В целях повышения надежности объединенной энергетической системы Республики Беларусь с учетом строительства Белорусской атомной электростанции принят Указ Президента Республики Беларусь №493 от 22 декабря 2018 г., которым определена необходимость реализации инвестиционных проектов по строительству пиково-резервных энергоисточников и установке электрокотлов. Во исполнение данного Указа и постановления Совета Министров Республики Беларусь №32 от 18 января 2019 г. в установленный срок (2019 год) введен в эксплуатацию объект «Котельная по ул. Сосновая в г. Костюковичи. 1 очередь строительства». На новой котельной установлены три водогрейных газодизельных котла мощностью по 10 Гкал/ч и электродный электрокотел мощностью 10 МВт с баком-аккумулятором 1000 м³ в составе установки аккумуляции тепла (УАТ).

На котельной Костюковичского района тепловых сетей бак-аккумулятор используется для накопления тепловой энергии (зарядка бака-аккумулятора) в период работы электрокотла (включается как правило в ночное время по команде диспетчерских служб ГПО «Белэнерго») и её отпуска потребителю (разрядка бака-аккумулятора) в течении суток.

Рис.1: Внешний вид бака аккумулятора

УАТ состоит из двух отдельно стоящих объектов: бака аккумулятора и насосной в которой располагается вспомогательной оборудование. Схема подключения бака аккумулятора к трубопроводам сетевой воды закрытая (через разделительный теплообменник), что обусловлено различными гидравлическими режимами работы.

Рис.2: Принципиальная схема установки аккумуляции тепла (1 – бак-аккумулятор, 2 – пластинчатый теплообменник, 3 – циркуляционные насосы замкнутого контура, 4 – парогенератор с насосами).

Таблица 1: Основные технические характеристики УАТ.

Здание котельной соединено с помещением насосной бака аккумулятора тремя трубопроводами сетевой воды: низкого давления, высокого давления и реверсивный трубопровод. Выполняя переключения, персонал изменяет направление движения сетевой воды через пластинчатый теплообменник и меняется режим работы УАТ.

Во время процесса зарядки «холодная» вода контура УАТ, которая забирается из нижней части бака-аккумулятора, подается в теплообменник, где происходит ее нагрев до температуры 98ºС за счет передачи ей тепловой энергии сетевой воды котельной. Далее нагретая вода подается в верхнюю часть бака-аккумулятора.

Горячая и холодная вода в резервуаре разделены (из-за разницы в плотности) неиспользуемым разделительным слоем (термоклином) высотой приблизительно 1 м. Чтобы обеспечить отсутствие смешения во время работы, которое может привести к нарушению разделения слоёв, горячая и холодная вода подаются в резервуар через верхний и нижний диффузоры.

Рис. 3: Движение потоков горячей и холодной воды в процессе зарядки и разрядки

При разрядке «горячая» вода контура УАТ, забирается из верхней части бака-аккумулятора, подается в теплообменник, где происходит ее охлаждение обратной сетевой водой. Далее холодная вода подается в нижнюю часть бака-аккумулятора.

Изменение направления движения воды внутреннего контура УАТ происходит благодаря сложной системе клапанов. Для упрощения работы эксплуатирующего персонала процессы зарядки и разрядки бака автоматизированы. Для контроля температуры внутри бака предусмотрена гирлянда из 20 погружных термодатчиков, расположенных на разных уровнях бака, по одному датчику на каждый метр высоты.

Теплоизоляция бака-аккумулятора обеспечивает низкие потери тепла от резервуара и долгую стабильность температуры воды. Функция теплоизоляции также выполняется паровым буфером, который поддерживает тепловое равновесие над поверхностью воды, предотвращая потерю тепла путем испарения.

Система парового буфера бака-аккумулятора обеспечивает защиту стенок бака от коррозии и помогает сохранять качество воды в баке-аккумуляторе.

В 2021 году отпуск тепловой энергии от электробойлерной установки котельной составил 2,191 тыс. Гкал при этом затрачено 2,807 млн. кВтч.