Системи технічного водопостачання.

На сучасних ТЕС і АЕС застосовують прямотечну, оборотну і змішану системи технічного водопостачання. При виборі тієї або іншої системи враховується ряд чинників. Для електростанцій малої і середньої потужності на вибір впливає в основному дебіт місцевого джерела води і техніко-економічні показники різних систем. Для могутніх і надпотужних електростанцій враховується ще можливий вплив скидання великих кількостей підігрітої води в природні джерела на збереження природних ресурсів прилеглого району.

Прямотечна система. Система водопостачання іменується прямоточною, коли вся вода для технічних потреб забирається з природного джерела (річки, озера, морити) і після використовування скидається в це ж джерело. Яких-небудь штучних споруд для охолоджування води не передбачається. Застосування цієї системи можливе, якщо дебіт річки в три- чотири рази перевищує витрату технічної води або при великій площі водоймища, дозволяючої використовувати його як природний охолоджувач води. Зразкова схема комунікацій прямотечної системи показана на мал. 14.1.

Мал. 14.1. Схема прямоточного водопостачання з береговою насосною:

1 — конденсатори; 2 — берегова насосна: 3 — напірні магістралі; 4— відвідний канал; 5 — сифонові колодязі; 6 — перемикаючий колодязь; 7— перепускний канал; 8 — сітки; 9 — циркуляційні насоси.

Подача води від джерела водопостачання на електростанцію здійснюється по напірних водопроводах або самотечним каналах. У першому випадку для подачі води споруджують берегову насосну станцію і два залізобетонних або металевих водовода, від яких до кожної турбіни передбачається відгалуження. Якщо відстань від джерела до головної будівлі велика, застосовують схему з двома ступенями перекачування; другу насосну споруджують поблизу головної будівлі. Найекономічніший варіант цієї схеми в тому випадку, якщо вода першої до другої насосної подається по самотечному каналу. Проте такий варіант можливий лише при сприятливому рельєфі місцевості. Іноді місцеві умови дозволяють підводити воду до електростанції по самотечному каналу без споруди берегової насосної. В цьому випадку насосну станцію споруджують поблизу від головного корпусу. На блокових ТЕС і АЕС такі насосні передбачаються для кожного блоку з установкою в них не менше двох насосів. При значному заглибленні конденсаційного приміщення можливе самотечний підведення води безпосередньо в головний корпус. Циркуляційні насоси в кількості не менше два на одну турбіну встановлюються у приямку конденсаційного приміщення. Проте за техніко-економічними показниками такий варіант гірший за варіант з центральною насосною і застосовується рідко.

Мал. 14.2. Схема прямоточного водопостачання з послідовною роботою конденсаторів:

1 — берегова насосна; 2— напірні магістралі: 3 — перший конденсатор; 4 — другий конденсатор; 5 — циркуляційний насос; 6 — скидання води від першого конденсатора; 7—скидання води від другого конденсатора; 8— сифоновий колодязь; 9 — відвідний канал; 10 — засувки, що забезпечують роботу другого конденсатора на свіжій воді.

Скидання відпрацьованої води здійснюється по закритих підземних водоводах, що переходять за огорожею електростанцій у відкриті канали.

Місце водоскиду вибирають нижче за течією, якщо джерелом води є річка, або віддалене від водозабору місце, якщо джерелом є озеро або море. На електростанціях, розташованих в районах з континентальним кліматом, деяка кількість води по окремому каналу скидається поряд з водозабірною спорудою, щоб запобігти забиванню приймальних сіток насосної снігом, донним льодом і шугою.

При прямотечній схемі можлива рекуперація частини енергії, що витрачається насосами, шляхом використовування гідравлічної енергії потоку скидної води. Це можливо, якщо конденсатори турбін розташовані значно вище (10 м і більше) за рівень води в джерелі. Тоді гідротурбіну встановлюють в береговій насосній або в окремій будівлі. У першому випадку турбіни можна використовувати як приводи декількох насосів, в другому — як привід електрогенератора. Установка турбін дозволяє рекуперувати до 40% енергії, що витрачається циркуляційними насосами.

