Непрямое сухое охлаждение – усовершенствованная система ГЕЛЛЕРА

Главная  Продукция и технологии  Система Геллера (HELLER SYSTEM)  Непрямое сухое охлаждение – усовершенствованная система ГЕЛЛЕРА

В системе ГЕЛЛЕРА (см. рис.) отводимое тепло от технологического цикла электростанции сначала передаётся воде, циркулирующей по замкнутому  контуру через поверхностные или  смешивающие струйные конденсаторы турбин. Затем, поглощенное водой тепло отводится атмосферным воздухом, проходящим через оребрение трубок водо-воздушных  теплообменников. 

В системе обычно используется либо конденсатор традиционного трубчатого (поверхностного) типа или смешивающий струйный конденсатор. Так как контур охлаждающей воды  герметичен, то в контуре может циркулировать котельная питательная вода. По этой причине, находит свое практическое применение смешивающий струйный конденсатор, в котором пар конденсируется в виде пленок воды на поверхности ребер внутри конденсатора, а охлаждающая вода, при этом,  смешивается с питательной водой. В следствие прямого контакта температура охлаждающей воды может сравняться с температурой насыщения выхлопного пара турбины, и тем самым в конденсаторе с прямым контактом охлаждаемой и охлаждающей сред достигается, более высокий вакуум, чем в поверхностном конденсаторе при прочих равных условиях. То есть, при заданных условиях в градирне достигается меньшая температурная разница  межу охлаждающей и охлаждаемой водой (около 0,3 °С, вместо 3 °С). Кроме того, смешивающий конденсатор по своей конструкции  проще и дешевле, чем поверхностный конденсатор, практически не требует технического обслуживания и всегда  имеет 100%-ю готовность к работе.

Рис.   Проточная схема системы ГЕЛЛЕРА


В циркуляционном контуре  поверхностного конденсатора используются простые центробежные насосы. Для подачи конденсата из  нижней точки конденсатора в питательную  систему котла требуется отдельная группа  питательных  насосов.

В случае применения смешивающих конденсаторов циркуляционные насосы могут быть применены  не только для подачи охлаждающей циркуляционной воды, но и для подачи конденсата из конденсатора турбины в питательную систему котла. Таким образом, отпадает необходимость в применении двух групп насосов. Для обеспечения циркуляции охлаждающей циркуляционной воды через водо-воздушные теплообменники, которые находятся в верхней точке гидравлической схемы,  циркуляционными насосами поддерживается такое давление, что ни в одной точке системы не может образовываться  давление ниже атмосферного, а это, в свою очередь,  исключает подсосы воздуха в контур. При этом,  потенциальная энергия воды, охлажденной в водо-воздушых теплообменниках, может быть утилизирована в гидравлической (утилизационной) турбине, насаженной на один вал с циркуляционным насосом.

Водо-воздушные теплообменники (охладительные дельты) отводят тепло из цикла. Для сохранения работоспособности охладителей в течение всего срока службы электростанции желательно, чтобы они были монометаллическими. В последнем поколении теплообменников типа ФОРГО предпочтение отдается применению алюминиевой матрицы (жесткая пластина- ребро / трубки), химически покрытой защитным окисным слоем. Охладительные дельты группируются в параллельные секции, которые могут отдельно подключаться независимо друг от друга. Такая конструкция обеспечивает повышенную безопасность и надежность.

Наличие значительного объема охлаждающей циркуляционной воды  во всем циркуляционном контуре (конденсатор, подающий и сливной циркуляционный водовод, охладительные дельты) в целом оказывает стабилизирующий (демпфирующий) эффект на работу всей системы охлаждения. Этот эффект проявляется, например, в сглаживании  скачков температур циркуляционной воды, вследствие  наличия порывов ветра в районе водо-воздушных теплообменников, или  в облегчении поддержания норм качества питательной воды  котла даже во время возникновения неисправности в системе водоподготовки.

При использовании непрямой системы охлаждения ГЕЛЛЕРА для обеспечения требуемого охлаждающего потока воздуха может применяться либо принудительная (с помощью вентиляторов), либо естественная тяга (с использованием естественной циркуляции воздуха).

С увеличением мощности турбин естественная тяга становится все более и более привлекательной, так как, из-за необходимости подъёма теплообменников на все  большую высоту (для обеспечения подвода к ним достаточного количества воздуха) стоимость градирни с принудительной тягой - возрастает. Применение естественной тяги становится оправданной для блоков мощностью выше 50 Мвт, а для небольших блоков - только в случае наличия специальных требований, например, строгого ограничения по уровню шума.

Система ГЕЛЛЕР с естественной тягой имеет следующие преимущества по сравнению с системой сухого охлаждения с  применением принудительной тяги:

  • исключение потребления электроэнергии на собственные нужды для продува основного потока воздуха, что, по сравнению с сухим охлаждением с принудительной  тягой, приводит к увеличению эффективности и отпуска электростанции на 2 %;
  • устранение  шума и дополнительное, в зависимости от размещения градирен,  экранирование шума от других  энергоблоков станции;
  • исключение  рециркуляции горячего воздуха - общего недостатка градирен с принудительной тягой;
  • низкая потребность в обслуживании,  в связи с отсутствием большого числа вентиляторов и их движущихся частей;
  • больший срок службы и надежность;
  • исключение необходимости сооружения дымовой трубы при отводе дымовых газов через  градирню, в результате чего достигается низкая концентрация загрязнений на уровне земли;
  • значительное увеличение экономической эффективности.