Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Николаевский национальный университет им. В.А. Сухомлинского

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Bondarchuk_A__421_grupa.docx

Скачиваний:

Добавлен:

01.07.2025

Размер:

391.66 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 75 6 7 > Следующая >>>

Розділ ііі. Теоретичне рішення

3.1. Аналіз об’єкту моделювання, мета його створення та існування

Південно-Українська АЕС розташована на території Арбузинського району Миколаївської області, на березі р. Південний Буг біля м. Южноукраїнськ Миколаївської області. Потужність АЕС складає 3000 МВт (три енергоблоки ВВЕР-1000). Прилегла до АЕС територія складається з кристалічних порід і піщано-глинистих відкладень, розсічена сіткою байраків і балок. Місцеві грунти належать до чорноземів південних і звичайних. Зустрічаються незначні ділянки, що зайняті лісовими масивами. Клімат сухий з великими запасами тепла.

Конденсатори турбін АЕС охолоджуються водою ставка-охолоджувача (Ташлицьке водосховище). Влітку протягом доби з АЕС у водосховище скидається близько 19 млн м³ , а взимку до – 15 млн м³ технічної води.

Продувка ставка-охолоджувача здійснюється в Південний Буг зі швидкістю 2 м³/с, із загальним річним об’ємом 63 млн м³/рік.

Ставок-охолоджувач АЕС ємністю 32,9 млн м³ утворений в балці Ташлик на лівобережжі р. Південний Буг (біля с. Костянтинівка). Довжина його складає 10 км, ширина – від 1 км у нижній частині до 100 метрів у верхів`ї , середня глибина – 10 м.

Швидкість течії водосховища коливається у межах 0,03-0,25 м/с – у нижній частині. Характер циркуляції води у водосховищі турбулентний, водообмін відбувається між усіма шарами водосховища.

Рідкі скиди ЮУ АЕС після попереднього очищення змішуються з господарсько-фекальними скидами АЕС і м. Южноукраїнська і очисними спорудами, які включають ставки-відстійники, з 1993 р. відводяться в ставок-охолоджувач, з якого постійно до Південного Бугу скидається «продувна» вода. Одночасно з річки в такому ж режимі відбувається поповнення втрат води у ставку-охолоджувачі. [7]

3. 2. Аналіз попередніх досліджень в галузі моделювання продувки

Математична модель кратності розбавлення продувних вод в Олександрівському водосховищі при природньому рівні 8,0 м

Кратність розбавлення продувних вод в контрольному створі залежить від розходу продувних вод та рПівденний Буг, від рівня заповнення русла річки (частина оголівків розсіваючого випуску можуть опинитися выще вільної поверхні річки) і т.д.

Найбільш достовірна інформація про режим роботи розсіваючого випуску може бути отримана в результаті обробоки натурних вимірів концентрації деякої речовини выще (фон - Т1), нижче (контрольный створ – Т4) та безпосередньо на скиді (Т2). В якості такої речовини вибрано SO₄, данні по якому регулярно вимірюються у всіх контрольних точках. Фактична кратність розбавлення знаходиться виразом:

(1)

де С_сб – концентрація речовини, що розглядається в продувних водах (Т2);

С_фон- концентрація речовини, що розглядається в річці (Т1);

С_кс – концентрація речовини, що розглядається в контрольному створі (Т4);

Отриманим значенням (n) були співставлені: розхід р. Південний Буг; розхід скиду продувних вод та відмітка рівня вільної поверхні річки відносно умовного нуля. Ці три фактори були закладені в модель методу найменших квадратів (МНК) для отримання узагальненої залежності.

Найбільш близькою до залежності що спостерігається виявилась модель Лапшева [1], яка узагальнює розрахунки розсіваючих випусків. Загальне розбавлення (n) оцінюється з врахуванням початкового розбавлення (no). Якщо швидкість виходу стременю з оголівку розсіюючого випуску більше 2м/с, то початкове розбавлення no>1, інакше, початкове розбавлення не враховується. Така жорстка умова приводить в деяких ситуаціях до переходу подібного стрибку від одного режиму до іншого, в залежності від величини скиду продувних вод. Загальний вираз для розрахунку розбавлення в контрольному створі має вигляд:

(2)

де Q_ЮБ- розхід р.Південний Буг;

q – розхід скиду продувних вод;

- коефіцієнт змішування.

