2.2. Прямоточная система водоснабжения

Прямоточная система водоснабжения наиболее проста и в 2 – 4 раза дешевле оборотной. Преимущество ее – более низкая температура охлаждающей воды, а следовательно более глубокий вакуум по сравнению с оборотными системами. Эта система наиболее предпочтительна для конднесационных электростанций. Применимость прямоточного водоснабжения определяется также требованиями Госрыбнадзора: в результате сброса нагретой воды температура в естественном водоеме не должна повышаться более чем на 5°С летом и 3°С зимой.

При прямоточной системе вода, забираемая из реки, после конденсаторов и других охладительных устройств сбрасывается в реку ниже по течению на расстояние не менее 40м от водозаборного устройства, исключающее возможность подмешивания подогретой воды к забираемой воде. Для прямоточной системы среднегодовой дебит реки должен в несколько раз превосходить потребность электростанции в охлаждающей воде.

На рис 2.3 представлена принципиальная схема прямоточного водоснабжения.

Выбор места расположения насосной станции зависит от сезонных колебаний уровня воды в реке, Если разность геодезических отметок осей циркуляционных насосов и минимального уровня воды в реке не превосходит допустимой высоты всасывания (3 – 4,5 м), то циркуляционные насосы могут размещаться вблизи конденсаторов турбин. Если разность геодезических отметок и колебания уровня воды в реке значительны, то циркуляционные насосы устанавливаются в специальном здании на берегу реки. В этом случае циркуляционная вода от береговой насосной станции подается к конденсаторам турбин не менее чем по двум напорным магистралям для обеспечения бесперебойного водоснабжения.

Береговые насосные сооружения должны быть гарантированы от затопления водой в период паводков.

Для забора воды из реки устанавливаются специальные водоприемники, в которых входные окна расположены ниже минимально возможного уровня воды в реке. Водоприемные сооружения делятся на секции, обеспечивающие возможность отключения любой из них для ремонта или очистки.

Рис. 2.3. Принципиальная схема прямоточного водоснабжения:

1 – береговая насосная; 2 – сетки; 3 – циркуляционные насосы; 4 – перепускной сливной канал; 5 – напорные магистрали; 6 – переключательный колодец; 7 – сливные колодцы (сифонные); 8 – конденсаторы; 9 – основной сливной канал

Водозаборные устройства оборудуются грубыми решетками, предотвращающими попадание в водоприемник крупных плавающих предметов, а также решеткоочистительными машинами и очистными вращающимися сетками, помещения которых совмещаются с циркуляционными насосными станциями.

При схемах водоснабжения с насосами 1-го и 2-го подъемов и наличии длинных промежуточных открытых каналов допускается установка вращающихся сеток только у насосов станции 2-го подъема.

В случае забора воды из водоемов, имеющих рыбохозяйственное значение, предусматриваются рыбозащитные устройства.

Центральные насосные станции, водоприемники и водоочистные устройства, а также насосные станции добавочной и осветленной воды должны оборудоваться системой автоматики, блокировки и дистанционного контроля. Управление ими , как правило, осуществляется с главного щита без участия постоянного обслуживающего персонала.

Из конденсаторов турбин вода сбрасывается в сливные колодцы и далее по открытому каналу в реку. В зимние периоды предусматривается сброс части нагретой воды из реки для борьбы с шугой, обмерзанием водозаборных устройств и переохлаждением конденсата.

Для снижения требуемого напора насосов на сливной линии после конденсаторов предусматривается сифон (рис. 2.4).

Циркуляционный насос всасывает воду из приемного колодца, преодолевая вакуумметрическую высоту всасывания Нвак. Конец сливного трубопровода опускают под уровень воды в сливном колодце, что позволяет использовать сифонное действие сливного трубопровода. При этом насос должен преодолевать не полную геометрическую высоту подъема воды Нпол, а лишь разность Нпол – Нсиф = Нг.

Рис.2.4. Схема прямоточного водоснабжения с сифонным устройством:

1 – приемный колодец; 2 – всасывающая труба; 3 – циркуляционный насос; 5 – конденсатор; 6 – сифонная труба; 7 – сливной колодец.

Теоретически высота сифона может быть равна 10м, т. е. соответствовать атмосферному давлению. Практически она составляет примерно 7,5 – 8м, так как при больших высотах сифона верхняя часть сливной трубы оказывается под значительным разряжением, что снижает надежность работы циркуляционной системы.

Эффективность работы сифонного устройства повышается, если из верхней части сифонной трубы отсасывать выделяющийся из воды воздух. Это тем более необходимо, что в связи с разрежением вверху сифона дополнительно может иметь место подсос окружающего воздуха. Для хорошей работы сифона опускная скорость воды должна быть больше скорости подъема пузырьков воздуха, поэтому величину ее принимают до 3,5 м/с и во всяком случае не менее 1,0 м/с.

При выборе насоса следует считаться не только с необходимым полным напором для преодоления геометрической высоты подъема и всех сопротивлений по трассе (на трение и местных), но и отдельно проверять соответствие принятой вакуумметрической высоты всасывания.

Большое значение имеет глубина водозабора. Чем она больше, тем ниже температура охлаждающей воды. Желательна глубина водозабора до 4м. Как правило, напорные водоводы от всех береговых насосных станций объединены в пределах машинного зала; для мощных турбин большое распространение имеет блочная схема охлаждения, когда не только каждый конденсатор, но и каждая его половина имеют самостоятельную систему с отдельным циркуляционным насосом в береговой насосной станции. В этом случае резервные насосы не устанавливают.

При прямоточном водоснабжении общая высота подъема воды (давление в напорном патрубке насоса) колеблется обычно в пределах 8 – 12м.