Охлаждение циркуляционной воды

Силовые установки (конденсаторы паровых турбин, дизельмоторы, компресоры и т. д.), как правило, требуют для охлаждения воду. На ТЭС и АЭС преобладающее количество воды (90-95%) расходуется на охлаждение конденсаторов турбин. Для совершения полезной работы турбиной от нее отводится с отработанным паром часть тепла, которое передается в конденсаторе охлаждающей воде. Расход воды рассчитывается относительно расхода поступающего в конденсатор пара таким образом, чтобы отводимого от него тепла было достаточно для нагрева воды в среднем на 10^oС градусов. Вода для указанной цели может непрерывно поступать из источника, а по использовании отводиться в сток, либо нагретая вода отводится к специальным устройствам, где охлаждается и снова насосами подается для охлаждения агрегатов (оборотная вода). Вопрос о применении для целей охлаждения свежей воды или оборотной в каждом отдельном случае решается экономическим сравнением. Часто оборот воды необходим вследствие недостатка ее.

проточное водоснабжение из реки

Для восстановления низкой температуры охлаждающей воды служат:

градирни ( башенные охладители);
охлаждающие пруды;
охлаждающие пруды с брызгалами.

Градирни

Охлаждающее действие башенного охладителя основывается на радроблении охлаждаемой воды на мелкие капли в "оросительном устройстве" градирни. Часть теплоты воды отнимается вследствие испарения, часть теряется в воздухе при соприкосновении с ним частиц воды. В башне должна быть обеспечена постоянная циркуляция воздуха в достаточном количестве.

На турбинных электростанциях строятся следующие типы градирен:

1) Закрытые с естественной циркуляцией воздуха.

2) Закрытые с искусственной (принудительной циркуляцией воздуха).

Закрытая градирня с естественной циркуляцией воздуха является наиболее распространенным типом охлаждающего устройства. Схема установки с такой градирней приведена на (рис. 6). Градирня состоит из оросителя (решетника), закрытого боковыми стенками с отверстиями (жалюзи) для подвода воздуха и снабженного вытяжной башней (камином), создающей интенсивный ток воздуха через ороситель. Высота вытяжной башни может достигать 80-90 м.

Ороситель представляет собой систему вертикальных стоек и большого числа тонких горизонтальных планок или вертикально установленных пластин, размещенных между стойками рядами с небольшими зазорами. Циркуляционная вода подводится к верхней части оросителя по трубам и желобам, чтекает вниз по планкам или пластинам, разбиваясь на тонкие струйки или пленки, и отдает часть своего тепла окружающему воздуху. Непосредственно под градирней расположен бассейн, куда собирается охлажденная вода.

Корпус, башню и стойки градирни обычно строят из дерева, железа, нержавеющей стали, полимеров или железобетона. Общий вид градирни показан на (рис. 7). Благодаря наличию высокой башни, насыщенный парами воздух отводится в более высокие слои атмосферы.

Градирни с принудительной циркуляцией воздуха отличаются от вышеописанных тем, что боковые стенки их совершенно закрыты и подвод воздуха осуществляется через несколько отверстий в нижней части градирни посредством вентиляторов. На привод вентиляторов затрачивается от 1 до 2% всей вырабатываемой электроэнергии. Эти градирни применяются в тех местностях, где атмосферные условия делают ненадежной работу градирни с естественной циркуляцией.

Существуют также градирни комбинированного типа с принудительной и естественной циркуляцией, представляющие собой наиболее дорогой но и более совершенный тип охладительного устройства. В этих градирнях вентиляторы пускаются в ход только в тех случаях, когда естественная циркуляция оказывается недостаточной (плохие атмосферные условия, большая нагрузка машин); поэтому и годовой расход энергии на привод вентиляторов оказывается не очень большим при полной надежности установки.

Убыль воды в циркуляционной системе пополняется добавлением в бассейн градирни

воды из близлежащих источников посредством насосной установки (рис. 6). По причине непрерывного испарения части воды жесткость воды (содержание растворенных солей) в системе постепенно возрастает, что вызывает необходимость химического умягчения или периодической смены воды.

Ввиду того что в системе циркулирует почти одно и тоже количество воды, эту воду можно подвергать химической обработке, что благоприятно сказывается на работе конденсаторов, предупреждая загрязнение их трубок.

Охлаждающий пруд

Охлаждающий пруд представляет собой водоем, в который циркуляционная вода сливается с одного конца, а забирается с другого. Вода охлаждается путем теплоотдачи в атмосферный воздух, а также вследствие испарения части воды, на которое затрачивается значительное количество тепла.

Охлаждающие естественные пруды являются весьма простыми, но несовершенными устройствами; охлаждающее действие их незначительно вследствие плохой циркуляции воды и в большой степени зависит от атмосферных условий. Поверхность охлаждения должна быть очень значительной. Потери воды на испарение довольно велики, часть воды теряется также вследствие впитывания в почву. Температура циркуляционной воды в прудах, колеблется от 10^oС зимой до 35^oС летом.

При определении поверхности пруда пользуются опытными данными. Так, в условиях средней полосы России на 1 м³ воды, охлаждаемой от конденсатора паровой турбины, необходимо около 10м² поверхности пруда.

Лучшим решением вопроса является применение охлаждающих прудов с разбрызгивающими соплами (брызгальный бассейн). Здесь, так же как и в описанных выше случаях, охлаждение имеет место в результате передачи тепла воздуха при соприкосновении распыленных частиц воды с последним и за счет выделения скрытой теплоты парообразования. К этим соплам циркуляционная вода подается под давлением 0,5-1,5 ати, распыляется в соплах над поверхностью пруда и быстро охлаждается благодаря большой поверхности соприкосновения струй с воздухом. Площадь пруда с брызгалками может быть сделана примерно в 10 раз меньшей, чем поверхность простого пруда, с таким же охлаждающим эффектом.

Количество испаряющейся воды в бассейнах может быть точно определено соответствующими тепловыми расчетами. При перепаде в 10^oС испаряется 1,0-1,2% воды; при больших перепадах может испаряться до 2-2,5%; могут иметь место также унос воды ветром, утечка и прочее. Практически пополняемое количество свежей воды может составить около 3% для больших и около 5% для малых бассейнов.

Режим работы брызгальных бассейнов в зависимости от времени года может меняться.

Брызгала могут обеспечить большой охлаждающий эффект и работают достаточно надежно, но они требуют большей площади.

Далее ► ► ► Содержание Главная страница