Комплексная система водоснабжения тепловой электростанции

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ соединены канал продоса тепловых вод в вохладитель, о т л и ки и кан ранилию щ а яшения ьевскийуков овых вод. водоснабж м потреб- тепла,ледов и обеспе ния, она ния замкнуто во тур набжена опотенц ления ни ьн одопотребазличных тро тво СС1980.тво СС 1972,(54)(5 СНАБЖЕ содержащ охлажден водозабо станцию, теплообм и водь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исстельский институт по охран(56) 1. Укрупненные нормыления и водоотведения дляотраслей промышленности. Миздат, 1982, с.528,2. Авторское свидетельс1 885782, кл.Р 28 С 3/06,3. Авторское свидетельсУ 702130, кл. Е 03 В 7/04,КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ВОДОТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ,я объединенные в контуря водохранилище-охладитель,ное сооружение, насоснуюнапорные трубопроводы,ниик, отводящий канал нагреи водоотделитель, к которому,с я тем, что, с целью и экономичности системы пу зации тепла сбросных теп состоящим из оросительной системы,рыбоводного комплекса и биофабрикии/или теплицы, блоком очистныхсооружений, соединенным трубопроводом очищенных сточных вод с оросительной системой и трубопроводамивозвратных вод оросительной системы,удаленияорганических веществ рыбоводного комплекса и отработанныхвод биофабрик и/или теплиц, и установленным на канале сброса тепловых вод шлюзом-регулятором, к которому трубопроводами присоединеныоросительная система и рыбоводныйкомплекс, а биофабрики и/илитеплицы соединены с каналом продувки.Изобретение относится к системам технического водоснабжения и предназначено для использования в составе энергетического комплекса с тепловой электростанцией имею 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 различныхцелей 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 действиясовременных тепловых электростанций не превышает 35%, следовательно65% энергии сгоревшего топлива идет на вынужденный подогрев окружающей 50 среды и становится источником негативного фактора -"теплового загрязнения, которое к настоящему времени приобретает все большее значение,55Известны оборотные системы технического водоснабжения, содержащие охладители различных типов, линии отбора охлажденной воды, насосное оборудование и трубопроводы продувочной водыГ 1 .Недостатком этих систем являетсяпостепенное концентрированние солейв циркуляционной воде за счет частичного испарения и перенасыщенияпо накипеобразующим солям во всемобъеме воды, что требует проводитьстабилизационную обработку всейциркуляционной воды или периодическую продувку.Известна система водоснабжениятепловой электростанции, включающаяпруд-охладитель, циркуляционный насос, водозаборное и водосбросноесооружение, обеспечивающая достаточный температурный режим охлаждающейводыЕ 2,Однако данная система имеет низкую экономичность вследствие постепенного повышения уровня минерализацииводы в пруде-охладителе и, как следствие, уменьшение КПД электростанции, к тому же нерационально теряется тепло, отводимое с охлаждающей водой.Наиболее близкой к предлагаемой потехнической сущности и достигаемомурезультату является система водоснабжния тепловой электростанции, содержащая объединенные в контур охлажденияводохранилище-охладитель, водозаборное сооружение, насосную станцию, напорные трбопроводы, теплообменник,отводящий канал нагретой воды и водооделитель, к которому подсоединены канал продувки и канал сброса теплыхвод в водохранилище-охладительГ.З .Наличие специального канала продувки и водоотделителя позволяет регулировать и снижать содержание солей вводохранилище-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 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 минеральных15 ность за счет получения дополнительной товарной продукции благодаряудлинению срока выращивания культур, используя тепло подогретыхвод ранней весной и поздней осенью.Кроме этого, оросительная системаслужит своеобразным очистным сооружением, принимая высокоминерализованную воду контура охлаждения иуменьшая 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 дополнительнойтоварной продукции с водохранилища-охладителя, вода которого дополнительно охлаждается за счет локализациичасти тепловой воды и отвода ее на рыбоводный комплекс.Введение в состав контура потребления низкопотенциального теплабиофабрик 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. примесей, что также приводит к неудовлетворительному качеству воды, поступающей на теплообменники. Известная система водоснабжения не обеспечивает бессточной схемы водо потребления и водоотведения и не является замкнутой, так как не решена задача защиты водохранилища-охладителя от отходов рыбоводства, не решена задача защиты источника све 0 жей воды от. загрязнения продувочными водами и защиты прилегающей к водохранилищу-охладителя территории от засоления, что в конечном итоге приводит к повышенной 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 потребителей тепла и,таким образом, известная система неэффективна.