Kondenzátor používaný v elektrárnách turbíny
Kondenzátor používaný v elektrárnách turbíny
Kondenzátor je rozdělen na vodou chlazený kondenzátor a vzduchem chlazený kondenzátor, což je důležitá pomocná zařízení pro tepelné elektrárny, jaderné elektrárny atd.
Kondenzátor chlazený vodou
Pracovní princip:
Výfuková pára turbíny vstupuje na skořepinu kondenzátoru a chladicí voda teče na straně trubice. Když výfuková pára splňuje stěnu trubice chladicí vody s nižší teplotou, dojde k kondenzaci, která se změní z plynu na kapalinu. Během tohoto procesu je latentní teplo odpařování páry odneseno chladicí vodou. Například v typickém kondenzátoru tepelné elektrárny může být teplota výfukového plynu turbíny kolem 40 - 50 stupně, zatímco vstupní teplota chladicí vody je obecně 20 - 30 stupeň. Prostřednictvím výměny tepla pára kondenzuje do vody na povrchu potrubí chladicí vody.
Strukturální prvky:
Kondenzátory chlazeného vodou mají obvykle větší skořápku s velkým počtem zkumavek chladicí vody uvnitř. Trubky chladicí vody jsou obvykle vyrobeny ze slitiny mědi nebo nerezové oceli, aby byla zajištěna dobrá tepelná vodivost a odolnost proti korozi. Trubkové desky se používají k zajištění zkumavek chladicí vody a oddělení strany skořepiny od strany trubice. Za účelem zvýšení kondenzačního účinku páry na stranu skořepiny jsou také nainstalovány některá zařízení sběru kondenzátu a zařízení pro extrakci vzduchu. Například v některých velkých kondenzátorech mohou být zkumavky chladicí vody uspořádány v konfiguraci „U“ nebo „had“, aby se zvýšila tok chladicí vody trubicí a zlepšil chladicí efekt.
Výhody:
Účinnost chlazení vodoměřeného kondenzátoru je relativně vysoká. Protože voda má velkou specifickou tepelnou kapacitu a může absorbovat velké množství tepla, je možné kondenzovat výfukovou páru turbíny při dolním tlaku. Obecně lze říci, že kondenzátor chlazený vodou může udržovat tlak výfukových plynů turbíny kolem 3 - 10 KPA, což může zlepšit účinnost turbíny a zvýšit kapacitu výroby energie. Mezitím je struktura kondenzátoru chlazeného vodou relativně kompaktní a zabírá méně prostoru než kondenzátor chlazeného vzduchem se stejnou chladicí kapacitou.
Nevýhoda:
Vyžaduje velké množství chladicí vody, která vyžaduje stabilní a spolehlivý zdroj vody. Pokud je kvalita chladicí vody špatná, je snadné měřítko nebo způsobit korozi v potrubí chladicí vody, což ovlivňuje výkon kondenzátoru. Například vápník, hořčík a další ionty ve vodě budou tvořit stupnici na stěně trubice s vysokou teplotou, což sníží tepelnou vodivost trubek chladicí vody a zvýší tepelný odpor, což povede ke snížení vakua vakua kondenzátor a snižování účinnosti turbíny. Systém chladicí vody chlazeného kondenzátoru navíc vyžaduje podpůrné chladicí zařízení, jako je chladicí věž, což zvyšuje složitost a náklady na zařízení.
Scénář aplikace:
Kondenzátory chlazených ve vodě se používají hlavně na tepelné elektrárny a jaderné elektrárny v oblastech s hojnými vodními zdroji, jako jsou poblíž řek, jezer a moře. Například ve velkém měřítku tepelných elektráren v pobřežních oblastech je mořská voda využívána jako chladicí voda a kondenzace výfukové páry turbíny se dosáhne kondenzátorům chlazeným vodou, aby se zajistila efektivní provoz turbíny.
Kompenzovaný kondenzátor
Pracovní princip:
Výfuková pára z turbíny vstupuje do svazku trubice vzduchem chlazeného kondenzátoru a oblast výměny tepla se zvětšuje pomocí trubice a dalších struktur. Studený vzduch teče mimo svazek trubice a vyměňuje teplo s párou uvnitř zkumavek, aby ochladil a kondenzoval páru. Například v některých severních tepelných elektrárnách je teplota vzduchu nízká a přirozená konvekce studeného vzduchu nebo pod nuceným působením ventilátoru odstraňuje teplo páry, takže pára kondenzuje do vody.
Strukturální charakteristiky:
Kompenzátor chlazeného vzduchem je složen hlavně ze svazku trubek, ventilátoru, podpůrné struktury a dalších částí. Svazek trubek obecně přijímá hliníkové trubice s ploutvemi, aby se zvětšila oblast rozptylu tepla. Ventilátor se používá k zajištění nucené větrání tak, aby studený vzduch protékal rychlým svazkem trubice. Struktura podpory by měla zajistit stabilitu celého vzduchem chlazeného kondenzátoru ve venkovním prostředí. Kromě toho je uspořádání svazku trubice ve vzduchem chlazeném kondenzátoru obvykle ve tvaru „A“ nebo „V“, což může zvětšit kontaktní plochu a kontaktní doba mezi vzduchem a svazkem trubek a zlepšit chladicí efekt.
Výhody:
Jeho největší výhodou je, že nepotřebuje velké množství chladicí vody, která je vhodná pro oblasti, kde jsou vodní zdroje vzácné. Současně není provoz kondenzátoru chlazeného vzduchem ovlivněn kvalitou vody zdroje vody a není problém škálování a koroze. Kromě toho je v chladných oblastech teplota studeného vzduchu nižší, což může poskytnout lepší chladicí účinek a pomoci snižovat tlak výfukových plynů turbíny.
Nevýhody:
Účinnost chlazení vzduchem chlazeného kondenzátoru je relativně nízká ve srovnání s kondenzátorem chlazeným vodou. Vzhledem k malé specifické tepelné kapacitě vzduchu je pro dosažení stejného chladicího efektu zapotřebí větší plocha přenosu tepla a více ventilátorů, aby zajistila dostatečný průtok vzduchu. To má za následek objemný vzduchem chlazený kondenzátor s velkou stopou. Kromě toho je výkon kondenzátoru chlazeného vzduchem velmi ovlivněn faktory prostředí, například za horkého počasí nebo vysoké vlhkosti vzduchu, chladicí účinek bude výrazně snížen.
Scénář aplikace:
Kompenzátory chlazených vzduchem se používají hlavně v tepelných elektrárnách a jaderných elektrárnách v oblastech vodního sboru.
Kvůli nedostatku vodních zdrojů používají některé tepelné elektrárny kondenzátory chlazené vzduchem k kondenzaci výfukových plynů turbíny, aby se zajistila normální provoz jednotek. Současně je v některých oblastech s vysokými požadavky na ochranu vody také upřednostňováno používání kondenzátoru chlazeného vzduchem.
