В комплекс сооружений технического водоснабжения ТЭС с прямоточной системой или прудом-охладителем входят водоприемники, насосные станции, напорные водоводы и отводящие каналы.

Для ТЭЦ обычно применяется оборотная система водоснабжения, при которой на пром-площадке расположены градирни или брызгальные бассейны, напорные водоводы и отводящие каналы. Циркуляционные насосы в этом случае, как правило, устанавливаются в машинном отделении главного корпуса.

Для забора воды из водохранилищ-охладителей и водохранилищ комплексного назначения и озер предусматриваются открытые прорези или подводящие каналы. В тех случаях, когда водохранилище или озеро имеет глубины, достаточные для образования в теплое время года температурной стратификации, устраиваются глубинные водозаборы, которые позволяют забирать для конденсаторов турбин более холодную воду. В этом случае в водохранилище образуется пространственная циркуляция, при которой сбросная теплая вода распространяется по поверхности водоема. Это обстоятельство дает возможность отказаться от строительства длинных отводящих и подводящих каналов. Такие водозаборы осуществлены на Рязанской, Ставропольской, Углегорской, Запорожской, Гусиноозерской, Экибастузской, Азербайджанской ГРЭС и др.


Ниже рассмотрены основные гидротехнические сооружения: насосная станция, совмещенная с водоприемником, градирни,напорные водоводы и закрытые отводящие каналы. Сооружения технического водоснабжения, находяшиеся вне площадки электростанции (плотины, дамбы, пруды-охладители и открытые самотечные каналы), не рассматриваются.

Насосная станция

На КЭС с блочными схемами (котел — турбина) циркуляционные насосы обычно устанавливаются в блочных насосных станциях. При этом каждая насосная, как правило, предназначается для обслуживания до четырех блоков с установкой для каждого блока двух насосов. При центральной насосной станции охлаждающая вода нагнетается насосами в сборную магистраль, от которой подается к отдельным турбинам. Для этого рядом с центральной насосной сооружается специальная камера переключения, в которой производится подключение насосов к напорным магистралям. В тех случаях, когда блочные или центральные насосные станции расположены на открытом подводящем канале или на берегу источника водоснабжения, насосные целесообразно совмещать с водоприемником.

Блочные и центральные насосные станции следует проектировать с верхним строением и собственным крановым оборудованием. При благоприятных климатических условиях допускается сооружение насосных станций без верхнего строения. Заглубленные насосные станции добавочной и осветленной воды с горизонтальными насосами и камеры переключения следует проектировать, как правило, без верхних строений.

Насосная станция состоит из отдельных камер, число которых соответствует количеству насосов, таким образом, длина насосной может быть переменной, но характер конструкций при этом не меняется. Шаг ячеек для насосов ОП-110 составляет 4,5 м.

Рис. 5.24. Береговая насосная станция с насосами ОП-110
Рис. 5.24. Береговая насосная станция с насосами ОП-110
В качестве примера на рис. 5.24 показана насосная станция (совмещенная с водоприемником), запроектированная с учетом возможного колебания горизонта воды в водохранилище 2,5 м. Каждая из камер станции состоит из водоприемной части, камеры всасывания и насосного помещения. В водоприемной части устанавливаются шандоры, решетки для грубой очистки и вращающиеся сетки для тонкой очистки.

Подземная часть насосной может сооружаться в сборном или монолитном железобетоне. При сборном исполнении конструкции насосной станции выполняются из унифицированных сборных железобетонных элементов. Сборные элементы соединяются между собой сваркой выпусков арматуры с последующим замоноличиванием стыка. Горизонтальные швы между сборными элементами заливаются цементным раствором с последующей зачеканкой швов жестким раствором с обеих сторон. Железобетонные конструкции выполняются из гидротехнического бетона марки 300, В-8, Мрз-100.

Днище водоприемника, а также камеры всасывания и утолщение стен в проточной части выполняются из монолитного бетона и железобетона. Подготовка под здание насосной станции предусмотрена из слоя щебня толщиной 200 мм, тщательно утрамбованного и снивелированного под проектную отметку.

