ТЕПЛОВАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ ТИПА КОЧСТАР
THERMAL POWER PLANT OF KOCHSTAR TYPE

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электрических станциях.
Известна тепловая электрическая станция по патенту РФ №2350760, содержащая конденсатор паровой турбины, декарбонизатор с воздуховодом, в который включены воздухоподогреватель и вентилятор, систему оборотного водоснабжения, включающую градирню, водоприемный колодец, самотечный водовод, циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины и сливной напорный трубопровод к градирне, состоящей из вытяжной башни и водосборного бассейна, соединенного самотечным перепускным каналом с водоприемным колодцем, при этом вытяжная башня градирни снабжена водораспределительным лотком с разбрызгивающими соплами, оросительным устройством и водоуловителем.
Недостатком при использовании известной тепловой электрической станции, является то, что тепловая электрическая станция обладает пониженной экономичностью, так как на тепловой электрической станции не используется теплота конденсации отработавшего в турбине пара, а отводится в окружающую среду с атмосферным воздухом.
Технический результат - повышение экономичности тепловой электрической станции.
Это достигается тем, что тепловая электрическая станция, содержащая конденсатор паровой турбины, декарбонизатор с форсунками и с воздуховодом, в который включены воздухоподогреватель и вентилятор, систему оборотного водоснабжения, включающую градирню, водоприемный колодец, самотечный водовод, циркуляционный насос, напорный трубопровод к конденсатору паровой турбины и сливной напорный трубопровод к градирне, состоящей из вытяжной башни и водосборного бассейна, соединенного самотечным перепускным каналом с водоприемным колодцем, при этом вытяжная башня градирни снабжена водораспределительным лотком с разбрызгивающими соплами, оросительным устройством и водоуловителем, а оросительное устройство градирни содержит сложенные слоями параллельно друг другу трубчатые элементы из термопластичного материала с решетчатой стенкой, причем по торцам трубчатые элементы сварены между собой, трубчатые элементы выполнены с треугольным поперечным сечением и между каждым слоем трубчатых элементов поперек трубчатых элементов вдоль каждого их торца проложена полоса из термопластичного материала, сваренная с трубчатыми элементами в местах их соприкосновения с полосой, причем в процессе сварки оплавляют торцевые участки трубчатых элементов и проложенных между ними полос и формируют в процессе оплавления монолитные торцевые стенки блока, при этом полости каждого из трубчатых элементов и межтрубное пространство заполнено полыми полимерными шарами, причем диаметр шаров на 5-10% больше максимального размера ячейки решетчатой стенки трубчатых элементов, а водоуловитель представляет собой блок, состоящий из пластмассовых профилей на основе полимеров, имеющих рядное расположение в виде линейных волнообразных или уголковых сплошных элементов, причем рабочие элементы водоуловителя представляют изогнутый оребренный профиль, а сборка рабочих элементов производится специальными фиксирующими и одновременно крепежными элементами коробчатого типа, при этом возможна перфорация на линейных волнообразных или уголковых сплошных элементах.
На фиг.1 представлена схема тепловой электрической станции, на фиг.2 - оросительное устройство градирни в аксонометрии, на фиг.3 - водоуловитель градирни в аксонометрии.
Тепловая электрическая станция (фиг.1) содержит систему оборотного водоснабжения градирни, декарбонизатор 2 с форсунками и с воздуховодом 3, в который включены воздухоподогреватель 4 и вентилятор 5, систему оборотного водоснабжения, включающую градирню, водоприемный колодец 6, самотечный водовод 7, циркуляционный насос 8, напорный трубопровод 9 к конденсатору 1 паровой турбины и сливной напорный трубопровод 10 к градирне, состоящей из вытяжной башни 11 и водосборного бассейна 12, соединенного самотечным перепускным каналом 13 с водоприемным колодцем 6, трубопровод 14, соединяющий вытяжную башню 11 градирни с всасывающим коробом вентилятора 5 для подачи подогретого и насыщенного водяными парами воздуха под насадку декарбонизатора 2, при этом вытяжная башня 11 градирни снабжена водораспределительным лотком 15 с разбрызгивающими соплами 16, оросительным устройством 17 и водоуловителем 18.
Оросительное устройство градирни (фиг.2) содержит сложенные слоями параллельно друг другу трубчатые элементы 19 из термопластичного материала с решетчатой стенкой. По торцам 20 трубчатые элементы 19 сварены между собой, выполнены с треугольным поперечным сечением и между каждым слоем трубчатых элементов 19 поперек трубчатых элементов 19 вдоль каждого их торцов 20 проложена полоса 21 из термопластичного материала, сваренная с трубчатыми элементами 19 в местах их соприкосновения с полосой 21, причем в процессе сварки оплавляют торцевые участки трубчатых элементов 19 и проложенных между ними полос 21 и формируют в процессе оплавления монолитные торцевые стенки блока. Полости каждого из трубчатых элементов 10 и межтрубное пространство заполнено полыми полимерными шарами 22, причем диаметр шаров на 5-10% больше максимального размера ячейки решетчатой стенки трубчатых элементов 19.
Кроме того, в блоке насадки в поперечном сечении все трубчатые элементы 19 могут иметь одинаковое поперечное сечение и могут быть выполнены в форме равностороннего или равнобедренного треугольника. Трубчатые элементы 19 в слоях могут быть уложены таким образом, что в поперечном сечении трубчатые элементы 19 расположены один под другим или трубчатые элементы 19 в слоях могут быть уложены таким образом, что в поперечном сечении в соседних слоях трубчатые элементы 19 одного слоя расположены между трубчатыми элементами 19 соседнего слоя.
