## S t a t u s , I m p a c t s a n d O p e r a t i o n s o f H i g h

- S a l i n i t y W e t C o o l i n g T o w e r s

M ik e D iF ilip p o J o h n M a u lb e t s c h
K e n t Z a m m it2 

## O v e r v i e w

• S p o n s o r : C A E n e r g y C o m m i s s i o n P u b l i c I n t e r e s t E n e r g y R e s e a r c h P r o g r a m

• R e v i e w o f k n o w n o r p r o p o s e d C T ’ s u s i n g s e a w a t e r , b r a c k i s h w a t e r , o r o t h e r h i g h

- s a l i n i t y s o u r c e s

• D e s i g n a n d o p e r a t i n g c h a r a c t e r i s t i c s

• E n v i r o n m e n t a l i s s u e s

• S p e c i f i c s o f s o m e c u r r e n t i n s t a l l a t i o n s , p r o p o s e d p r o j e c t s3 

## S a l t w a t e r C o o l i n g T o w e r s i n t h e U S4 

## B r a c k i s h W a t e r C o o l i n g T o w e r s i n t h e U S5 

## P e r f o r m a n c e o f S a l i n e C o o l i n g T o w e r s

• H i g h e r s a l i n i t y r e d u c e s C T p e r f o r m a n c e

– “ R u l e o f T h u m b ”

- 5 % c a p a b i l i t y r e d u c t i o n f o r a s a l i n i t y o f 5 0

, 0 0 0 T D S ( A u l l

, R

. 2 0 0 5 )

– C T I j o u r n a l a r t i c l e s u g g e s t i n g a p e r f

o r m a n c e l o s s o f 5

. 4 % a t a s a l i n i t y o f 5 0

, 0 0 0 T D S

. A l s o r e f e r s t o p u b l i c a t i o n o f a F l u o r p a p e r r e c o m m e n d i n g i n c r e a s i n g t h e d e s i g n w e t b u l b b y 0

. 0 5 5 ْ C ( ~ 0

. 1 ْ F ) f o r e a c h 4

, 0 0 0 p p m o f d i s s o l v e d s o l i d s

. F o r s e a w a t e r o p e r a t i n g a t 1

. 2

- 2 c y c l e s o f c o n c e n t r a t i o n , t h i s c o r r e s p o n d s t o a n i n c r e a s e i n t h e d e s i g n w e t b u l b o f 0

. 5 5

- 1

. 1 ْ C ( ~ 1

- 2 ْ F )

- ( E f t e k h a r z a d e h

, S

. ; M

. B a a s i r i ; P / L i n d a h l

. C T I J o u r n a l 2 0 0 3

, 2 4

, 5 0

- 6 4 )6 

## R e c o m m e n d a t i o n s f o r H i g h S a l i n i t y T o w e r s

• F i b e r g l a s s s t r u c t u r e

– n o t i m b e r

. R e i n f o r c e d c o n c r e t e O K

, t o o , b u t u s e
e p o x y c o a t e d r e b a r a n d p r o p e r
c o n c r e t e m i x

• L o w T S S s e a w a t e r

– u s e h i g h

e f f i c i e n c y f i l l

, H i g h T S S w a t e r

– u s e i n v e r t e d

- V s p l a s h f i l l

• M e t a l c o m p o n e n t s

– e p o x y c o a t e d

c a r b o n s t e e l

• H a r d w a r e

– s i l i c o n b r o n z e w i t h p l a s t i c
c a p s f o r e r o s i o n p r o t e c t i o n , o r 3 1 6 S S ( c o s t l y )

• M o s t u s e t i t a n i u m c o n d e n s e r s M i r a n t C h a l k P o i n t T o w e r s7 

