СИСТЕМА ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых и атомных электростанциях.
Известна система оборотного водоснабжения электростанции, содержащая подводящий и отводящий каналы охлаждаемого оборудования, соединенные соответственно с зонами водозабора и водосброса водоема-охладителя, а также устройство для растворения воздуха в воде, подаваемой на охлаждаемое оборудование, и устройство для отделения воздуха от воды, циркулирующей в отводящем канале, причем в зоне водосброса водоема-охладителя размещено устройство для барботажа воздуха, подключенное к упомянутому устройству для отделения воздуха от воды (см. SU 1394019 А1, кл. F 28 В 9/06, 29.05.1986).
В такой системе устройство для барботажа воздуха позволяет перемешивать придонные и поверхностные слои воды в зоне водосброса водоема-охладителя. Это позволяет в какой-то мере снизить пагубное влияние сбрасываемой теплой воды на экологическую обстановку в водоеме-охладителе.
Недостатком известной системы являются огромные габариты и металлоемкость охлаждаемого оборудования электростанции из-за использования в качестве охлаждающей среды водовоздушной смеси, имеющей незначительный коэффициент теплоотдачи. Кроме того, такая система сложна из-за наличия в ней специальных устройств для растворения воздуха в воде и последующего отделения его от воды. Указанные недостатки не позволяют использовать такую систему в народном хозяйстве.
К настоящему изобретению наиболее близким техническим решением из известных (прототипом) является система оборотного водоснабжения электростанции, содержащая подводящий и отводящий каналы охлаждаемого оборудования, соединенные соответственно с зонами водозабора и водосброса водоема-охладителя, причем в придонном слое зоны водозабора последнего размещено устройство для барботажа наружного воздуха (см. RU 885782, кл. F 28 С 3/06, 25.12.1981).
В такой системе по сравнению с описанным выше аналогом значительно снижены габариты и металлоемкость из-за использования в качестве охлаждающей среды оборудования электростанции воды без специально растворенного в ней воздуха. Объясняется это тем, что вода имеет более высокий коэффициент теплоотдачи, чем водовоздушная среда. При этом нет необходимости в специальных устройствах для растворения воздуха в воде и последующего отделения его от воды, что упростило систему.
Однако прототип характеризуется ухудшенной эффективностью водоема-охладителя, так как при сбросе в него нагретой воды ухудшается экологическая обстановка среды обитания рыб. При этом усиливается зарастание водоема-охладителя различной растительностью (водорослями). Кроме того, повышение температуры воды в водоеме-охладителе за счет сброса в него теплой воды увеличивает потери воды из-за более интенсивного испарения, что также снижает эффективность водоема-охладителя и системы в целом.
Таким образом, недостатком прототипа является низкая эффективность системы оборотного водоснабжения электростанции.
Целью изобретения является повышение эффективности системы оборотного водоснабжения электростанции.
В системе оборотного водоснабжения электростанции, содержащей подводящий и отводящий каналы охлаждаемого оборудования, соединенные соответственно с зонами водозабора и водосброса водоема-охладителя, причем в придонном слое зоны водозабора последнего размещено устройство для барботажа наружного воздуха, поставленная цель достигается тем, что в придонном слое водоема-охладителя за пределами зоны водозабора размещено по меньшей мере одно дополнительное устройство для барботажа наружного воздуха.
В предпочтительном варианте исполнения системы оборотного водоснабжения электростанции дополнительное устройство для барботажа наружного воздуха размещено в зоне водосброса водоема-охладителя.
Размещение устройства для барботажа наружного воздуха в придонном слое водоема-охладителя за пределами зоны водозабора выравнивает эпюру температур по объему воды не только в зоне водозабора, как в прототипе, но и в остальной части водоема-охладителя за счет интенсивного перемешивания придонных холодных и поверхностных теплых слоев воды в различных зонах этого водоема-охладителя. Это позволяет сохранять в последнем заданную экологическую обстановку. Кроме того, снижение температуры поверхностного слоя водоема-охладителя уменьшает потери воды в нем естественным испарением, что также повышает эффективность предлагаемой системы.
Особенно эффективно, с точки зрения сохранения благоприятной экологической обстановки, размещение дополнительного устройства для борботажа наружного воздуха именно в зоне водосброса теплой воды, так как в этом случае выравнивается эпюра температуры по объему воды уже в самом начале ее перемещения по водоему-охладителю, и в последующих зонах последнего вода имеет умеренную температуру.
На рисунке схематично изображена система оборотного водоснабжения электростанции.
Система оборотного водоснабжения электростанции содержит подводящий канал 1 и отводящий канал 2 охлаждаемого оборудования, например, конденсатора 3 турбины. Канал 1 соединен с зоной 4 водозабора, а канал 2 - с зоной 5 водосброса водоема-охладителя.
В придонном слое водоема-охладителя размещены устройства 6 для барботажа наружного воздуха, одно из которых расположено в зоне 4 водозабора, другое - в зоне 5 водосброса водоема-охладителя. При необходимости устройства 6 для барботажа наружного воздуха могут быть размещены по всему водоему-охладителю. Каждое устройство 6 выполнено в виде перфорированных воздуховодов 7, подключенных к окружающему воздуху посредством вентилятора 8, установленного на берегу водоема-охладителя.
Система снабжена циркуляционным насосом 9, включенным в подводящий канал 1.
Система оборотного водоснабжения электростанции работает следующим образом.
Для охлаждения конденсатора 3 турбины электростанции в него по каналу 1 насосом 9 подают циркуляционную воду, которая при этом подогревается. Подогретая вода по каналу 2 отводится в зону 5 водосброса водоема-охладителя. При этом подогретая вода образует в последнем верхний теплый слой.
Все устройства 6 работают аналогичным образом: при включенном вентиляторе 8 в перфорированные воздуховоды 7 нагнетают наружный воздух, который, вырвавшись из воздуховодов 7, барботирует вверх, увлекая за собой холодную воду придонного слоя водоема-охладителя.
Проходя над устройством 6, размещенным в зоне 5 водоема-охладителя, теплая вода интенсивно перемешивается с придонной холодной водой. При этом выравнивается эпюра температуры по глубине водоема-охладителя в этой зоне 5 и далее по ходу воды, что благоприятно сказывается на экологической обстановке водоема-охладителя.
В жаркое время года верхний слой воды прогревается солнечными лучами. В это время включают устройство 6 или устройства 6, размещенные между зонами 4 и 5 водоема-охладителя. И в этой части водоема-охладителя улучшается экологическая обстановка.
В зоне 4 водозабора водоема-охладителя при работе размещенного там устройства 6 барботажа наружного воздуха относительно теплый верхний слой воды интенсивно перемешивается с придонным более холодным слоем. При этом температура воды, забираемая в канал 1, снижается, что благоприятно сказывается на экономичности турбины электростанции. При этом выравнивается эпюра температуры по глубине водоема-охладителя, что улучшает экологическую обстановку в его зоне 4 водозабора.