Rekonstrukce chladicích věží v elektrárně Prunéřov II

Oprava chladicích věží v elektrárně Prunéřov II probíhá v rámci komplexní obnovy této elektrárny, při které jsou modernizovány tři z celkových pěti výrobních bloků. Chladicí věže jsou umístěny v jedné řadě severovýchodně od hlavního výrobního bloku. Tyto věže byly vybudovány v osmdesátých letech polskými dodavateli a prošly dílčími rekonstrukcemi v letech devadesátých.

K realizaci opravy dvou chladicích věží výšky 120 m byla vybrána opět společnost REKO PRAHA, a.s., a to po úspěšných realizacích rekonstrukce čtyř chladicích věží výšky 100 m v elektrárně Tušimice II a ukončení výstavby nové chladicí věže typu Iterson o výšce 145 m v elektrárně Ledvice.
Cílem probíhající komplexní rekonstrukce je dosáhnout soudobého technického stavu objektu chladicí věže za použití nejmodernějších poznatků a technologií dostupných na trhu. Plánováno je dosažení životnosti díla dalších 40 let s periodickou údržbou. Technické řešení pro obě chladicí věže, chladicí věž číslo 2 a chladicí věž číslo 3 je naprosto identické. Jediný rozdíl je pouze v úhlu vstupu kouřovodu do chladicích věží.

V současné době se nacházíme ve fázi, kdy je chladicí věž číslo 3 kompletně dokončena a je v provozu a práce jsou prováděny na chladicí věži číslo 2. Ta by měla být dokončena a uvedena do provozu v průběhu tohoto roku.

Projektové práce

V rozsahu dodávky obchodního balíčku 12 – chladicí věže – je rovněž dodání kompletní projektové dokumentace všech stupňů. Společnost REKO PRAHA, a.s., disponuje vlastními projekčními kapacitami, které výrobu této dokumentace zajišťují. Fáze projektování byla zahájena zpracováním předběžných podkladů pro profese, následovala příprava Basic Designu, finálních podkladů pro profese a přípravná fáze byla završena vydáním Detail Designu.

Množství dokumentace je zpracováváno také při samotné realizaci. Jedná se například o výrobní dokumentaci, dokumentaci zkoušek a uvádění do provozu, průvodně technickou dokumentaci a završení prací představuje dokumentace skutečného provedení. Výpočtové modely skořepiny chladicí věže a prefabrikované vestavby a potrubí oteplené vody jsou na obr. 1 a 2.

Demontážní a demoliční práce

Po odstavení chladicí věže se nejdříve při­stoupilo k demontáži stávající chladicí technologie. Bloky eliminátorů byly vyneseny ven z chladicí věže, kde byla provedena jejich repase a příprava pro zpětnou montáž. Ostatní části zařízení chladicí věže, jako například potrubí rozvodu oteplené vody, rozstřikovací trysky a bloky chladicího systému, byly zdemontovány, vyneseny z chladicí věže a transportovány k likvidaci. Pro umožnění vjezdu těžkých mechanismů do bazénu ochlazené vody bylo před zahájením demoličních prací provedeno hydraulickými nůžkami na pásovém podvozku zdemolování dvou podpěrných sloupů pláště chladicí věže a v nezbytné míře také stěny bazénu. Následovala demolice původní železobetonové prefabrikované vestavby, ocelových potrubí chladicí vody i zimního ostřiku a původních ocelových stoupacích kanálů. Výsledkem těchto prací byla čistá skořepina chladicí věže s prázdnou nádrží ochlazené vody.

