Bước tới nội dung

Hồ làm mát

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Tập tin:Grimeton-radio-station-89.JPG
Một hồ làm mát tại Thụy Điển
Tập tin:Pensnett Canal use as industrial pond.jpg
Một hồ làm mát tại Anh

Hồ làm mát (Cooling pond) hay Ao làm mát là một vùng nước nhân tạo được hình thành chủ yếu nhằm mục đích làm mát nguồn nước bị gia nhiệt, hoặc để lưu trữ và cung cấp nước làm mát cho một nhà máy điện hoặc cơ sở công nghiệp gần đó như nhà máy lọc dầu, nhà máy bột giấy và giấy, nhà máy hóa chất, nhà máy thép hoặc xưởng luyện kim.

Tổng quan

Hồ làm mát được sử dụng ở những nơi có sẵn quỹ đất đủ lớn, đóng vai trò như một giải pháp thay thế cho các tháp giải nhiệt hoặc thay cho việc xả trực tiếp nước nóng vào các dòng sông hoặc vịnh duyên hải lân cận — một quy trình được gọi là "làm mát một lần". Quy trình xả trực tiếp kể trên có thể gây ra hiện tượng ô nhiễm nhiệt cho các nguồn nước tiếp nhận.[1][2] Hồ làm mát đôi khi cũng được ứng dụng song hành cùng hệ thống điều hòa không khí (HVAC) trong các tòa nhà lớn như một giải pháp thay thế cho tháp giải nhiệt.[3] Hồ tiếp nhận nhiệt năng trong nguồn nước xả ra từ các bộ ngưng tụ của nhà máy trong quá trình sản xuất năng lượng, và lượng nhiệt năng này sau đó được tản ra môi trường chủ yếu thông qua hiện tượng bốc hơi và đối lưu.[4] Một khi nước đã được làm mát trong hồ, nó sẽ được nhà máy tái sử dụng. Nước mới sẽ được bổ sung vào hệ thống (nước cấp bổ sung) để bù đắp cho lượng nước bị hao hụt do bốc hơi. Một công trình nghiên cứu xuất bản năm 1970 do Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ công bố đã ghi nhận rằng các hồ làm mát có chi phí điện năng tổng thể thấp hơn so với các tháp giải nhiệt trong khi vẫn cung cấp những lợi ích tương tự. Nghiên cứu kết luận rằng một hồ làm mát sẽ vận hành tối ưu trong phạm vi chênh lệch 5 độ Fahrenheit so với nhiệt độ nước tự nhiên, với diện tích bề mặt bao bọc xấp xỉ khoảng 4 mẫu Anh (acre) cho mỗi megawatt nhiệt năng được tản ra.[4]

