Як працює сухий охолоджувач на електростанції?
Як працює сухий кулер на електростанції?
Оскільки для конденсації пари, яка використовується для живлення турбогенераторів, потрібно відводити так багато тепла, системи охолодження часто є найбільшим споживачем води на електростанціях. Раніше річки, озера та інші водні джерела забезпечували таке охолодження, але останнім часом з’явилося більше електростанцій, які використовують сухе охолодження, технологію охолодження, яка використовує невелику кількість води або зовсім її не використовує. Системи сухого охолодження дорожчі в установці та споживають більше енергії для роботи. Ці змінні впливають на ефективність електростанцій в цілому, а системи сухого охолодження споживають на 95 відсотків менше води, ніж системи мокрого охолодження.
Численні електростанції кип’ятять воду для створення пари, яка потім пропускається через турбіну для виробництва електрики. Така система використовується на атомних електростанціях, установках, що спалюють вугілля та біомасу, деяких газових установках і навіть деяких сонячних установках. У цих приміщеннях пара має бути охолоджена, щоб знову конденсуватися в рідину, яка потім направляється в котел або парогенератор.
У Сполучених Штатах більшість парогенеруючих установок використовують воду для охолодження та конденсації пари. Більшість води, що забирається для виробництва електроенергії в США, використовується для охолодження, що становить близько 40 відсотків від загального забору води.
Рециркуляційні системи охолодження, які рециркулюють охолоджуючу воду, використовуються більш ніж 61 відсотком термоелектричних генеруючих потужностей у США. Щоб воду можна було використовувати багаторазово, ці системи зберігають воду в замкнутому контурі трубопроводу. 36 відсотків термоелектричних генеруючих потужностей у Сполучених Штатах надходять від установок, які використовують прямоточні системи охолодження. Ці системи забирають значний об’єм води з навколишніх джерел води, щоб охолодити конденсатор, а потім відпускають більш гарячу воду назад у вихідне джерело.
3 відсотки термоелектричних генеруючих потужностей у Сполучених Штатах походять від сухого та гібридного охолодження, більшість із яких працює з 2000 року. Пара охолоджується та конденсується за допомогою навколишнього повітря в сухих системах охолодження.
Прямі та непрямі системи — це дві категорії, на які поділяються ці системи. У системах прямого сухого охолодження для конденсації пари використовується навколишнє повітря, тому вода не використовується. У типових конденсаторах з водяним охолодженням пара конденсується в системах непрямого сухого охолодження, але охолоджуюча вода зберігається в закритій системі. У результаті використовується відносно мало води, і вода не витрачається на випаровування.
Гібридні системи охолодження поєднують сухе та вологе охолодження та мають здатність конденсувати пару за допомогою води та повітря. Часто ці системи функціонують як системи сухого охолодження в прохолодні місяці та як системи вологого охолодження в теплі місяці, коли сухі системи працюють менш ефективно.
Комбінований цикл природного газу (NGCC), на який припадає понад 83 відсотки робочої потужності сухого та гібридного охолодження, є найбільш широко використовуваною технологією виробництва. Через те, що установки з комбінованим циклом природного газу вимагають значно менше охолодження на мегават годину, ніж вугільні чи атомні станції, системи сухого охолодження, як правило, є більш економічно ефективними.
Життєздатною альтернативою системам концентрованої сонячної енергії є сухе охолодження. У багатьох нових концентрованих сонячних енергосистемах зараз використовується сухе охолодження, включаючи електростанції Ivanpah і Genesis Solar у Каліфорнії та електростанцію Crescent Dunes Solar у Неваді. Це пояснюється тим, що ці системи розташовані в таких регіонах, як південно-західні Сполучені Штати, де сонячні ресурси відносно великі, а водні – відносно низькі.
