Mateev написа:Качвай го. Готов съм дори заедно да посмятаме, за да открием къде ти е грешката....... Аз вече открих няколко, но ти вероятно все още не си ги осъзнал. Едната е следната (цитирам от инвестора):
Pyramid написа:.....Колко вода ще се пренася? Ами, около 41,7 MW /m3 при разлика от 10 градуса, умножени по 4 или 5 /зависи до колко се подгрява/ значи, между 3 и 5 кубика в секунда за една установка /степен/.
Хайде светни ме как си го сметнал това и с какви формули, защото формулите в моя учебник явно се различават от тези на твоя.
41,7 MW = 41,7 MJ/s при специфичен темп. капацитет на водата 4,17 [kJ/kg*K], което прави 11,58kWh/m3 при темп.разлика 10К. Няма грешка: 4,17MJ/3600 сек = 1,158[kWh/T*K]
Залепям надолу с поредното уточнение, че е МНОГО рамково. И все пак...
1. Нека системата консумира локално, за термопомпата, Pr=92MW, купува ги по 3 цента.
2. Извличаната енергия, в зависимост от функционални параметри, като температура на кипене, Ткп.=288К, (15С) темп. На кондензация, Ткн=353K(80C), т.е. хлад. Коефициент ε=[Ткп/(Tkн-Ткп)]=4,43, при известни отклонения от оптимума на кпд на задвижванията, Pi=Pr. ε.η, приблизително, 500 MW,
3. Изведената като топлина след това мощност Pt=Pi+Pr = 92+(500) = 592 MW. Те нагряват с 45 градуса 3,16 м3 вода в секунда.
4. За да се доставят 3,16 м/сек. Вода на 250 км и денивелация 500 метра по тръбопровод с диаметър 1 метър, скорост на движение 4,02 м/сек по него, и топлинно съпротивление 1W/m2.K, въведената допълнително за придвижване мощност е 15,5 MWза повдигането, 30MW от охлаждане и около 37,4 MW за губи от триене, общо, 82,9 MW “загуби” по пътя. “Загуби” е в кавички, понеже с някои мерки значима част от тази енергия може да се улови и възвърне, а триенето подгрява водата по пътя. Нужната за работата на разположените по пътя помпени агрегати енергия може да се закупува също на място многократно по-евтино, или да се сключи компенсаторен договор с НЕК, като собственик на АЕЦ и енергопреностите дружества така, щото на място тя да излиза оскъпена само с %-та на загуби в проводниците, но не и с огромния процент такси. Ако от тези 500MW невъзвратимо губим не 83, а 200 MW, за директна продажба като топлина през “топлофикация” или така, както се казва новото юр. лице, ще разполагаме с 300MW.
5. А сега да ги продадем даже на същата цена…
Никакви нови реактори, радиации, замърсявания,
В случая, осигуряваме стотици , даже хиляди работни места за десетилетия напред,
Развитие на инфраструктурата, намалени емисии на СО2, по-чист въздух в градовете,
Ръст на производството в свързаните с проекта предприятия /тръби, топлоизолации, термопомпи и др./ Това получавеме.
В допълнение, намалена енергийна зависимост от външни фактори, оползотворени налични ресурси…
Връщане /частично/ на топлинното състояние на р.Дунав към това отпреди пускането на блоковете
В перспектива, би могло да се намали потреблението и на охлаждаща вода, като цикълът се притвори
Слаби страни :
1. Видимо, разход на някакво количество енергия, труд и финанси. Фактически, Инвестиция в бъдещето. Със средно- и дългосрочен характер. На практика, обаче, АЕЦ може да почне да търгува и с топлина, вместо, както е към момента, само ел.енергия – така, сега АЕЦ търгува само с 30% от извлечената от урана енергия. Ако продава половината от „отпадната” на цена 1/5 , ще продава вече 60%, а приходите ще нарастнат с цели 20%.
2. Теоретично, съществува риск от изтичане на работно тяло на термопомпите. Компенсация на риска – не е задължително то да е отровно и опасно за озоновия слой. Освен това, движи се по затворен контур, под налягане - .
