7.2 Охлаждение циркуляционной воды

Как указывалось в 7.1, конденсатор паротурбинной установки является холодным источником. Для того чтобы температура холодного источника была постоянной, необходимо, чтобы циркуляционная вода имела постоянную температуру. Поэтому воду забирают из моря, большого озера или реки, а затем сбрасывают ее (например, при речном водоснаб­жении— ниже по течению). Такая система водоснабжения, называемая прямоточной, совершенна и экономична и позво­ляет получать глубокий вакуум, благодаря постоянному использованию свежей воды для конденсаторов турбин. Между тем возможности использования прямоточной системы вследствие вызываемого при сбросе подогрева воды рек и озер, недопустимого по экологическим соображениям, ограничены.

Поскольку для производства 1 кВт-ч электроэнергии требуется от 130 до 200 л охлаждающей воды и, учитывая дефицит пресной воды и важность ее экономии, в настоящее время наибольшее распространение полу­чили системы оборотного водоснабжения, которые могут быть трех типов: с водохранилищами-охладителями, с градирнями и с брызгальными устройствами.

Оборотное водоснабжение с водохранилищами - охладителями является наиболее распространенной си­стемой водоснабжения действующих конденсационных электро­станций Украины и часто применяется на электростан­циях других стран. При такой системе главный корпус электро­станции располагают вблизи берега пруда, а циркуляционные насосы устанавливают в береговой насосной. Водоприемное устройство и насосную размещают у более глубокого места пру­да, вблизи плотины. Нагретая в конденсаторах турбин вода сли­вается в водохранилище на некотором расстоянии от места прие­ма, что обеспечивает необходимое ее охлаждение на пути от места слива до места забора.

Конденсационная установка работает с использованием сифонного эффекта в сливных циркводоводах.

Прошедшая конденсатор циркуляционная вода вводится в сбросной канал обязательно ниже уровня воды в нем. Уровень воды в сбросном канале в этом месте выше, чем уровень воды в водоприемном колодце.

Опускаясь под действием силы тяжести, поток воды в сливном циркводоводе создает в верхней части определенное разрежение (сифон). Величина этого разрежения зависит от разности отметок между верхом конденсатора и уровнем в сбросном канале, а также от количества протекающей по сливному циркводоводу воды.

Давление воды, непосредственно после циркуляционного насоса имеет значение, соответствующее его характеристике. При входе в конденсатор манометр показывает меньшее давление за счет того, что насос расположен ниже конденсатора и за счет гидравлического сопротивления водорода. В конце первого или в начале второго хода конденсатора избыточное давление воды становится равным нулю и по мере приближения к выходу из второго хода давление становится меньше атмосферного. Наименьшее давление (наибольшее разрежение) воды имеет место в верхней точке сливного циркводовода.

Действие сифона, который как бы стремится высосать воду из конденсатора, способствует снижению потребного расхода электроэнергии на подачу охлаждающей воды.

Расход охлаждающей воды через конденсатор регулируют изменением степени открытия задвижки (шибера) на сливном циркводоводе. Если напор насоса недостаточен для подъема воды к верхней точки конденсатора, то предварительно включают эжектор цирксистемы, с помощью которого создается разрежение в верхней точке сливного циркводовода, в силу чего вода от насоса поднимается до верха конденсатора и проходит по трубкам второго хода. Таким образом, устанавливается проток охлаждающей воды через конденсатор. Разрежение при этом будет поддерживаться за счет сифонного эффекта в сливном циркводоводе, и эжектор, если нет присосов воздуха, можно отключить.

Требуемая для охлаждения воды площадь водохранилища зависит от мощности станции, ее тепловой нагрузки, климатиче­ских условий района и формы пруда.

Оборотное водоснабжение с градирнями — искусственными охладителями — широко распространено на ТЭЦ и в настоящее время все чаще применяется на конденса­ционных электростанциях. Схема такого водоснабжения показа­на на рис. 7.4. Циркуляционная вода из водосбросного бассей­на 2 через подводящие самотечные водоводы 3 циркуляционны­ми насосами 5 подается к конденсаторам 6. Нагретая вода направляется по сливным напорным трубопроводам в градир­ню 1, где охлаждается и стекает в водосбросной бассейн 2.

Основная рабочая часть градирни — оросительное устройст­во, в котором вода, подлежащая охлаждению после конденсаторов турбин, разделяется на струи и капли и стекает в виде плен­ки вниз по щитам. Соприкасаясь с атмосферным воздухом, по­ступающим в оросительное устройство через окна, вода охлаждается. Нагретый и насыщенный водяными парами воз­дух обычно отводится вверх под действием естественной тяги.

Оборотное водоснабжение с брызгальными устройствами имеет искусственный охладитель (рис. 7.5)

Рис. 7.5. Схема оборотного водо­снабжения с брызгальными устрой­ствами:

1 - водосборный бассейн, 2 - разбрыз­гивающие сопла, 3, 6 - распределитель­ный и напорный трубопроводы, 4 - кол­лектор,

5 - подводящий канал, 7 - конденсатор,

8, 9 - насосы добавочной воды и циркуляционный

(брызгальные устройства), который состоит из сопл 2, раз­брызгивающих нагретую в конденсаторах 7 циркуляционную воду. Сопла устанавливают на трубопроводах 6, монтируемых на опорах над бассейном 1, откуда охлажденная вода по кана­лу подводится к конденсаторам турбин. Вода после конденса­торов подается по трубопроводам 4 к соплам, вытекая из них в виде фонтанов. В струях фонтанов вода охлаждается воздухом и собирается в бассейне.

Удельная площадь поверхности земли, необходимая для брызгальных устройств, составляет 0,06—0,12 м²/кВт, что в 6 раз больше, чем для градирен.