Комплексна система водопостачання теплової електростанції

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 сбооса тепловых вод в водохранилище-охладитель, о т л и ч а ю щ а я с 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/нли 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 іродувки. а е 1096346 Изобретение относится к системам технического водоснабжения и предназначено для использования в составе энергетического комплекса с тепловой электростанцией, имею5 щей оборотное водоснабжение с водохранилищем-охладителем . В последние годы получает распространение создание энергокомплексов, технологически объединяющих ТЭС, АЭС, ГЭС и ГАЭС и совместно использующих водохранилища комплексного назначения. Комплексное использование водохранилищ для различньгх целей в составе энергокомплекса 15 позволяет получить существенную экономию земельных и водных ресурсов за счет их рационального использования путем организации промышленм ного 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 энер- 2 5 гетики, так и для получения товарной продукции путем промышленного рыборазведения и ирригации на базе утилизации тепла сбросных вод тепловых электростанций. Однако многоцелевое 30 использование водохранилищ комплексного назначения, объединенных в энергокомплексе, влечет за собой ухудшение качества воды в них за счет поступления в водные объекты различ- 35 ных примесных веществ, содержащихся в продувочных водах тепловой электростанции, возвратных водах орошения, а также за счет интенсивного ведения рыбного хозяйства.В балансе водо- і *Q потребления н 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%, следорательно 65% энергии сгоревшего топлива идет на вынужденный подогрев окружающей среды и становится источником нега- 50 тивного фактора -"теплового загрязнения" которое к настоящему времени приобретает все большее значение. оборудование и трубопроводы продувочной водьіСі J. Недостатком ттих систем является постепенное концентрированние солей в циркуляционной воде за счет частичного испарения и перенасыщения по накипеобраэующим солям зо 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]. Однако данная система имеет низкую экономичность вследствие постепенного 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 водоснабжения тепловой электростанции, содержащая объединенные в контур охлаждения водохранилище-охладитель, водозаборное сооружение, насосную станцию, напорные трбопроводы, теплообменник, отводящий канал нагретой воды и водоотделитель, к которому подсоединены канал продувки н канал сброса теплых вод в водохранилище-охладитель£3]. Наличие специального канала продувки и водоотделителя позволяет регулировать и снижать содержание солей в водохранилище-охладителе благодаря отводу 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 известной системы водоснабжения для рыбоводства приводит к выпадению на дно остатков корма рыб и поступлению в воду метаболитов, что приводит к загрязнению 55 водоема, а сельскохозяйственное произИзвестны оборотные системы техниводство на территории, прилегающей ческого водоснабжения, содержащие к водохранилищу-охладителю, приводит _ охладители различньгх типов, линии к смыву с полей в него минеральных отбора охлажденной воды, насосное 1096346 ности путем утилизации тепла, что дает возможность получат ь 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 из контура охлаждения в контур потребления позволяет повысить охлаждающую способность водохранилища-охладителя , так как в него не возвращают теплую минерализованную 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 куль- . тур, используя тепло подогретых вод ранней весной и поздней осенью. Кроме этого, оросительная система Указанная цель достигается тем, служит своеобразным очистным сооружечто комплексная система водоснабнием, принимая высокоминерализожения тепловой электростанции, со30 ванную воду контура охлаждения и держащая объединенные в контур охлажуменьшая возврат ее в контур охлаждедения водохранилище-охладитель, водония за счет роста растений и трансзаборное сооружение, насосную станпирации. цию, напорные трубопроводы, теплообВведение в состав контура потребменник, отводящий канал нагретой воления низкопотенциального тепла рыбоды и водоотделитель, к которому водного комплекса на водохранилищеприсоединены канал продувки и канал охладителе позволяет повысить эконосброса тепловых вод в водохранилищемичность системы путем круглогодичноохладитель, снабжена контуром потребго использования