Результати розрахунку приведені в таблиці 2. В першому рядку по горизонталі відкладені значення розходу продувки (q). В першому рядку по горизонталі відкладені значення розходу р.Південний Буг. Інші комірки таблиці містять розрахунки значення кратності розбавлення в контрольному створі при відповідних значеннях розходу продувки та р.Південний Буг.

Таблиця 2 - Таблиця прийняття оперативних рішень по величині допустимого розходу скиду продувних вод при природньому рівні води в Олександрівському водосховищі (8.0) м

Qюб\q_сб	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0	11,0	12,0	13,0	14,0
20	9,3	7,7	6,7	5,9	5,3	4,8
40	18,6	15,2	12,9	11,3	10,0	9,0	3,4	0,6
60	29,4	23,6	19,8	17,0	15,0	13,4	6,7	3,3	1,4
80	41,9	33,1	27,4	23,3	20,4	18,1	9,5	5,6	3,4	1,9
100	56,2	43,8	35,8	30,3	26,2	23,1	12,1	7,6	5,1	3,5	2,3	1,4
120	72,5	55,8	45,2	37,9	32,6	28,6	14,3	9,5	6,7	4,9	3,6	2,6	1,8	1,1
140	90,8	69,1	55,4	46,1	39,5	34,5	16,5	11,1	8,1	6,1	4,7	3,6	2,8	2,1	1,5	1,0
160	111,1	83,7	66,6	55,1	46,8	40,7	18,5	12,7	9,4	7,3	5,8	4,6	3,7	3,0	2,3	1,8	1,3
180	133,6	99,6	78,6	64,6	54,7	47,3	20,5	14,2	10,6	8,3	6,7	5,5	4,5	3,7	3,1	2,5	2,0	1,6	1,2
200	158,1	116,8	91,6	74,9	63,0	54,3	22,3	15,6	11,8	9,3	7,6	6,3	5,3	4,4	3,7	3,1	2,6	2,2	1,8
220	184,8	135,4	105,5	85,7	71,9	61,7	24,2	16,9	12,9	10,3	8,4	7,1	6,0	5,1	4,4	3,7	3,2	2,7	2,3
240	213,9	155,5	120,4	97,4	81,3	69,5	26,0	18,2	14,0	11,2	9,3	7,8	6,7	5,7	4,9	4,3	3,7	3,2	2,8
260	245,8	177,4	136,5	109,9	91,3	77,8	27,8	19,5	15,0	12,1	10,1	8,5	7,3	6,3	5,5	4,8	4,3	3,7	3,3
280	281,1	201,5	154,2	123,5	102,2	86,8	29,6	20,8	16,0	13,0	10,8	9,2	8,0	7,0	6,1	5,4	4,8	4,2	3,8
300	320,9	228,4	173,7	138,5	114,2	96,7	31,6	22,1	17,1	13,9	11,6	9,9	8,6	7,6	6,7	6,0	5,3	4,8	4,3
320	366,9	259,2	196,1	155,6	127,8	107,8	33,7	23,4	18,1	14,8	12,4	10,7	9,3	8,2	7,3	6,6	5,9	5,4	4,9
340	422,6	296,4	222,8	175,9	143,9	120,9	36,1	24,8	19,2	15,7	13,2	11,4	10,0	8,9	8,0	7,2	6,5	6,0	5,5
360	495,6	344,7	257,4	202,1	164,5	137,7	39,3	26,5	20,4	16,7	14,1	12,2	10,8	9,6	8,7	7,9	7,2	6,6	6,1
380	605,7	416,9	308,8	240,6	194,7	162,1	44,1	28,8	22,0	17,9	15,2	13,2	11,6	10,4	9,5	8,6	7,9	7,3	6,8
400	817,5	554,6	405,7	312,9	251,0	207,4	54,1	33,2	24,8	20,0	16,8	14,5	12,8	11,5	10,5	9,6	8,8	8,2	7,7

Математична модель кратності розбавлення продувнних вод в Олександрівскому водосховищі при різнх рівнях: РМО - 14,0 м, НПР – 14,7 м, НПР-16,9 м

Для розрахунків кратності розбавлення продувних вод в Олександрівскому водосховищі, n_0, застасований метод, рекомендований Інструкцією з розробки ГДС речовин при випуску стічних вод в водоймі.

