г.), а также на семинаре кафедры «Энергетические и промышленно-гражданские сооружения» Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. По результатам выполненного исследования опубликована одна статьи, а также получено две патентные грамоты.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем диссертационной работы: 133 страницы машинописного текста, 51 рисунок, 24 таблицы, 10 страниц списка литературы, включающего 110 наименований. Общий объем диссертации - 163 страницы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, дана общая характеристика проблемы технического водоснабжения тепловых и атомных электростанций, в частности проблемы неравномерности водораспределения в градирнях, ее влияния на снижение технико-экономических показателей работы градирни. Сформулированы цель и задачи работы.

В первой главе дается аналитический обзор гидравлических схем водораспределительных систем, применяемых на отечественных и зарубежных башенных градирнях по литературным источникам.

Рассмотрены существующие гидравлические схемы водораспределительных систем, а также методики их расчета. В этом отношении были использованы работы ряда российских ученых, среди которых Л. Д. Берман, Б. С. Фарфоровский, В. Б. Фарфоровский, В. С. Пономаренко, Ю. И. Арефьев, В. А. Гладков, В. Б. Дульнев, Ю. С. Недвига, В. В. Гончаров и др. Все эти авторы в своих работах отмечают значительное влияние равномерности распределения воды в зонах тепломассообмена на охладительный эффект градирен. Исследования перечисленных специалистов нашли свое отражение в проектах отечественных градирен.

Приводится классификация водораспределительных систем градирен. Согласно этой классификации водораспределительные устройства можно разделить на три основные группы: разбрызгивающие, без разбрызгивания и подвижные.

На градирнях, как правило, используются разбрызгивающие водораспределительные устройства, которые в свою очередь подразделяются на безнапорные, представляющие собой системы открытых желобов и лотков, и напорные, выполняемые из закрытых желобов или труб с соплами или разбрызгивателями, к которым вода подводится с большим или меньшим напором.

В настоящее время башенные градирни строятся с напорными трубчатыми системами распределения воды, которые обладают рядом преимуществ перед лотковыми. Напорные системы проще в эксплуатации и улучшают эффект охлаждения воды в градирне благодаря лучшему разбрызгиванию и более равномерному распределению воды по площади орошения градирни в широких пределах изменения гидравлической нагрузки, тогда как лотки переполняются при больших расходах воды и неравномерно распределяют ее при малых расходах.

Затем рассматриваются примеры применения водораспределительных систем на отечественных и зарубежных электростанциях, а также некоторые интересные патентные разработки.

Обращаясь к зарубежному опыту строительства градирен, можно отметить, что большинство высокопроизводительных градирен в Англии, США, Германии, Польше и др. оборудуются напорными трубчатыми водораспределительными системами с разбрызгиванием воды вниз. Зарубежные специалисты отмечают, что трубчатая система с разбрызгиванием через сопла вверх требует регулярной ревизии чистоты сопел и, кроме того, связана с большим уносом водяной пыли, что оказывает негативное влияние на окружающую среду.

На градирнях у нас в стране, как правило, водораспределительное устройство выполняется по секторно-радиальной либо по ортогональной схеме.

При секторно-радиальной схеме вода на градирню подается по подводящим трубопроводам в центрально-расположенный железобетонный стояк, где поднимается на отметку водораспределения. Распределение воды по площади орошения осуществляется лучами магистральных трубопроводов, с отходящими от

них под углом 90° рабочими трубопроводами. Разбрызгивание воды осуществляется либо при помощи специальных сопел направлением разбрызгивания вверх, либо с истечением вниз через насадок, с разбрызгиванием при помощи специальной отражательной тарелочки.

При ортогональной схеме вода на градирню подается по нескольким (как правило, двум) подводящим трубопроводам. На отметку водораспределения вода подается по стоякам, расположенным па подводящих трубопроводах. От стояков вода по площади орошения распределяется системой магистральных и рабочих трубопроводов. Разбрызгивание, в основном осуществляется вверх соплами специальной конструкции.

Далее дается обзор разбрызгивающих устройств градирен по литературным источникам. Приводится классификация разбрызгивающих устройств, и требования к ним в части экономии энергозатрат и равномерности распределения воды по площади орошения.

Степень неравномерности распределения воды по оросителю зависит от величины радиуса факела сопла, который в свою очередь, зависит от напора и характеристик сопел, особенно при разбрызгивании вверх.

Как результат проведенного анализа существующих гидравлических схем водораспределительных систем, выявлены наиболее часто встречающиеся в процессе их работы недостатки:

1. Заиление и вывод из работы концевых участков рабочих лотков или трубопроводов.

2. Засорение строительным мусором направленных вверх сопел.

3. Срыв сопел в момент включения системы водораспределения.

4. Резкое повышение неравномерности распределения воды по оросителю при снижении напора воды. При этом отражательные сопла способствуют образованию «зонтиков», которые помимо повышения неравномерности распределения воды вызывают увеличение общего сопротивления градирни.

5. В ортогональных или радиальных системах водораспределения принятые углы соединения магистральных и рабочих трубопроводов вызывают значительные сопротивления системы и, следовательно, потери напора.

6. Разбрызгивание воды вверх приводит к необходимости создания дополнительной опорной конструкции высотой более 2,5м для размещения водоуловительного устройства.

На основании результатов проведенного анализа существующих водораспределительных систем градирен, а также проблем, связанных с их эксплуатацией, сформулированы основные требования, предъявляемые к водораспределительным устройствам градирен.

Водораспределительные устройства градирен помимо обеспечения равномерного распределения воды, должны удовлетворять следующим условиям:

- не требовать частой и сложной регулировки при эксплуатации;

- не ухудшать заметно свою работу при колебаниях расхода воды;

- не допускать засорения системы водораспределения (напорной или безнапорной);

- не создавать большого сопротивления проходу воздуха через градирню;

- обеспечивать минимальные энергетические затраты при сохранении высокой эффективности работы градирни при различных гидравлических режимах.

Во второй главе предлагается усовершенствованная гидравлическая схема водораспределительной системы градирни, позволяющая производить промывку рабочих трубопроводов, не останавливая градирню на ремонт.

На рис. 1 представлен план расположения подводящих трубопроводов (ТП) и стояков (Ст). На рис. 2 - план магистральных и рабочих трубопроводов на отметке водораспределения. Поскольку расположение трубопроводов в градирне симметрично относительно центральной оси (А-В), то рассматривается половина градирни. В качестве примера принята градирня площадью орошения 1600м2.

Рис. 1. Схема расположения подводящих трубопроводов (ТП) и стояков (Ст)

Основная идея предложенной гидравлической схемы водораспределителя в том, что в нем отсутствуют тупиковые участки рабочих трубопроводов. Система водораспределения получается замкнутая путем соединения магистральных трубопроводов рабочими трубопроводами. Таким образом, водные потоки, поступающие по двум соседним магистральным трубопроводам, встречаются в середине соединяющих их рабочих трубопроводов. В случае заиления участка рабочего трубопровода, где встречаются водные потоки, следует прикрыть подачу воды по одному из двух подводящих трубопроводов, обслуживающих половину градирни. При этом начнет смещаться ось равных напоров рабочего трубопровода от магистрального трубопровода с высоким напором (расходом) к магистральному

трубопроводу с малым напором. Тем самым, будет размываться накопившееся заиление. Путем восстановления напоров (расходов), произойдет полное размывание отложений. Таким образом, можно не допускать заиления трубопроводов (с последующим выходом из работы части водораспределительной системы) путем простого регулирования подачи воды на градирню. Устройство для создания необходимых напоров для исключения заиления в рабочих трубопроводах представляет собой управляемые автоматическим или механическим способом затворы, расположенные в подводящих трубопроводах. Работа перекрывающих затворов в подводящих трубопроводах должна быть асимметрична, т.е. при перекрытии, например, первого трубопровода, второй трубопровод должен быть открытым и наоборот.