тепла для рыборазления низкопотенциального тепла, ведения и получения дополнительной 40 состоящим из просительной системы, товарной продукции с водохранилища-охрыбоводного комппекса и биофабриладителя, вода которого дополнительки и/или теплицы, блоком очистных но охлаждается за счет локализации сооружений, соединенным трубопровочасти тепловой воды и отвода ее на рыдом очищенных сточных вод с оросибоводный комплекс. тельной системой и трубопроводами Введение в состав контура потребвозвратных вод оросительной системы, ления низкопотенциального тепла удаления органических веществ рыбобиофабрик и/или теплиц (в их числе моводного комплекса и отработанных гут быть парники, оранжереи, шампиньонвод биофабрик и/или теплиц, и устаницы, а также другие потребителя низконовленным на канале сброса тепловых потенциального тепла, например, плавод шлюзом-регулятором, к которому вательные бассейны, где тепло испольтрубопроводами присоединены оросизуется только для обогрева) позволяет тельная система и рыбоводный комплекс повысить эффективность за счет а биофабрики и/или теплицы соедиполучения товарной продукции, исклю„ нены с каналом продувки. чения сброса высокоминералпчованных вод в источник свежей воды и опосреВведение в состав системы контура дованного охлаждения воды в подохранипотребления низкопотенциального теплище-охладнтеле. ла обеспечивает0 повышение экономич примесей, что также приводит к неудовлетворительному качеству воды, поступающей на теплообменники. Известная система водоснабжения не обеспечивает бессточной схемы водо5 потребления и водоотведения и не является замкнутой, так как не решена задача защиты водохранилища-охладителя от отходов рыбоводства, не решена задача защиты источника све'" жей воды от загрязнения продувочными водами и защиты прилегающей к водохранилищу-охладителя территории от засоления, что в конечном итоге приt5 водит к повышенной минерализации водохранилища-охладителя. Эта система не может быть использована по прямому назначению утилизации тепла сбросных тепловых вод, так как „в ней не 20 решена задача подсоединения потребителей тепла й,таким образом, известная система неэффективна. Цель изобретения - повышение экономичности системы путем утилизации тепла сбросных тепловых вод и обеспечения замкнутого водоснабжения. 1096346 Введение в систему водоснабжения блока очистных сооружений позволяет создать замкнутое водоснабжение кон,тура потребления низкопотенциального тепла благодаря промежуточной очистке воды всех потребителей от загрязняющих веществ и возврата ее снова потребителям. Замкнутое водоснабжение контура потребления низкопотен10 циального тепла способствует созданию замкнутого водоснабжения контура охлаждения, так как отбор из него части тепловой высокоминералиэовакной воды обеспечивает лучшее охлаждение 15 воды в водохранилище-охладителе,что исключает ежегодную подпитку его нэ источника свежей воды. Присоединение к выходному концу канала продувки контура потребления 20 ниэкопогенциального тепла и объединение всех потребителей тепла (оросительная система, рыбоводный комплекс на водохранилище-охладителе и биофабркки и/или теплицы) трубопроводами для подвода и отвода воды-теплоносителя позволяет создать в комплексной системе водоснабжения тепловой электростанции замкнутое водоснабжение, которое характеризуется циркуляцией воды внутри контура охлаждения, 30 внутри контура потребления и циркуляцией от контура охлаждения к контуру потребления за счет восполняемой подпитки контура охлаждения из источника свежей воды и выведения -5 3 воды из системы в цепом в виде сельсхозпродукции и транспирации с оросительной системы и испарения с поверхности водоема-охладителя и рыбоводного комплекса. 4о Установка на канале сброса теплых вод шлюза-регулятора позволяет обеспечить дозированную подачу потребителям подогретой воды, а с нею и тепла, что повышает экономичность систе-45 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 5S потребителей в контур потребления и обеспечить замкнутое водоснабжение во всей системе, что делает ее комплексной по достигаемому результа 6 ту (получению электроэнергии и сельскохозяйственной продукции) при одновременном 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 трубопроводами нагретой воды 12 и 13 контур потребления низкопотенциального тепла, включающий оросительную систему J4, рыбоводный комплекс 15, размещенный на водохранилище-охладителе 1, и биофабрики и/или теплицы 16. Оросительная система 14 и рыбоводный комплекс 15 соединены