D – коефіцієнт турбулентної дифузії дорівнює

;

R Н_С

у = 2.5 - 0.13 – 0.75 ( - 0.10 );

де n_ш - коефіцієнт шорсткості ложа водойма;

R - гідравлічний радіус (R= Н_с );

Нс - середня глубина, допускаєтся рівність гідравлічного радіусу та середньої глубини;

g - прискорення сили тяжіння;

U_с - середня швидкість течії води в водоймі;

C - коефіцієнт Шезі;

Q_п - розхід продувних вод;

n_н - кратність початкового розбавлення; якщо початкове розбавлення не враховується, то ця величина рівна 1;

D - коефіцієнт турбулентної дифузії;

Lн - відстань до прикордонного перетину зони початкового розбавлення; якщо початкове розбавлення не враховується, то ця величина рівна нулю;

Lо – відстань від місця випуску стічних вод до найближчого берега;

L - відстань від місця випуску стічних вод до контрольного створу;

- параметр, який враховує вплив найближчого берега на кратність основного разбавлення;

х₀ - параметр спряження початкової ділянки розбавлення з основною ділянкою;

х^* - параметр спряження ділянки двухмірної дифузії з ділянкою трьохмірної дифузії;

n₀ - кратність основного розбавлення;

Z₁- параметр початкової ділянки розбавлення;

Z₂ – параметр ділянки основного розбавлення;

-функція початкової ділянки розбавлення. [3]

Розрахунок кратності розбавлення виконано при наступниих вихідних даних в контрольному створі:

Таблиця 3. - Вихідні дані для розрахунку кратності розбавлення

Результати розрахунків наведені в таблиці 4 – 6

Параметри	РМО – 14,0 м	НПР – 14,7 м	НПР – 16,9 м
Середня глибина Н, м	5,2	5,7	7,4
Швидкість течії, м/с	0,08	0,08	0,08
Найближча відстань від берегу до місця випуску, L₀, м	42,0	60,0	84,0
Середня ширина, м	246	258	282

Таблиця 4 - Розрахункова кратність основного розбавлення продувних вод в Олександрівському водосховищі при РМО 14.0 м

Q_П

X^*

Z₁

Z₂

X₀

n₀=f

0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.40 2.80 3.20 3.60 4.00 4.40 4.80 5.20 5.60 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00

8.50

9.00

9.50

10.0

0.00172

120.00

120.0

4.204

4.243

4.281

4.320

4.358

4.397

4.435

4.474

4.512

4.551

4.628

4.705

4.781

4.858

4.935

5.089

5.326

5.682

6.084

6.534

7.032

7.576

8.168

8.808

9.495

10.42

11.41

12.49

13.63

14.86

16.15

17.52

18.96

0.0384

0.0769

0.1154

0.1538

0.1923

0.2308

0.2693

0.3077

0.3462

0.3847

0.4616

0.5386

0.6155

0.6925

0.7694

0.9233

1.0772

1.2311

1.3850

1.5389

1.6928

1.8467

2.0006

2.1545

2.3084

2.5007

2.6931

2.8855

3.0778

3.2702

3.4626

3.6549

3.8473

4.617

9.234

13.85

18.46

23.08

27.70

32.31

36.93

41.55

46.17

55.40

64.63

73.87

83.10

92.34

110.8

139.2

181.8

230.2

284.2

343.9

409.2

480.3

557.0

639.4

750.5

870.4

999.2

1136.8

1283.4

1438.

1.00

2.050

2.059

2.069

2.078

2.087

2.096

2.106

2.115

2.124

2.133

2.151

2.169

2.186

2.204

2.221

2.256

2.308

2.383

2.466

2.556

2.651

2.752

2.858

2.967

3.081

3.228

3.379

3.534

3.693

3.854

4.019

4.186

4.355

54.39

27.8

18.9

14.5

11.8

10.1

8.82

7.87

7.13

6.54

5.66

5.03

4.56

4.18

3.89

3.44

3.14

2.94

2.78

2.66

2.57

2.49

2.43

2.38

2.33

2.29

2.25

2.22

2.19

2.17

2.16

2.14

2.13

Таблица 5 - Розрахункова кратність основного розбавлення продувних вод в Олександрівському водосховищі при НПР 14,7 м

Q_П

X^*

Z₁

Z₂

X₀

n₀=f

0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.40 2.80 3.20 3.60 4.00 4.40 4.80 5.20 5.60 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00

