Dregið úr vatnsnotkun til kælingar varmaframleiðsluvera

Orkunýtnasta leiðin til að kæla hitauppstreymi er að nota einu sinni í gegnum kerfið, þar sem "vatn er dregið út úr nálægum vatnshlotum, beint í gegnum eimsvala þar sem það gleypir hita úr gufunni og síðan losað aftur í upprunalega uppsprettu sína við hærra hitastig. Vegna þess að einu sinni í gegnum kælikerfi endurvinna ekki kælivatnið, leiðir þetta til mjög mikils magns daglegra vatnsúttekta. Vatnsinntaka í virkjunum með einu sinni kælingu getur drepið nokkrar milljónir fiska árlega og hitauppstreymi neðanstreymis getur einnig skaðað vatnalífverur, sem hafa áhrif á öll vatnavistkerfi. Að auki gerir það mikla vatnsmagn sem þarf til að starfrækja kælikerfi sem ganga einu sinni í gegnum orkuver sérstaklega viðkvæm á tímum þurrka og mikils hita“ (NDRC 2014).

Endurhringrás turn kælingu og þurr kælingu eru valkostir kælingu sem verulega draga úr vatnsnotkun miðað við einu sinni trog kælikerfi.

Kæling í hringrásarturni gerir enn ráð fyrir inntöku vatns frá utanaðkomandi uppsprettum, en magnið sem dregið er úr er 95% lægra en í kælikerfum með einu lagi, með sambærilegri minnkun neikvæðra áhrifa á vistkerfi. Vatni er haldið í hringrás í kerfinu, gleypir hitann úr gufunni sem notuð er til að mynda orku í gegnum eimsvala og losar hann í gegnum uppgufun í kæliturni. Hins vegar, þar sem kæling fer fram með uppgufun á broti af vatni sem dregið er úr, getur hringrás blautrar kælingar samt verið erfið við aðstæður með alvarlega vatnsskort.

Þurr kæling byggir á lofti sem miðli varmaflutnings, frekar en uppgufun frá hringrás eimsvala. Þar af leiðandi er vatnstap í lágmarki. Það eru tvær helstu gerðir af þurr kælingu tækni í boði. Bein þurr kælingu notar loft-kælt eimsvala nánast eins og í bifreið ofn. Það notar háflæðisþvingandi loft í gegnum kerfi finninna röra í eimsvalanum þar sem gufan dreifist. Þannig flytur hún hita gufunnar beint í andrúmsloftið. Með því að kæla orkuver á þennan hátt þarf innan við 10% af því vatni sem notað er í sambærilega votkælda verksmiðju. Um það bil 1-1,5% af framleiðslu virkjunarinnar er neytt til að knýja stóru vifturnar. Annar hönnun felur í sér eimsvala kælingu hringrás eins og í blautum hringrás kælingu, en vatnið sem er notað er lokað og kælt með flæði lofts í gegnum finned rör í kæliturni. Varmi er því fluttur í andrúmsloft með ferli sem er ekki eins skilvirkt og blautkæling, en batnar við beina þurrkælingu, þar sem orkunotkun er aðeins 0,5% af framleiðslunni. Samkvæmt EIA, það voru 719 einu sinni í gegnum kerfi í stað, 819 hringrás kerfi, og aðeins 61 þurr kælingu og blendingur kerfi sett upp í Bandaríkjunum árið 2012. Ef ekki eru fyrir hendi sambærilegar upplýsingar fyrir ESB og ef gert er ráð fyrir að u.þ.b. sama binditími tækni eigi við um raforkugeirann í þróuðum löndum er hægt að gera ráð fyrir að þurrkæli-/blendingskæling sé undir 4% af öllum kælikerfum sem sett eru upp í varmaverum í ESB.