Рис. 2. Схема расположения магистральных и рабочих трубопроводов на отметке водораспределения

Далее глава посвящена гидравлическому расчету предлагаемой системы (рис.1, 2). Гидравлический расчет системы заключался в определении диаметров магистральных и рабочих труб при заданном напоре воды в начале системы, при котором обеспечивается относительно равномерное распределение расходов воды по трубам и через разбрызгивающие сопла.

Исходными данными для гидравлического расчета водораспределительных систем являются: 1) схема водораспределительной системы, т. е. плановое и высотное расположение трубопроводов с указанием расстояния между трубами и между разбрызгивающими устройствами по оси трубопроводов; 2) тип и размеры разбрызгивающего устройства; 3) средний расход воды через разбрызгивающее устройство.

В качестве разбрызгивающего устройства принято ударное сопло с чашечным отражателем. Разбрызгивания воды осуществляется вверх. Напор воды на отметке расположения водораспределительной системы принят равным 1,5 м.

Значение расхода при истечении жидкости из принятого сопла при напоре 1,5 м, по данным ВНИИГ'а им. Б. Е. Веденеева составит: ц,.=0,0027м3/сек. Зная при этом общий расход воды на градирню, определяем общее количество сопел.

Определение диаметров трубопроводов системы водораспределения осуществлялось на основании технико-экономического расчета.

Для этого определялись диаметры трубопроводов системы при трех различных значениях скорости течения воды в них (У|=1м/с, у2=1 ,5м/с, у3=2м/с). При этом принималось, что расход воды, поступающей в рабочий трубопровод, пропорционален числу установленных на нем разбрызгивающих устройств.

Далее определялись потери напора в подводящих трубопроводах, стояках, в магистральных и рабочих трубопроводах. Расчет системы производится последовательно от последнего водораспределительного устройства концевого рабочего трубопровода к входному сечению магистрального трубопровода. В случае, если магистральный трубопровод разбит на участки с разными диаметрами, то его расчет производится по участкам (от концевого к главному).

Потери напора в системах слагаются из потерь на трение, потерь на расширение и отделение потока (в крестовинах и тройниках), а также потерь при изменении диаметра трубопроводов (в переходных конусах). При этом потери напора в трубопроводах, с последовательно расположенными отводами, на трение Ьтр, и на расширение основного водного потока ЬрШ1 на участке трубопровода от ¡-го бокового отвода до конца трубопровода вычисляются по формулам, приведенным в «Технических указаниях по расчету и проектированию башенных противоточных градирен для тепловых электростанций и промышленных предприятий» (ВСН 1467):

_ ЛБ /(¿-1)(2/-1)*'о

тР1 Л 6„2 ' Ш

тр оп 6

Пршг п2 2g'

где X - коэффициент гидравлического трения; 8 - длина участка трубопровода, равная расстоянию между осями смежных боковых отводов; сЦ, -диаметр трубопровода; п - количество боковых отводов; у« - скорость воды в начальном поперечном сечении трубопровода; g - ускорение свободного падения.

Результатом гидравлического расчета является определение высоты подачи воды в градирне от уровня воды в бассейне, с учетом потерь напора в системе водораспределения и напора в разбрызгивающих соплах.

Критерием экономической эффективности вариантов водораспределения являются годовые приведенные затраты, определяемые по сумме затрат на трубопроводы водораспределительной системы и затрат, связанных с потребляемой

мощностью насосов на перекачку циркуляционной воды. В результате выполнения технико-экономического расчета определена скорость течения воды в трубопроводах системы водораспределения, при которой годовые приведенные затраты в систему будут минимальны. Для данной скорости окончательно рассчитаны диаметры трубопроводов системы и высота подачи воды на градирню.

В заключение главы выполняется анализ равномерности распределения воды по площади орошения градирни рабочими трубопроводами замкнутой системы водораспределения и системы с тупиковыми участками. Неравномерность распределения воды по длине рабочего трубопровода обуславливается изменением пьезометрического напора, за счет отбора воды на разбрызгивающих соплах. Чем меньше диаметр рабочего трубопровода, тем больше величина падения скоростного напора по длине рабочего трубопровода, и тем больше величина изменения пьезометрического напора. Следовательно, с уменьшением диаметров рабочих трубопроводов повышается степень неравномерности распределения ими воды по площади орошения. И, как показывает опыт проектирования башенных градирен площадью орошения 1600м2 с тупиковыми системами водораспределения, диаметры рабочих трубопроводов принимаются не менее 0=150мм. В этом случае неравномерность водораспределения не превышает 0,8%. Однако, при попытке уменьшить диаметр рабочих трубопроводов до 0=80мм установлено, что неравномерность водораспределения в таком случае составит уже 12,4%, что является неприемлемым для водораспределительных систем градирен.

При использовании в аналогичной градирне замкнутой системы водораспределения равномерность распределения воды по площади орошения значительно увеличивается за счет подвода воды в рабочий трубопровод с двух сторон. Это позволило принять диаметры рабочих трубопроводов исследуемой гидравлической схемы диаметром 0= 100мм. Таким образом, в системе водораспределения, выполненной по новой гидравлической схеме, достигнута экономия в стальных конструкциях рабочих трубопроводов, без ущерба равномерности распределения воды по площади орошения градирни.

В третьей главе приводится анализ результатов натурных и лабораторных исследований водораспределительных систем градирен. На основании этого анализа намечаются пути дальнейшего усовершенствования гидравлической схемы водораспределительной системы, предложенной во второй главе.

В октябре 2004г. на Сосногорской ТЭЦ по проекту ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева была выполнена реконструкция градирни №2 с применением высокоэффективных полимерных оросительных и водоуловительных устройств. Также была выполнена замена рабочих трубопроводов водораспределительной системы с установкой специальных разбрызгивающих устройств с разбрызгиванием воды вниз.

Основной задачей натурных исследований башенной градирни №2 являлось определение фактической охлаждающей способности градирни после проведения ее реконструкции с использованием полимерного оросительного устройства, а также с применением сопел направлением разбрызгивания воды вниз.

Для определения охлаждающей способности градирни измерялись следующие параметры:

- температура наружного воздуха по сухому термометру;

- температура наружного воздуха по смоченному термометру;

- скорость ветра (анемометром);

- температура воды поступающей на градирню по ртутным термометрам, установленным в гильзах на подводящих трубопроводах;

- температура охлажденной воды по ртутным термометрам, заключенным в специальные оправы, в двух точках в отводящих каналах у градирни;

- расход воды на градирню (ультразвуковой расходомер «Взлет УТ»),

Оценка охлаждающей способности реконструируемой градирни

производилась путем сопоставления температур охлажденной воды, полученных в результате измерений и температур воды, определенных по расчетной номограмме, разработанной во ВНИИГе им. Б. Е. Веденеева для градирни площадью орошения 2100м2 с использованием полимерного оросителя высотой 1,4м.

Было установлено, что работа градирни в различных режимах соответствовала гарантийной номограмме. Немалую роль в этом сыграла замена верхнего разбрызгивания на нижнее. В первую очередь такая замена повлекла за собой отсутствие влияния трубопроводов системы водораспределения на равномерность распределения воды в градирне.

В ходе натурного исследования градирни была выявлена возможность расположения блоков водоуловителя на трубопроводах водораспределительной системы.

В диссертационной работе автором выполнено экспериментальное исследование модели предлагаемой гидравлической схемы.

