1598005429-afd80cdf49ba7e5f6ece6b974d8fd3c4 (811213), страница 29
Текст из файла (страница 29)
— 1ЕЕЕ Тгапвасйопв 3171. оп Роягсг Аррагагпв апб Яувгсшв, 1983, го). РАЯ вЂ” 102, 5/ 9, р. 310?— 25,0 1350 750 2500 ЗЗОО 50 750 Для этого потребуется соединитЬ послйдоватейьно пб менее 12 термопар. Примем условно, что установка будет работать 300 дней в году по 8 часов в день. По закону Фарадея можно рассчитать, какой силы ток должен идти все это премя череа морскую воду. Расчет показывает, что для выработки тонны водорода батарея должпа давать ток силой около 11 тыс. А. Это большой ток, но при низком напряжении— абсолютно безопасный.
Длп получения тако1о тока прпдетсп соедпюпь параллельно несколько последовательных цепей. Если ограничить силу тока в каждой ветви 50 А, потребуется 220 параллельных цепей, в каждой из которых 12 термопар. Общее количество термоэлементон в установке будет 2640 — 3000 штук, онп спободно разместятся на площади 10 м — нп каждую термопару придется примерно 30 смв. Потребуется хорошее зеркало достаточного размера, в фокусе которого должны быть установлены световоды, подводящие энергию Солнца к сваям термобатареп. Нагреватель число секций 1 2 расход теплой воды, т/ч 1450(29,8'С) 13500Х2(30'С) расход холодной воды в конденсаторе, т/ч 941 0 (8,1 ' С) 13000)42 (8,3'С) Пропаподптельпосгь насосов, и'/и пи теплой морской воды 23,7 220)42 холодной морской воды 22,9 210Х2 фрсонозого 1,0 9,1 В обеих установках используется осевая турбина компактного типа (рабочее тело — фреон) с давлением паров 10,6 кг/смв (або.), нагреватели — с горизонтально расположенными трубами, конденсатор — с вертикальными трубамп.
От всех других известных установок опытная установка на Науру отличается расположением на суше. Островное расположение имеет ряд очевидных преимуществ перед .Располоп екием на любом плавучем основании. Например, отсутствуют расходы на эксплуатацв1о судна-носителя, в том числе и на его периодические ремонты. Отпадаот надобность в устройстве надежных якорных стоянок и дорогих прпспособлений в видо защелки и карданного ,подноса для трубопровода холодной воды..
Не требуется специальный подводный силовой кабель для передачи электроэнергии на берег с особым устройством для его соединения с судном-носителем. Исключаются заботы о безопасности обслупвивающего пеРсонала, судна и всей установки н целом во время тропических ураганов. Прп расположении па острове океанская з~ергетичоская уста- нонка приобретает надежность, свойстпонпую зноргоцентралям, стоящим ка суше.
Отрицательная особенность островного расположения энергоцентрали ОТЕС заключается в неизбежном удлинении трубопровода холодной воды. Длинный трубопровод вызывает увеличопие поторь мощности па подачу холодной воды. Очевидно, не всякий остров или атолл подходят для строительства океанской теплоцентрали: избранное место должно удовлетворять Ряду необходимых физико- географических условий. По мнению японских специалистов, остров Науру является идеальным местом для уста-' вговни ОТЕС. Упрощенная схема опытной теплоэноргетической градиентной устаповкк нз острове Науру приведена на рис. 32.
Рис. 32. Схема установим ОТНС иа острове Науру т — нагое ддн подачи теплой повертноотной воЛы, г — иопарнтедь, а — Ореоноваи турбина, Š— генератор, д — нанденоатор, Е— насос тододной воды. т — насос дти проначнн Фреогга Она представляет собой типичную схему преобразователя с замкнутым циклом. В качестве рабочего тела испольауется фреон. Выбор фреона связан с его нетоксичностшо (безвредностью). буреон испаряется в нагревателе за счет тепла воды поверхностного слоя океана, каждый час испаряется 75 т фреона. Для испарения такого количества фреона через нагреватель прокачивается каждый час 1450 т теплой волы из поверхностного слоя океана.
Вода поступает в нагреватель с температурой 29,8 'С, а выходит из испарителя при температуре 27,3 'С. Подача теплой води э испаритель осуществляется с помощью насоса, двигатель которого потребляет 27,8 нВт. Выходя пз испарителя, газообразный фреон совершает работу в турбипе, эал которой связан с генератором мощностью 100 кВт. Далее пары фреопа поступают в холодильник, где кондонсируются. С этой целью через конденсатор непрерывно прокачивается холодная глубинная вода в количество 1450 т7ч. Холодная вода входит в конденсатор при температуре 8,1 'С, а выходит при температуре 10,6 'С.
Для прокачки холодной воды имеется насос, потребляющий 43,3 кВт. Последняя цифра представляет собой существенную долю всей мощности, вырабатываемой установкой. Для обеспечения циркуляции фреона в замкнутой системе установки нчеется еще третий насос, потребляющий 15,3 кВт. Остров Науру находится в западной части Тихого океана блиа экватора. В плане он имеет эллиптическую форму. Протяженность острова с востока на запад около 4км, с севера на юг примерно 5 км, площадь 22 км'. Остров представляет собой коралловый атолл.