Цель изобретения - повышение экономичности системы путем утилизации тепла сбросных тепловых вод и обеспечения замкнутого водоснабжения,ВУказанная цель достигается тем, что комплексная система водоснабжения тепловой электростанции, со 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 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 обеспечиваето повышение экономичности путем утилизации тепла, что дает возможность получать дополнительную сельскохозяйственную товарнуюпродукцию вместо выброса тепла в атмосферу, Кроме того, введение контура потребления исключает сброспродувочной 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 экономич 1096346Введение в систему водоснабжения блока очистных сооружений позволяет создать замкнутое водоснабжение контура потребления ниэкопотенциального тепла благодаря промежуточной очист-5 ке воды всех потребителей от загрязняющих веществ и возврата ее снова потребителям. Замкнутое водоснабжение контура потребления ниэкопотенциального тепла способствует созда 10 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 объеди ненке всех пбтребителей тепла оросительная система, рыбоводный комплекс на водохранилище-охладителе и биофабрики и/или теплицы) трубопроводами для подвода и отвода воды-тепло 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. 4 ьУстановка на канале сброса теплых вод шлюза-регулятора позволяет обеспечить дозированную подачу потребителям подогретой воды, а с нею н тепла, что повышает экономичность систе мы за счет эффективного использования тепла различными потребителями в нескольких режимах работы системы в разные сезоны года.Введение в систему трубопроводов50 нагретой воды трубопровода возвратных вод, трубопровода удаления органических веществ, трубопровода отработанных вод и трубопровода очищенных сточных вод позволяет объединить потребителей в контур потребления и55 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 объединенныев контур охлаждения водохранилищеохладитель 1, соединенный с источником свежей воды 2, например, рекой,каналом подпитки 3, установленноена водохранклище-охладителе 1 водозаборное сооружение 4, соединенноес насосной станцией 5, которая посредством напорного трубопровода 6соединена с теплообменником 7, а последний отводящим каналом 8 нагретойводы соединен с водоотделителем 9,к которому подсоединены входной конец канала продувки 10 и канал сброса тепловых вод 11 в водохранилищеохладитель 1.К контуру охлаждения присоединенканал продувки 10 и трубопроводамкнагретой воды 12 к 13 контур потребления низкопотенциального тепла,включающий сросительную систему 14,рыбоводный комплекс 15, размещенныйна водохранклище-охладителе 1, ибиофабрики к/клк теплицы 16. Оросительная система 14 и рыбоводныйкомплекс 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 удаленияорганических веществ 19 рыбоводногокомплекса 15 к трубопровод отработанных вод 20 бкофабрик к/кли теплиц16 присоединены к блоку очистных сооружений 21, соединенному трубопроводом очищенных сточных вод 22 с оросительной системой 14. Биофабрики к/клитеплицы 16 присоединены к выхсдномуконцу канала продувки 10,Блок очистных сооружений 21 предназначен для очистки от минеральныхорганических, биологических к бактериальных загрязняющих веществ вод,поступающих в него пс трубопроводам18, 19 и 20,Комплексная система нодоснабженинтепловой электростанции работаетследующим образом,В контуре охлаждевкя к контурепотребления нкэкопотенцклльного тепла10963 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 водоотдели. теля 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 18 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 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 8этом регулирование подачи теплана последние производят путемсмешения тепловой и продувной водыв водоотделителе 9. В летнем режиме, когда падает потребность в теплена биофабриках и/или теплицах 16, аоросительная 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 другихочищенных вод по трубопроводу 22 наоросительную систему 14, котораяв свою очередь получаетнеобходимоедополнительное количество тепловой воды по трубопроводу 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.1 О 963 ч 6Составитель Э,ЯшковаРедактор В,Ковтун Техред Л,Коцюбняк Корректор А.Ильин Заказ 3759/21 Тираж 692 Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, 4