Рис. 5.25. Береговая насосная станция с насосами ОПВ-185 и ДПВ-170
Рис. 5.25. Береговая насосная станция с насосами ОПВ-185 и ДПВ-170
Наземная часть насосной выполняется в виде каркасного здания пролетом 12 м с шагом колонн 6 м. Сборвые железобетонные колонны стыкуются с выпусками арматуры подземной части стальными обоймами.

Разработан проект унифицированной насосной станции для мощных ТЭС с блоками 500, 800, 1000 и 1200 МВт с укрупненным насосным оборудованием типа ОПВ-185 и ДПВ-170 (рис. 5.25), шаг ячеек для насосов 9,0 м. Конструкция насосной предусматривает принципиально новое решение строительной части. Стены подземной части в отличие от ранее применявшихся выполняются из вертикальных элементов таврового сечения на всю высоту подземной части.

В унифицированном проекте расход железобетона снижен на 18%, количество сборных элементов сокращено на 66%, трудозатраты снижены на 30—35 % и стоимость — на 15—20%. Средняя масса одного сборного элемента увеличена в 2,2 раза.

Градирни

Для охлаждения циркуляционной воды при оборотной системе водоснабжения применяются градирни различных конструкций. В зависимости от расчетной температуры башни градирен выполняются из железобетона или с металлическим каркасом и обшивкой из деревянных щитов, асбестоцементных листов и алюминиевых панелей. Градирни с башнями с металлическим каркасом и обшивкой из асбестоцементных листов применяются в районах с расчетной температурой холодной пятидневки до —23 °С. При более низкой расчетной температуре для обшивки башен применяется дерево или алюминий. Железобетонные башни допускается применять при расчетной температуре до —28 °С.

Рис. 5.26. Гиперболическая железобетонная градирня
Рис. 5.26. Гиперболическая железобетонная градирня
На рис. 5.26 в качестве примера приведена конструкция гиперболической железобетонной градирни площадью орошения 1520 м2 нормальной производительностью 10000—10500 м3/ч при температурном перепаде 9°С. Градирня предназначена для обслуживания конденсационных турбин мощностью до 50 тыс. кВт. Вытяжная башня градирни выполнена из монолитного железобетона и имеет форму гиперболоида. Башня состоит из кольцевого фундамента, системы раскосных стоек с опорным кольцом над ними, оболочки переменной толщины от 350 до 140 мм и верхнего кольца жесткости.

Конструкции градирни и особенно стенки кольцевого фундамента и башни работают в тяжелых температурно-влажностных условиях, так как по внутренней стороне стенок стекает конденсат, а наружная сторона, увлажненная конденсатом, подвергается при изменении наружной температуры попеременному замораживанию и оттаиванию. Поэтому стенки кольцевого фундамента и наклонные стойки колоннады оросителя, а также стенки самой башни выполняют из гидротехнического особо плотного бетона марки не ниже 300, В-8, Мрз-300.

Плита днища и кольцевого фундамента и водоразделительная стенка выполняются из гидротехнического бетона марки 200, В-6, Мрз-150. Внутренняя поверхность днища я стенок бассейна, а также водоразделительная стенка покрываются гидроизоляционным слоем из холодной асфальтовой мастики. По днищу устраивается защитная цементная стяжка, предохраняющая гидроизоляцию от повреждения. Внутренняя поверхность башни градирни и стойки колоннады обрабатываются растворами флюатов магния, цинка или алюминия или растворами кремнефтористоводородной кислоты. После высыхания эти поверхности покрываются красками на основе эпоксидных смол или холодными битумными красками.

