Комплексная система водоснабжения тепловой электростанции

 

КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ, содержащая объединенные в контур охлаждения водохранилище-охладитель, водозаборное сооружение, насосную станцию, напорные трубопроводы, теплообменник, отводящий канал нагретой воды и водоотделитель, к которому присоединены канал продувки и канал сброса тепловых вод в водохранилище-охладитель , о тличающая ,С я тем, что, с целью повышения экономичности системы путем утилизации тепла сбросных тепловых вод. и обеспечения замкнутого водоснабжения , она снабжена контуром потребления низкопотенцисшьного тепла, состоящим из оросительной системы, рыбоводного комплекса и биофабрики и/или теплицы, блоком очистных сооружений, соединенным трубопроводом очищенных сточных вод с оросительной системой и трубопроводами возвратных вод оросительной системы, удаления-органических веществ рыбоводного комплекса и отработанных вод биофабрик и/или теплиц, и установленным на канале сброса тепловых вод шлюзом-регулятором, к которому трубопроводами присоединены оросительная система и рыбоводный комплекс, а биофабрики и/или СО теплицы соединены с каналом проCft 00 4аь дувки. CR

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ((%SU(l(l 1

А з(5р Е 03 В 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3570397/29-26 (22) 01.04.83 (46) 07 .06. 84. Бюл . N 2 1 (72) А.Г.Васенко, А.В.Ильевский, В.P.Ëîçàíñêèé, Г.А.Сухоруков и В.Г.Фарберов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по охране вод (53) 66.045.6(088.8) (56) 1. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей. промышленности. M., Стройиздат, 1982, с.528.

2. Авторское свидетельство СССР

1:- 885782, кл.F 28 C 3/06, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР

У 702130, кл. Е 03 В 7/04, 1972. (54)(57) КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ВОДОСНАБЖЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ, содержащая объединенные в контур охлаждения водохранилище-охладитель, водозаборное сооружение, насосную станцию, напорные трубопроводы, теплообменник, отводящий канал нагретой воды и водоотделитель, к которому присоединены канал продувки и канал сброса тепловых вод в водохранилище-охладитель, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения экономичности системы путем утилизации тепла сбросных тепловых вод. и обеспечения замкнутого водоснабжения, она снабжена контуром потребления низкопотенциального тепла, состоящим из оросительной системы, рыбоводного комплекса и биофабрики и/или теплицы, блоком очистных сооружений, соединенным трубопроводом очищенных сточных вод с оросительной системой и трубопроводами возвратных вод оросительной системы, удаления органических веществ рыбоводного комплекса и отработанных вод биофабрик и/или теплиц, и установленным на канале сброса тепловых вод шлюзом-регулятором, к которому трубопроводами присоединены оросительная система и рыбоводный комплекс, а биофабрики и/или теплицы соединены с каналом продувки.

1096346

Изобретение относится к системам технического водоснабжения и предназначено для использования в составе энергетического комплекса с тепловой электростанцией„ имею- 5 щей оборотное водоснабжение с водохранилищем-охладителем.

В последние годы получает распространение создание энергокомплексов, технологически объединяющих ТЭС, 10

АЭС, ГЭС и ГАЭС и совместно использующих водохранилища. комплексного назначения.:Комплексное использование водохранилищ для различных целей в составе энергокомплекса позволяет получить существенную экономию земельных и водных ресурсов за счет их рационального использования путем организации промышленного рыборазведения и ирригации на базе сбросных тепловых вод ТЭС и АЭС.

В условиях повсеместного дефицита водных ресурсов становится актуальной задача комплексного использования водохранилищ как для тепловой энергетики, так и для получения товарной продукции путем промышленного рыборазведения и ирригации на базе утилизации тепла сбросных вод тепловых электростанций. Однако многоцелевое ЗО использование водохранилищ комплексного назначения, объединенных в энергокомплексе, влечет за собой ухудшение качества воды в них за счет поступления в водные объекты различных примесных веществ, содержащихся в продувочных водах тепловой электростанции, возвратных водах орошения, а также за счет интенсивного ведения рыбного хозяйства. В балансе водо- 40 потребления и водоотведения присутствует с одной стороны сброс отработанной воды и излишков тепла, с другой — потребление свежей воды заданных температурных параметров. При этом 45 коэффициент полезного действия современных тепловых электростанций не превышает 35%, следовательно

65% энергии сгоревшего топлива идет на вынужденный подогрев окружающей . 5p среды и становится источником негативного фактора -"теплового загрязнения, которое к настоящему времени приобретает все большее значение.