Železobetonové konstrukce

Původní nádrž chladicí vody byla dělená na dvě poloviny s celkovými šesti ocelovými stoupacími kanály oteplené vody. Každá část mohla být samostatně provozovaná. Tento požadavek byl v rámci rekonstrukce zrušen. Nové řešení koncepce věže pracuje pouze se čtyřmi novými železobetonovými stou­pacími kanály. Vždy dva kanály jsou zapojeny sériově na jednu větev nového potrubí chladicí vody. Provedení všech stoupacích kanálů je prakticky shodné, vnitřní uspořádání se liší tím, zda se jedná o kanál průběžný či koncový. Ze stávajících možných napojení v armaturních komorách před chladicí věží jsou použity dvě větve přívodního potrubí ∅ 2020 × 10. Jsou vedeny paralelně do nádrže chladicí vody a procházejí stěnou nádrže na stejném místě jako doposud. Každá z obou větví potrubí ∅ 2020 × 10 je zavedena do jednoho průběžného stoupacího kanálu, ze kterého potom pokračují redukovaná přívodní potrubí ∅ 1620 × 10 do stou­pacích kanálů koncových. Stávající deska dna nádrže nevyhověla současným normám a požadované únosnosti. Přistoupilo se tedy k výstavbě nové monolitické desky. Provedl se nový spádový beton, který byl vyztužen sítí KARI a zajistil jednotný sklon dna nádrže směrem k odtokovému objektu. Na tento nový spádový beton byla položena nová vodotěsná izolace, která má zároveň separační a kluznou funkci mezi novým spádovým betonem a novou deskou dna nádrže. Nová deska dna nádrže má jednotný průřez 200 mm a tvoří nosný podklad pro nově budovanou prefa nosnou konstrukci. Patky pro sloupy nové vestavby jsou navrženy jako monolitické s kalichem a jsou betonářskou vý­ztuží spojené s touto deskou. Pohled na novou desku dna chladicí věže a stoupací kanál oteplené vody je na obr. 3.

Obr. 3  Pohled na novou desku dna chladicí věže a stoupací kanál oteplené vody

Sanace pláště chladicí věže

V rámci generální opravy byla provedena sanace vnitřního a vnějšího pláště chladicí věže, šikmých stojek podpírajících tento plášť, armaturních komor a bazénu ochlazené vody. Práce byly provedeny v souladu s podnikovou normou ČEZ PN 009, která stanovuje podmínky sanace železobetonových konstrukcí chladicích věží v provozovnách ČEZ. Prvním krokem bylo provedení akustického trasování konstrukcí a označení porušených míst. Následně byly za použití elektropneumatických kladiv poruchy otevřeny a odstraněn zdegradovaný beton. Pro přípravu povrchu stávajícího betonu bylo zvoleno tryskání suchým abrazivem, kterým je zajištěn vhodný kotevní profil na stávajícím betonu a zároveň je případná obnažená výztuž otryskána na stupeň Sa 2 ½. Po dokončení tohoto kroku byla aplikována ochrana výztuže na cementové bázi zušlechtěná epoxidem, která zajistí dlouhodobou pasivační ochranu této výztuže. Profil konstrukcí byl obnoven za použití reprofilačních materiálů s cementovým pojivem, které byly aplikovány ručně nebo za pomoci suchého torkretu.

Zajímavým – a ne zcela běžným – krokem bylo aplikování inhibitoru koroze na povrch železobetonových konstrukcí. Tento přípravek penetruje konstrukci přes celou krycí vrstvu výztuže a na povrchu výztuže ulpívá a oddaluje vznik koroze a redukuje její rychlost. Finální fází sanačních prací bylo provedení bariérových nátěrů. Vnitřní strana skořepiny chladicí věže byla opatřena dvoukomponentním nátěrem na epoxidové bázi, který je mechanicky odolný a zajišťuje ochranu konstrukce před pronikáním vlhkosti a karbonatací. Vnější plášť tahového komína byl opatřen nátěrem na akrylátové bázi, který beton chrání, ale umožňuje difuzi vodních par z konstrukce. Jeho stav po dokončení je na obr. 4.

Provedení prostupu do skořepiny chladicí věže

Součástí opravy chladicích věží v tomto projektu je také příprava pro zaústění kou­řovodů. Ta spočívá zejména v provedení otvorů do tahových komínů chladicích věží. Jelikož dodatečné zřízení prostupu ve skořepině pláště chladicí věže typu Iterson 120 m se střednicovou rovinou ve tvaru rotačního hyperboloidu představuje při tloušťce skořepiny v oblasti prostupu 170 až 240 mm poměrně znatelný zásah do statické funkce skořepiny tahového komína, bylo navrženo zesílení skořepiny v okolí otvoru přibetonovaným železobetonovým výztužným prstencem. Statické spolupůsobení přibetonovaného zesilujícího prstence bylo zajištěno příčným předepnutím pomocí 240 ks předpínacích tyčí o nominálním průměru 32 mm z oceli třídy 950/1050. Prstenec byl proveden torkretováním do připraveného bednění z betonu C30/37 XC3 v konstantní šířce 2800 mm a tloušťce 300 mm. Vyztužení bylo provedeno z měkké výztuže z oceli 10 505 (R). Prostup pro kouřovod je vidět na obr. 5.