По-долу следват някои съвсем приблизителни изчисления :
Входяща температура на водата в изпарителя Tin[° С/ К] 25°C / 298 K
Дебит на входяща в тръбата вода, Gin[T/s]= Pt1/[c*( T вх -Tomn)]={592/[4,168*(65-20)]}=3,156 [T/s]
Температура на кипене на хладилния агент, Ti[° С /К] 15 °C / 288 K
Температура на кондензация на хладилния агент, Tk [° С /К] 80 °C / 353 K
Специфичен топл.капацитет на водата, c = 4,168 [kJ/kg.K] (MJ/T.K) (1Gkall/T.K)
Хладилен коефициент не термопомпата, ε = [Ti/( Tk- Ti)] = 288/(353-288) = 4,43
кпд. на термопомпата η = [ε/( ε+1)] = [4,43/(4,43+1)] = 0,8158 (81,58%)
„Загубите в термопомпата подгряват изх. Вода. Т.е., не са точно „загуби”
Входяща топлинна мощност, прехвърлена от водата „навътре” Pt 500 [MW]
Консумирана мощност на термоп., Pk [MW]= Pt*(1- η)=500*(1-0,8158)= 92,081 [MW]
Изходяща топл.мощност СЛЕД термопомпата Pt1= Pt+ Pk=500+92,081= 592,081 [MW]
Максимална входяща темп. на водата в тръбите T вх 65/ 338 [° С /К]
Кинематичен вискозитет /при 60C/ ν, (от графика) 0,000000475 [m2/s]
Минимална външна температура Tom -30 /243 [° С/К]
Мин.темп.на изтичащата вода Tomn 20 / 293 [° С/К]
Дължина на трасето, L 250 [km]
кпд на помпените станции [%] 0,85 (85%)
Загубите в помп.станции доп. Подгряват водата, т.е., не са точно „загуби”. Не и изцяло.
Диаметър на тръбите D 1,0 / 0,80 [m]
Повърхнина на тръбите, Str=Pi*D*L = 785 394,16 / 628 318,53 [m2]
Скорост на водата, Vв = Gin/[(Pi*D^2)/4]= 3,156/[0,785] = 4,0183 m/s/ 6,267 [m/s]
Число на Рейнолдс Re=[( Vв* D)/ν]= 8459578 / 10554947
Време за протичане /от край до край/, 17,2820 / 11,081 [h]
Дебелина стените на тръбите d 4 [mm]
Дебелина на изолацията, di 0,1 [m]
Коефициент на топлопроводност на изолацията ρt от таблица 0,04 [W/m.K]
Загуби от топлопредаване през изолацията, Lth / реални загуби, невъзвратими/
[Lth= Sтр* ρt *( T вх - Tom)/d ]= 29,845 / 23,876 [MW]
Грапавини, ∆ 0,02 [mm]
Дебелина на ламинарния слой δ`= 30*D/(Re*λ^(0,5)) = 0,00003704/ 0,00003815 mm
Хидравличен коеф на триене λ= [0,3164/(Re^0,25)] = 0,005867 / 0,005551
Денивелация H 500 [m]
Загуби на мощност за изкачване на водата, Lh /невъзвратими, реални загуби/
Lh= G*g*H = 3156*9,81*500 = 15 480 180 W= 15,4802 [MW]
Цена на закупуване на ел.енергията на изхода от АЕЦ Pr e 0,05 [лв/kWh]
Предполагаема продажна цена /илюстративно/ 0,12 [лв/kWh]
Възможно е да се определи и друга за ДЪЛЪГ период от време /например, 30 год./
Загуби напор от триене, Ht[m] ={λ*(L/D)*[Vв^2/(2*g)]}= 1207,1 / 3472,5 [m]
Изразени в мощност - подгряват водата-Lt = G*g*Ht = 37,373 / 107,510 [MW]
Механична мощност на помените станции P= Lh + Lt = 52,8532 / 122,99051 [MW] за придвижване на водата по цялата дължина на тръбата
Единична мех. мощност на помпена станция Pe= P/Nps 0,53 / 1,23 [MW]
Кпд на помпените стнации / илюстративно/ 0,80 /80%
Потребявана ел.мощност Pp=P/η= 66,25 / 153,75[MW]
Работно напрежение /задавам/ 20 [kV]
Двигателите се изчисляват за номинални стойности на напрежението към мястото на включване /след спада на напрежение в захр.линия дотам/.
Цялата потребявана мощност се купува на място в АЕЦ по цени на производител.
Потребяван ток при пълна компенсация I=Pp/U*sqrt(3) 1912,473 / 4438,38 [A ]
Всяка помпена станция разполага със собствени кондензаторни батерии, като и значителният разпределен капацитет на проводниците може да компенсира реактивната саставка на енергията, консумирана от помпените станции.
Сечение Sz на захр.проводници /при ток. плътност j=2А/mm2 Sz=1000/2220 [mm2]
Проводниците се изпълняват във вид на правоъгълни шини, контактуващи през изолацията с широката си страна към тръбата за вода. Отгоре, те са покрити с термоизолация от типа на тази за самата тръба. Така, отделената в тях топлина допълнително подгрява водата, снижавайки загубите.
