Как работает сухой охладитель на электростанции?
Как работает сухой охладитель на электростанции?
Поскольку для конденсации пара, используемого для питания турбогенераторов, необходимо отводить так много тепла, системы охлаждения часто являются крупнейшим потребителем воды на электростанциях. Раньше это охлаждение обеспечивали реки, озера и другие источники воды, но в последнее время все больше электростанций используют сухое охлаждение, метод охлаждения, при котором вода практически не используется. Системы сухого охлаждения более дороги в установке и требуют больше энергии для работы. Эти переменные влияют на эффективность электростанций в целом, при этом системы сухого охлаждения потребляют на 95% меньше воды, чем системы мокрого охлаждения.
Многочисленные различные виды электростанций кипятят воду для создания пара, который затем проходит через турбину для выработки электроэнергии. Такого рода системы используются на атомных электростанциях, электростанциях, работающих на угле и биомассе, на некоторых электростанциях, работающих на природном газе, и даже на некоторых солнечных установках. В этих установках пар должен охлаждаться, чтобы снова сконденсироваться в жидкость, которую затем направляют в котел или парогенератор.
В Соединенных Штатах большинство парогенерирующих установок используют воду для охлаждения и конденсации пара. Большая часть воды, забираемой для производства электроэнергии в США, используется для охлаждения, что составляет около 40 процентов от общего объема забора воды.
Рециркуляционные системы охлаждения с рециркуляцией охлаждающей воды используются более чем на 61 проценте теплоэлектростанций в США. Чтобы воду можно было использовать повторно, в этих системах вода находится в трубопроводе с замкнутым контуром. 36 процентов теплоэлектростанций в Соединенных Штатах приходится на электростанции, использующие прямоточные системы охлаждения. Эти системы забирают значительный объем воды из окружающих источников воды для охлаждения конденсатора, а затем выпускают более горячую воду обратно в первоначальный источник.
3 процента термоэлектрических генерирующих мощностей в Соединенных Штатах приходится на сухое и гибридное охлаждение, большая часть которых работает с 2000 года. Пар охлаждается и конденсируется с использованием окружающего воздуха в системах сухого охлаждения.
Прямые и непрямые системы — это две категории, в которые попадают эти системы. В системах прямого сухого охлаждения окружающий воздух используется для конденсации пара, поэтому вода не используется. В типичных конденсаторах с водяным охлаждением пар конденсируется в системах непрямого сухого охлаждения, а охлаждающая вода остается в закрытой системе. В результате используется относительно мало воды, и вода не теряется в результате испарения.
Гибридные системы охлаждения сочетают в себе сухое и влажное охлаждение и могут конденсировать пар, используя как воду, так и воздух. Часто эти системы предназначены для работы в качестве систем сухого охлаждения в более прохладные месяцы и в качестве систем влажного охлаждения в более теплые месяцы, когда сухие системы работают менее эффективно.
Комбинированный цикл природного газа (NGCC), на долю которого приходится более 83 процентов эксплуатационной мощности сухого и гибридного охлаждения, является наиболее широко используемой технологией производства. В связи с тем, что установки комбинированного цикла, работающие на природном газе, требуют значительно меньшего охлаждения на мегаватт-час, чем угольные или атомные электростанции, системы сухого охлаждения обычно более рентабельны.
Жизнеспособной альтернативой концентрированным солнечным энергетическим системам является сухое охлаждение. Многие новые концентрированные солнечные энергетические системы теперь используют сухое охлаждение, в том числе электростанции Ivanpah и Genesis Solar в Калифорнии и электростанция Crescent Dunes Solar в Неваде. Это связано с тем, что эти системы расположены в таких регионах, как юго-запад Соединенных Штатов, где солнечные ресурсы относительно высоки, а водные ресурсы относительно невелики.