Каркас оросительного устройства выполняется из унифицированных сборных железобетонных элементов. В местах сопряжения элементов каркаса арматура сваривается с последующим замоноличиванием стыков; имеющиеся закладные части должны покрываться антикоррозионной защитой. Щиты оросителя изготовляются из антисептированного дерева или асбестоцементных листов, устанавливаемых с зазорами 30—80 мм. Водораспределительные лотки могут выполняться из антисептированного дерева, сборного железобетона, металлических и асбестоцементных труб. Расход материалов на рассмотренную выше градирню с деревянными щитами оросителя составляет: железобетон — 1873 м3, дерево — 855 м3 металлические конструкции — 34 т.

Рис. 5.27. Башенная градирня с металлическим каркасом
Рис. 5.27. Башенная градирня с металлическим каркасом
На рис. 5.27 показана градирня площадью орошения 1610 м2 с нормальной производительностью 9500—11000 м3/ч при температурном перепаде 8—10 °С с каркасно-обшивной башней. Вытяжная башня градирни, имеющая в плане форму восьмиугольника, состоит из стального каркаса и обшивки из асбестоцементных листов усиленного профиля. Конструкция башни позволяет производить ее монтаж укрупненными панелями вместе с обшивкой. Фундаменты под башню выполнены из монолитного железобетона.

Стальные конструкции башни окрашиваются антикоррозионной краской. Асбестоцементные листы обшивки покрываются с обеих сторон 2 раза краской АЛ-177 по ГОСТ 5631-79. Уплотнение швов асбестоцементной обшивки производится холодной битумной мастикой. Расход материалов на такую градирню составляет: железобетон монолитный — 857 м3, железобетон сборный — 628 м3, стальные конструкции башни — 246 т, асбестоцементные листы для обшивки — 6360 м3, асбестоцементные листы для щитов оросителя — 113030 м2, дерево — 103 м3.

Рассмотренная конструкция башенной градирни может изменяться в части замены асбестоцементных листов обшивки вытяжной башни и щитов оросителя деревянными щитами. При замене щитов оросителя на деревянные вместо 113030 м2 асбестоцементных листов требуется 600 м3 пиломатериалов. Для всех типоразмеров башенных градирен с площадью орошения от 1200 до 9200 м2 и производительностью от 7 до 100 тыс. м3/ч технико-экономические показатели приведены в табл. 5.8.

Рис. 5.28. Одноячейковый отводящий канал технического водоснабжения
Рис. 5.28. Одноячейковый отводящий канал технического водоснабжения
В пределах территории электростанции для отвода нагретой циркуляционной воды либо для подачи воды к циркуляционым насосам при их расположении в машинном зале главного корпуса сооружаются закрытые каналы, которые, как правило, выполнены из сборных железобетонных элементов. Одноячейковые каналы собираются из отдельных железобетонных звеньев замкнутого контура (рис. 5.28). Соединение звеньев канала производится при помощи петлевого замоноличиваемого стыка. Для изготовления сборных элементов и замоноличивания стыков при нх монтаже применяется гидротехнический бетон марки 300, В-8. Основанием под каналы служит бетонная подготовка толщиной 100 мм из бетона марки 75. Для лучшего опирания сборных элементов на подготовку предусматривается укладка среднезернистого песка слоем 30 мм.

Перед замонолнчиваннем швов все бетонные поверхности стыков должны быть очищены пескоструйным аппаратом и промыты водой или продуты сжатым воздухом. Уплотнение бетона в швах следует производить тщательно с применением вибраторов. Водонепроницаемость каналов должна обеспечиваться высоким качеством конструкций и швов.

После проведения гидравлического испытания наружные поверхности каналов покрываются двумя слоями горячего битума. Засыпка каналов грунтом может производиться только после испытания каналов. Каналы рассчитаны на засыпку грунтом толщиной 4 м над перекрытием, а также на наличие грунтовой воды на уровне 1,5 м ниже отметки планировки.

Характеристики унифицированных звеньев канала приведены в табл. 5.9.



На закрытых отводящих каналах обычно сооружаются различные колодцы (шандорные, смотровые и пр.), выполняемые из монолитного железобетона, а также из унифицированных сборных железобетонных элементов.

За пределами ограды каналы для удешевления обычно выполняются открытыми.