Система оборотного водоснабжения электростанций Советский патент 1984 года по МПК F28B9/06 

2. Система по.п. 1 ,- о т л и ч аю щ а я с я тем,что она снабжена установкой с замкнутым циклом низкокипящего рабочего тела, включающей последовательно установленные испарительный блок, турбину, конденсационный блок и насос, причем испарительный блок размещен в водосборном канале, а конденсационный - в канале тапой воды.

ЬШСТЕМА ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ, содерхсащая льдохранилище с водоприемником талой воды, пруд-охладитель,подклю-ченный водосбросным и водозаборным каналами к конденсатору турбины,циркуляционный насос, установленный на водозаборном канале перед конденсатором, отличающая с-я те,м,что,с целью повышения экономичности, она снабжена плотинами со шлюзами, установленными в пруде-охладителе и делящими последний на три отсека, в двух из которых,подключенных к водоприемнику талой воS дц, размещено льдохранилище, и смесителем, размещенным перед цирку(А) -ляционным насосом в водозаборном канале и подключенным каналом к водоприемнику талой воды.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на электростанциях, как атомных, так и тепловых для охлаждения оборудования.

Известна система оборотного5

водоснабжения электростанций,содерлсащая пруд-охлади т ель с сооружениями водозабора и водосброса,конденсатор турбины с соединякщими их водоподводящими и сбросными канала- О ми, главный цирку ля цио-нный насос и подпиточные каналы tl 3.

Основным недостатком указанного регаения является низкая охлаждаю- 15 щая способность прудов-охладителей, что лимитируется закономерностями теплообмена поверхности воды с атмосферным воздухом, т.е. даже при9 развитых поверхностях зодохранили- 20 ща температура циркуляционной воды на входе в конденсатор не может быть ниже температуры наружного воздуха. Поэтому в теплый период года значительно ухудшается экономичность25 станции и возрастает расход топлива на выработку электроэнергии.

Известна система оборотного водоснабжения тепловой электростанции (ТЭС) и атомной электростанции (АЭС), зо содержащая льдохранилище с водоприемником талой воды, пруд-охладитель, подключенный водосбросным .и воозаборным каналами к конденсатору турбины, циркуляционный насос, установленный на водозаборном канаде пеед конденсатором 2.

Данная система позволяет осуествлять достаточное охлаждение , однако намороженная масса льда бысто стаивает и не позволяет осуществ-. ять эффективное охлаждение в длительный период, что снижает эконоичность системы и ее эффективность.

Цель изобретения - повышение экономичности.

Поставленная цель достигается тем, что система оборотного водоснажения .электростанций,содержащая льдохранилище с водоприемником талой воды, пруд-охладитель,подключенный водосбросным и водозаборным каналами и конденсатору турбины, циркуляционный насос, установленный на водозаборном канале перед конденсатором, снабжена шIoтинa Iи со шлюзами, установленным в пруде-вхладителе и делящими последний на три отсека, в двух из которых, подключенных к водоприемнику талой воды, размещено льдохранилище, и смесителем, размещенным перед циркуляционным насосом в водозаборном канале и подключенны каналом к водоприемнику талой воды.

Кроме того,система снабжена также установкой с замкнутым циклом низкокипящего рабочего тела,включающей последовательно уставов- ленные испарительный блок, турбину, конденсационный блок и насос, причем испарительный блок размещен в водосбросном канале,а конденсационный - в канале тапой воды,

На фиг.1 условно изображен план системы оборотного водоснабжения электростанций; на фиг.2 - продольный разрез А-А на фиг.1; на ,3 продольный разрез Б-Б по каналу талой воды.