Максимальное возвышение острова над уровнем океана 65 м. Остров окружен полосой мелководья куприной от 50 до 100 ьц. барьерного рифа вокруг острова нет. Сразу после полосы мелководья начинается крутой овал берегового склона, относительно быстро достигающий больших глубин. Это обстоятельство имело вая;ное значение при выборе места строительства энергоцентрали ОТЕС. Климат Науру — тропический, различаются дождливый и сухой созоны, Температура воздуха в течение всего года колеблетсн н пределах от 27 оС до 32 "С днем, а почало обычно не опускается ниже 25 'С.
Океан вокруг острова в основном спокойный, хотя случаются и шквалы (тайфуны). По этой причине во время наиболее ответственных работ по прокладне подводного трубопровода холодной воды пользоэались информацией о погоде со спутнинов. С декабря по апрель бывает сильное волнение прп западном ветре.
Максимальная высота поверхностных волн достигает 4 и при периоде до 15 с по иаправленшо -'г15 ' относительно перпендикуляра к берегозой линии. Этот период года (т. е. декабрь — апрель) был признан непригодным для проведения монтажных работ по укладке трубопровода холодной воды в онеане. На острове наблюдаются приливы. Максимальная высота приливных волн достигает 2,7 и. Они вызывают приливные течения на глубинах с максимальной скоростью до 0,92 ду!с. Учнтыэались динамические воздействия на трубопровод холодной воды со стороны волн и подводных течений.
На глубинах более 100 м в расчет принимались только подводные течения, вызванные приливными явлениями. 11олученне информации о скоростях подводных приливных течений потребовало проведения специальных измерений. Для успешной работы установки 01ЕС основное значение имеет распределение температуры воды океана вблизи острова. Профиль температуры воды по глубине вблизи острова приведен на рис. 33. График показывает, что э верхнем перемешанном слое температура воды океана достигает 29,8 С.
На глубине 100 м наблюдается скачок, ниже которого температура воды медленно понижается, достигая 7 'С на глубине около 600 и и 6 "С— на глубине 700 м. С любого из этих двух горизонтов холодная вода подходит для обеспечения работы холодильника установки ОТЕС. Технологически приемлемой минимальной разностью температур считается 20 'С. Забор холодной воды производится с глубины 580 и, Здля чего потребовалась труба длиной 945 м с учетом ее укладки по склону. Геологическое обследование подвод- 147 Рлггнератгр л, 'с гуу Лу Лу Рис. 33. Раеиределеияе температуры воды оневна но глубине Игисисвлс ислвпичсслил ивпря вопле в лолввтллсиовой трубе, вггсн* Спустя гон лослв онончанлл строи- тельство Спустя 1000 ч после окончания строитслв- ствв З ивчвлспый лсриод твнпсрвту в, 'с рвстл- жение ростил!сиг!е сжатие рости жсвис сжвтлс срсв срсв сжатие срсв 146 ных' склонен ато~~а показалб, что по избранной трассе прокладки трубопровода холодной воды грунт достаточно твердый от уреза воды до глубины ,ч Ь.угу~ l 1 — 2 и: глубже — пористый, по % его несущая гпогоггногт1, д !- с гугггг— статочно в!огпк,1, Рельеф подводного склона — неправнльу пый от края мелководья до гЯ7 глубины 50 и, далее склон понижается под углом, близким к 45'.
Топография профиля берегового склона атолла в районе расположения уста- нонки показана на рнс. 34; это место сочли наилучшим для прокладки трубопровода холодной иоды. В качестве трубопровода холодной воды применяется труба нз полиэтилена внутренним диаметром 700 ым. Толщина ее стенок составляет 35 мм до глубины 270 и, дальше — 30 мы до места забора, Вгыбор поляотнлена был сделан после ряда экспериментов, имевших целью уточнение поведения полиэтилена.
К числу достоинств этого материала относится его гибкость. Полиэтлленовые трубы хорошо приспосабливаются к неровностям подводного склона, но полиэтилен подчиняется законам реологии, поэтому прочностные характеристики полиэтиленовой трубы зависят от окрулгауощей температуры и длительности работы под нагрузкой. Чтобы получить достаточно полную физическую картину поведения такой трубы в сложных условиях нагрузки, поред прокладкой трубо- гтлгтл поруб~! гг гелгй, яг1 ! сгг Л1у 'Сгг Чугг Рнс. 33. Необходимый вес ноливтллсновой трубы на 1 м ее длины нв равных глубинах провода были проведены предварительные испытания, результаты которых приведены в таблице.
Экспернмшгты показали также, что радиус изгиба трубы должен быть в 80 раз больше, чем ее диаметр Еще лучше, если радиус изгиба будет больше диаметра трубы в 120 раз, это обеспечит более длительную службу трубы. Удельный вес полиэтилена меньше единицы, поэтому труба имеет положительную плавучесть. Чтобы обеспечить стабильность положении трубопровода на подводном склоне, был определен необходимый вес трубы в воде (рис.
35). С увеличением глубпны океана эес падает вследствие уменьшения динамических влияний. Для увеличения веса трубы на нее былп надеты стальные пояса, что обеспечивает сохранение стабильности положения трубе провода на склоне после укладки. ОГЛАВЛЕНИЕ 3 7 11 18 23 28 36 41 46 56 65 71 74 87 93 97 163 161 108 112 119 122 128 132 135 143 1ф4 Перед укладкой был проведен модельный анализ поведения трубопровода во время укладки. Укладка была выполнена с помощью двух буксиров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