8.50

9.00

9.50

10.0

0.00172

120.00

4.204

4.243

4.281

4.320

4.358

4.397

4.435

4.474

4.512

4.551

4.628

4.705

4.781

4.858

4.935

5.089

5.326

5.682

6.084

6.534

7.032

7.576

8.168

8.808

9.495

10.42

11.41

12.49

13.63

14.86

16.15

17.52

18.96

0.0384

0.0769

0.1154

0.1538

0.1923

0.2308

0.2693

0.3077

0.3462

0.3847

0.4616

0.5386

0.6155

0.6925

0.7694

0.9233

1.0772

1.2311

1.3850

1.5389

1.6928

1.8467

2.0006

2.1545

2.3084

2.5007

2.6931

2.8855

3.0778

3.2702

3.4626

3.6549

3.8473

4.617

9.234

13.85

18.46

23.08

27.70

32.31

36.93

41.55

46.17

55.40

64.63

73.87

83.10

92.34

110.8

139.2

181.8

230.2

284.2

343.9

409.2

480.3

557.0

639.4

750.5

870.4

999.2

1136.8

1283.4

1438.8

1603.1

1776.3

1.00

2.050

2.059

2.069

2.078

2.087

2.096

2.106

2.115

2.124

2.133

2.151

2.169

2.186

2.204

2.221

2.256

2.308

2.383

2.466

2.556

2.651

2.752

2.858

2.967

3.081

3.228

3.379

3.534

3.693

3.854

4.019

4.186

4.355

54.39

27.8

18.9

14.5

11.8

10.1

8.82

7.87

7.13

6.54

5.66

5.03

4.56

4.18

3.89

3.44

3.14

2.94

2.78

2.66

2.57

2.49

2.43

2.38

2.33

2.29

2.25

2.22

2.19

2.17

2.16

2.14

2.13

Таблиця 6 - Розрахункова кратність основного розбавлення продувних вод в Олександрівському водосховищі при НПР 16,9 м

Q_П

X^*

Z₁

Z₂

X₀

n₀=f

0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.95 1.00 1.10 1.20 1.30

1.40

1.50

1.60

1.70

1.80

1.90

2.00

2.20

2.40

2.60

2.80

3.00

3.20

3.40

3.60

3.80

4.00

4.20

4.40

4.60

4.80

5.00

5.20

5.40

5.60

5.80

6.00

6.50

7.00

7.50

8.00

8.50

9.00

9.50

10.0

0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020 0.0020

0.0020

147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00 147.00

147.00

3.4279 3.4413 3.4546 3.4680 3.4814 3.4947 3.5081 3.5214 3.5348 3.5482 3.5615 3.5749 3.5882 3.6016

3.6149

3.6283

3.6550

3.6684

3.6951

3.7218

3.7485

3.7753

3.8020

3.8287

3.8554

3.8821

3.9088

3.9356

3.9890

4.0424

4.0959

4.1493

4.2027

4.2562

4.3096

4.3630

4.4320

4.5433

4.6604

4.7832

4.9117

5.0459

5.1858

5.3314

5.4827

5.6398

5.8025

5.9710

6.4171

6.8990

7.4165

7.9697

8.5586

9.1832

9.8435

10.539

0.0267 0.0401 0.0534 0.0668 0.0802 0.0935 0.1069 0.1202 0.1336

0.1469

0.1603

0.1737

0.1870

0.2004

0.2137

0.2271

0.2538

0.2672

0.2939

0.3206

0.3473

0.3740

0.4008

0.4275

0.4542

0.4809

0.5076

0.5344

0.5878

0.6412

0.6947

0.7481

0.8015

0.8550

0.9084

0.9618

1.0153

1.0687

1.1221

1.1756

1.2290

1.2824

1.3359

1.3893

1.4428

1.4962

1.5496

1.6031

1.7366

1.8702

2.0038

2.1374

2.2710

2.4046

2.5382

2.6718

3.9277 5.8915 7.8553 9.8192

11.783

13.746

15.710

17.674

19.638

21.602

23.566

25.529

27.493

29.457

31.421

33.385

37.312

39.276

43.204

47.132

51.059

54.987

58.915

62.842

66.770

70.698

74.625

78.553

86.408

94.264

102.11

109.97

117.83

125.68

133.54

141.39

151.53

167.90

185.11

203.16

222.04

241.77

262.34

283.75

305.99

329.08

353.01

377.77

443.36

514.19

590.27

671.60

758.17

849.99

947.06

1049.3

1.00

1.8515 1.8551 1.8587 1.8623 1.8658 1.8694 1.8730 1.8765 1.8801 1.8837 1.8872 1.8907 1.8943 1.8978 1.9013 1.9048 1.9118 1.9153 1.9223 1.9292 1.9361 1.9430 1.9499

1.9567

1.9635

1.9703

1.9771

1.9838

1.9972

2.0106

2.0238

2.0370

2.0501

2.0630

2.0760