1598005375-fdca24712b4dd3cd0f1922045b94d243 (811202), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Преимущества наземных и даже островных станций в том, что исчезает нсобходимость в создании и обслуживании дорогостоящих, подвергающихся воздействию открытого океана сооружений — будь то искусствснные острова или стационарные основания. Однако два существенных фактора, ограничивающих береговое базирование, все-таки остаются. органиченпость соответствующих островных территорий и необходимость прокладки и защиты тру.бопроводов. Техника прокладки подводных трубопроводов диаметром до 2 м достаточно отработана, но при строительстве ОТЭС необходимы трубопроводы значительно большего сечения (до 30 м в диаметре для станции мощностью 400 МВт). Эквивалентное сечение може~ быть набрано в помощью нескольких ниток труб меньшего диаметра, но в этом случае увеличиваются потери — и гидравлические, и тепловые. При плавном понижении дна наплавным методом можно построить достаточно крупногабаритную конструкцию, частично заглубив ее в грунт в зоне прибоя, или, лучше сказать, в зоне, подверженной воздействию штормов.
Сложнее обстоит дело прп необходимости опустить конец трубопровода на глубину вдоль вертикальной стенки плп стенки со значительными углами падения, Но и здесь конструкторская мысль находит пути решения, позволяющие преодолеть трудности прокладки и обслуживания трубопровода. Разработана конструкция трубопровода для подачи холодной воды '" в условиях крутопадающих склонов каналов (рпс.
3.2). Способ прокладки основан иа технологии проходки параллельных скважин при добыче нефти и газа, отработанной, можно сказать, в совершенстве. Скважины можно проходить вертикально в верхней части и с уклоном в нижней Количество скважин и расстояние между ними выбирают в зависимости от потребного расхода воды н свойств грунта. Для повышения точности проходки на грунт в основании буровой накладывают кон- " Патент США № 4397582, 1983 г.
После того как скважины пройдены, в них й части закладывают заряды и обрушивают ния единого канала, после чего стенки последработаны, либо внутрь канала может быть нный трубопровод для уменьшения сопротивводы. Подобная конструкция трубопровода воляет одновременно решить несколько задач, Рис. 3.2. Трубопровод для ОТЭС, проложенный в скальных породах Рис. З.З. Схема крепления плавучей ОТЭС к трубопроводу с переходной платформой 183).
1 — платбгсрма с агрегатамн ОТЭС; У вЂ” псрсхпдпая платформа; Л вЂ” якорный трос; 4 — мсггтажный трсж 5 — тру. бппрсвпд для под»яма хс.тпднсй воды; 6 — трубОпровод для сброса воды связанных с прокладкой, защитой и обслуживанием системы забора холодной воды, Открываются возможности применения в строительстве ОТЭС и методов проходки тоннелей большого диаметра известными «сухопутными» способами. В этом случае тоннель может быть полностью обустроен практически на всю длину до заполнения водой и лишь после этого подключен: соединен с океаном путем разрушения сравнительно тонкой перемычки, например направленным взрывом.
Проект первой коммерческой ОТЭС, предназначенной для снабжения электроэнергией о. Оаху (СШЛ, штат Гавайи), предусматривает использование плавучей заякоренной конструкции, устанавливаемой вблизи берега (глубпны здесь позволяют) и передающей электроэнергию с помощью высоковольтного кабеля. Достоинство такой схемы заключается в отсутствии необходимости капитального строительства при прокладке трубопровода, недостаток — в подверженности влиянию погодных условий, из-за чего такую станцию, рассчитанную на работу в течение 30 — 40 лет, приходится проектировать с учетом экстремальных нагрузок шторма, 5 Заказ Ий 4бй происходящего раз в столетие (требование, ограничивающее возмо>кность использования многих типов океанских преобразователей).
Это ведет к значительному удорожанию проектов прибрежных станций. Специалистами компании «Джианотти энд ассошиэйтес» (США) выполнены исследования нового варианта комплекса мореходная платформа †трубопров холодной воды, отличающегося тем, что в него введен промежуточный элемент — переходная платформа (рис. 3.3), постоянно соединенная с трубопроводом и закрепленная на якорях на океанском дне в толще воды. Мореходная платформа со всем энергетическим оборудованием может отсоединяться от переходной платформы в случае получения штормового предупреждения, либо при необходимости провести ее обследование или ремонт, и уходить в защищенную «аваиь. При соединении мореходной платформы с переходной происходит не только стыковка трубопровода холодной воды, но и подключение высоковольтного кабеля, который также стационарно соединен с переходной платформой. Последняя после разъединения может быть притоплена на безопасную для нее глубину.
Развязка трубопровода и мореходной поверхностной платформы кроме облегчения условий эксплуатации последней позволяет снизить нагрузки, возникающие в трубопроводе, и повысить срок его службы. Как варианты технической реализации были рассмотрены системы, в которых в качестве надводного средства использованы двухкорпусная платформа-катамаран с переменной осадкой и обычная судовая конструкция, непосредственно стыкующаяся с переходной платформой, причем характеристики надводных средств н переходных платформ определены для гаммы мощностей будущих станций 1О, 25, 40, 50, 100, 200 н 400 МВт. Выполненные экспериментальные исследования применительно к эксплуатационным условиям Пуэрто-Рико при двух режимах — эксплуатационном и критическом,— показали техническую приемлемость обоих решений.