NDRC, þar sem miðað er við hefðbundið kolakynt orkuver, magngreinir vatnsnotkun annarra kælivalkosta á tvo vegu: vatnsúttektir, þ.e. hversu mikið vatn er tekið úr vatnasviðinu og síðan, hugsanlega og að hluta til, skilað til þess, og vatnsnotkun, þ.e.a.s. hversu mikið af vatninu sem tekið er út umbreytist í gufu og hverfur því ekki beint aftur í vatnasviðið eftir kælingu. Fyrir þurrkælikerfi eru þau bæði 0 l/MWh. Kröfur um vatnslosun fyrir kælikerfi með gegnumstreymiskælingu og lokuð kælikerfi eru annars vegar um 75,710 - 189,270 lítrar á megavattstund (l/MWh) og hins vegar um 1,890 - 4,540 l/MWh. Vatnsnotkun leiðir hins vegar til u.þ.b. 380–1.200 l/MWh fyrir kælingu í lokuðu hringrásinni og 1,820–4.169 l/MWh fyrir kælingu í lokuðu hringrásinni. Þannig draga einu sinni í gegnum kerfi meira vatn úr vatnasviðinu, en einnig skila meira vatni til þess en lokuð hringrás kerfi. Hins vegar er það fráhvarfsferlið sem veldur alvarlegri neikvæðum áhrifum á umhverfið, með því að drepa beint ána dýralíf og með því að skila vatni við hitastig yfir vistfræðilega æskilegum sviðum.

Þátttaka hagsmunaaðila er mikilvægur hluti leyfisveitingaferlisins fyrir raforkuframleiðslustöðvar en erfitt er að framreikna áhrifin á tiltekinn hluta versins. Kæliturnar, sem geta verið yfir 50 m háir, eru að öllum líkindum einn sýnilegasti hluti plöntunnar og því gæti verið staðbundin andstaða við neikvæð fagurfræðileg áhrif tígulegs turns á landslag. Hins vegar er hægt að koma á mótvægis- og bótaráðstöfunum, til dæmis með því að hanna og staðsetja plöntuna til að lágmarka sýnileika áberandi innviða hennar frá nærliggjandi byggðum, eða með því að skima hana með því að gróðursetja tré í kringum plöntuna og / eða með því að byggja gervihæðir (jarðvegsveggir) sem blandast inn í náttúrulegt landslag og loka fyrir útsýni yfir plöntuna. Sveitarfélög geta verið beint fjárhagslega bætt fyrir velferðartapið sem stafar af fagurfræðilegum áhrifum sem orðið er fyrir, eða aðrar jöfnunaraðgerðir geta verið gerðar, svo sem að byggja upp félagslega gagnlega innviði eins og almenningsgarða, skóla osfrv.

Þar sem þessir valkostir draga úr vatnsúttektum úr vatnasviði er gert ráð fyrir að hagsmunaaðilar, sem reiða sig á sömu vatnsauðlindir og orkuverin sem framkvæma þessar ráðstafanir, sjái þá með góðu móti. Ræða skal breytingar á réttindum til vatnsnotkunar, sem af þessu leiða, meðal allra hagsmunaaðila og komast að samkomulagi við þá og við yfirvöld vatnasviða til samræmis við það.

Recirculating turn kælingu er um 40% dýrari (US DOE, 2009) en einu sinni í gegnum blauta kælingu, og hægt er að beita þar sem vatn framboð er takmörkuð eða áhrif entrainment og impingement og varma losun þarf að minnka.

Báðir þurrkælingarmöguleikarnir veita mun meiri sveigjanleika í staðsetningu nýrra virkjana, þar sem það verður óháð framboði á stóru vatnshloti. Helsti gallinn við þennan valkost liggur í efnahagslegum kostnaði þess. Með báðum tegundum þurrkælingar er varmaflutningur umtalsvert minni en með „blautum“ kælimöguleikum og því þarf mjög stórar og vélrænt flóknar kælistöðvar. Þetta leiðir til hærri kostnaðar. Rekstur þurrkælikerfis krefst í raun 1-1,5% af því afli sem myndast af álverinu, samanborið við 0,5% af hringrásarkerfi og nánast núll fyrir einu sinni í gegnum. Eðlisfræði uppgufunar sem beitt er í blautum kæliturnum gerir í raun skilvirkari flutning á hita en sá frá gufu eða vatni í loft með málmuggum og eykur því alla tæknilega og efnahagslega skilvirkni verksmiðjunnar. Athugið að varmanýtni og þar af leiðandi efnahagsleg rekstrarskilyrði eru breytileg eftir veðurskilyrðum þar sem plönturnar eru staðsettar og geta verið talsvert frábrugðin um alla Evrópu.

