Hogyan működik a szárazhűtő egy erőműben?

Hogyan működik a száraz hűtő egy erőműben?

Mivel a turbinagenerátorokhoz használt gőz kondenzálásához annyi hőt kell evakuálni, a hűtőrendszerek gyakran a legnagyobb vízfogyasztók az erőművekben. Korábban folyók, tavak és más vízforrások biztosították ezt a hűtést, de az utóbbi időben több erőmű alkalmazza a száraz hűtést, egy olyan hűtési technikát, amely alig vagy egyáltalán nem használ vizet. A szárazhűtési rendszerek telepítése drágább, működésük pedig több energiát igényel. Ezek a változók az erőművek egészének hatásfokát befolyásolják, miközben a száraz hűtőrendszerek 95 százalékkal kevesebb vizet fogyasztanak, mint a nedves hűtőrendszerek.

Számos különböző típusú erőmű vizet forral, hogy gőzt hozzon létre, amelyet aztán egy turbinán átvezetve elektromos áramot állítanak elő. Ezt a fajta rendszert atomerőművek, szén- és biomassza-tüzelő erőművek, egyes földgázüzemek, sőt néhány napelemes létesítmény is alkalmazza. Ezekben a létesítményekben a gőzt le kell hűteni, hogy visszacsapódjon folyadékká, amely azután a kazánba vagy a gőzfejlesztőbe kerül.

Az Egyesült Államokban a gőzfejlesztő üzemek többsége vizet használ a gőz lehűtésére és kondenzálására. Az USA-ban villamosenergia-termelésre kivont víz nagy részét hűtésre használják fel, ami a teljes vízkivétel mintegy 40 százalékát teszi ki.

A hűtővizet visszaforgató hűtőrendszereket a termoelektromos termelőkapacitás több mint 61 százaléka használja fel az Egyesült Államokban. A víz többszöri felhasználása érdekében ezek a rendszerek zárt hurkú csővezetékben tartják a vizet. Az Egyesült Államokban a termoelektromos termelési kapacitás 36 százaléka az egyszeri hűtési rendszert használó üzemekből származik. Ezek a rendszerek jelentős mennyiségű vizet vonnak ki a környező vízforrásokból, hogy lehűtsék a kondenzátort, majd visszaengedik a melegebb vizet az eredeti forrásba.

Az Egyesült Államokban a termoelektromos termelési kapacitás 3 százaléka száraz és hibrid hűtésből származik, amelyek többsége 2000 óta működik. A gőz hűtése és kondenzálása környezeti levegő segítségével történik a száraz hűtőrendszerekben.

Közvetlen és közvetett rendszerek az a két kategória, amelybe ezek a rendszerek tartoznak. A közvetlen szárazhűtési rendszerekben a környező levegőt használják a gőz kondenzálására, így nem használnak vizet. A tipikus vízhűtéses kondenzátorokban a gőzt indirekt szárazhűtési rendszerekben kondenzálják, de a hűtővizet zárt rendszerben tartják. Ennek eredményeként viszonylag kevés vizet használnak fel, és a párolgás során nem vész el a víz.

A hibrid hűtőrendszerek kombinálják a száraz és nedves hűtést, és képesek a gőz kondenzálására víz és levegő felhasználásával. Ezeket a rendszereket gyakran úgy alakítják ki, hogy száraz hűtőrendszerként működjenek a hűvösebb hónapokban és nedves hűtőrendszerként a melegebb hónapokban, amikor a száraz rendszerek kevésbé hatékonyak.

A kombinált földgázciklus (NGCC), amely az üzemi száraz- és hibridhűtési kapacitás több mint 83 százalékát adja, a legszélesebb körben alkalmazott termelési technológia. Tekintettel arra, hogy a földgáz kombinált ciklusú létesítményei megawattóránként lényegesen kevesebb hűtést igényelnek, mint a szén- vagy atomerőművek, a szárazhűtési rendszerek jellemzően költséghatékonyabbak.

A koncentrált napelemes rendszerek életképes alternatívája a száraz hűtés. Számos új koncentrált napenergia-rendszer használ száraz hűtést, köztük az Ivanpah és a Genesis Solar erőművek Kaliforniában, valamint a Crescent Dunes Solar erőmű Nevadában. Ennek az az oka, hogy ezek a rendszerek olyan régiókban találhatók, mint az Egyesült Államok délnyugati része, ahol a napenergia-készletek viszonylag magasak, a vízkészletek pedig viszonylag alacsonyak.