低成本热电厂冷凝器冷却使用冷却池或人工湿地
简介
火力发电厂凝汽器的冷却可以用冷却池或人工湿地来完成。这是一种低调、成本相对较低的电厂水冷却方案，并没有得到太多宣传。一旦通过冷却和冷却塔蒸发冷却一直是热电厂冷凝器冷却的支柱，根据需要将低压蒸汽从涡轮机转化为液态水，可以泵入锅炉，以保持朗肯循环继续进行。最近，使用风冷冷凝器的干式冷却和干湿混合冷却正在投入使用，但增加了资本和运营成本。与此同时，在幕后，冷却池选项已经悄然投入使用，用于美国15%的非核发电能力。
冷却池是如何工作的?
用于热电厂凝汽器冷却的冷却池的流动模式可能是“一次通过”。
或如本节两张流程图所示的“再循环”。
对于一次性冷却池系统，池塘只是用来消除或减少对作为电厂水源的河流或湖泊的热效应。冷却池中的水分会因蒸发而流失，蒸发是主要的冷却机制。
对于循环冷却池系统，冷却水从冷却池抽出并排放到冷却池。只需要从河里补充足够的水来补偿蒸发损失。
对于任何一种类型的冷却池系统，雨水收集将带来直接降水和雨水径流到池塘，以补偿部分蒸发损失，如图所示。如果场地水文条件良好，冷却池的蒸发损失可以通过雨水收集输入来平衡，使冷却池发电厂的水系统成为一个“封闭系统”，不需要从河流中取水。
人工湿地用于热电厂凝汽器冷却
200年前，美国大部分地区都是湿地(沼泽、沼泽、沼泽等)。许多湿地已被抽干，以供土地作生产用途，但仍有许多地点适合作为修复或建造湿地的地点。用于热电厂冷却的人工湿地的一般水流模式与上一节所讨论的相似。
人工湿地通常不像冷却池那么深，所以需要更多的土地面积来提供相同体积的水。此外，人工湿地将被设计为容纳湿地植物和作为野生动物栖息地。全国各地的一些发电厂以某种方式使用人工湿地。本文末尾的一个参考文献提供了其中一个的信息。
与其他火电厂冷凝器冷却方案的比较
左边的图表给出了关于每种常见类型的热电厂冷凝器冷却系统的数量，以及每种类型的平均成本($/kW)的信息。该图表改编自下面给出的DOE/NETL 2009参考数据，该参考数据基于美国能源部EIA参考数据。该图显示了一个冷却池用于热电厂冷凝器冷却的成本与一次通过冷却塔冷却或循环冷却的成本相似。如上所述，人工湿地或冷却池系统在发电厂取水和耗水率方面有可能比标准的一次性或再循环系统表现更好。
参考文献
能源部/ NETL,现有和新兴热电厂技术的水需求，DOE/NETL报告402/080108。2008年8月(2009年4月修订版)。
美国能源部，能源信息管理局(EIA)。EIA-767:年度蒸汽发电厂运行和设计数据，2005年数据。https://www.eia.doe.gov/cneaf/electricity/page/eia767.html．
Sparks, S, Dougherty, T, and Whitford, J, 2009，“利用人工湿地创造栖息地”，土地和水，2009年1月/ 2月。可以在https://www.nawe-pa.com/docs/51%20Habitat%20Creation%20Using%20Const%20Wetlands.pdf．
作者简介
Harlan Bengtson博士是一名注册专业工程师，拥有30年的大学工程教学经验科学而且土木工程．他拥有化学工程博士学位。
这篇文章是系列文章的一部分:蒸汽发电厂冷凝器冷却
蒸汽发电厂用水的主要用途是在冷凝器中。可供选择的冷却方式有一次冷却、湿式冷却塔、干式冷却塔(风冷冷凝器)和冷却池。蒸汽发电厂的每一种冷却方法都有其优缺点。