трубопроводами нагретой воды 12 и 13 с шлюзомрегулятором 17, установпенным на канале сброса тепловых вод 11. Трубопровод возвратных вод 18 оросительной системы 14, трубопровод удаления органических веществ 19 рыбоводного комплекса Ї 3 и трубопровод отработанных вод 20 биофабрик и/или теплиц 16 присоединены к блоку очистных сооружений 21, соединенному трубопроводом очищенных сточных вод 22 с оросительной системой 14. Биофабрики и/или теплицы 16 присоединены к выходному концу канала продувки 10. Блок очистных сооружений 2J предназначен для очистки от минеральных органических, биологических и бактериальных загрязняющих веществ' вод, поступающих в него по трубопроводам 18, 19 и 20. Комплексная система водоснабжения Т Є П Л О Е Ю Й электростанции работает следующим образом. В контуре охлаждения и контуре потребления низкопотеначального тепла 1096346 этом регулирование подачи тепла осуществляется зависимая циркуляция на последние производят путем в оды. смешения тепловой и продувной воды Охлажденную воду из водохранилищав водоотделителе 9. Б летнем режиохладителя 1 при помощи водозабора 4 і и насосной станции 5 подают напорным м ме, когда падает потребность в тепле на биофабриках и/или теплицах 16, а трубопроводом 6 на теплообменники 7, оросительная система работает на полнагретая вода от которых поступает ную мощность, водоотделитель 9 рабов отводящий канал 8, где в водоотдетает по прямому назначению, т.е. лителе 9 происходит количественное 10 продувочная вода с высокой минералиразделение потоков по солесодержазацией идет на обогрев и далее по трунию. Одну часть воды после водоотделибопроводу 20 на блок очистных соорутеля 9 по каналу сброса теплых жений 21, где производят ее умягчевод 11 возвращают в водохранилище-охние и подают далее в составе других ладитель 1, другую часть с высоким 15 солесодержанием по каналу продувки 10 очищенных вод по трубопроводу 22 на подают в контур потребления ннзкопооросительную систему 14, которая в свою очередь получает необходимое тенциального тепла. Циркуляцию воды в контуре потребле- дополнительное количество тепловой воды по трубопроводу 12 от шлюзания низкопотенциального тепла осу20 регулятора 1 7. ществляют следующим образом. Поступающую от водоотделителя 9 продувочную і воду по каналу продувки 10 направляют За счет введения в систему контуна биофабрики и/или теплицы 16 для ра потребления низкопотенциального обогрева и создания заданного теплотепла повышается экономичность из-за влажностного режима. На оросительную 25 утилизации тепла сбросных теплых вод, систему 14 и рыбоводный комплекс 15 достигается замкнутое водоснабжение направляют нагретую воду по трубокак в контуре охлаждения, так и конпроводам 12 и 13 от шлюза-регулятотуре потребления, обеспечивается ра 17. Отработанную воду биофабрик 30 комплексное использования воды в сиси/или теплиц 16, остатки неиспольтеме водоснабжения тепловой электрозованной воды вместе с отходами корма станции как для целей энергетики, и метаболитами рыбоводного комплектак и для получения товарной продукса 15 и возвратные воды оросительной ции за счет использования тепла охлажсистемы 14 по соответствующим трубодающей воды, вместо выбрасывания его проводам 20, 19 и 18 направляют на 35 в атмосферу. Это обеспечивает достиблок очистных сооружений 21, где жение максимально возможного приблиизвестными методами производят очистжения потребителей тепла к контуру ку воды и ее подготовку для последуюохлаждения, что способствует уменьщего использования на оросительной шению диаметров и протяженности системе 14. Этим достигается замкну- 4 труб-коммуникаций; использование водотый цикл водоснабжения контуров охлажхранилища-охладителя как суточного дения и потребления за счет ликвидарегулятора расходов воды для орошеции сброса продувочной воды в источния; повышение урожайности сельсконик свежей воды 2. Предлагаемая система может рабо- 45 тать как в зимнем, так и в летием г режиме. В зимнем режиме оросительная система 14 не работает,тепловую воду подают на рыбоводный комплекс 15 и биофабрики и/нли теплицы 16, при 50 хозяйственных культур и увеличение выхода товарной продукции с рыбоводного комлекса на водохранилище-охладителе'г снижение себестоимости киловаттчаса электроэнергии за счет снижения минерализации и температуры воды водохранилища-охладителя. 1096346 16 Редактор В.Ковтун Составитель Э.Яшкова Техред Л.Коцюбняк 20 Корректор А.Ильин Заказ 3759/21 Тираж 692 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, уп. Проектная, 4