Þetta bendir til annarrar tæknilegrar takmörkunar á þurrkælingu: í heitu loftslagi dregur andrúmsloft með hitastig yfir 40 ° C verulega úr kæligetu þurrkælikerfis, samanborið við „blautt“ kerfi, sem byggir möguleika sína á mun lægri blauthita.

Möguleg leið út gæti verið blendingur þurr / hringrás kerfi. Hægt væri að nota þurrkælingu í ástandi vatnsskorts og hægt væri að tengja hana við takmarkaða notkun á hringrás kæliturnskerfis þegar hitastigið er hæst. The hringrás turn kælingu kerfi er einnig hægt að nota á tímabilum þar sem það er mikið af vatni.

Kostnaður tölur eru augljóslega mismunandi eftir sérstökum skilyrðum hverrar plöntu. Hins vegar, almennt US DOE (2009) skýrslur sem blautur hringrás kælikerfi eru 40% dýrari en framhjá-gegnum kerfi, en þurr kælikerfi eru þrisvar til fjórum sinnum dýrari en hringrás blautur kælikerfi. Sem stendur eru blaut hringrásarkerfi talin besta fáanlega tæknin til kælingar varmavera af US Environmental Protection Agency (EPA), vegna þess að þau lágmarka áhrif á vatnavistkerfi en halda aukningu kostnaðar á viðráðanlegu verði.

Á plúshliðinni hafa bæði hringrásar- og þurrkerfi nánast enga neyslu vatns og engin áhrif á vatnsvistkerfi, sem geta að minnsta kosti að hluta til bætt upp viðbótarfjármagn og rekstrarkostnað, einkum við aðstæður þar sem vatnsskortur stafar af loftslagsbreytingum.

Val á kælikerfi er mikilvægur hluti af hönnun virkjunar. Það er háð heimildarferli sem beitt er til að veita leyfi til að byggja og reka virkjanir, sem er mismunandi eftir löndum. Þar sem þurrkælikerfi eru minni orkunýtnari en önnur kælikerfi eru þau um þessar mundir síðasta í röð bestu fáanlegu tækni ESB til kælingar og eru umfram það að hringrásarkæla turn. Þó að notkun á þurrkælingu sé ekki útilokuð takmarkast hún við staði þar sem vatnsauðlindir eru mjög takmarkaðar eða þar sem sérstaklega er hugað að umhverfismálum í tengslum við vatnsnotkun.

Að því er varðar stórar einingar skal einnig taka tillit til öryggisáhrifa að því er varðar að fjarlægja rotnandi hita eftir að neyðarstöðvun með orkutapi hefur farið fram.

Gerðar skulu formlegar breytingar á samningum um vatnsnotkun, sem leiðir af minni vatnsþörf stöðva sem koma þessum valkostum í framkvæmd, í samráði við yfirvöld vatnasviða, á grundvelli samráðs við alla hagsmunaaðila sem verða fyrir áhrifum.

Fyrir nýjar plöntur er innleiðingartíminn sá sami og plönturnar sem þeir tilheyra. Fyrir retrofits, það er mismunandi með tækni. Til að skipta um framhjákerfi bendir rannsókn á endurbótum á strandvirkjunum í Kaliforníu (Tetra Tech, 2008) til þess að stöðvun virkjunarinnar (til að gera kleift að setja upp og tengja nýja kælikerfið) í sex vikur sem íhaldssamt mat fyrir jarðefnaeldsneyti en endurbóta á kælikerfi kjarnorkuvera gæti þurft allt að 12 mánuði vegna tæknilegs flækjustigs þeirra.

Líftími er sá sami og raforkuverið sem sértæka ráðstöfunin tilheyrir. Lífsskeið varmavera er mismunandi eftir tækni: kjarnorkuver, þótt hönnun ævi þeirra er yfirleitt 40 ár, getur haldið áfram að virka í allt að 70 ár (Scientific American, 2009), en jarðefnaeldsneyti plöntur breytileg milli 25 og 50 ár (jarðgas og kol plöntur, í sömu röð).