Количество проводник [T] M= Sz*L*ρz 67500/149850 [kg] (Al) / ρz=2,7[kg/dm3]
222500/493950 [kg](Cu) / ρz=8,9[kg/dm3]
Примерна цена за проводниците /към момента/ 15 лв/kg [Al]
20 лв/kg [Cu]
Цена на медта за проводниците /максимум/ Pcu= 493950*20 = 9,879 [млн.лв]
Загуби в проводниците /ако целият товар е в края им/
Pr=I^2*L* ρz/Sz= 25,603/62,1168 [MW] (Al) или
16,0023/38,823 [MW] (Cu) –
същите „загуби” подгряват водата.
Практически, те са значително по-ниски, поради разпределения товар.
Общо потребление Ptot= Pp+ Pr+ Pk= 183.934 / 271.434 [MW]
При 50лв/MWh= 720 [ч/мес]*184*60=7,948 / 11,707 млн лв/мес за ел.енергия.
АКО би било на газ, 500MW/9[kWh/m3] са 55555,55 m3/h*720[ч/мес]=40 млн куб.м./мес.
При 500 лв/1000 м3 са 20 млн.лв за газ за същото нетно количество доставена енергия /пренебрегнали сме кпд на котлите около 0,9, иначе стават към 22 млн лв МЕСЕЧНО.Тоест, разлика минимум 8,3 млн лв МЕСЕЧНО. В полза на клиента.
Ориентировъчно задавам маса на изпарителя на ТП /500 MW при ∆T=15°C, отвън-вода, отвътре газ/ Mi=2000 [T], алуминий
Маса на кондензатора Mk = 2500 [T] алуминий
Маса свързващи тръби Mt = 500 [T] алуминий
Маса на алуминия Mal= 2000+2500+500 = 6000[T]
Цена на алуминия в ТП Pal=6000*1000*15 = 90 [млн. лв.]
В случай, че се изпълни с мед, поради по-високата й топлопроводност и технологичност, цената на меден топлообменник /вкл.и поради по-малките габарити/ може да се окаже значително по-ниска.
Цена на термопомпата Ptp /изхождам от 1500 лв/ 5 kW пазарна цена за климатик, която учетворявам / = (500000/5)*1500*4 = 600 000 000 = 600 [млн. лв]
Мащабирането, обаче, както и отстъпките за закупуване на материали в големи количества, могат сериозно да снижат тази цена.
Предположима цена за изкопни работи при дълбочина до 5 м 250 [лв/лин.метър]
Цена за изкопи Ци. 250 000/ 250 = 62 500 000 = 62,5 [млн.лв]
Количество стомана Gst = Pi*D*L*d*7,85 = Pi*1*250000*0,004*7850 = 24662 [T]
Цена на стоманата /неръждаема/ Pr st 7 [BGN/kg]
Цена за стомана = Gst*Pr st = 24662000*7 = 172 634 000 = 172,634 [млн. лв]
Цена за труд Pr tr средно 2000,0 [лв/мес.]
Брой наети работници Nw = 5000 [души]
Време за изпълнение T izp= 5 год = 60 [мес.]
Цена за труд Pw= T izp* Nw* Pr tr = 60*5000*2000 = 600 [млн. лв]
Брой помпени станции Nps /задаваме/ 100 [бр]
Цена на една помпена станция /задавам/ 5[млн.лв]
Цена за помпени станции 500 [млн.лв]
Обем термоизолация Wti={[(D+2*d+2*di)^2-(D+2*d)^2]*Pi*L}/4= 87022,12[m3]
Маса на термоизолацията /при плътност ρti=400 kg/m3/ = 34808,9 [T]
Цена за изолация Piz/при 1000 лв/тон/ 34,81[млн.лв]
Цена за проектиране и предпроектни проучвания 200 [млн.лв]
Цена за полагане /при 1000 лв/м 250[млнлв]
Обобщена цена = 600+9,9+90+62,5+173+600+500+34,81+200+250 = 2520,21[млн.лв]
Общо, след отпускане 20% непредвидени разходи /оскъпяване/
Ptot=3024,252 [млн.лв]
Повтарям, ИЗКЛЮЧИТЕЛНО РАМКОВО е това.
Библиографиите мога по-късно, като се прибера вкъщи, този ми комп е служебен, на него не ги държа тези неща.
Ала са лекции по приложна хидро-газодинамика и учебници по физика.
Цените за метали и труд /имах предвид ФРЗ/ са "изсмукани от пръстите", по онова време, бяха скочили доста.
После мога да приложа тук и сканирани илюстрации, как се трансформират загуби в полезна работа но, после.
Умният дава правилни отговори. Мъдрият задава правилните въпроси.
. Тип "разтоварване" ни прилагал колегата. Вместо да си повтаряш на ум / не си прав, не си прав/, ние тук вършим работата за надъхването на иначе интелектуалния труд на човека.