Он пел, озирая родные края: «Градирня, градирня, градирня моя!»
Градирня — это вовсе не труба, и из нее выходит не дым. Градирни – устройства для охлаждения большого количества воды с помощью направленного потока воздуха. За пост благодарим начальника теплотехнического сектора филиала «Кольский» ПАО «ТГК-1» Алексея Якубовского.
С чего всё начиналось?
В начале ХХ века для добычи соли использовали метод выпаривания. Для выпаривания соляного раствора и применяли гиперболоидные башни. Отсюда и пошло название градирня, что в переводе с немецкого «gradieren» означает «повышать концентрацию (соляного раствора)».
История охлаждающих установок в том виде, как мы их знаем сейчас, берёт своё начало с 1918 года. Тогда профессор машиностроения Фредерик ван Итерсон построил первую в мире гиперболоидную башню. Она находилась в городе Херлен на юге Голландии. В том же году Фредерик запатентовал изобретение.
До этого у охлаждающих башен не было постоянных форм. Они могли быть округлыми или прямоугольными. Располагались как отдельно от зданий, так и на их крышах.
Для чего нужны?
Впоследствии данные испарительные башни стали применяться для охлаждения жидкости на предприятиях. ТЭC, АЭС, промышленные гиганты потребляют огромное количество технической воды, прежде всего, для охлаждения узлов и агрегатов. Вода при этом, естественно, нагревается. Поскольку зачастую вода двигается по замкнутому контуру (т. е. не сливается, а снова идет для охлаждения агрегатов), ее следует охладить. Это нужно, прежде всего, для повышения эффективности охлаждения – чем холоднее вода, тем лучше она будет охлаждать оборудование и соответственно повышать КПД станции.
Как устроены?
Несмотря на различия способов и мест размещения градирен, принцип их работы схож и прост. Охлаждение происходит за счет частичного испарения воды и теплообмена с воздухом. Вода в градирне стекает по оросителю, сбегает каплями или тонкой плёнкой. В это время вдоль оросителя проходят потоки воздуха. Существует такая закономерность: в градирнях при испарении 1% воды температура оставшейся понижается на 6 градусов.
Охлаждение воды может осуществляться:
- обратным потоком атмосферного воздуха (вентиляторные градирни);
- за счет распыления горячей воды форсунками на специальный наполнитель с развитой площадью, по которому вода растекается тонкой пленкой и за счет медленного ее течения охлаждается (башенные, атмосферные градирни);
- за счет распыления воды в специальных каналах и естественном захвате атмосферного воздуха (эжекционные градирни).
В любом случае вода вступает в контакт с воздухом, которому отдает часть своего тепла и тем самым понижает свою температуру. Потом вода поступает обратно для охлаждения теплообменных аппаратов или других узлов станции, у которых необходимо снизить температуру.
Самые-самые
Самая большая по производительности градирня была возведена в Германии, на атомной электростанции Изар 1, в 14 км от города Ландсхут, в провинции нижней Баварии. Она была названа в честь реки Изар, рядом с которой и располагается. Её высота равна 165 м, в диаметре 153 м, а её максимальная производительность равна 216 000 м3/ч.
Самая высокая башенная охлаждающая установка построена в Индии в 2012 году. Она расположена около индийского округа Раджастан на ТЭЦ Калисинд. Высота данной охладительной башни – 202 м. Но существует еще одна такая же башня в 202 метра. Построена она на той же ТЭЦ, но только на втором энергоблоке. Это башни-близнецы.
Самая высокая градирня в России была построена в 2012 году и расположена на Нововоронежской АЭС-2. Градирня служит для охлаждения жидкости на первом энергоблоке. Высота башни равна 172,5 м.
В ближайшем будущем планируется постройка более высокой башенной градирни в России на Курской АЭС-2. Ее высота по проекту составляет 179 метров.
Для жителей Северо-Запада России «самые-самые» — градирни ТЭЦ ПАО «ТГК-1». Они не только участвуют в производственном цикле электрической и тепловой энергии, но и являются неотъемлемой частью узнаваемого городского пейзажа Санкт-Петербурга, Петрозаводска, Апатитов.
Экстремальное искусство
Градирни не только прекрасны сами по себе, но и могут служить огромными холстами для художников.
В 1991 году руководство французской АЭС "Крюа" (Cruas), около 5% всей электроэнергии страны, решило преобразить образ АЭС у местного населения. За дело взялся художник Жан-Мари Пьере, ранее написавший колоссальных размеров "Геркулеса" на гидроэлектростанции "Тинь" (Tignes). Понадобился труд 8 промышленных альпинистов, 4000 литров краски и почти 15 лет, чтобы создать произведение под названием «Водолей» (Aquarius). Работы были закончены в 2005 году.
Что для строителя — инженерное сооружение и кубометры бетона, то для художника — огромный холст и тонны краски.
Сегодня мы более детально рассмотрим, как совместные усилия технарей и гумманитариев порождают настоящие шедевры под открытым небом.
Что же до заброшенных градирен — их зачастую используют роуп-джамперы для своих прыжков. Роль «тарзанки» выполняет (если повезет) система альпинистских веревок, блоков и карабинов.
А мы лучше с земли продолжим любоваться величественным видом градирен с осознанием их важности в сфере энергетики.