Các ví dụ điển hình

  • Hồ Anna (Lake Anna) là một hồ làm mát ở bang Virginia, nơi cung cấp nước làm mát cho Nhà máy Điện hạt nhân North Anna. Hồ này còn được khai thác cho các hoạt động giải trí như câu cá, bơi lội, chèo thuyền, cắm trại và dã ngoại bên cạnh chức năng cốt lõi là hồ làm mát cho nhà máy hạt nhân.[5]
  • Hồ làm mát tại Nhà máy điện hạt nhân Chernobyl (thành phố Pripyat, Ukraina) có cả một hệ sinh thái động vật hoang dã phong phú, bất chấp lượng bức xạ hiện tồn trong khu vực. Đã có một số ghi nhận về những cá thể cá trê khổng lồ châu Âu (Silurus glanis) phát triển đạt trọng lượng lên tới 350 pound (khoảng 158kg) và có tuổi thọ lên tới 50 năm tại khu vực này.[6]
  • Trung tâm Năng lượng Columbia (Columbia Energy Center) ở vùng Pacific, bang Wisconsin là một nhà máy nhiệt điện đốt than sở hữu công suất 1000 MW. Một hệ thống làm mát kép được đưa vào vận hành để tản nhiệt bao gồm một hồ làm mát và hai tháp giải nhiệt. Hồ và các tháp được kết nối theo cấu hình song song để hỗ trợ tản nhiệt năng với tốc độ thần tốc hơn.[7]
  • Vào năm 1994, lò phản ứng tại Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Hạt nhân Yongbyon của Triều Tiên đã nằm dưới sự giám sát chặt chẽ của Mỹ, toàn bộ các thanh nhiên liệu hạt nhân của nhà máy này đã được tháo rút ra khỏi lò phản ứng và đặt vào trong hồ làm mát của cơ sở.[8] Các thanh nhiên liệu này kể từ đó đã được di dời đi nơi khác.[9]
  • Tại Nhà máy Điện Ashford A công suất 2,05 MW ở vùng Kent, Vương quốc Anh, nước làm mát cho các động cơ đốt dầu được thu lượm từ và hoàn trả lại trực tiếp cho các hồ nước làm mát. Cơ chế làm mát hạt nhân chủ đạo bên trong các hồ này là nhờ tiến trình đối lưu từ bề mặt nước.
  • Tại Nhà máy Điện Back o’ the’ Bank công suất 89 MW ở vùng Bolton, Vương quốc Anh, nước làm mát được làm mát bên trong 4 hồ phun sương (spray pond).[10] Dung lượng kích thước nhỏ của các giọt sương phun ra đã cải thiện tối ưu hiệu năng truyền nhiệt, gia tăng tốc độ bốc hơi và dẫn đến kết quả làm mát hiệu quả hơn. Mỗi hồ giải nhiệt sở hữu một công suất đạt lưu lượng 0,75 triệu gallon mỗi giờ (xấp xỉ 0,95 m³/s).[10] Nước cấp bổ sung được bóc tách trích xuất từ dòng sông Tonge gần đó. Vào khoảng năm 1950, một tháp giải nhiệt hyperboloid bằng bê tông cốt thép đã được xây dựng bổ sung với công suất đạt lưu lượng 2,5 million gallon mỗi giờ (xấp xỉ 3,15 m³/s), sở hữu biên độ phạm vi làm mát đạt 15 °F (khoảng 8,3 °C).[10] Tuy nhiên, đã có những đơn khiếu nại vạch rõ việc vận hành tháp giải nhiệt dẫn đến các bài toán rắc rối về băng giá trong thời tiết lạnh do hơi nước từ tháp đóng băng thành các hạt mịn.[11]
  • Vào năm 1963, Ban Hội đồng Phát điện Trung ương Vương quốc Anh (CEGB) đã tiến hành nghiên cứu khả năng vận dụng nguồn nước làm mát được gia nhiệt từ các nhà máy điện để hỗ trợ ngành nuôi trồng thủy sản phục vụ cả mục tiêu giải trí lẫn cung ứng thực phẩm. Tại Nhà máy Điện Đường Grove ở London, nước được làm mát bên trong các tháp giải nhiệt bằng gỗ thông gió tự nhiên và rơi xuống các hồ nước làm mát. Tổ chức CEGB đã chủ động thả các giống cá chép (Cyprinus carpio), cá trắm cỏ, cá mè hoa và cá Tilapia vào bên trong các hồ nước làm mát; đàn cá đã tăng trưởng một cách thần tốc bên trong nguồn nước ấm (nhiệt độ lên tới 27 °C).[12]
  • Nhà máy điện hạt nhân Zaporizhzhia tại Ukraina coq hệ thống hồ làm mát có dung lượng quy mô vĩ đại, được vũ trang tích hợp thêm các đầu phun sương bổ trợ tầng vật lý công suất lớn.

Chú thích

  1. ^ Mongillo, John F.; Zierdt-Warshaw, Linda (2000). Encyclopedia of Environmental Science. Rochester, NY: University of Rochester Press. tr. 93. ISBN 978-1-57356-147-1.
  2. ^ Dunne, Thomas; Leopold, Luna B. (1978). Water in Environmental Planning. New York: W.H. Freeman. tr. 722. ISBN 978-0-7167-0079-1.
  3. ^ Ananthanarayanan, P.N. (2005). Basic Refrigeration and Air Conditioning. McGraw-Hill. tr. 218. ISBN 978-0-07-049500-5.
  4. ^ a b An Engineering-Economic Study of Cooling Pond Performance (Báo cáo). Washington, DC: U.S. Environmental Protection Agency (EPA). 1970. tr. 5. 16130DFX0570. Water Pollution Control Research Series.
  5. ^ North Anna Waste Heat Treatment Facility; Dominion Resources, Inc.; 2015.
  6. ^ "Yes, there are giant catfish in Chernobyl's cooling pond – but they're not radiation mutants". Earth Touch News Network. Bethesda, Maryland, US. Truy cập ngày 25 tháng 10 năm 2018.
  7. ^ Optimized Combination of a Cooling Pond and Cooling Tower System for Condenser Cooling at a Steam Cycle Power Plant; College of Engineering, University of Wisconsin—Madison; Kirchhoff, Joerg; 1995.
  8. ^ Gordon, Michael R. (ngày 24 tháng 6 năm 1994). "Korean Talks: Looking for Options". New York Times.
  9. ^ UN confirms N Korea nuclear halt; BBC News; 16 July 2007.
  10. ^ a b c Garrett, Frederick C., biên tập (1959). Garcke's Manual of Electricity Supply vol. 56 1958-59. London: Electrical Press. tr. A-36.
  11. ^ Bolton News (ngày 20 tháng 7 năm 1996). "Ice from cooling tower". Truy cập ngày 5 tháng 6 năm 2020.
  12. ^ Information, Reed Business (ngày 31 tháng 1 năm 1963). "Cultivating fish for food and sport". New Scientist. Truy cập ngày 5 tháng 6 năm 2020. {{Chú thích web}}: |first1= có tên chung (trợ giúp)
Lấy từ “https://wikibeta.org/index.php?title=Hồ_làm_mát&oldid=7957256”