Особенностью тепловых электростанций, использующих для выработки электроэнергии паровые турбины (т.е. паротурбинных и парогазовых электростанций), является необходимость охлаждения выходящего из турбины пара. Это происходит в специальном устройстве – конденсаторе, в котором пар превращается в воду, отправляющуюся обратно в паровой котел.
Для эффективной работы конденсатора его необходимо охлаждать, что делается при помощи подачи (относительно) холодной воды. При этом вода нагревается, и ее саму нужно охлаждать, что может быть проделано разными способами.
Самой простой является прямоточная система охлаждения. Вода забирается из водоема (реки, крупного озера, моря) и после прохождения через конденсатор сбрасывается в него же (но в другом месте). Такая система является наиболее дешевой, но есть у нее и свои недостатки. С технической точки зрения, возникает зависимость эффективности работы станции от температуры забираемой воды. С экологической – сброс теплой воды в водоемы может быть не полезен для их экосистемы. По этой причине в России новые станции с прямоточным охлаждением не строятся.
Более сложны оборотные системы охлаждения, которые повторно используют одну и ту же воду, охлаждаемую тем или иным образом. Здесь может использоваться несколько технических решений.
1. Пруд-охладитель. Специально созданный водоем, с одного конца которого забирается холодная вода, с другого – сбрасывается теплая. Пока вода дойдет с одного конца до другого – она естественным образом охлаждается. Пруд-охладитель дороже прямоточной системы, но в ряде случаев дешевле других вариантов. При этом эффективность пруда-охладителя сильно зависит от времени года и погоды, плюс он занимает довольно большую площадь, а его сооружение не всегда возможно из-за особенностей рельефа и геологии. Из плюсов – в них отлично растет рыба.
2. Брызгательный бассейн. Водоем, в котором размещаются специальные разбрызгивающие устройства. Охлаждение воды происходит, главным образом, за счет ее испарения. Иногда пруды-охладители и брызгательные бассейны совмещают, что позволяет уменьшить размеры водоема. Недостатки брызгательного бассейна – большие потери охлаждаемой воды, которые могут достигать 5%, образование тумана, а в зимнее время – возможное обледенение близлежащих зданий, дорог и т.п., довольно большая требуемая площадь (но меньше, чем у пруда-охладителя).
3. Градирни – специальные устройства для охлаждения воды направленным потоком воздуха. Бывают разных типов, отличия которых друг от друга мы для экономии места здесь разбирать не будем. Отличаются наибольшей эффективностью, занимают меньше всего места, но имеют довольно высокую стоимость. В новых проектах тепловых электростанций России применение градирен, как правило, является стандартным решением. В частности, они использованы на таких энергообъектах, как Сахалинская ГРЭС-2, Совгаванская ТЭЦ, вторая очередь Благовещенской ТЭЦ.