Цель эксперимента - исследование равномерности распределения воды по площади орошения в режиме промывки рабочих трубопроводов системы. Для этой цели была разработана модель исследуемой гидравлической схемы (рис. 3).

Выбор размеров модели осуществлялся с одной стороны геометрическим подобием размеров трубопроводов модели натурным размерам трубопроводов системы водораспределения, а с другой - значениями числа Рейнольдса, соответствующим турбулентному режиму движения жидкости.

В натурных условиях, на примере градирни Сосногорской ТЭЦ площадью орошения 2100м2 движение воды в трубопроводах системы водораспределения происходит в турбулентном режиме при числах Рейнольдса:

= ^ = = 2,25-105, (3)

V кг®

где РН ,5м/с - средняя скорость движения воды в трубопроводах, 13=0,15м -диаметр распределительных трубопроводов, у^Ю"6 - кинематический коэффициент вязкости воды.

Для трубопроводов модели:

10

7Т

Таким образом, движение воды в трубопроводах модели гидравлической схемы будет осуществляться в турбулентном режиме.

В ходе эксперимента вода подавалась в систему с одинаковыми и разными напорами на подводящих трубопроводах. Меняя напоры на подводящих трубопроводах, и, тем самым, меняя высоты факелов разбрызгивания, высота каждого отдельного факела разбрызгивания оставалась одинаковой (большей или меньшей в зависимости от напора) для всех отверстий системы (рис.4).

Основной вывод проведенного эксперимента: в режиме промывки рабочих трубопроводов распределение воды по площади орошения будет равномерным.

Рис. 3. Модель фрагмента замкнутой системы водораспределения

Рис. 4. Работа модели фрагмента замкнутой системы водораспределения

Далее в главе анализируются результаты лабораторных исследований гидравлических схем водораспределителей градирен, проводимых во ВНИИ ВОДГЕО, а также на кафедре водных исследований ЛГМИ в лабораторных и натурных условиях.

В исследованиях, проведенных во ВНИИ ВОДГЕО, рекомендуется для правильного выбора расстояний между соплами, а также для теплового расчета

градирен, пользоваться данными о так называемых коэффициентах неравномерности распределения воды К„р при групповой работе сопел с взаимодействующими факелами разбрызгивания. В результате стендовых испытаний с группой сопел была получена эмпирическая зависимость коэффициента неравномерности водораспределения Кнр при групповой работе 4-х типов сопел как функция от расстояния между ними в плане, расстояния от сопел до оросителя, размеров факелов разбрызгивания, гидравлических характеристик единичного сопла.

Сопоставляя результаты данных исследований с расчетными данными применительно к рассматриваемой замкнутой системе водораспределения, был определен коэффициент неравномерности водораспределения К„р. Установлено, что Кнр=0,19, что является допустимой величиной (допускаемая неравномерность распределения воды соплами по оросителю градирен Кнр<0,25).

При экспериментах было замечено, что при работе сопел с факелами вверх, на равномерность распределения воды отрицательное влияние оказывают трубопроводы системы водораспределения. Капли при ударе о поверхность труб разбивались на большое число мелких капель-брызг. Часть брызг отлетала от этой поверхности под разными углами, а часть воды стекала по трубам. При этом наблюдались значительные провалы плотности орошения под трубами водораспределительной системы.

На кафедре водных исследований ЛГМИ всестороннему изучению подвергалась работа разбрызгивающего устройства, состоящего из цилиндрического насадка и чашечного отражателя. В натурных условиях была исследована работа водораспределительных систем градирен Старобешевской ГРЭС и Новокуйбышевской ТЭЦ-2.

В ходе данных экспериментов установлено, что несколько большую неравномерность распределения воды по площади орошения градирни в натурных условиях по сравнению с расчетом можно объяснить тем, что при расчете не учитывается имеющая место затеняющая ороситель роль магистральных и рабочих трубопроводов. Падающий на трубопроводы поток капель стекает с них струйками. При этом остается почти 15-20% неорошаемой поверхности оросителя под трубами.

Таким образом, если изначально в предложенной системе водораспределения для разбрызгивания воды использовалось сопло с чашечным отражателем, направлением разбрызгивания вверх, то, проанализировав результаты лабораторных исследований, возникла необходимость в разработке разбрызгивающего устройства для предложенной системы водораспределения, направлением разбрызгивания вниз.

Результатом поиска, разработки и исследования разбрызгивающих сопел явилось изобретение универсального разбрызгивающего устройства.

Технической задачей изобретения является повышение и стабилизация эффективности охлаждения воды при разбрызгивании как вверх, так и вниз, используя одно универсальное разбрызгивающее устройство, исключение неорошаемых секторов факела разбрызгивания, увеличение срока эффективной и

безаварийной работы данного устройства, исключение разрушения его стоек во время пуска градирни, особенно в зимнее время эксплуатации.

Предлагаемое разбрызгивающее устройство представлено на рис. 5.

Работа разбрызгивающего устройства осуществляется следующим образом.

На разбрызгивающее устройство 1 через подводящий патрубок 2, а затем на конусный отражатель 4 попадает и растекается равномерно по нему струя воды 3, встречая на пути разной высоты пороги 5 и отверстия 6 за ними, а также стойки 7, проходящие от подводящего патрубка 2 через отверстия 8 в конусном отражателе 4. Обтекая отверстия 6 и отражаясь от порогов 5, струя воды 3 расщепляется на отдельные струи 10 и далее превращается в капельный факел разбрызгивания. При помощи треугольных выступов 11 выделяются секторы 12 конусного отражателя 4 у стоек 7. В этих секторах, ниже стоек разбрызгивающего устройства,

выполнены пороги различной высоты, благодаря чему в секторах 12 у стоек 7 не возникает причин для образования не орошенных зон в факеле разбрызгивания, т. е. треугольные выступы 11 и изменение высоты порогов 5 способствуют созданию таких же условий стекания охлаждаемой

воды, как и на всей основной части конусного отражателя 4.

Таким образом, предлагаемое разбрызгивающее устройство позволяет обеспечить постоянную равномерность распределения капельного водного потока по площади орошения при любых расходах воды, как при верхнем, так и при нижнем водораспределении по площади орошения градирни, повышая эффективность охлаждения воды, что подтверждается экспериментальными лабораторными исследованиями и расчетными данными.

В заключительном разделе главы исследуется возможность расположения конструкций водоуловительного устройства на трубопроводах водораспределительной системы.

При установке водоуловителя на рабочих трубах водораспределительной системы часть его оказывается в тени труб, что приводит к уменьшению рабочей площади водоуловителя и соответственному увеличению аэродинамического

Рис. 5. Универсальное разбрызгивающее устройство

сопротивления градирни в нем по сравнению с аэродинамическим сопротивлением градирни при установке водоуловителя выше. Однако, выполненное сравнение вариантов показало, что дополнительные аэродинамические сопротивления при укладке водоуловителя на трубопроводах водораспределительной системы незначительны. Очевидным же преимуществом такой установки будет отсутствие опорных конструкций под блоки водоуловителя, а также сокращение высоты колонн опорного каркаса.

В итоге, на основании результатов натурных и лабораторных исследований найден путь повышения экономической эффективности предложенной гидравлической схемы водораспределительного устройства градирни посредством установки специального разбрызгивающего устройства с направлением разбрызгивания вниз, и укладкой блоков водоуловителя на рабочие трубопроводы водораспределительной системы.

В четвертой главе выполнено технико-экономическое сравнение двух вариантов башенных градирен с различным исполнением узла водоохладительного устройства.

Для сравнения взята типовая градирня площадью орошения 1600м2. Расчет производился применительно к условиям ТЭЦ-2 г. Астана (Казахстан).

