Kondenzátor používaný v elektrárňach turbíny
Kondenzátor používaný v elektrárňach turbíny
Kondenzátor je rozdelený na kondenzátor chladený vodou a vzduchom chladený kondenzátor, ktorý je dôležitým pomocným zariadením pre tepelné elektrárne, jadrové elektrárne atď.
Kondenzátor chladený
Pracovný princíp:
Výfuková para v turbíne vstupuje do škrupiny kondenzátora a chladiacu vodu tečie na strane skúmavky. Keď výfuková para spĺňa nižšiu teplotu chladiacu vodnú trubicu, dôjde k kondenzácii, ktorá sa mení z plynu na kvapalinu. Počas tohto procesu je latentné teplo odparovania pary odnášané chladiacou vodou. Napríklad v typickom kondenzátore tepelnej elektrárne môže byť teplota výfukového plynu turbíny okolo 40 - 50, zatiaľ čo teplota vstupu chladiacej vody je všeobecne 20 - 30 stupeň. Prostredníctvom výmeny tepla kondenzuje para do vody na povrchu potrubia chladiacej vody.
Štrukturálne vlastnosti:
Kondenzátory chladené vodou majú zvyčajne väčšiu škrupinu s veľkým počtom chladiacich vodných skúmaviek vo vnútri. Trúrne chladiacej vody sú zvyčajne vyrobené z zliatiny medi alebo nehrdzavejúcej ocele, aby sa zabezpečila dobrá tepelná vodivosť a odolnosť proti korózii. Došlo k trubici sa používajú na zaistenie chladiaceho vodného skúmaviek a oddelenie strany škrupiny od strany trubice. Aby sa zvýšil kondenzačný účinok pary na strane škrupiny, sú nainštalované aj niektoré zariadenia na zber kondenzátu a zariadenia na extrakciu vzduchu. Napríklad v niektorých veľkých kondenzátoroch môžu byť chladiace vodné trubice usporiadané v konfigurácii „U“ alebo „had“, aby sa zvýšil tok chladiacej vody cez skúmavky a zlepšil chladiaci efekt.
Výhody:
Účinnosť chladenia kondenzátora chladeného vodou je pomerne vysoká. Pretože voda má veľkú špecifickú tepelnú kapacitu a dokáže absorbovať veľké množstvo tepla, je možné kondenzovať výfukovú paru turbíny pri nižšom tlaku chrbta. Všeobecne povedané, kondenzátor chladený vodou dokáže udržať tlak výfukového plynu turbíny okolo 3 - 10 kPa, ktorý môže zlepšiť účinnosť turbíny a zvýšiť kapacitu výroby energie. Medzitým je štruktúra kondenzátora chladeného vodou relatívne kompaktná a zaberá menej priestoru ako kondenzátor chladený vzduchom s rovnakou chladiacou kapacitou.
Nevýhody:
Vyžaduje veľké množstvo chladiacej vody, ktorá vyžaduje stabilný a spoľahlivý zdroj vody. Ak je kvalita chladiacej vody zlá, je ľahké škálovať alebo spôsobiť koróziu v potrubí chladiacej vody, čo ovplyvňuje výkon kondenzátora. Napríklad vápnik, horčík a iné ióny vo vode sa budú tvoriť mierka na stene chladiacej vodnej trubice s vysokou teplotou, čo zníži tepelnú vodivosť chladiaceho vodného trubí kondenzátor a zníženie účinnosti turbíny. Okrem toho systém chladiacej vody vo vode chladenom kondenzátorom vyžaduje podporu chladiaceho zariadenia, ako je napríklad chladiaca veža, ktorá zvyšuje zložitosť a náklady na zariadenie.
Aplikačný scenár:
Kondenzátory chladené vodou sa používajú hlavne na tepelné elektrárne a jadrové elektrárne v oblastiach s hojnými vodnými zdrojmi, ako sú v blízkosti riek, jazerá a moria. Napríklad vo rozsiahlych tepelných elektrárňach v pobrežných oblastiach sa morská voda používa ako chladiaca voda a kondenzácia výfukovej pary turbíny sa dosahuje prostredníctvom vodotexvených kondenzátorov, aby sa zabezpečila účinná prevádzka turbíny.
Kondenzátor chladený
Pracovný princíp:
Výfuková para z turbíny vstupuje do zväzku trubíc chladeného kondenzátora a oblasť výmeny tepla sa zväčšuje cez plutvicu a ďalšie štruktúry. Studený vzduch tečie mimo zväzku trubíc a vymieňa si zahrievanie pary vo vnútri trubíc, aby sa ochladila a kondenzovala para. Napríklad v niektorých severných tepelných elektrárňach je teplota vzduchu nízka a prirodzená konvekcia studeného vzduchu alebo pod núteným pôsobením ventilátora odvádza teplo pary, takže parná kondenzuje do vody.
Štrukturálne charakteristiky:
Kondenzátor chladený vzduchom sa skladá hlavne z zväzku trubíc, ventilátora, podpornej štruktúry a ďalších častí. Balík trubíc vo všeobecnosti prijíma hliníkové plutvové trubice na zvýšenie oblasti rozptylu tepla. Ventilátor sa používa na zabezpečenie vynúteného vetrania tak, aby studený vzduch pretekal cez zväzok trubice rýchlo. Podporná štruktúra by mala zabezpečiť stabilitu celého vzduchom chladeného kondenzátora vo vonkajšom prostredí. Okrem toho je usporiadanie zväzku trubíc z vzduchom chladeného kondenzátora zvyčajne v tvare „A“ alebo „V“, ktorý môže zvýšiť kontaktnú plochu a kontaktný čas medzi vzduchom a zväzkom trubice a zlepšiť chladiaci efekt.
Výhody:
Jeho najväčšou výhodou je, že nepotrebuje veľké množstvo chladiacej vody, ktorá je vhodná pre oblasti, v ktorých sú zdroje vody nedostatočné. Súčasne nie je prevádzka vzduchom chladeného kondenzátora ovplyvnená kvalitou vody zdroja vody a nie je problém škálovania a korózie. Okrem toho je v chladných oblastiach teplota studeného vzduchu nižšia, čo môže poskytnúť lepší chladiaci efekt a pomôcť znížiť tlak spätného tlaku výfukového plynu turbíny.
Nevýhody:
Účinnosť chladenia kondenzátora chladeného vzduchu je relatívne nízka v porovnaní s kondenzátorom chladeným vodou. V dôsledku malej špecifickej tepelnej kapacity vzduchu, aby sa dosiahol rovnaký chladiaci efekt, sa vyžaduje väčší priestor prenosu tepla a viac ventilátorov na zabezpečenie dostatočného prietoku vzduchu. Výsledkom je objemný vzduch chladený kondenzátor s veľkou stopou. Okrem toho je výkon vzduchom chladeného kondenzátora výrazne ovplyvnený environmentálnymi faktormi, napríklad pri horúcom počasí alebo vlhkosti vzduchu sa chladiaci účinok výrazne zníži.
Aplikačný scenár:
Kondenzátory chladené vzduchom sa používajú hlavne v tepelných elektrárňach a jadrových elektrárňach vo vodných oblastiach.
V dôsledku nedostatku vodných zdrojov niektoré tepelné elektrárne používajú kondenzátory chladené vzduchom na kondenzáciu výfukovej pary turbíny, aby sa zabezpečila normálna prevádzka jednotiek. Zároveň sa priorituje v niektorých oblastiach s vysokými požiadavkami na ochranu vody.