Известны оборотные системы технического водоснабжения, содержащие охладители различных типов, линии отбора охлажденной воды, насосное оборудование и трубопроводы продувочной водыГ1 g.

Недостатком этих систем является постепенное концентрированние солей в циркуляционной воде за счет частичного испарения и перенасыщения по накипеобразующим солям во всем объеме воды, что требует проводить стабилизационную обработку всей циркуляционной воды или периодическую продувку.

Известна система водоснабжения тепловой электростанции, включающая пруд-охладитель, циркуляционный насос, водозаборное и водосбросное сооружение, обеспечивающая достаточный температурный режим охлаждающей воды 2 j.

Однако данная система имеет низкую экономичность вследствие постепен ного повышения уровня минерализации воды в пруде-охладителе и, как следствие, уменьшение КПД электростанции, к тому же нерационально теряется тепло, отводимое с охлаждающей водой.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является система водоснабж ния тепловой электростанции, содержащая объединенные в контур охлаждения водохранилище-охладитель, водозаборное сооружение, насосную станцию, напорные трбопроводы, теплообменник, отводящий канал нагретой воды и водоо делитель, к которому подсоединены канал продувки и канал сброса теплых вод в водохранилище-охладительГ.З ).

Наличие специального канала продув ки и водоотделителя позволяет регулировать и снижать содержание солей в водохранилище-охладителе благодаря от воду части нагретой, насыщенной минеральными солями воды за пределы водохранилища.

К недостаткам этой системы следует отнести загрязнение вышеуказанными солями источника свежей воды.

Кроме того, использование водохранилища-охладителя известкой системы водоснабжения для рыбоводства приводит к выпадению на дно остатков корма рыб и поступлению в воду метаболитов, что приводит к загрязнению водоема, а сельскохозяйственное производство на территории, прилегающей к водохранилищу-охладителю, приводит к смыву с полей в него минеральных

1096346

15 примесей, что также приводит к неудовлетворительному качеству воды, поступающей на теплообменники.

Известная система водоснабжения не обеспечивает бессточной схемы водо- 5 потребления и водоотведения и не является замкнутой, так как не решена задача защиты водохранилища-охладителя от отходов рыбоводства, не решена задача защиты источника све30 жей воды от. загрязнения продувочными водами и защиты прилегающей к водохранилищу-охладителя территории от засоления, что в конечном итоге приводит к повышенчой минерализации водохранилища-охладителя. Эта система не может быть использована по прямому назначению утилизации тепла сбросных тепловых вод, так как в ней не решена задача подсоединения потре° бителей тепла и,таким образом, известная система неэффективна.

Цель изобретения — повышение экономичности системы путем утилизации тепла сбросных тепловых вод и обеспечения замкнутого водоснабжения.

В

Указанная цель достигается тем, что комплексная система водоснабжения тепловой электростанции, со- у) держащая объединенные в контур охлаждения водохранилище-охладитель, водозаборное сооружение, насосную станцию, напорные трубопроводы, теплообменник, отводящий канал нагретой воды и водоотделитель, к которому присоединены канал продувки и канал сброса тепловых вод в водохранилищеохладитель, снабжена контуром потребления низкопотенциального тепла, 40 состоящим из оросительной системы, рыбоводного комплекса и биофабрики и/или теплицы, блоком очистных сооружений, соединенным трубопроводом очищенных сточных вод с ороси- 45 тельной системой и трубопроводами возвратных вод оросительной системы, удаления органических веществ рыбоводного комплекса и отработанных вод биофабрик и/или. теплиц, и установленным на канале сброса тепловых вод шлюзом-регулятором, к которому трубопроводами присоединены оросительная система и рыбоводный комплекс, а биофабрики и/или теплицы соединены с каналом продувки.

Введение в состав системы контура потребления низкопотенциального тепла обеспечивает повышение экономичности путем утилизации тепла, что дает возможность получать дополнительную сельскохозяйственную товарную продукцию вместо выброса тепла в атмосферу. Кроме того, введение контура потребления исключает сброс продувочной воды в источник свежей воды и, следовательно, снижение минерализации водохранилища-охладителя и, тем самым, повышает качество воды в нем, а отвод части нагретой воды иэ контура охлаждения в контур потребления позволяет повысить охлаждающую способность водохранилища-охладителя, так как в него не возвращают теплую минералиэованную воду, а вместо нее добавляют холодную свежую воду из источника свежей воды.