В первом варианте водораспределительное устройство выполняется по ортогональной схеме. Система водораспределсния состоит из двух частей: подводящих трубопроводов, расположенных на днище водосборного бассейна, и трубопроводов системы водораспределения, расположенных на отметке разбрызгивания воды. В качестве разбрызгивающего устройства приняты пластмассовые сопла с чашечным отражателем.

Во втором варианте водораспределительное устройство выполнено по гидравлической схеме, предложенной автором. В качестве разбрызгивающего устройства принято сопло, предложенное автором в третьей главе диссертации. Направление разбрызгивания воды осуществляется вниз.

Оросительное и водоуловительное оборудование для двух вариантов принималось одинаковое, однако, если в первом варианте под блоки водоуловителя необходимо устройство дополнительной конструкции, то во втором варианте блоки водоуловителя укладываются на рабочие трубопроводы системы водораспределения.

Показателем экономической эффективности при сравнении вариантов служила разность годовых приведенных затрат, определяемых по сумме затрат на сооружения и затрат, связанных с потерей мощности турбины.

Приведенные затраты на сооружение Пс представляют собой сумму ежегодных эксплуатационных расходов Э при одновременных капитальных вложениях К, приведенных к годовым единицам измерения с помощью нормативного коэффициента сравнительной экономической эффективности Ен:

ПС=Э+Е„К. (4)

Приведенные затраты, связанные с потерей мощности, потребляемой насосами на перекачку циркуляционной воды, определяются по формуле:

П^ч-С±л (5)

где: - мощность, потребляемая насосами на перекачку циркуляционной воды, МВт; Сш - стоимость электроэнергии, руб/МВт час; И - продолжительность работы турбин, час.

В результате проведенного технико-экономического расчета установлено, что суммарные годовые приведенные затраты в водоохладительное устройство градирни площадью орошения 1600м2, выполненное по новой гидравлической схеме, будут на 45 тыс. руб. меньше, чем в водоохладительное устройство, выполненное по традиционной гидравлической схеме. Это связано с меньшими затратами на перекачку циркуляционной воды, а также отсутствием дополнительных конструкций под блоки водоуловителя.

Таким образом, предложенное в диссертации решение усовершенствования гидравлической схемы водораспределительной системы башенных градирен позволяет не только избавиться от большинства известных недостатков, возникающих при работе водораспределительных систем, выполненных по ортогональной или секторно-радиальной схемам, но и оказывается экономически выгодным.

Основные выводы:

1. Выполнен анализ гидравлических схем водораспределительных систем градирен, применяемых у нас в стране и за рубежом. Выявлены наиболее часто встречающиеся недостатки их работы: заиление и засорение трубопроводов, появление неравномерности распределения воды по оросителю, повышение гидравлического сопротивления водораспределительной системы и др., приводящие к нарушению эффективной и бесперебойной работы градирни.

2. Разработана гидравлическая схема водораспределительной системы, позволяющая производить промывку рабочих трубопроводов, не останавливая градирню на ремонт.

3. Экспериментальное исследование модели предлагаемой водораспределительной системы, показало, что распределение воды в режиме промывки рабочих трубопроводов будет равномерным.

4. Предложена усовершенствованная конструкция разбрызгивающего устройства градирни, позволяющая получить развитый и равномерный факел разбрызгивания воды в широком диапазоне значений напора, при направлении разбрызгивания как вверх, так и вниз.

5. Выполненное технико-экономическое сравнение предложенной автором гидравлической схемы водораспределительной системы, с традиционной гидравлической схемой водораспределительной системы, применительно к конкретным условиям ТЭЦ-2 г. Астана, показало, что предложенные в диссертации мероприятия по повышению эффективности работы градирни, путем выполнения водораспределительного устройства по новой гидравлической схеме, будут экономичнее по сравнению с используемыми на сегодняшний день.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Пресман М. Р., Черняев Ю. П. Особенности применения сверхмощных градирен в системах технического водоснабжения ТЭС и АЭС / Материалы межвузовской научной конференции «XXXI Неделя науки СПбГПУ. 4.1», С-Пб.: Изд. СПбГПУ, 2003. С. 64 - 65.

2. Яи 2247294 С2 1 V 2% V 25/04. Водораспределительное устройство градирни / Недвига Ю. С., Родионов А. М., Пресман М. Р. -№2003108488; Заявл. 26.03.2003.

3. 1Ш 2243467 С2 7 Б 28 Р 25/08. Ороситель для тепломассообменного аппарата / Недвига Ю. С., Недвига Н. Ю., Ипатов В. Н., Пилипенко К. В., Свердлин Б. Л., Федоров А. В., Шишов В. И., Пресман М. Р. -№2003105988; Заявл. 03.03.2003.

Лицензия ЛР №020593 от 07.08.97

Подписано в печать 10.11.2005. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1.00. Тираж 100. Заказ 154Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург. Политехническая ул., 29. Тел.: 550-40-14 Тел./факс: 247-57-76

05-22602

РНБ Русский фонд

2006-4 27990

с

/ i

Введение

Глава 1 Обзор публикаций по конструкциям гидравлических схем водораспределительных систем градирен и постановка задачи исследования

1.1 Влияние водораспределительного устройства на эффективность работы градирни

1.2 Аналитический обзор существующих гидравлических схем водораспределительных систем

1.3 Водоразбрызгивающие сопла

1.4 Постановка задачи исследования

Выводы

Глава 2 Разработка, исследование и расчет новой гидравлической схемы водораспределительной системы

2.1 Гидравлическая схема водораспределительной системы

2.2 Основные положения гидравлического расчета водораспределительной системы градирни

2.3 Определение диаметров трубопроводов системы водораспределения

2.4 Расчет потерь напора в подводящих трубопроводах и стояках

2.5 Расчет потерь напора в магистральных трубопроводах

2.6 Расчет потерь напора в рабочих трубопроводах

2.7 Определение потерь напора до отдельных точек системы водораспределения

2.8 Определение высоты подачи воды в градирне

2.9 Технико-экономический расчет по определению оптимальных параметров водораспределительной системы

2.10 Гидравлический расчет окончательного варианта замкнутой системы водораспределения градирни, площадью орошения 1600м

2.11 Анализ равномерности распределения воды по площади орошения градирни рабочими трубопроводами замкнутой системы водораспределения и системы с тупиковыми участками

Выводы

Глава 3 Решение задачи проектирования эффективного и экономичного водораспределительного устройства градирни на основе анализа результатов натурных и лабораторных исследований

3.1 Натурное исследование градирни №2 Сосногорской

3.1.1 Задача натурных исследований

3.1.2 Краткая техническая характеристика градирни №

3.1.3 Методические предпосылки натурных исследований

3.1.4 Результаты натурных исследований градирни №

3.2 Анализ результатов лабораторных исследований водораспределительных систем градирен

3.3 Экспериментальное исследование модели замкнутой водораспределительной системы

3.4 Универсальное разбрызгивающее устройство

3.5 Исследование возможности расположения водоуловителей на рабочих трубопроводах водораспределительной системы

3.5.1 Технологические особенности работы градирни при расположении водоуловителей на трубопроводах водораспределительной системы

3.5.2 Особенности конструкции каркаса водоохладительного устройства градирни при расположении водоуловителей на трубопроводах 117 водораспределительной системы

Выводы

Глава 4 Технико-экономическое сравнение башенных градирен с различными вариантами исполнения гидравлических схем водораспределительных систем

4.1 Исходные данные

4.2 Методика технико-экономического расчета

4.3 Результаты технико-экономического расчета 127 Выводы 130 Заключение 131 Литература 134 Приложение 1. Результаты расчета потерь напора в системе водораспределения ' 145 Приложение 2. Результаты натурного исследования градирни №2 Сосногорской ТЭЦ

Градирни широко применяются в системах оборотного водоснабжения тепловых и атомных электростанций, а также крупных промышленных предприятий. Обусловлено это тем, что далеко не всегда есть возможность обеспечения их водой из местных источников, и на сегодняшний день отвод тепла от промышленных аппаратов с помощью градирен позволяет сэкономить не менее 95% свежей воды.