Водоуловитель (фиг.3) представляет собой блок, состоящий из пластмассовых профилей на основе полимеров, имеющих рядное расположение в виде линейных волнообразных или уголковых сплошных элементов, причем рабочие элементы водоуловителя представляют изогнутый оребренный профиль, а сборка рабочих элементов производится специальными фиксирующими и одновременно крепежными элементами коробчатого типа.
Возможна перфорация на линейных волнообразных или уголковых сплошных элементах. Таким образом достигаются требуемые прочностные характеристики и неизменяемость формы элементов и блоков, обеспечивается регулирование расстояния между рабочими элементами.
Система оборотного водоснабжения с применением градирен содержит градирни, соединенные между собой гидравлическими контурами приготовления и потребления воды. Для одного потребителя (на чертеже не показано) система включает в себя корпус градирни, в нижней части которой расположен бак для сбора воды с системой подпитки воды, затрачиваемой на испарение. Бак соединен с насосом, который подает охлажденную в градирне воду потребителю через фильтр.
Работа тепловой электрической станции осуществляется следующим образом.
Охлажденная в градирне вода циркуляционным насосом 8 по напорному трубопроводу 9 подается в конденсатор 1 паровой турбины. В конденсаторе 1 циркуляционная вода нагревается за счет теплоты конденсации (парообразования) отработавшего в турбине пара и подается по сливному напорному трубопроводу 10 в водораспределительный лоток 15 вытяжной башни 11.
Из водораспределительного лотка 15 вода поступает в разбрызгивающие сопла 16. С помощью сопел 16 поток воды разбрызгивается и в форме струй и капель падает на оросительное устройство 17, а затем стекает в виде дождя в водосборный бассейн 12. В вытяжной башне 11 градирни навстречу потоку воды движется атмосферный воздух. В процессе непосредственного контакта теплоносителей осуществляется тепло- и массообмен между водой и воздухом, при этом вода охлаждается, а воздух подогревается и насыщается водяными парами. Затем воздух проходит водоуловитель 18, где из него отделяется капельная влага и через вытяжную башню 11 градирни отводится в атмосферу.
3
2
Эффект охлаждения в градирне достигается за счет испарения 1% циркулирующей через градирню воды, которая разбрызгивается форсунками и в виде пленки стекает в бак через сложную систему каналов оросителя навстречу потоку охлаждающего воздуха, нагнетаемого вентиляторами (на чертеже не показано). Эффективный каплеотделитель позволяет снизить потери воды в результате капельного уноса. Количество капельной влаги, уносимое потоком воздуха, зависит от плотности орошения и при максимальном значении 25 мчас·м) не превышает 0,1% от величины объемного расхода охлаждаемой воды через градирню.
Часть общего потока, подогретого и насыщенного водяными парами в вытяжной башне градирни атмосферного воздуха, по трубопроводу 14 направляется во всасывающий короб вентилятора 5 и подается под насадку форсунками декарбонизатора 2.
Оросительное устройство градирни работает следующим образом. Воду, подлежащую охлаждению в градирне, разбрызгивают на ороситель, а затем она стекает по поверхности трубчатых элементов 19 и охлаждается встречным потоком воздуха, при этом в процессе эксплуатации жесткая конструкция блоков позволяет сохранять исходную конфигурацию собранного блока, что позволяет повысить эффективность процесса тепломассообмена в градирне.
При использовании оросительного устройства в качестве водоуловителя капли воды, которые уносятся вместе с воздушным потоком, при проходе несколько слоев трубчатых элементов 19 оседают на поверхности последних, собираются в большие капли и стекают обратно в бассейн градирни. Таким образом предотвращается потеря воды с капельным уносом.
Водоуловитель не отклоняет воздушные потоки в разные стороны и не создает разнонаправленные восходящие динамические воздушные потоки, которые вызывают поломку лопастей и повышенную вибрацию работы электродвигателей вентиляторных градирен, а сборка рабочих элементов производится специальными фиксирующими и одновременно крепежными элементами коробчатого типа.
Такая конструкция позволяет достичь требуемые прочностные характеристики и неизменяемость формы элементов и блоков, обеспечивается регулирование расстояния между рабочими элементами. Интервал температур: от - 55 до +80°С, в которых элементы водоуловителя не подвергаются деформации, а выполнение их из полимеров предотвращает биологическое обрастание. Примерный размер блока: 1600×1000×185 мм.
Исходная химически очищенная вода подается в декарбонизатор 2, где декарбонизируется встречным потоком воздуха, подаваемого под насадку декарбонизатора из вытяжной башни 11 градирни по трубопроводу 14 вентилятором 5. Декарбонизированная вода направляется в деаэратор, откуда подается, например, на подпитку системы теплоснабжения. В случае, когда температура воздуха, подаваемого из вытяжной башни 11 градирни, недостаточна для осуществления процесса декарбонизации воды, то его направляют в воздухоподогреватель 4, в котором догревают и вентилятором 5 подают под насадку декарбонизатора 2.
Из водосборного бассейна 12 охлажденная вода по самотечному перепускному каналу 13 поступает в водоприемный колодец 6 и в самотечный водовод 7, откуда циркуляционным насосом 8 снова подается в напорный трубопровод 9.
Снабжение тепловой электрической станции системой оборотного водоснабжения градирни уменьшает количество воды, испаряемой в воздух в процессе тепло- и массообмена в насадке декарбонизатора и отводимой с воздухом в атмосферу, что дополнительно повышает экономичность тепловой электрической станции за счет снижения потерь химически очищенной воды с выпаром декарбонизатора.