Вариант судового типа оказался более эффективным для станций небольшой могцностп (для обоих вариантов моделировалась мощность 40 МВт, для судового максимальная мощность составляла 240 МВт, а для катамаранного — 460 МВт). Второй вариант показал увеличение остойчивости с увеличением водоизмещения 180) . Другой вариант платформы для плавучей заякоренной станции — цилиндрический погружной буй, связанный с поверхностью башней с размещенной на ее вершине вертолетной площадкой. Такая конструкция позволяет опустить все а~регаты ОТЭС на глубину., где они не подвержены воздействию воли. При этом и сочленение трубопровода и корпуса платформы оказывается защищенным от влияния природных явлений. Такой погружной буй разработан специалистами компании «Локхид» (рис. 3.4, а — 6). По периферии цилиндрического корпуса буя, заглублениого примерно на 100 м от поверхности океана, размещены автономные энергетические модули, по первоначальному проекту рассчитанные на мощность 50 МВт каждый, запитывающиеся холодной водой по общему трубопроводу.
Способ крепления станции к океанскому дну показан на рис. 3.4, в, однако такая конструкция может быть и дрейфующей. Дрейфующие ОТЭС, представляющие собой полностью автономные соору>кения и потребляющие производимую ими электроэнергшо для обеспечения работы совмещенных с ними заводов по выпуску энергоносителей или энергоемких веществ, позволяют наилучшим образом использовать метеорологические условия иа поверхности океана. В зависимости от прогноза теплового режима такие станции могут перемещаться в районы с максимальными перепадами температур. обеспечивая работу установок при наивысших термических КПД. Управлять таким перемещением можно с помощью искусственных спутников Земли, оборудованных соответствующей чувствительной к тепловому излучению океана аппаратурой 150!. Конструкция платформы во многом определяет особенности всей станции, Прп разработке платформ и общей компоновке ОТЭС можно опираться на ряд критериев, полученных в результате исследований различных специалистов и подытожеииых Дж.
Вадусом (США, Национальное управление по исследованию атмосферы и океана) 185): все необходимое для жизнедеятельности персонала следует размещать выше уровня воды с тем, чтобы обеспечить сохранение здоровья и достаточную безопасность; это же позволяет снизить технические требования к системам регулирования плавучести; обоснованным является размещение испарителей, конденсаторов и систем преобразования рабочего тела в подводных помещениях вместе с турбинами н генераторами; в то же время системы, позволяющие контролировать работу станции, желательно размещать в надводных помещениях; компоновать оборудование следует так, чтобы максимально снизить потери на транспортировку рабочего тела; фундаменты платформ и трубопроводов, размещенных на наклонном шельфе, очень чувствительны к возможным смещениям одних частей относительно других; развертывание и установка платформ и трубопроводов на шельфе — нестандартная инженерная задача; инспекцию, обслуживание и ремонт следует рассматривать в единой системе с конструктивными особенностями станции на весь период ее работы; крайне важно определить длину трубопроводов сброса отработанных вод устанавливаемых на шельфе систем с тем, чтобы не снизился КПД нз-за смешения вод; место для устаяовкп ОТЭС необходимо выбирать из условий циркуляции и стратификации вод, гарантирующих надежность источника тепловой энергии.
В этих критериях сочетаются требования к конструкциям и размещению станций в среде, причем наиболее чувствительными б* 67 ао йч О и а о \ Ч О ОО и 1„ ой со о с. О О С 1" к зй о- а е1 1 о ос с- Л ~ Ос к О- ч ч Х с й С О 1" ч О О ~О о О о„ о" о и вв Ф о и и ,л а Я е и Оп Й О И О йж и о ОВ'О О во сс ч О и ..О 'ч вп О Ои впо и,в и О И О,ОС~ а " оз о ОЕ о О ~ В сс о О и и О О е 1 и о и ПО Оч ~ о О П, О О ч д О О О -ОО о ос. зач ООЧ чк О ой 'О О, ч е ач о 0 к различного рода обстоятельствам оказываются именно ОТЭС, размещаемые на шельфе и выполняемые в виде стационарных платформ. Такие конструкции в сейсмически опасных районах должны выдерживать сейсмические нагрузки.
Достаточно богатый опыт эксплуатации в таких районах нефтедобывающих платформ подтверждает возможность создания платформ и для ОТЭС с использованием тех же принципов проектирования. Можно отметить, что платформы, используемые в Северном море, по габаритам и водоизмещению соответствуют конструкциям, требующимся для ОТЭС. Например, платформа кНннианв водоизмещением 610 тыс. т по Рис.
3.8. Варианты конструкций трубопроводов ОТЭС океанского базировании 1781: о †жестк трубопровод с эласгичиыми соедииеиииыи; б— эластичиый трубопровод; в — трубопровод из армированного пластика; е — трубопровод из плавучего материала с донным грузом; д — многотрубный трубопровод параметрам соответствует платформе оптимальной по мощности ОТЭС в 400 — 500 МВт. При создании подобных ОТЭС основные трудности связаны с разработкой надежных систем соединения и отключения трубопроводов холодной воды [50]. Однако в настоящее время именно трубопроводы счита|от наиболее уязвимым местом ОТЭС. Действительно, трубопровод холодной воды представляет собой довольно грандиозное сооружение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