Основное количество охлаждающей воды в системе охлаждения ТЭС и АЭС подается в конденсаторы паровых турбин для охлаждения (конденсации) в них отработавшего в турбинах пара. От глубины охлаждения зависит экономичность работы турбоустановки: снижение температуры конденсации пара на 10°С приводит к углублению вакуума в конденсаторах примерно на 3,2% и повышению термического коэффициента полезного действия турбины на 1,4%. Кроме того, при повышении температуры охлаждающей воды сверх определенного значения снижается развиваемая турбиной мощность.

Предельная температура охлаждающей воды, при которой турбина может работать с номинальной мощностью, принимается обычно равной 33°С, а в турбинах, изготовляемых для районов с тропическим климатом - 36.40°С [42]. Поэтому для работы крупных АЭС требуется большое количество воды достаточно низкой температуры.

Так, например, для АЭС мощностью 4000-6000 МВт потребность в охлаждающей воде составит до 1 млн.м3/час. Этот расход значительно превышает меженные среднемесячные расходы многих крупных рек. В связи с этим применение прямоточных схем водоснабжения становится все более трудным и не только ввиду недостаточных количеств воды, но и вследствие отрицательного воздействия сбросов охлаждающей конденсаторы воды на окружающую среду. Сбросная охлаждающая вода не содержит радиоактивных примесей, но ее температура после конденсаторов турбин повышается на

8-10°С. При прямоточных системах охлаждения сброс большого количества теплоты приводит к так называемому «тепловому загрязнению» водотоков и водоемов, проявляющемуся в снижении кислородосодержания воды и более интенсивном развитии бактерий и водорослей, вызывающих цветение воды. Также возникают проблемы с рыбным хозяйством водоема.

По этим причинам наиболее перспективными оказываются оборотные схемы водоснабжения атомных электростанций, в которых охлаждение пара осуществляется водой, циркулирующей в замкнутой системе и выполняющей роль промежуточного теплоносителя между охлаждающим паром и охлаждающей средой - воздухом.

Применение башенных градирен в оборотных системах водоснабжения ТЭС и АЭС приводит к наиболее рациональным компоновкам охладительных устройств, отличающихся также экономичностью в эксплуатации.

Первыми примитивными градирнями были хворостяные градирни, позаимствованные из практики добычи соли путем выпаривания воды из соляных озер. Для выпаривания издавна использовался хворост, орошавшийся водой из озера. Позднее с целью улучшить омывание поверхности воды воздухом хворост стали укладывать на расположенные друг над другом «этажеркой» решетки из прутьев или брусьев. Так как процесс выпаривания рассолов называют градированием, эти устройства получили наименование «градиры» или «градирни». Такие градирни и были впервые применены для охлаждения промышленной циркуляционной воды.

Быстрое развитие промышленности выдвигало, однако, такие требования в отношении охладительного эффекта, производительности и компактности охладителей которые не могли быть удовлетворены указанными простейшими устройствами. Это вызвало появление градирен с вытяжной башней, первая из которых представляла собой старую, вышедшую из употребления дымовую трубу, в нижней части которой было помещено оросительное устройство из хвороста. Затем хворост был заменен в градирнях расположенными горизонтально металлическими сетками, решетником из деревянных брусков или лотков, т.е., были созданы первые пленочные конструкции с оросительным устройством из вертикальных металлических сеток или уложенных рядами друг над другом металлических колец; для подачи воздуха в подобное оросительное устройство были использованы вентиляторы.

К середине прошлого столетия появились все основные типы градирен. За прошедший с тех пор период градирни подверглись дальнейшему совершенствованию, и количество их конструкций сейчас достаточно велико. Большая работа по исследованию, улучшению и созданию оригинальных конструкций градирен была проделана в СССР и продолжает выполняться в России рядом проектных и исследовательских организаций, таких как ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева (Санкт-Петербург), ВНИИ ВОДГЕО (Москва), Атомэнергопроект (Санкт-Петербург), ОРГРЭС (Москва) и др.

На сегодняшний день градирни достигают значительных размеров, а каждая градирня превращается в уникальное и дорогостоящее сооружене. В тоже время результаты натурных исследований градирен не всегда совпадают с лабораторными данными, положенными в основу характеристик градирни. Так, расчет охлаждающей способности градирен производится, как правило, с использованием данных лабораторных гидро-аэротермических испытаний оросителей на опытных установках градирен небольших размеров. При таких испытаниях обычно обеспечивается относительно равномерное распределение воды и воздуха в оросителе. В градирнях в натурных условиях этого практически достигнуть не удается.

Равномерность распределения потоков воды и воздуха по сечению оросителя оказывает большое влияние на работу градирни. При неравномерном распределении воды уменьшается поверхность охлаждения, и значительное количество воздуха прорывается через неорошаемые или плохо орошаемые зоны оросителя, вследствие пониженного в них аэродинамического сопротивления. В результате этого средние объемные коэффициенты массоотдачи оросителей в натуре оказываются ниже, чем по данным испытаний таких же оросителей на небольших опытных установках.

Используемые сегодня водораспределительные системы градирен имеют ряд недостатков, не позволяющих добиваться равномерного распределения воды по площади орошения при их работе.

Цель диссертационной работы - решение задачи создания новой системы водораспределения, позволяющей улучшить как технические показатели градирни, так и экономические. Решение такой задачи имеет существенное значение для энергетики и промышленности.

Диссертационная работа направлена на повышение надежности функционирования градирен, за счет использования наиболее эффективных, экономичных и надежных в эксплуатации водораспределительных систем.

Работа направлена на поиск путей повышения качества работы градирни на основе состояния вопросов теории и практики их проектирования, современных тенденций развития.

После обобщения недостатков, обнаруженных при лабораторных и натурных исследованиях градирен, в диссертации предлагается вариант новой конструкции водораспределительной системы, с замкнутой системой трубопроводов, не позволяющей образовываться участкам, которые выходят из работы вследствие забивания их илом или строительным мусором. Кроме того, предлагается новая конструкция разбрызгивающего устройства, повышающего равномерность распределения воды по оросителю.

Поиск и разработка таких новых технических решений водораспределительного устройства на каждом этапе работы проходит технико-экономическое обоснование. Тем самым улучшаются не только технические показатели работы градирни, но и создается экономически выгодная и технологически обоснованная система водораспределения воды в градирне.

Работа над диссертацией постоянно совмещалась с проектными проработками института «СПб «Атомэнергопроект», который использовал результаты проведенных исследований.

На защиту выносятся: результаты анализа гидравлических схем отечественных и зарубежных водораспределительных систем градирен, позволившие наметить пути систематизации средств повышения эффективности их работы; усовершенствованная гидравлическая схема водораспределительной системы градирни, позволяющая существенно поднять эффективность ее работы, за счет недопущения заиления трубопроводов системы и, как следствие, более равномерного водораспределения; новое разбрызгивающее устройство градирни, обеспечивающее развитый и равномерный факел разбрызгивания воды в широком диапазоне значений напора, при направлении разбрызгивания как вверх, так и вниз;

Работа выполнена в ГОУ «Санкт-Петербургский государственный политехнический университ» на кафедре «Энергетических и промышленно-гражданских сооружений». Автор выражает глубокую признательность и благодарит научного консультанта Ю.С. Недвигу, ведущего научного сотрудника Лаборатории промышленных охладителей ТЭС и АЭС ВНИИГа им. Б.Е.Веденеева, а также коллег Отдела технического водоснабжения «СПб АЭП».