Введение в состав контура потребления низкопотенциального тепла оросительной системы повышает экономичность за счет получения дополнительной товарной продукции благодаря удлинению срока выращивания культур, используя тепло подогретых вод ранней весной и поздней осенью.

Кроме этого, оросительная система служит своеобразным очистным сооружением, принимая высокоминерализованную воду контура охлаждения и уменьшая возврат ее в контур охлаждения за счет роста растений и транспирации.

Введение в состав контура потребления низкопотенциального тепла рыбоводного комплекса на водохранилищеохладителе позволяет повысить экономичность системы путем круглогодичного использования тепла для рыборазведения и получения дополнительной товарной продукции с водохранилища-охладителя, вода которого дополнительно охлаждается за счет локализации части тепловой воды и отвода ее на рыбоводный комплекс.

Введение в состав контура потребления низкопотенциального тепла биофабрик и/или теплиц (в их числе могут быть парники, оранжереи, шампиньонницы, а также другие потребителя ниэкопотенциального тепла, например, плавательные бассейны, где тепло используется только для обогрева) позволяет повысить эффективность за счет получения товарной продукции, исключения сброса высокоминерализованных вод в источник свежей воды и опосредованного охлаждения воды в водохранилище-охладителе.

1096346

Введение в систему водоснабжения блока очистных сооружений позволяет создать замкнутое водоснабжение контура потребления ниэкопотенциального тепла благодаря промежуточной очистке воды всех потребителей от загрязняющих веществ и возврата ее снова потребителям. Замкнутое водоснабжение контура потребления ниэкопотенциального тепла способствует созда10 нию замкнутого водоснабжения контура охлаждения, так как отбор из него части тепловой высокоминералиэованной воды обеспечивает лучшее охлаждение воды в водохранилище-охладителе,что 15 исключаег ежегодную подпитку его из источника свежей воды.

Присоединение к выходному концу канала продувки контура потребления ниэкопотенциального тепла и объединение всех пОтребителей тепла (оросительная система, рыбоводный комплекс на водохранилище-охладителе и биофабрики и/или теплицы) трубопроводами для подвода и отвода воды-тепло- 2 носителя позволяет создать в комплексной системе водоснабжения тепловой электростанции замкнутое водоснабжение, которое характеризуется циркуляцией воды внутри контура охлаждения, ЗО внутри контура потребления и циркуляцией от контура охлаждения к контуру потребления за счет восполняемой подпитки контура охлаждения иэ источника свежей воды и выведения воды из системы в целом в виде сельсхозпродукции и транспирации с оросительной системы и испарения с поверхности водоема-охладителя и рыбоводного комплекса. 4ь

Установка на канале сброса теплых вод шлюза-регулятора позволяет обеспечить дозированную подачу потребителям подогретой воды, а с нею н тепла, что повышает экономичность систе--4 мы за счет эффективного использования тепла различными потребителями в нескольких режимах работы системы в разные сезоны года.

Введение в систему трубопроводов

50 нагретой воды трубопровода возвратных вод, трубопровода удаления органических веществ, трубопровода отработанных вод и трубопровода очищенных сточных вод позволяет объединить потребителей в контур потребления и

55 обеспечить замкнутое водоснабжение во всей системе, что делает ее комплексной по достигаемому результату (получению электроэнергии к сельскохозяйственной продукции) прк однсвременном обеспечении заданного качества воды во всей системе.

На чертеже изображена принципиальная схема комплексной системы водоснабжения тепловой электростанции.

Система включает объединенные в контур охлаждения водохранилищеохладитель 1, соединенный с источником свежей воды 2, например, рекой, каналом подпитки 3, установленное на водохранилище-охладителе 1 водозаборное сооружение 4, соединенное с насосной станцией 5, которая посредством напорного трубопровода 6 соединена с теплообменником 7, а последний отводящим каналом 8 нагретой воды соединен с водоотделителем 9, к которому подсоединены входной конец канала продувки 10 и канал сброса тепловых вод 11 в водохранилищеохладитель 1.