Система оборотного водоснабжения электростанций содержит прудохладитель 1, разделенный ллотиной 2 со шлюзами 3 на водохранилище 4 и льдохранилище 5 с основным 6 и промежуточным 7 отсеками, между которыми установлена плотина 8 со шлюзами 9, смеситель 1О,соединенный с водохранилищем 4 и основным 6 и пмежуточным 7 отсеками льдохранилища 5 водозаборным каналом 11 и канало 12 талой воды соответственно,водоприемник 13 талой воды, подпиточный канал 14 и водосбросный канал 15, соединенный с конденсатором 16 турбины 17, циркуляционный насос 18, установленный в водозаборном канале причем вход конденсатора 16 подключе по воде через насос 18 к водозаборному каналу 1 1 , установку с .замкнутым циклом низкокипящего рабочего тела, включающую испарительный блок 19, установленный в водосбросном канале 15, конденсаторный блок 20,установленный в канале 12 талой воды, турбину 21 и насос 22, соединенные системой трубопрводов 23 с испарительным 19 и конденсаторным 20 блока tm. Основной 6 и промежуточный 7 отсеки льдохранилища 5 снабжены водораспределительной системой 24, установленной-на опорах 25, и дренаж ной системой 26 с вертикальными щеля ми. Конденсаторный блок 20 снабжен системой 27 орошения, а на канале 12 талой воды установлены шлюзы 28 по обе стороны конденсаторного блока 20 к которому могут быть подключены вентиляторы 29 и воздуховыпускные ус ройства 30. Система оборотного водоснабжения электростанций работает следующим образом. В холодное время года из в.одохранилища 4 вода подаете по водозаборному каналу ;П в смеситель 10, откуда поступает в конденсатор 16 турбины 17 и по водосбрЬ сному каналу 15 отбрасывается в водохранили ще 4. По подпиточному каналу 14. вода поступает из другого водоема в водохранилище 4, и из него через шлюзы 3 в плотине 2 перетекает в промежуточный отсек 7 льдохранилища 5 по водораспределительной систе ме. 24. Для наморалшвания льда вода из промежуточного отсека 7 льдохран лища 5 при отрицательных температурах воздуха периодически поступает через шлюзы 9 плотины 8 в водораспределительную систему 24, откуда слоями заполняет основной отсек 6 льдохранилища 5, В этот период промежуточный отсек 7 включен общий цикл оборотного водоснабжения После полного намораживания основно отсека 6 происходит удаление воды .из гфомежуточного отсека 7 при закр тых шлюзах 9 по каналу 12 талой 28 воды, после чего шлюзы 28 закрываются . Намораживание льда в промежуточном отсеке 7 осуществляется периодической подачей воды через, шлюзы 3 в плотине 2 по водораспределительной системе 24. В теплый период года откръ1ваются частично ншюзы 3 в плотине 2, И оборотная вода из водохранилища 4 по водораспределительной системе 24 тонким слоем заполняет промежуточньн отсек7, Таким образом, полностью . используется скрытая теплота пл ления льда и происходит оттаивание : верхних слоев льдохранилища 5. Смесь озшажденной и талой .воды попадает в дренажную систему 26 и стекает в во доприемник 13 талой воды. Из водогфиемника 13 по каналу 12 охлаасден-. ная вода поступает в смеситель 10 и смешивается с циркуляционной водой поступающей по водозаборному каналу 11из водохра1шлища 4, благодаря чему йонижается температура воды, поступающей в конденсатор 16. Первоначально оборотная вода поступает в промежуточный отсек 7,и, следовательно, происходит более активное его размораживание, а затем по каналу 12 подключается в смесителю 10 основной отсек 6. В теплый период года после опорожнения от талойводы промежуточного отсека 7 он заполняется оборотной водой через шлюзы 3 и участвует в основном циркуляционном цикле. Для размораживания основного отсека 6 приоткрываются шлюзы 9 в плотине 8, и происходит процесс,аналогичный рассмотренному для проме жуточного отсека 7. При полном размораживании основного отсека 6 также происходит его заполнение водой через :шлюзы 9.Причем водораспределительная система 24 и низкая температура донного грунта льдохранилища 5 способствует понижению температуры воды, поступающей по каналу 12в смеситель 10, по сравнению с температурой воды в водохранилшце 4. в холодный период года первоначаль-. 1К освобождается от оборотной воды основной отсей 6, и происходит процесс намораживания льда в последовательности, описанной выше. Таким обр азом, промежуточный отсек 7 вы- полнен для сокращения площади земель, занимаемых под водохранилище 4. В системе оборотйого водоснабжения для использования перепада тем ператур в водосбросном канале 15 и эодоподводящем канапе 12 талой воды применена термоэнергетическая установка, в которой используется замкнутый термодинамический цикл низконакипающего рабочего тела (.например, аммиака). Нагретая вода, выходящая из конденсатора 16 турбины 17 по водосбросрому каналу 15, поступает на испарительный блок 19. При этом затрачивается часть тепловой энергии воды на испарение жидкого рабочего тела, и вода сбрасывается в водохранилище 4 с более низкой температу рой. Пары рабочего тела, проходя через турбину 21, приводят вдвижение электрогенератор и, потеряв здесь часть своей энергии,поступают в конденсаторный блок 20. Талая или охлаж денная вода, поступая из водоприемника 13 по каналу-12 в смеситель 10, омывает конденсаторный блок 20. Пары рабочего, тела низкого давления охлаждаются и конденсируются до жидкого состояния. Шдкость насосом 22 подается в испарительный, блок 19 и цикл повторяется. В периоды года при температурах Д1аружного воздуха менее 10-15°С, когда еще не начинает функционировать водоприемник 13 талой воды ИЛИ когда уже полностью использована охлаждающая способность льдохранилища 5, шлюзы 28 закрываются, и осуществляется воздуш ное охлаждение конденсаторного блок 20. Вентилятор 29 нагнетает в канал 12 воздух, который, пройдя через ко денсаторный блок 20, выбрасывается воздуховыпу.скным устройством 30 наружу, охладив при этом пары рабочего тела. Причем при температурах .1 86 наружного воздуха более дополнительно к воздушному охлаждению конденсаторного блока 20 включается система 27 орошения талой водой. В теплый период года градиент температур на внешней поверхности испарительного блока 19 и конденсаторного блока 20 может достигать 30-35°С. В холодный период года при температурах воздуха менее 0°С и воздушном охлаждении конденсаторного блока 20 температурный перепад не менее i4-16°C и в зависимости от наружных условий находится в пределах лёткаго перепада температур. При применении, предлагаемой систекы оборотного водоснабжения достигаются следующие пpeи yщecтвa. Обеспечивается снижение температуры оборотной воды, .поступающей на конденсатор 16 турбины 17 в теплый период года за счет аккумуляции холода, а следовательно, повышается КПД электростанции, и снижается расход топлива (например, при снижении температуры по ступакнцей в конденсатор воды на 3°С экономится 3 г условного топлива на Г кВт-ч электроэнергии) ,более глубокое охлаждение в теплыйпериод года достигается при распределении в6дь1 водораспределительной системой 24 по льдохранилищу 5 и использовании ее в оборотном водоснабжении, кроме этого создание в системе повышенного перепада температур между сбрасываемой водой после конденсатора 16 турбины 17 и -талой водой позволяет дополнительно вырабатывать электроэнергию, а также использовать его для других термодинагдаческих циклов, что, в целом, свидетельствует о повышении экономичности системы.