Condensator utilizat la centralele electrice cu turbină

Condensator utilizat la centralele electrice cu turbină

Condensatorul este împărțit în condensator răcit cu apă și condensator răcit cu aer, care este un echipament auxiliar important pentru centralele termice, centralele nucleare și așa mai departe.

Condensator răcit cu apă
Principiul de lucru:
Vaporii de evacuare a turbinei intră în partea de coajă a condensatorului, iar apa de răcire curge în partea tubului. Când aburul de evacuare se întâlnește cu peretele tubului de apă de răcire la temperatură mai scăzut, se va produce condensare, schimbându -se de la gaz la lichid. În timpul acestui proces, căldura latentă a vaporizării aburului este îndepărtată de apa de răcire. De exemplu, într -un condensator tipic al centralei termice, temperatura aburului de evacuare a turbinei poate fi în jur de 40 - 50 grad, în timp ce temperatura de intrare a apei de răcire este în general 20 - 30 grad. Prin schimbul de căldură, aburul se condensează în apă pe suprafața conductei de apă de răcire.
Caracteristici structurale:
Condensatoarele răcite cu apă au, de obicei, o coajă mai mare, cu un număr mare de tuburi de apă de răcire în interior. Tuburile de apă de răcire sunt de obicei confecționate din aliaj de cupru sau oțel inoxidabil pentru a asigura o bună conductivitate termică și rezistență la coroziune. Plăcile cu tub sunt utilizate pentru a asigura tuburile de apă de răcire și pentru a separa partea de coajă de partea tubului. Pentru a îmbunătăți efectul de condensare a aburului pe partea cochiliei, sunt instalate și unele dispozitive de colectare a condensului și dispozitive de extracție a aerului. De exemplu, în unele condensatoare mari, tuburile de apă de răcire pot fi aranjate într -o configurație „U” sau „șarpe” pentru a crește fluxul de apă de răcire prin tuburi și pentru a îmbunătăți efectul de răcire.
Avantaje:
Eficiența de răcire a condensatorului răcit cu apă este relativ mare. Deoarece apa are o capacitate de căldură specifică mare și poate absorbi o cantitate mare de căldură, este posibilă condensarea aburului de evacuare a turbinei la o presiune mai mică din spate. În general, condensatorul răcit cu apă poate menține presiunea de evacuare a turbinei în jurul 3 - 10 kPa, ceea ce poate îmbunătăți eficiența turbinei și poate crește capacitatea de generare a energiei electrice. Între timp, structura condensatorului răcit cu apă este relativ compactă și ocupă mai puțin spațiu decât condensatorul răcit cu aer cu aceeași capacitate de răcire.
Dezavantaj:
Necesită o cantitate mare de apă de răcire, care necesită o sursă de apă stabilă și fiabilă. Dacă calitatea apei de răcire este slabă, este ușor de ridicat sau de a provoca coroziune în conducta de apă de răcire, afectând astfel performanța condensatorului. De exemplu, calciul, magneziul și alți ioni din apă vor forma o scară pe peretele tubului de apă de răcire la temperatură ridicată, ceea ce va reduce conductivitatea termică a tuburilor de apă de răcire și va crește rezistența termică, ceea ce va duce la o scădere a vidului condensator și scăderea eficienței turbinei. Mai mult decât atât, sistemul de apă de răcire a condensatorului răcit cu apă necesită sprijinirea echipamentelor de răcire, cum ar fi turnul de răcire, care crește complexitatea și costul echipamentului.
Scenariu de aplicare:
Condensatoarele răcite cu apă sunt aplicate în principal la centralele termice și centralelor nucleare din zone cu resurse de apă abundente, cum ar fi râuri, lacuri și mări. De exemplu, în centralele termice pe scară largă din zonele de coastă, apa de mare este utilizată ca apă de răcire, iar condensarea aburului de evacuare a turbinei se realizează prin condensatoare răcite cu apă pentru a asigura funcționarea eficientă a turbinei.

Condensator răcit cu aer
Principiul de lucru:
Aburul de evacuare din turbină intră în pachetul de tub al condensatorului răcit cu aer, iar zona de schimb de căldură este mărită prin tubul fin și alte structuri. Aerul rece curge în afara pachetului de tuburi și schimbă căldură cu aburul din interiorul tuburilor pentru a se răci și condensa aburul. De exemplu, în unele centrale termice din nord, temperatura aerului este scăzută, iar convecția naturală a aerului rece sau sub acțiunea forțată a ventilatorului îndepărtează căldura aburului, astfel încât aburul să se condenseze în apă.
Caracteristici structurale:
Condensatorul răcit cu aer este compus în principal din pachet de tuburi, ventilator, structură de susținere și alte părți. Pachetul de tuburi adoptă, în general, tuburi de înroșire din aluminiu pentru a crește zona de disipare a căldurii. Ventilatorul este folosit pentru a asigura ventilația forțată, astfel încât aerul rece să curgă rapid prin pachetul de tub. Structura de sprijin ar trebui să asigure stabilitatea întregului condensator cu răcire cu aer în mediul în aer liber. Mai mult decât atât, aranjamentul pachetului de tub al condensatorului răcit cu aer este de obicei în formă „A” sau „V”, ceea ce poate crește zona de contact și timpul de contact între aer și pachetul de tuburi și poate îmbunătăți efectul de răcire.
Avantaje:
Cel mai mare avantaj al său este că nu are nevoie de o cantitate mare de apă de răcire, care este potrivită pentru zonele în care resursele de apă sunt rare. În același timp, funcționarea condensatorului răcit cu aer nu este afectată de calitatea apei a sursei de apă și nu există nicio problemă de scalare și coroziune. În plus, în zonele reci, temperatura aerului rece este mai mică, ceea ce poate oferi un efect de răcire mai bun și poate ajuta la reducerea presiunii din spate a turbinei.
Dezavantaje:
Eficiența de răcire a condensatorului răcit cu aer este relativ scăzută în comparație cu condensatorul răcit cu apă. Datorită capacității de căldură specifice mici a aerului, pentru a obține același efect de răcire, o suprafață mai mare de transfer de căldură și mai mulți fani sunt necesare pentru a oferi un flux de aer suficient. Aceasta duce la un condensator voluminos răcit cu aer, cu o amprentă mare. Mai mult decât atât, performanța condensatorului răcit cu aer este foarte afectată de factorii de mediu, de exemplu, pe vreme caldă sau umiditate ridicată a aerului, efectul de răcire va fi redus semnificativ.
Scenariu de aplicare:
Condensatoarele răcite cu aer sunt utilizate în principal în centralele termice și centralele nucleare din zonele cu scară de apă.
Datorită deficitului de resurse de apă, unele centrale termice folosesc condensatoare răcite cu aer pentru a condensa aburul de evacuare a turbinei pentru a asigura funcționarea normală a unităților. În același timp, în unele zone cu cerințe ridicate pentru protecția apei, este prioritat și utilizarea condensatorului răcit cu aer.