К контуру охлаждения присоединен канал продувки 10 и трубопроводамк нагретой воды 12 к 13 контур потребления низкопотенциального тепла, включающий сросительную систему 14, рыбоводный комплекс 15, размещенный на водохранилище-охладителе 1, и биофабрики к/клк теплицы 16. Оросительная система 14 и рыбоводный комплекс 15 соединены трубопроводами нагретой воды 12 к 13 с шлюзомрегулятором 17, установленным на канале сброса тепловых вод 11. Трубопровод возвратных вод 18 оросительной системы 14, трубопровод удаления органических веществ 19 рыбоводного комплекса 15 и трубопровод отработанных вод 20 бкофабрик и/кли теплиц

16 присоединены к блоку очистных сооружений 21, соединенному трубопроводом очищенных сточных вод 22 с оросительной системой 14. Биофабрики к/кли теплицы 16 присоединены к выхсдному концу канала продувки 10.

Блок очистных сооружений 21 предназначен для очистки от минеральных органических, биологических к бактериальных загрязняющих веществ вод, поступающих в него пс трубопроводам

18, 19 и 20.

Комплексная система нодоснабженин тепловой электростанции работает следующим образом.

В контуре охлаждевкя к контуре потребления нкэкопотенцклльного тепла

10963 осуществляется зависимая циркуляция воды.

Охлажденную воду иэ водохранилищаохладителя 1 при помощи водозабора 4 и насосной станции 5 подают напорным трубопроводом 6 на теплообменники 7, нагретая вода от которых поступает в отводящий канал 8, где в водоотделителе 9 происходит количественное разделение потоков по солесодержанию. Одну часть воды после водоотделителя 9 по каналу сброса теплых вод 11 возвращают в водохранилище-охладитель 1, другую часть с высоким солесодержанием по каналу продувки 10 подают в контур потребления низкопотенциального тепла.

Циркуляцию воды в контуре потребления низкопотенциального тепла осуществляют следующим образом. Поступающую от водоотделителя 9 продувочную воду по каналу продувки 10 направляют на биофабрики и/или теплицы 16 для обогрева и создания заданного тепловлажностного режима. На оросительную систему 14 и рыбоводный комплекс 15 направляют нагретую воду по трубопроводам 12 и 13 от шлюза-регулятора 17. Отработанную воду биофабрик и/или теплиц 16, остатки неиспользованной воды вместе с отходами корма и метаболитами рыбоводного комплекса 15 и возвратные воды оросительной системы 14 по соответствующим трубопроводам 20, 19 и l8 направляют на 35 блок очистных сооружений 21, где известными методами производят очистку воды и ее подготовку для последующего использования на оросительной системе 14. Этим достигается замкнутый цикл водоснабжения контуров охлаждения и потребления за счет ликвидации сброса продувочной воды в источник свежей воды 2.

Предлагаемая система может рабо- 45 тать как в зимнем, так и в летнем режиме. В зимнем режиме оросительная система 14 не работает, тепповую воду подают на рыбоводный комплекс 15 и биофабрики и/или теплицы 16, при 50

46 8 этом регулирование подачи тепла на последние производят путем смешения тепловой и продувной воды в водоотделителе 9. В летнем режиме, когда падает потребность в тепле на биофабриках и/или теплицах 16, а оросительная система работает на полную мощность, водоотделитель 9 работает по прямому назначению, т.е. продувочная вода с высокой минерализацией идет на обогрев и далее по трубопроводу 20 на блок очистных сооружений 21, где производят ее умягчение и подают далее в составе других очищенных вод по трубопроводу 22 на оросительную систему 14, которая в свою очередь получает необходимое дополнительное количество тепловой воды по трубопрбводу 12 от шлюзарегулятора 17.

За счет введения в систему контура потребления ниэкопотенциального тепла повышается экономичность из-за утилизации тепла сбросных теплых вод, достигается замкнутое водоснабжение как в контуре охлаждения, так и контуре потребления, обеспечивается комплексное использования воды в системе водоснабжения тепловой электро станции как для целей энергетики, так и для получения товарной продукции за счет использования тепла охлаждающей воды, вместо выбрасывания его в атмосферу. Это обеспечивает достижение максимально возможного приближения потребителей тепла к контуру охлаждения, что способствует уменьшению диаметров и протяженности труб-коммуникаций; использование водохранилища-охладителя как суточного регулятора расходов роды для орошения, повышение урожайности сельскохозяйственных культур и увеличение выхода товарной продукции с рыбоводного комлекса на водохранилище-ох-. ладителе, снижение себестоимости киловаттчаса электроэнергии за счет снижения минерализации и температуры воды водохранилища-охладителя.

1096346

Составитель Э.Яшкова

Редактор В.Ковтун Техред Л.Кодк@няк Корректор А.Ильин

Заказ -3t59/21 Тираж 692 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. ч/5

Филиал ППП "Патент",, г. Ужгород, ул. Проектная, ч