Bir Enerji Santralinde Kuru Soğutucu Nasıl Çalışır?
Bir enerji santralindeki kuru soğutucu nasıl çalışır?
Türbin jeneratörlerine güç vermek için kullanılan buharı yoğunlaştırmak için çok fazla ısının tahliye edilmesi gerektiğinden, soğutma sistemleri genellikle enerji santrallerinde en büyük su tüketicisidir. Daha önce, nehirler ve göller ve diğer su kaynakları bu soğutmayı sağlıyordu, ancak son zamanlarda, çok az su kullanan veya hiç su kullanmayan bir soğutma tekniği olan kuru soğutmayı benimseyen daha fazla enerji santrali var. Kuru soğutma sistemlerinin kurulumu daha pahalıdır ve çalıştırmak için daha fazla enerji kullanır. Bu değişkenler bir bütün olarak santrallerin verimini etkilerken, kuru soğutma sistemleri ıslak soğutma sistemlerine göre yüzde 95 daha az su tüketiyor.
Çok sayıda farklı enerji santrali, daha sonra elektrik üretmek için bir türbinden geçirilen buharı oluşturmak için suyu kaynatır. Bu tür bir sistem nükleer santraller, kömür ve biyokütle yakan santraller, bazı doğal gaz santralleri ve hatta bazı güneş enerjisi santralleri tarafından kullanılmaktadır. Bu tesislerde, daha sonra kazana veya buhar üretecine gönderilen bir sıvıya yoğunlaşmak için buharın soğutulması gerekir.
Amerika Birleşik Devletleri'nde, buhar üreten tesislerin çoğu, buharı soğutmak ve yoğunlaştırmak için su kullanır. ABD'de elektrik enerjisi üretimi için çekilen suyun büyük bir kısmı soğutma için kullanılıyor ve çekilen toplam su miktarının yaklaşık yüzde 40'ını oluşturuyor.
ABD'deki termoelektrik üretim kapasitesinin yüzde 61'inden fazlası, soğutma suyunu yeniden sirküle eden devridaimli soğutma sistemleri tarafından kullanılıyor. Suyun tekrar tekrar kullanılabilmesi için bu sistemler suyu kapalı devre boru tesisatında tutar. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki termoelektrik üretim kapasitesinin yüzde 36'sı tek geçişli soğutma sistemleri kullanan tesislerden geliyor. Bu sistemler, kondansatörü soğutmak için çevredeki su kaynaklarından önemli miktarda su çeker ve daha sonra daha sıcak suyu tekrar orijinal kaynağa bırakır.
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki termoelektrik üretim kapasitesinin yüzde 3'ü, çoğunluğu 2000 yılından beri faaliyette olan kuru ve hibrit soğutmadan geliyor. Kuru soğutma sistemlerinde buhar, ortam havası kullanılarak soğutulur ve yoğuşturulur.
Doğrudan ve dolaylı sistemler, bu sistemlerin içine düştüğü iki kategoridir. Direkt kuru soğutma sistemlerinde, buharı yoğuşturmak için ortam havası kullanılır, dolayısıyla su kullanılmaz. Tipik su soğutmalı kondenserlerde, dolaylı kuru soğutma sistemlerinde buhar yoğuşturulur ancak soğutma suyu kapalı bir sistemde tutulur. Sonuç olarak, nispeten az su kullanılır ve buharlaşma yoluyla su israf edilmez.
Hibrit soğutma sistemleri, kuru ve ıslak soğutmayı birleştirir ve hem su hem de hava kullanarak buharı yoğunlaştırma yeteneğine sahiptir. Genellikle bu sistemler, kuru sistemlerin daha az verimli performans gösterdiği daha soğuk aylarda kuru soğutma sistemleri ve daha sıcak aylarda ıslak soğutma sistemleri olarak çalışacak şekilde yapılır.
Operasyonel kuru ve hibrit soğutma kapasitesinin yüzde 83'ünden fazlasını oluşturan doğal gaz kombine çevrimi (NGCC), en yaygın kullanılan üretim teknolojisidir. Doğal gaz kombine çevrim tesislerinin, kömür veya nükleer santrallere göre megavatsaat başına önemli ölçüde daha az soğutma gerektirmesi nedeniyle, kuru soğutma sistemleri tipik olarak daha uygun maliyetlidir.
Konsantre güneş enerjisi sistemleri için uygun bir alternatif kuru soğutmadır. California'daki Ivanpah ve Genesis Solar santralleri ve Nevada'daki Crescent Dunes Solar santrali dahil olmak üzere birçok yeni konsantre güneş enerjisi sistemi artık kuru soğutma kullanıyor. Bunun nedeni, bu sistemlerin güneş kaynaklarının nispeten yüksek ve su kaynaklarının nispeten düşük olduğu güneybatı Amerika Birleşik Devletleri gibi bölgelerde bulunmasıdır.
