3.3. Системы оборотного водоснабжения

Для сокращения водопотребления требуется повторное использование сточных вод при работе ТЭС или АЭС. Речь разумеется идет о техническом водоснабжении. Для повторного использования таких вод требуется меньшая глубина очистки по сравнению с той, если бы мы собирались сбросить воду в водоем. Таким образом, налицо экономия чистой воды, снижение затрат на очистку, экологическая безопасность прилегающих территорий. Это достигается применением оборотных систем водоснабжения, а также выделением из сточных вод загрязнителей с последующим использованием очищенной воды.

Схемы очистных сооружений индивидуальны и зависят от многих факторов: ТЭС или АЭС, вида топлива, схемы охлаждения энергетического оборудования, технологии водоподготовки, наличия природных источников водоснабжения, климатических условий и пр. Все это подкрепляется соответствующим технико-экономическим обоснованием и оценкой экологических последствий. Система водоснабжения ТЭС должна обеспечивать максимальное по­вторное использование сточных вод взамен природной воды.

Тем не менее, сбросные воды неизбежны. Поэтому нормированию для ТЭС и АЭС подлежат следующие воды охлаждения для прудов-охладителей, продувочные воды, сточные воды систем водоподготовки, сбросные воды гидрозолоудаления, а также дождевые и талые воды при отведении последних в водный объект.

При смешивании в водовыпуске сточных вод различной категории нормируется общий предельно-допустимый сброс с учетом всех составляющих. Перечень нормируемых и контролируемых показателей приведен в таблице 5.

Если в середине 20 века 50% ТЭС работало на прямоточной системе водоснабжения, то в настоящее время более 80% ТЭС и АЭС работают с оборотными системами водоснабжения. Это положительно сказывается на экологической безопасности окружающей среды. Для сокращения потребления воды используют градирни с каплеуловителями, а также повторное использование сточных вод в технологическом процессе.

Таблица 5

Нормируемые и контролируемые показатели сбросных вод

Показатель состава сточных вод	Источник сброса
	ГЗУ	Система водоподготовки	Система оборотного водоснабжения
Взвешенные вещества	+	+	+
рН	+	+	+
БПК	+	-	-
Солесодержание	+	+	+
Хлориды Сl-	+	±*	±*
Сульфаты SO42	+	+	+
Нефтепродукты	+	+	+
Кальций Са+2	+	-	-
Железо Fe+3	+	±*	-
Алюминий А1+3	+	±*	-
Медь Си+2	-	-	+

* Контролируются в зависимости от применяемого реагента.

Существенного снижения расхода воды на охлаждение можно добить­ся применением воздушно-конденсационных градирен.

Для маловодных и безводных районов может оказаться целесообразным применение воздушно-конденсационных установок Геллера (рис. 66). Такая установка включает в себя конденсатор смешивающего типа, циркуляционный насос и радиаторно-охладительную башню (РОБ).

Радиаторно-охладительная башня («сухая градирня») состоит из корпуса, выполненного аналогично корпусу градирни, в нижней части которого установлены алюминиевые радиаторы.

Вода циркуляционными насосами прокачивается через радиаторы, в которых охлаждается потоками воздуха, поступающими в вытяжную башню.

Воздух через РОБ движется под действием естественной тяги. Для снижения площади поверхности теплообмена радиаторы выполняют оребренными. Существенное влияние на интенсивность теплообмена оказывает скорость воздуха, которая в данном случае зависит от высоты башни. По этой причине высота РОБ может достигать 150 м и более.

Рис. 66. Схема оборотного водоснабжения с воздушно-конденсационной установкой Геллера: 1 – паровая турбина; 2 – форсунки конденсатора; 3 – смешивающий конденсатор; 4 – циркуляционный насос; 5 – охлаждающие колонны; 6 – трубопровод нагретой воды; 7 – вытяжная башня; 8 – трубопровод охлажденной воды; 9 – гидротурбина; 10 – конденсатный насос; 11 – генератор

Таким образом, системы с установками Геллера позволяют строить и эксплуатировать ТЭС и АЭС в безводных районах, так как в этом случае не требуется мощных водных источников для организации технического водоснабжения станции.

При повторном использовании сточных вод в технологическом процессе, солевой состав таких вод должен быть близок к составу оборотной воды. Принципиально важным в техническом водоснабжении ТЭС и АЭС является минимальное отложение минеральных и биологических веществ (организмов) на элементах теплообменной аппаратуры и трубопроводах, что приводит к снижению требуемых эксплуатационных характеристик последних. Чтобы техническая вода соответствовала данным требованиям, используют следующие способы ее обработки. Это изменение концентрации примесей в воде, которые ведут к коррозии металла и появлению отложений. Среди наиболее распространенных можно выделить подкисление и известкование, применение ингибиторов накипеобразования и коррозии (гексаме­тафосфата натрия, тринатрийфосфата), обработка хлором и медным купоросом (биологическая обработка), магнитная обработка воды, обработка ультрафиолетовыми лучами и др.