Выводы

В предыдущих трех главах предложена новая гидравлическая схема водораспределительной системы, водоразбрызгивающего устройства и новая схема установки водоуловителя в градирне.

В четвертой главе выполнено технико-экономическое сравнение вариантов водоохладительного устройства градирни с применением вышеуказанных новинок и традиционной ортогональной схемой водоохладительного устройства, применительно к условиям ТЭЦ-2 г. Астана.

В результате проведенного расчета установлено, что несмотря на то, что капиталовложения в трубопроводы новой системы водораспределения будут несколько выше, чем для традиционного водораспределительного устройства, в итоге, суммарные годовые приведенные затраты у новой системы будут ниже. Это связано с отсутствием дополнительных конструкций под водоуловитель и меньших затратах на перекачку циркуляционной воды.

Таким образом, предложенное в диссертации решение усовершенствования узла водоохладительного устройства позволит не только избавиться от большинства известных недостатков возникающих при работе традиционных водораспределительных систем, но и оказывается экономически выгодным.

Заключение

В работе выполнен анализ отечественных и зарубежных конструкций гидравлических схем водораспределительных систем градирен. Представлена классификация типов существующих гидравлических схем водораспределительных систем, а также водоразбрызгивающих сопел.

Выявлены наиболее часто встречающиеся недостатки при работе существующих водораспределительных систем градирен: заиление и засорение трубопроводов, появление неравномерности распределения воды, повышение гидравлического сопротивления системы и др., приводящие к нарушению бесперебойной работы градирни.

Разработана новая гидравлическая схема водораспределительной системы, позволяющая избавиться от тупиковых участков трубопроводов, а, следовательно, и от заиления их с последующим выводом из работы.

Новая конструкция гидравлической схемы водораспределительной системы защищена патентом [88].

Предложены пути повышения качества работы водораспределительных систем на основе проведенных автором натурных испытаний и практики известных лабораторных исследований.

Проведено экспериментальное исследование модели замкнутой водораспределительной системы. В результате эксперимента подтверждается равномерность водораспределения при различных значениях напора на подводящих трубопроводах при достижении эффекта промывки рабочих трубопроводов.

Предложена новая конструкция разбрызгивающего устройства, обеспечивающая развитый и равномерный факел разбрызгивания воды в широком диапазоне значений напора, при направлении разбрызгивания как вверх, так и вниз.

Конструкция защищена патентом [89].

Разработана новая конструкция каркаса водоохладительного устройства, позволяющая упростить опорную конструкцию под блоки водоуловителя, при установке его на трубопроводах замкнутой системы водораспределения с направлением разбрызгивания воды вниз. Установлено, что такое расположение водоуловителя по сравнению с традиционным, несколько увеличит аэродинамическое сопротивление градирни, однако этот увеличение не окажет сколь ни будь значимого ухудшения работы.

Выполнено комплексное технико-экономическое сравнение новой гидравлической схемы водораспределительной системы с установкой новых разбрызгивающих сопел с разбрызгиванием воды вниз, с расположением водоуловителя на трубопроводах системы, по сравнению с традиционной водораспределительной системой, применительно к конкретному объекту ТЭЦ-2 г. Астана.

Установлено, что предложенные в диссертации мероприятия по повышению эффективности работы водораспределительного устройства градирни, будут также экономичнее по сравнению с используемыми на сегодняшний день.

Разработанные и запатентованные конструкции водораспределительной системы и водоразбрызгивающего устройства позволяют повысить эффективность охлаждения воды в градирне, существенно увеличить сроки между планово-предупредительными и капитальными ремонтами градирен.

Предлагаемое решение усовершенствования водоохладительного узла градирен, возможно не только при строительстве новой градирни, но и при реконструкции данного узла.

Предложенные в диссертационной работе варианты модернизации водораспределительного устройства градирни рассматривались институтом «СПб«Атомэнергопроект» в проектах на стадии ТЭО для башенных градирен л площадью орошения 1600л* ТЭЦ-2 г.Астана, Соликамская ТЭЦ.

Применение разработанной гидравлической схемы водораспределительной системы возможно не только на градирнях площадью орошения 1600л*2, но и на градирнях других типоразмеров. Однако применение данной водораспределительной системы на сверхмощных градирнях производительностью 100000л*5/час потребует дополнительных исследований. Такими исследованиями автор планирует заняться в ближайшем будущем, применительно к проектируемым градирням ЛАЭС-2.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на XIII Международной конференции по энерго- и водоснабжению при модернизации градирен (г. Нижнекамск 2004 г.), а также на семинаре кафедры «Энергетические и промышленно гражданские сооружения» Санкт-Петербургского Государственного Политехнического Университета. По результатам исследования опубликовано три печатные работы.

1. Альтшуль А. Д., Киселев П. Г. Гидравлика и аэродинамика. - М.: Стройиздат, 1965. - 274 с.

2. Альтшуль А. Д. и др. Гидравлические потери на трение в водоводах электростанций / А. Д. Альтшуль, Ю. А. Войтинская, В. В. Казеннов, Э. Н. Полякова. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 104 с.

3. Андрианов В. Е., Румянцева М. И. Гидроаэродинамические исследования водоуловителей из пластмассы // Труды координационных совещаний по гидротехнике / ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. 1977. - Вып. 115.-С. 142-147.

4. Арефьев Ю. И., Гладков В. А. Исследование уноса воды из вентиляторных градирен // Труды координационных совещаний по гидротехнике / ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. 1977. - Вып. 115. - С. 176-184.

5. Арефьев Ю. И. Технико-экономические аспекты применения в градирнях пластмассовых оросителей и водоуловителей в сравнении с традиционными конструкциями // Энергохозяйство за рубежом. 1984. - №1. -С. 21-24.

6. Берман Л. Д. Испарительное охлаждение циркуляционной воды. -М.; Л.: Госэнергоиздат, 1957. 320 с.

7. Берман Л. Д. Применение и тенденции развития крупных градирен для охлаждения воды на тепловых электростанциях // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия. - 1968. - вып. 44. - С. 180-195.

8. Бобровский С. А. Гидравлический расчет распределительных трубопроводов. — М.: Стройиздат, 1968.— 159 с.

9. Буланина Э. В., Морозов В. А., Сухов Е. А. Башенные противоточные градирни высокой производительности // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. 1972. - Т. 110. - С. 135-145.

10. Буланина Э. В., Гельфанд Р. Е. Результаты аэродинамических исследований башенных противоточных градирен // Труды координационных совещаний по гидротехнике / ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. 1977. - Вып. 115.-С. 138-142.

11. Гельфанд Р. Е. Режимы работы комбинированной системы с градирней и брызгальным бассейном // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. -Л.: Энергоатомиздат. 1986. - Т. 192. - С. 66-70.

12. Гиргидов А. Д. Механика жидкости и газа (гидравлика): Учебник для вузов. 2-е изд., испр. и доп. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003. 545 с.

13. Генис С. Н. Водораспределение в градирнях. М.: Теплоэлектропроект, 1968.-21 с.

14. Гениев Н. Н. и др. Водоснабжение / H.H. Гениев, H.H. Абрамов,

15. B.И. Павлов. М.: Государственное издательство строительной литературы, 1950.-578 с.

16. Гладков В. А. и др. Вентиляторные градирни / В.А. Гладков, Ю.И. Арефьев, B.C. Пономаренко. М: Стройиздат, 1976. - 216 с.