Прямоточнє водопостачання вимагає постійного і досить великої витрати води протягом всього року. Проте дебіт джерел, наприклад річок, в осінньо-зимовий період скорочує ця, що іноді створює недолік води. Така ж ситуація може виникнути при розширенні електростанції. В цьому випадку знаходить застосування схема з послідовним охолоджуванням конденсаторів і установкою додаткових циркуляційних насосів між ними (мал. 18.2).

При невеликому дефіциті води така схема дозволяє обійтися без споруди додаткової оборотної системи водопостачання, забезпечуючи необхідний вакуум при температурі води в джерелі до 20 °С.

Мал. 14.3. Схема ставкового водопостачання:

1 — конденсатори: 2— приймальні колодязі; 3 — сифонові колодязі; 4 — колодязь перемикача; б — відвідний канал; 6 — самотечні канали, що підводять; 7 — водоприймач; 8 — перепускний канал; 9 — циркуляційні насоси; 10 — струмонаправляюча гребля.

Оборотна система водопостачання. Система водопостачання іменується оборотною, коли один і той же запас води використовується багато разів і вимагає лише невеликої добавки для заповнення втрат за рахунок випаровування і фільтрації.

Ця система використовується при малому дебіті джерела води, а також в тих випадках, коли електростанція розташована на великій відстані від джерела або значно вище за нього. Оборотна система складається з охолоджувача води, що підводять і скидних водоводів і циркуляційних насосів. Як охолоджувачі застосовуються ставки-охолоджувачі, градирні і бризкальні басейни.

У схемі із ставками-охолоджувачами (мал. 14.3) для охолоджування води використовується природне або штучно створене водоймище (ставок), яке створюється звичайно на базі невеликої річки, що є поблизу від електростанції, шляхом пристрою на ній дамби. Забір і скидання води організовується у віддалених один від одного точках водоймища. Необхідна площа ставка складає 8—10 м2 на 1 кВт встановленій потужності і загальні розміри його складають декілька квадратних кілометрів. Найдоцільніша формою ставка — витягнута, з плавними контурами. Така форма дозволяє уникнути застійних зон і максимально використати площу ставка.

Оборотні системи, в яких охолоджувальними спорудами є градирні, знаходять досить широке застосування на ТЕЦ і у ряді випадків на крупних КЕС і АЕС в першу чергу за рахунок компактності вказаних споруд і можливості їх розміщення поблизу від головного корпусу. Бризкальні басейни зараз застосовуються рідко, оскільки за техніко-економічними показниками і експлуатаційними витратами вони поступаються градирням. Крім того, для споруди бризкальних басейнів потрібна значна вільна територія.

Змішана система водопостачання. Разом з прямотечною і оборотною системами водопостачання знаходять застосування змішані системи, необхідність в яких часто виникає при розширені електростанції, а також в тих випадках, коли дебіт річки, що живить прямотечну систему, має значні сезонні коливання. Змішана система водопостачання виконується по різних варіантах. При розширенні електростанції і значному зростанні споживання води, яке не може забезпечити наявна річка, на додаток до існуючої прямотечної системи споруджується оборотна з градирнями, ставком-охолоджувачем, а іноді з бризкальним басейном. Кожна з систем подає воду на окрему групу споживачів.

При невеликому дефіциті води можна застосовувати схему з рециркуляцією або з послідовним пропуском її через конденсатори (див. мал. 14.2). У схемі з рециркуляцією частину відпрацьованої води можна скидати в канал, що підводить, де вона змішується з річковою водою. У місці змішування споруджують невелике водоймище або резервуар (колодязь).

За економічними показниками варіант з послідовним пропуском води через конденсатори в більшості випадків більш вигідний.

Експлуатація оборотної і змішаної систем незалежно від типу вживаних охолоджувачів вимагає вживання заходів проти надмірного підвищення солевмісту води унаслідок її втрат на випаровування. Це досягається скиданням частини води з системи і заміною її свіжіше з живлячого джерела. Величина скидання в літній час складає 4—7% всієї кількості оборотної води.