## I n s i g h t s f r o m I n d i v i d u a l F a c i l i t i e s

P i t t s b u r g h P l a n t

, C a l i f o r n i a

• U n i t s 5

, 6

, & 7

– 1 3 0 0 M W w i t h h e l p e r t o w e r

• T D S i n s u m m e r a s h i g h a s 1 7

, 0 0 0 m g / l

• T o t a l h a r d n e s s 1 5 0 0

- 1 7 0 0 m g / l C a C O 3

• H i g h c o l l o i d a l o r g a n i c s

• 1

. 3

- 1

. 4 C O C a l l y e a r l o n g

• W i n t e r : T D S 1 0 0

- 1 0 0 m g / l

, b u t T S S c a n b e 2 0 0 m g / l

• W o o d t o w e r w i t h p l a s t i c , h i g h e f f i c i e n c y f i l l

,

• N o b i o c o n t r o l

, p H c o n t r o l o r s c a l e / c o r r o s i o n c o n t r o l

• S o m e t h e r m a l d e g r a d a t i o n i n s o m e c e l l s , a t t r i b u t e d t o f i l l b y p a s s8 

## I n s i g h t s f r o m I n d i v i d u a l F a c i l i t i e s ( c o n t

. )

P a l o V e r d e N u c l e a r G e n e r a t i n g S t a t i o n , A r i z o n a

• T h r e e 1 3 0 0 M W u n i t s , c i r c u l a r c r o s s

- f l o w t o w e r s

• S e c o n d a r y t r e a t e d e f f l u e n t f r o m P h o e n i x

• T r i c k l i n g f i l t r a t i o n ( o r g a n i c s , a m m o n i a a n d T S S

r e d u c t i o n )

, l i m e / s o d a a s h s o f t e n i n g , f i n a l f i l t r a t i o n

• O p e r a t e d a t 2 4 C O C

, s o m e t i m e s t o 3 0 C O C

• C T ’ s a r e r e i n f o r c e d c o n c r e t e , c h l o r i d e a t t a c h o n C S r e b a r , e v e r y t h i n g e l s e i s F R P / p l a s t i c , S S h a r d w a r e

• S u l f u r i c a c i d t o p H c o n t r o l o f 6

. 9

- 7

. 4

, s c a l e i n h i b i t o r , T S S 1 0

- 5 0 m g / l

, s o d i u m h y p o c h l o r i t e9 

## I n s i g h t s f r o m I n d i v i d u a l F a c i l i t i e s ( c o n t

. )

B r a y t o n P o i n t S t a t i o n ; S o m e r s e t

, M A

• 1 6 0 0 M W

, 4 u n i t s

• M o u n t H o p e B a y f o r c o o l i n g w a t e r

• U n i t s 1

- 3 f r o m T a u n t o n R i v e r , U n i t 4 f r o m L e e R i v e r

• E n h a n c e d M u l t i

- M o d e S y s t e m

– D e s i g n e d a n d p r o p o s e d a s p a r t o f N P D E S r e n e w a l

– 2 0 c e l l

, c o u n t e r

- f l o w , m e c h a n i c a l

- d r a f t c o o l i n g t o w e r

– S y s t e m a l l o w s f o r c a p t u r e a n d r e m o v a l o f h e a t f r o m h o t t e s t w a t e r f r o m a n y u n i t

– 3 3 % r e d u c t i o n i n c o o l i n g w a t e r w i t h d r a w a l a n d h e a t l o a d

– R e d u c e d e n t r a i n m e n t a n d i m p i n g e m e n t w o u l d r e d u c e
a d u l t e q u i v a l e n t f i s h l o s s e s b y 4 0 %1 0 

## A e r i a l V i e w o f B r a y t o n P o i n t S t a t i o n

C o n d e n s e r C o o l i n g D i s c h a r g e T a u n t o n R i v e r I n t a k e

L e e R i v e r I n t a k e

R e f : h t t p : / / w w w

. e p a

. g o v / w a t e r s c i e n c e / 3 1 6 b / s y m p o s i u m / p r o c e e d i n g s

. p d f1 1 

## E x i s t i n g C o o l i n g S y s t e m
– S u m m e r O p e r a t i o n

• J u n e

- S e p t e m b e r o p e r a t i o n

• M a x f l o w 1 2 2 9 M G D

R e f : h t t p : / / w w w

. e p a

. g o v / w a t e r s c i e n c e / 3 1 6 b / s y m p o s i u m / p r o c e e d i n g s