17. Гончаров В. В. Анализ коэффициентов тепло- и массоотдачи капельных потоков градирен // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия. - 1968. - вып. 44. - С. 62-67.

18. Гончаров В. В. Брызгальные водоохладители ТЭС и АЭС. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1989. - 140 с.

19. Градирня с использованием морской воды и окружающая среда / ВЦП. № Ц-70220. - М., 1976. - 64 с. - Пер. ст. Сакамото С., Охари К., Тацука Р. из журн. Исикавадзима харима гико. - 1975. - Т. 15, № 1. - С. 138-154.

20. Григорьев Н. Л. Гидравлика. М.: Морской транспорт, 1948.403 с.

21. Дергачев Б. А. О гидравлическом расчете распределительных систем при установившемся режиме их работы / Дергачев Б. А., Троицкий В. П. // Гидроэнергетика: Сб. / Отв. ред.: К. П.Селезнев. — Ленинград, 1973 .— (Тр. ЛПИ; № 333) .— С.71-76.

22. Джуринский М. Б. и др. Прогрессивные методы строительства градирен и дымовых труб / М. Б. Джуринский, Н. В. Костиков, В. А. Морозов. — М.: Информэнерго, 1984. 36 с.

23. Дульнев В. Б. Гидравлический расчет напорной водораспределительной системы градирни // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия. - 1968. - вып. 44. - С. 68-78.

24. Дульнев В. Б. Аэродинамический расчет башенной противоточной градирни // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. —Л.: Энергоатомиздат. 1986. -Т. 192.-С. 51-55.

25. Дульнев В. Б., Ищук Т. Б. Гидравлический расчет напорных трубопроводных систем с дискретными отводами // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. 2000. - Т. 236. - С. 204-208.

26. Жуков О. И. Гидравлический расчет напорной системы водораспределения сверхмощных градирен И Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия. - 1977. - вып. 115. - С. 158-163.

27. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. -М.: Госэнергоиздат, 1960. -464с.

28. Исаев Ю. М. К определению коэффициента расхода гидравлического дросселирующего распределителя // Энергетические машины и установки: Сб. науч. тр. — СПб., 1997 .— (Тр.СПбГТУ; № 465) .— С.50-53.

29. Исследовать распределение воды в градирнях с новыми конструкциями сопел при взаимодействии факелов разбрызгивания: Отчет о НИР/ ВНИИ ВОДГЕО; рук. В. А. Гладков. ГР 68046263; Инв. Б044585. - М.:, 1969.-66 с.

30. Ищук Т. Б. Местные потери напора в водоводах технического водоснабжения электростанций // Электрические станции 1980. - №6. - С. 4752.

31. Ищук Т. Б. Местные потери напора при последовательном соединении колен в напорных трубопроводах // Водоснабжение и санитарная техника. 1980. - №9. - С. 8-10.

32. Казанский А. М. Вспомогательное оборудование турбинных установок. -М.: Государственное энергетическое издательство, 1941. 319 с.

33. Киселев П. Г. Справочник по гидравлическим расчетам. Л.: Госэнергоиздат, 1961. - 352 с.

34. Клингерт Н. В. и др. Стальные трубопроводы гидроэлектростанций / Н. В. Клингерт, А. X. Хохарин, А. Р. Фрейшист. М.: Энергия, 1973. - 216 с.

35. Кривошеина М. Б., Свердлин Б. Л., Кондратьев А. Г. Пластмассовые оросительные устройства градирен // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. -Л.: Энергоатомиздат. 1986. - Т. 192. - С. 47-50.

36. Курганов А. М., Федоров Н. Ф. Справочник по гидравлическим расчетам систем водоснабжения и канализации. Л.: Стройиздат, 1973. - 408 с.

37. Мандрыкин Г. П. Исследовнаие влияния градирен и брызгальных установок на микроклимат окружающей территории // Труды координационных совещаний по гидротехнике / ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. -1977.-Вып. 115.-С. 185-190.

38. Маргулова Т. X. Атомные электрические станции: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1978. - 360 с.

39. Материалы для изучения и анализа мирового опыта проектирования и строительства градирен в зарубежных странах. Раздел I США. Л.: Теплоэлектропроект, 1969. - 52 с.

40. Материалы для изучения и анализа мирового опыта проектирования и строительства градирен в зарубежных странах. Раздел II Англия. Л.: Теплоэлектропроект, 1969. - 46 с.

41. Материалы для изучения и анализа мирового опыта проектирования и строительства градирен в зарубежных странах. Раздел III Франция и ФРГ. Л.: Теплоэлектропроект, 1969. - 22 с.

42. Материалы для изучения и анализа мирового опыта проектирования и строительства градирен в зарубежных странах. Раздел IV Градирни стран СЭВ. Л.: Теплоэлектропроект, 1969. - 38 с.

43. Морозов В. А., Альтман В. М. Водоуловители в башенных градирнях с естественной тягой // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия. - 1968. - вып. 44. - С. 79-87.

44. Недвига Ю. С. Аэродинамика башенных градирен // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. 1962. - Т. 71. - С. 199-210.

45. Недвига Ю. С. Исследование и рационализация аэродинамического и термического режимов башенных градирен: Дис- канд. техн. наук. — Л., 1963. -159 с.

46. Недвига Ю. С. Указания по натурным исследованиям головных гардирен // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия. - 1968. - вып. 44. - С. 317-322.

47. Недвига Ю. С., Васильев А. П. Градирни ФРГ. Л.: Энергия, 1974.-68 с.

48. Недвига Ю. С. Натурные исследования выноса воды из градирен Ереванской ТЭЦ // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия. - 1977. - вып. 115. - С. 167-172.

49. Недвига Ю. С., Полевая В. Н. Новые типы градирен для АЭС и ТЭС. М.: Информэнерго, 1988. - 30 с.

50. Недвига Ю. С., Пожидаев В. Г. Конструкционные элементы из каучуковых полимеров для градирен // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. -Л.: Энергоатомиздат. 1986. - Т. 192. - С. 91-94.

51. Павловский Н. Н. Краткий гидравлический справочник. М: Стройиздат, 1940. - 314 с.

52. Полубояринов Ю. Г. Гидравлика и гидравлические машины. Л.: СЗПИ, 1969.-91 с.

53. Пономаренко В. С. Исследование процессов распределения воды в вентиляторных градирнях: Дис- канд. техн. наук. М., 1971. - 119с.

54. Пономаренко В. С., Арефьев Ю. И. Градирни промышленных и энергетических предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1998. - 376 с.

55. Пособие по проектированию градирен (к СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения») / ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 190 с.

56. Пресман М. Р., Черняев Ю. П. Особенности применения сверхмощных градирен в системах технического водоснабжения ТЭС и АЭС / Материал межвузовской научной конференции «XXXI Неделя науки СПбГПУ. 4.1», С-Пб.: Изд. СПбГПУ, 2003. С. 64-65.

57. Пресман М. Р., Альтман В. М., Смирнов В. К. Натурные испытания градирни №2 Сосногорской ТЭЦ Филиала ОАО АЭК «Комиэнерго»: Технический отчет / ФГУП «СПбАЭП». 2004/ТВ.0-0-24-ОТ-001; №76227. -СПб, 2004. - 25 с.

58. Примеры гидравлических расчетов / Под ред. А. И. Богомолова. -Изд. 2-е. М.: Транспорт, 1977. - 522 с.

59. Прозоров И. В. и др. Гидравлика, водоснабжение и канализация городов / И. В. Прозоров, Г. И. Николадзе, А. В. Минаев. М.: Высшая школа, 1975.-422 с.