Obr. 5  Prostup pro kouřovod

Nosná prefa vestavba

Původní železobetonová vestavba byla nahrazena novou prefabrikovanou konstrukcí v rastru 7 × 7 m. Sloupy byly zasazeny do monolitických patek s kalichem. Sloupy nesou dvě úrovně průvlaků jako podpěry pro systémové trámky. První úroveň systémových trámků je na kótě +11,620 m a tyto trámky nesou bloky chladicí výplně. Druhá úroveň trámků je na kótě + 15,470 a je určena pro nesení konstrukce eliminátorů a eliminátorů samotných. Kromě toho je do nosné prefa vestavby včleněn systém hlavní distribuce oteplené vody. Sloupy vynášejí prefabrikované žlaby, do jejichž stěn jsou zaústěny potrubní větve rozvodu vody. Prefa konstrukce je kombinací prvků s měkkou a předpjatou výztuží. Je dosažena odolnost konstrukce na úrovni XA2, zejména z důvodu obsahu síranových solí v chladicí vodě. U prvků s měkkou výztuží je toho dosaženo recepturou betonu a potřebnými aditivy, u prvků před­pjatých je toho dosaženo dodatečným epoxidovým nátěrem, shodným s nátěrovým systémem pro vnitřní plášť chladicí věže.

Obr. 6  Chladicí technologie

Chladicí technologie

Do chladicích věží bylo navrženo použití chladicí technologie z portfolia firmy REKO PRAHA, a.s. (obr. 6). Na nerezové nosné konstrukci jsou osazeny dvě vrstvy PVC bloků chladicí výplně typu REKO 20, s mírně nakloněným svislým kanálem. Výška chladicí výplně je celkově jeden metr. Nad nimi je namontováno provozní potrubí rozvodu oteplené vody. Je navrženo z PVC a je zaústěno do hlavních distribučních žlabů. Potrubí je podepřeno závěsy z nerezové oceli třídy ČSN 17240. Do pracovního potrubí je našroubováno celkem 7 800 trysek REKO 01 zavodňujících chladicí systém. Původním záměrem investora bylo ponechat koncepci s eliminátory ležícími na železobetonových trámcích v úrovni pochozích lávek. V průběhu přípravy projektu bylo rozhodnuto, že konstrukce bude stejně jako na elektrárně Tušimice II provedena nad těmito lávkami jako podchozí. Toto řešení umožňuje naprosto bezproblémovou kontrolu funkce rozstřikovacích trysek při kontrolních pochůzkách obsluhy.

Materiálem pro tuto nosnou konstrukci eliminátorů byl zvolen kompozit. Z tohoto materiálu jsou zhotoveny i revizní lávky a zábradlí. Na tuto nosnou konstrukci byly zpětně namontovány, v souladu s přáním zákazníka, původní zrepasované odlučovače kapek, které byly v nezbytné míře doplněny novými typu AOK-REKO. V zimním provozu bude chladicí věž chráněna zimním ostřikem. Obvodové sklolaminátové potrubí je vedeno nad nasávacím otvorem, v úrovni návodního křídla. Ve spodní ose je perforováno vyvrtanými otvory o průměru 0,02 m ve vzdálenosti 0,1 m. Uvedením ostřiku do funkce se přes nasávací otvor vytvoří masivní vodní clona z oteplené vody přiváděné do věže.

Překrytím nasávacího otvoru clonou dojde ke snížení vstupu studeného vzduchu do chladicí věže a zařízení uvnitř je tak v zimním provozu chráněno proti námraze. Obvodové potrubí má proměnnou dimenzi od DN 600 do DN 300. Obvodové potrubí je napájeno celkem čtyřmi nátoky, vždy z každého výtlačného kanálu je veden jeden nátok DN 800. Rovněž napájecí potrubí je ze sklolaminátu. Zimní ostřik uvádí do provozu dálkově operátor otevřením 4 ks ovládacích armatur DN 800.

Závěr

Pozitivní výsledky testů a zkoušek dokončené chladicí věže číslo tři v rámci jejího uvádění do provozu jsou důkazem, že zvolené projektové řešení opravy bylo správné a firmě REKO PRAHA, a.s., se daří objednateli a následně také investorovi předávat moderní technologické zařízení splňující nejnáročnější požadavky na výkon a kvalitu provedených prací.

TEXT: Ing. Jan Soukup
FOTO: REKO PRAHA, a. s., Tomáš Malý

Jan Soukup je obchodním ředitelem REKO PRAHA, a. s.

Článek byl uveřejněn v časopisu Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.