. p d f1 2 

## E x i s t i n g C o o l i n g S y s t e m
– W i n t e r O p e r a t i o n

• O c t o b e r

- M a y o p e r a t i o n

• M a x f l o w 9 2 5 M G D ( w i n t e r f l o u n d e r s p a w n i n g )

• S t a t i o n o p e r a t e s “ p i g g y b a c k ” m o d e

– d i s c h a r g e f r o m U 1

- U 3

u s e d a s c o o l i n g w a t e r f o r U 4

R e f : h t t p : / / w w w

. e p a

. g o v / w a t e r s c i e n c e / 3 1 6 b / s y m p o s i u m / p r o c e e d i n g s

. p d f1 3 

## P r o p o s e d E M M O p e r a t i o n
– U n i t 4 C l o s e d C y c l e

R e f : h t t p : / / w w w

. e p a

. g o v / w a t e r s c i e n c e / 3 1 6 b / s y m p o s i u m / p r o c e e d i n g s

. p d f • U s e d w h e n U n i t 4 o p e r a t i n g a t f u l l l o a d

• U n i t 4 c i r c w a t e r p u m p s u s e d t o c i r c u l a t e C W t o t o w e r1 4 

## P r o p o s e d E M M O p e r a t i o n
– U n i t 3 C l o s e d C y c l e

R e f : h t t p : / / w w w

. e p a

. g o v / w a t e r s c i e n c e / 3 1 6 b / s y m p o s i u m / p r o c e e d i n g s

. p d f • U s e d w h e n U n i t 4 i s s h u t d o w n

• U n i t 3 c i r c w a t e r p u m p s s h u t d o w n

• C o o l i n g t o w e r w a t e r r e c i r c u l a t e d t o U n i t 3 c o n d e n s e r1 5 

## P r o p o s e d E M M O p e r a t i o n
– U n i t 4 C l o s e d
, U n i t 3 P a r t i a l

- C l o s e d C y c l e

• U s e d w h e n U n i t 4 o p e r a t i n g a t l e s s t h a n f u l l l o a d

• C T w a t e r r e c i r c u l a t e d t o b o t h U n i t s 3 & 4

• U n i t 3

– o n e C W p u m p o n , o n e C W p u m p s o f f

R e f : h t t p : / / w w w

. e p a

. g o v / w a t e r s c i e n c e / 3 1 6 b / s y m p o s i u m / p r o c e e d i n g s

. p d f1 6 

## P r o p o s e d E M M O p e r a t i o n
– U n i t 1 & 2 H e l p e r T o w e r

• U s e d w h e n U n i t s 3 & 4 a r e o f f l i n e

• C T a c t s a s h e l p e r t o w e r f o r U n i t s 1 & 2

• V a r i a b l e s p e e d d r i v e s o n U n i t s 1 & 2

R e f : h t t p : / / w w w

. e p a

. g o v / w a t e r s c i e n c e / 3 1 6 b / s y m p o s i u m / p r o c e e d i n g s

. p d f1 7 

## B r a y t o n P o i n t E E M P e r f o r m a n c e E s t i m a t e s

• C o o l i n g t o w e r , c i r c w a t e r m o d i f i c a t i o n s a n d m o d i f i e d t r a v e l i n g s c r e e n s ( U n i t s 1 & 2 ) e s t i m a t e d a t $ 5 7

. 4 M ( 2 0 0 1 )

• A n n u a l m a i n t e n a n c e c o s t o f $ 2 4 0 K

• C o m b i n e d a n n u a l l o s t p o w e r g e n e r a t i o n

– 9 7

, 9 0 0 M W

- h r

– 7 2

, 6 0 0 f o r a u x p o w e r , 2 5

, 3 0 0 e f f i c i e n c y p e n a l t i e s

• J u l y 7

, 2 0 0 4

– E P A R e g i o n 1 d e c i s i o n t o r e q u i r e E E M

• C u r r e n t p e r m i t e x p i r e d 1 9 9 8

• D e c i s i o n i s u n d e r a d m i n i s t r a t i v e a p p e a l b y p l a n t o w n e r s