Это часть системы охлаждения энергоблока. Градирня – огромное полое сооружение. Чем выше башня – тем сильнее тяга, больше скорость восходящего потока воздуха и лучше теплопередача.
Внутри энергоблока чистая вода проходит через теплообменники и остужает пар, поступающий в конденсаторы турбины. Дальше вода направляется в градирню. Насосы подают ее наверх, разбрызгивая на высоте 10–15 м. В башне образуется восходящий поток воздуха, который поступает в нижнюю часть градирни через окна, расположенные по всей ее окружности. Стекая, вода отдает воздуху тепловую энергию, которая затем рассеивается в атмосфере. Охлажденная вода попадает в чашу под градирней и оттуда снова подается в циркуляционную систему. Круг замыкается.
Вообще градирни начали использовать еще в 19 веке в процессе добычи соли. Вода из минеральных источников подавалась наверх, стекала по стенкам и испарялась, а соль оседала. Со временем этот принцип заимствовали другие отрасли, применяя для разных нужд.
Конструкционно градирня выглядит так. Внутри – сборный железобетонный каркас. На него устанавливается технологическое оборудование: ороситель и водораспределительное устройство (система труб разного диаметра). На эти трубы крепятся разбрызгивающие форсунки. Распыляемая вода покрывает равномерно все сечение градирни. Над трубами устанавливают водоуловитель – волнообразные решетки, которые задерживают капли, подхваченные восходящим потоком воздуха.
Такие градирни называют башенными испарительными, или мокрыми: в них охлаждение воды происходит в основном за счет испарения и частично за счет конвекции. В атомной отрасли, как правило, применяют именно такие.
Альтернативная версия, сухая градирня, всего одна – на Билибинской АЭС на Чукотке. Она работает по принципу радиатора. Вода проходит через оребренные металлические трубки и охлаждается снаружи воздухом только за счет конвекции. Главное преимущество таких градирен: к минимуму сведены потери воды в системе.
На площадке Ленинградской АЭС-2 воплощены сразу два варианта башенных испарительных градирен. Для первого блока – две высотой 150 м, для второго блока – одна в 167 м. И там, кстати, было внедрено несколько новых решений. Например, за счет снижения аэродинамического сопротивления новое оросительное устройство дает больший эффект охлаждения. Усовершенствована конструкция водоуловителя: теперь потери воды на капельный унос из градирен составляют 0,001 % расхода охлаждаемой воды.
Но Ростовской АЭС и Нововоронежской АЭС при создании градирен за основу взяли проект немецкой компании SPX Cooling Technologies, адаптированный российскими атомщиками с учетом климатических и геологических условий, а также инновационных технологий. Например, была внедрена уникальная система водораспределения для работы установок в жестких режимах – от -40 до +60 °C.
Есть и альтернативные способы организации систем охлаждения, помимо градирен, например, водоемы-охладители и брызгальные бассейны. Обустройство водоемов-охладителей обычно дешевле, если гидрологические параметры площадки позволяют. В противном случае градирни становятся хорошей альтернативой. Брызгальные бассейны – отдельный случай: они предназначены для охлаждения ответственных систем «ядерного острова», обладающих относительно небольшой тепловой и гидравлической нагрузкой, к которым предъявляются повышенные требования по безопасности и надежности.
Чья градирня выше?
К слову, башенная испарительная градирня на строящейся в настоящее время Курской АЭС-2 станет самой высокой в России. Ее высота составит 179 метров! Мы решили вам графически показать, как это много. Сравнили её с Биг-Беном, Эйфелевой башней и другими объектами. Впечатляет? :)