60. Родэ Л. Э. Лабораторные аэродинамические исследования башенной градирни площадью орошения 4000 м //Труды координационных совещаний по гидротехнике/ ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. 1964. - Вып. 16. -С. 25-42.

61. Спицын И. П. Некоторые вопросы гидравлики • водораспределительных систем башенных градирен // Межведомственный сб.

62. ЛПИ. 1978. - Вып. 67.- С. 38-53.

63. Старицкий М. Г. и др. Разбразгивающие и водораспределительные устройства градирен / М. Г. Старицкий, Е. А. Сухов, Л. М. Цывьян, И. И. Шкред. Л.: ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1971. - 52 с.

64. Строительство сверхмощных железобетонных гиперболических башенных градирен на крупнейших ГРЭС и АЭС. Обзорная информация / Дмитриев Н. В., Кафанов Р. А. и др. М.: Информэнерго, 1983. -60 с.

65. Сухов Е. А. Лабораторные аэротермические исследования оросительных устройств градирен: Дис- канд. техн. наук. Л, 1972. - 138 с.

66. Сухов Е. А. Аэродинамические исследования противоточных башенных градирен // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева: Сборник научных трудов. 1984. - Т. 175. - С. 35-40.

67. Сухов Е. А., Румянцева М. И. Определение эффективности работы водоуловительных устройств градирен // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. -Л.: Энергоатомиздат. 1986. - Т. 192. - С. 43-46.

68. Технические указания по расчету и проектированию башенных противоточных градирен для тепловых электростанций и промышленных предприятий: ВСН 14-67. -Л.: Энергия, 1971. 100 с.

69. Турк В. И. Насосы и насосные станции. -М.: ГСИ, 1961. 333 с.

70. Ухин Б. В. Определение влияния поверхности экрана на распределение скоростей в области входа цилиндрического наконечника и на гидравлические потери // Гидротехническое строительство: Орган М-ва электростанций. — Москва. — 2003. — №4. — С.23-28.

71. Фарфоровский Б. С., Пятов Я. Н. Проектирование охладителей для систем производственного водоснабжения. Л.: Госстройиздат, 1960. - 170 с.

72. Фарфоровский Б. С. и др. Альбом разбрызгивающих устройств, применяемых в водоохладителях / Б. С. Фарфоровский, В. А. Морозов, Э. В. Буланина. JL: Теплоэлектропроект, 1964. - 33 с.

73. Фарфоровский Б. С., Фарфоровский В. Б. Охладители циркуляционной воды тепловых электростанций. Л.: Энергия, 1972 - 111 с.

74. Филыптинская Э. П., Богатырева В. Г. Охлаждение воды при помощи вращающихся дисков // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. -Л.: Энергоатомиздат. 1980. - Т. 143. - С. 44-50.

75. Чернецова Л. В., Цибина Н. В. ТЭЦ-2 г.Астана. Градирня №1 площадью орошения 1600м . Сметы. СПб.: Атомэнергопроект. - 2004. - 62 с.

76. Черткова Н. А., Жуков О. И. Исследование напорно-безнапорных (комбинированных) систем водораспределения для градирен большой производительности // Труды координационных совещаний по гидротехнике. -Л.: Энергия. 1977.-вып. 115.-С. 154-158.

77. Черткова И. А., Яцкина Г. И. Изучение коэффициентов сопротивления пространственных развилок // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. -Л.: Энергоатомиздат. 1980. - Т. 143. - С. 60-64.

78. Чертоусов М. Д. Специальный курс гидравлики / Изд. 2-е. Л.: Энергия, 1949. - 407 с.

79. Чугаев Р. Р. Гидравлика: Учебник для вузов. 4-е изд., доп. и перераб. - Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. - 672 с.

80. Шершнев Ф. А. Проектирование, строительство и эксплуатация каркасно-обшивных вытяжных башен градирен // Труды координационных совещаний по гидротехнике. Л.: Энергия. - 1968. — вып. 44. - С. 213-220.

81. RU 2243467 C2 7 F 28 F 25/08. Ороситель для тепломассообменного аппарата / Недвига Ю. С., Недвига Н. Ю., Ипатов В. Н., Пилипенко К. В., Свердлин Б. Л., Федоров А. В., Шишов В. И., Пресман М. Р. №2003105988; Заявл. 03.03.2003.

82. RU 2247294 С2 7 F 28 F 25/04. Водораспределительное устройство градирни / Недвига Ю. С., Родионов А. М., Пресман М. Р. №2003108488; Заявл. 26.03.2003.

83. RU 2237523 С1 7 В 05 В 1/26. Универсальное разбрызгивающее устройство / Недвига Ю. С., Родионов А. М. №2003120106/12; Заявл. 02.07.2003.

84. Barness Н. С. Hyperbolic cooling tower highlights the features of AEP system's Big Sandy Plant. Power Engineering, 1962, V. 66, №12.

85. Burger R. Cooling tower water-distribution and elimination. Nat. Engr, 1973, v. 77, №1, p. 4-7.

86. Concrete stacks fot colling towers. Civil Engng and Public Works Rev., 1969, №752, p. 278.

87. Cooling tower backers win lake Michigan battle. Engng News-Record, 1971, v. 186, № 11, p. 58.

88. Cooling towers. Amer. Inst Chem. Engng, New York, 1972, 145 pp.

89. Dallaire E. E. Thermal-pollution threat draws nearer. Civil Engng, 1970, v. 40, № 10, p. 67-71.

90. Engels P. Zur Wasserabscheidung von Tropfenangittern in senkrecht aufsteigenden Luftstrom. Forschungsber. Landes Nordhein-Westfalen 2151, Techn. Hochschule, Aochen, W.Germ., 1970, 31 S.

91. Gurney J. D., Cotter I.A. User investigation of mechanical draught cooling tower perfomance. Mod. Refrig. Air Condit., 1969, v. 72, № 856, p. 46-48.

92. Improved eliminator for cooling tower. Electr. Times, 1972, v. 161, №9, p. 34.

93. Kunesch A. M. Mechanical draught cooling towers. Chem. Eng., (Gr. Brit.), 1971, № 253, p. 337-342. Bibliogr. 2 ref.

94. Kinsman G. Power plant cooling systems. Proc. ASCE, J. Power Div., 1972, v. 98, №2, p. 247-252.

95. Lebecka J., Regeta A. Pomiary sprawnosci eliminatirow kropelek wody unoszonych z chlodni kominowych. Energetika, 1972, v. 26, №6, Energopomiar, v. 18, №3, p. 19-22. Bibliogr. 4 ref.

96. Malkin S.Y. Converting to spray pond cooling. Power Engng, 1972, v. 76, №1, p. 48-49.

97. Problem of water supply. World Refrig., 1969, v. 20, № 5, p. 3.

98. Promise of fewer cooling towers at power stations. Electr. Rev., 1970, v. 186, № 19, p. 673.

99. Regehr U. Tropfenabscheidung in Kuhlturmen. Kaltetechnik-Klimatisierung, 1970, Bd. 22, №10, S. 339-342.

100. Rogers P. Wet-type hyperbolic cooling towers. Civil Engng, 1972, v. 42, № 5, p. 70-72.

101. Savery C.W., Hammill M.P. Evaporative cooling tower perfomance predictions. ASME Pap. 1972, № 72, № 72-WA/HT-62 for Meet Nov. 26-30, 7 p. Bibliogr. 7 ref.

102. The latest in towers: fan assisted cooling. Electr. World, 1973, v. 179, № 1, p. 32.

103. U.S. trend to cooling towers. Electr. Times, 1971, v. 159, № 16, p. 24.

104. U.S. develops cooling towers. Electr. Times, 1971, v. 159, № 17, p.