СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может использоваться для обеспечения работоспособности части комплекса тепловых электростанций в условиях ограничения воды в источнике водоснабжения.
Известно, что в условиях ограничения воды для водоснабжения теплоэлектростанций используется оборотная система водоснабжения с прудами-охладителями или с устройствами искусственного охлаждения, в частности, градирнями. (См. Рыжкин В.Я. «Тепловые электрические станции», М. Энергия, 1987 г., стр.292-300, Патенты РФ №2269733, опубл. 10.02.2006 и №2155919, опубл. 10.09.2000 г.). В подобных системах вода циркулирует по замкнутому контуру, и, несмотря на то, что эти системы получили наибольшее применение, они обладают существенными недостатками. При испарении воды в замкнутом контуре циркуляции воды «градирня - конденсатор турбины - градирня» возрастает солесодержание охлаждающей воды, вследствие чего интенсифицируется загрязнение поверхностей теплообменных аппаратов, что приводит к ухудшению эффективности теплообмена. Кроме того, в таких системах среднегодовая температура охлаждающей воды сравнительно высока и составляет, например, в условиях Урала и Сибири 18÷20°С, а это не позволяет обеспечить достаточно глубокий вакуум и уменьшает работу пара в турбине и, таким образом, снижает коэффициент полезного действия.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели и принятой за прототип является прямоточная система водоснабжения тепловых электростанций (см. Кудинов А.А «Тепловые электрические станции», Учебное пособие, Самара 2005 г, стр.136-138), которая свободна от указанных недостатков аналога.
Прямоточная система водоснабжения состоит из связанных с источником водоснабжения подводящего канала, из которого с помощью насоса охлаждающая вода подается в конденсатор турбины, и отводящего канала, куда сбрасывается образованная после конденсации пара вода. Смешивание нагретой воды из конденсатора с забираемой из подводящего канала в конденсатор водой не происходит. Движение воды в подводящем канале направлено от источника водоснабжения, в отводящем же канале - в сторону источника водоснабжения. Такими источниками могут служить река, проточное озеро или море.
Прямоточная система водоснабжения наиболее экономична. Среднегодовая температура охлаждающей воды из рек тех же Урала и Сибири составляет 6÷10°С, что позволяет получать более высокий вакуум в конденсаторе, вследствие чего возрастает работа пара в турбине. К тому же в этой системе не возрастает солесодержание охлаждающей воды и загрязнение поверхностей теплообменных аппаратов.
Недостатком прототипа, несмотря на широкое распространение, является сложность практической реализации в настоящее время. Особенно сложно их осуществление при необходимости водообеспечения вновь построенных теплоэлектростанций рядом с существующими из-за возрастания энергопотребления в регионе. Причина сложности заключается в недостатке расхода воды в источнике водоснабжения, особенно в летнее время, при удовлетворении нужд возрастающего числа теплоэлектростанций в расширенном комплексе. В подобных случаях приходится осуществлять оборотную систему водоснабжения вновь строящихся теплоэлектростанций, мирясь с недостатками ее эксплуатации.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение производительности турбин в условиях недостатка расхода воды.
Поставленная задача решается за счет достижения технического результата при реализации данной полезной модели, заключающегося в повышении коэффициента полезного действия в сочетании со снижением эксплуатационных затрат и расхода воды.
Данный технический результат достигается тем, что в системе водоснабжения тепловой электростанции, состоящей из связанных с источником водоснабжения подводящего и отводящего каналов, с направлением движения воды из источника водоснабжения в подводящий канал, а из отводящего канала в источник водоснабжения, береговой насосной станции с функцией подачи воды из подводящего канала в конденсатор паровых турбин, выход которого соединен с отводящим каналом, подводящий и отводящий каналы являются общими с такими же каналами соседней тепловой электростанции с прямоточной системой водоснабжения, которая расположена ближе к месту соединения подводящего канала с источником водоснабжения. Между отводящим и подводящим каналами установлена вторая насосная станция с функцией подачи воды из отводящего канала в устройство искусственного охлаждения, выход которого соединен с подводящим каналом вблизи места расположения входа первой насосной станции. При этом место соединения входа второй насосной станции с отводящим каналом расположено выше по течению воды места соединения с отводящим каналом выхода конденсатора паровых турбин. Устройство искусственного охлаждения выполнено в виде градирни, а источником водоснабжения является, например река.
Установка градирни между подводящим и отводящим каналами прямоточной системы водоснабжения соседней тепловой электростанции с ограниченным расходом охлаждающей воды обеспечивает повышенную экономичность и снижение затрат на эксплуатацию расширенного комплекса теплоэлектростанций, т.к. предлагаемое использование градирни реализует охлаждение водой без повышения солесодержания и позволяет избегать специальную химическую обработку, например фторированием, а также продувку и подпитку системы специально подготовленной осветленной водой. Расположение же места забора воды в градирню выше по течению воды в отводящем канале по отношению к месту слива в этот канал воды из конденсатора снабжаемой предлагаемой системой теплоэлектростанции обеспечивает пониженный режим тепловой нагрузки градирни.
Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой представлена блок-схема предлагаемой системы.
Она состоит из связанных с источником водоснабжения, например рекой, подводящего канала 1 с преимущественным направлением течения воды от реки и отводящего канала 2 с течением воды в сторону реки. С подводящим каналом 1 соединен вход 3 насосной станции 4, предназначенной для подачи воды в конденсатор паровых турбин 5, выход 6 которого соединен с отводящим каналом 2. Подобным образом с каналами 1 и 2 соединена соседняя теплоэлектростанция (ТЭС) с прямоточной системой водоснабжения, расположенная ближе к месту соединения подводящего канала 1 с рекой. В отводящем канале 2 выше по течению от места соединения с ним выхода 6 конденсатора 5 расположен вход 7 второй насосной станции 8, предназначенной для подачи воды в устройство искусственного охлаждения, например градирню 9. Выход 10 градирни 9 соединен с подводящим каналом 1 в месте расположенном около входа 3 насосной станции 4.
Заявляемая система работает следующим образом.
Оставшаяся после забора в расположенную вблизи места соединения подводящего канала 1 с рекой ТЭС вода на входе 3 всасывается из подводящего канала 1 насосной станцией 4 в конденсатор паровых турбин 5, а затем через выход 6 сливается в отводящий канал 2 около места соединения этого канала с рекой. В тот же канал 2 слита вода из первой ТЭС. Доля этой воды, благодаря расположению входа 7 насосной станции 8 ниже по течению воды в отводящем канале 2 места слива из ТЭС, но выше места расположения входа 6, на этом входе 7 всасывается насосной станцией 8 и поступает в градирню 9. После охлаждения в градирне 9 вода через выход 10 сливается в подводящий канал 1 около места расположения входа 3 насосной станции 4. Эта вода, смешанная с новой порцией воды, оставшейся после забора в первую ТЭС, всасывается через вход 3 насосной станцией 4 и поступает в конденсатор 5, а затем через выход 6 в отводящий канал 2.
Таким образом, в условиях дефицита охлаждающей воды, особенно в летнее время, с помощью предлагаемой системы происходит повторное использование воды при минимальном увеличении эксплуатационных и энергетических затрат, а также обеспечивается повышенная экономичность турбин, вследствие улучшения вакуума в конденсаторах и снижения температуры воды на их входе после охлаждения в градирне.