Влияние плавучей атомной электростанции на тепловой и солевой баланс замкнутой акватории Каспийского моря

1. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профес

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный морской технический университет»
(СПбГМТУ)
Факультет корабельной энергетики и автоматики
Кафедра экологии промышленных зон и акваторий
Дипломная работа
Оценка влияние плавучей атомной электростанции на
тепловой и солевой баланс замкнутой акватории Каспийского
моря
Выполнил: студент группы 2540
Халамовская Е.В.
Дипломный руководитель:
к.т.н., профессор Ревков М.В.
Санкт-Петербург, 2014 г.

2. Каспийское море

2

3. Расположение ПЛАЭС в бухте

1-Мол; 2-песок; 3-населенный пункт; 4-станция; 5-бухта; 6-открытое море.
3

4. Цель – создать алгоритм расчета изменения параметров воды в замкнутой акватории.

Задачи:
1. Определить температуру и соленость воды в
замкнутой акватории при наличии ПЛАЭС.
2. Оценка экологического риска при наличии
ПЛАЭС.
3. Дать рекомендации по проектированию
системы охлаждения ПЛАЭС
4

5. Параметры станции

Электрическая мощность 2×10000 кВт
Производительность пресной воды 6000 м3 /сут
Мощность реакторов 2×45 мВт
Количество теплоты отводимое от станции в
бухту 2×30 мВт
• Расход охлаждающей воды 2×1250 кг/с
• Подогрев охлаждающей воды 6°С
5

6. Изменение температуры воды в Каспии

t =17+8sin[360/12(τ-5)]
(1)
30
25
t,°С
20
15
Изменение температуры воды
10
5
0
0
2
4
6
τ,мес
8
10
12
14
6

7. Изменение солнечной радиации в течении года

q =3,5+2,5sin[360/12(τ-3)]
(2)
7
q, кВт·ч/м2·сут
6
5
4
Изменение радиации
3
2
1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
τ, мес
7

8. Изменение испарения с поверхности акватории

gи=7·tв
(3)
250
200
И, мм
150
юго-восток Каспия
аппроксимация
100
50
0
0
2
4
6
8
10
12
14
τ, мес
8

9. Расчетные формулы

Gи=gи·tб·F
∆Q= -Gи·r+Qp+Gk·Cp·tk
Qр=q·F·∆τ· 3600
Qi=Qi-1+∆Q
Tбухi= Qi/ М·Ср
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
где Gи- количество испарившейся воды за 1 месяц ,кг;
G количество испарившейся воды с 1 кг/ м2 мес °С
F- поверхность бухты 106 ,м2
r- теплота испарения = 2270, кДж/кг;
Qp- теплота радиации кДж;
q- величина радиации средняя за месяц, кВт·час/м2·сут;
Ср- теплоемкость воды в Каспии=4, кДж/кг;
Qi изменение количества теплоты в бухте, кДж ;
М= 15· 106 кг.
9

10. Изменение температуры воды в бухте за 3 года

40
35
30
t,°С
25
20
15
10
5
0
0
4
8
12
16
20
τ,мес
24
28
32
36
40
10

11. Соленость воды в бухте

∆Мсi=mk·Gk·∆τ
Мсi=Mci-1+∆Mci
mc=Mci/ Мб
(9)
(10)
(11)
где mk-концентрация солей в Каспии = 13, гр/кг;
∆Мсi- изменение солесодержания в бухте в граммах за один месяц.
11

12. Изменение солености воды в бухте при наличии ПЛАЭС

15,5
mc, ‰
15
14,5
Изменение солености
воды
14
13,5
13
0
5
10
15
20
25
30
35
40
τ,мес
12

13. Тепловой баланс замкнутой бухты при наличии ПЛАЭС

∆Qбi= - Gи·r+Qp+Gk·Cp·tk – Mд·Cpд·tд·∆τ+Qст
45
40
35
t,°С
30
25
20
изменение температуры воды в
бухте при наличии станции
15
10
5
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
τ,мес
13

14. Температура воды в бухте после отвода охлаждающей воды ∆Qб= - Gи·r+Qp+Gk·Cp·tk – Mд·Cpд·tд·∆τ – Gохл·Ср·tб

35
30
25
t,°С
20
15
10
5
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40