A Magyar Hidrológiai Társaság XXXII. Országos Vándorgyűlése (Szeged, 2014. július 2-4.)
11. szekció. A HIDROLÓGIA, HIDRAULIKA IDŐSZERŰ KÉRDÉSEI - 15. Dr. Rátky István (nyugdíjas): A Paksi Atomerőmű dunai hűtővíz hőcsóvájának számítása
RátkyI.-9-Paks, dunai hőcsóva a léghőmérséklet, Tair = 37 °C, a felhőborítottság, c = 10, a relatív páratartalom, RH = 95 %, a szélsebesség, w = 0 m/s. A közelítő összefüggések alapján, néhány empirikus állandó és a felvett változók mellett, a vízfelületen a teljes termikusenergia-áram (Dtot = Ori - Obw + Oba - Í>e = 359 - 473 + 490 - 29 = 347 W/m2 Feltételezve a Duna e szakaszára - kisvizes időszakban - olyan jellemző hidraulikai értékeket, melyek a közelítő 2D transzport egyenlet baloldalára a legkisebb, a jobboldalára a legnagyobb pozitív értéket adják:- jellemző vízmélység, h ~ 3,5 m,- függély-középsebesség, v ~1 m/s,- vízhőmérséklet változás, AT ~ 4,7 °C, a Dunán Ax ~ 500 m hosszon,- a víz fajhője állandó nyomáson, cp = 4183 J/(kg °K),- a víz sűrűsége, p ~ 1000 kg/m ,- 500 m-t, 1 m/s-os sebességgel At ~ 500 s alatt „tesz meg a víz”. Ezek alapján: 3T 3T — + v— + .... a fíx 500 500 O 347 ^tot _ ______'_________ . pcph ~ 1000-4183-3,5 " + ....«1,88-10 2 = 2,37-10^ °C/s °C/s A vízfelületen a „hőcsere”, a termikusenergia-áram kb. három nagyságrenddel kisebb, mint az egyszerűsített, 2D, konvektív-diszperziós transzport egyenlet domináns tagjainak összege. Tehát numerikus számításoknál a paksi melegvíz bevezetés alatt 500 m távolságig (a kontroll szelvényig) e tag elhanyagolása megengedett. Az elhanyagolás más, meteorológiai, hidraulikai jellemzőkben lévő bizonytalanságoknál nagyságrendileg kisebb hibát eredményez a kontroll szelvényben számított hőmérsékletben. Hasonló nagyságrendű felületi hőcserét kaphatunk a VEIKI 1988-as tanulmánya alapján. A tanulmányban, az irodalomban elterjedt egyszerű lineáris hőátadási összefüggést alkalmazták. Az általunk használt jelölésekkel <E>tot = ks (Tmv-TD). Az egyenlet egyszerűsége mellet igen nagy előnye, hogy gondos helyszíni mérésekből meghatározott paraméter illesztésekkel igazolták az általuk levezetett un. „speciális hőcsere tényezőt” (ks-t) számító közelítő összefüggést. A Dunán 1983-1988. években 7 alkalommal, több szelvényben mérték a hőcsóvában kialakuló maximális hőmérsékleteket (a melegvíz bevezetéshez közel sűrűbben: 80, 160, 360 és 610 m-es keresztszelvényekben). Ugyanakkor mérték az átlagos szélsebességet is (w, m/s). A levezetett közelítő egyenletből a „speciális hőcsere tényezőt” a vízhőmérséklet és a szélsebesség függvényében határozták meg, ks = f(To,w), W/(m °K). A 7 méréssorozat 4 db szelvényében (összesen 28 db) számított hőcsere együttható ks ~ 30-58 W/(m °K) intervallumban mozgott. Esetünkben, mértékadó állapotban, 500 m-ig a csóva mentén a vízhőmérséklet Tmv,max 30-34,7 °C között várható, amikor a Duna alaphőmérséklete TD ~ 26,7 °C. így szélső értékeknél a teljes felületi termikusenergia-áram 0tot~ [30 - 58]*(34,7-26,7) = 240 - 464 W/m2 között lehet. Intervallum közép 352 W/m , ami gyakorlatilag megegyezi a VITIIKI tanulmányban adott közelítő összefüggésekből számított 347 W/m2 termikusenergia-árammal. A felületi hőcserével kapcsolatban hasonló megállapításra jutottak a VEIKI kutatói is. Mérési eredmények alapján megállapították „...a melegvízcsóva gyakorlati jelentőségű szakaszán (0-20) [0-20 fim!] a felszíni
