Конденсатор (теплотехніка) - це

Принцип дії

Для конденсації пари якої-небудь речовини необхідно відвести від кожної одиниці його маси теплоту, рівну питомої теплоті конденсації. Для оборотних процесів вона рівна питомій теплоті пароутворення. Оскільки при конденсації, як і при випаровуванні, температура не зміниться, поки не сконденсіруется весь пар, процес відбувається практично при постійних параметрах пари. Параметри пара при конденсації близькі до стану насичення. У той же час під час вступу все нових порцій пара в конденсаторі встановлюється динамічна рівновага, і в різних частинах конденсатора параметри середовища можуть дещо відрізнятися один від одного. Для охолодження пара використовується більш холодна среда, дуже часто - звичайна вода. При відсутності води (наприклад, в конденсаторах паровозів і енергопоїздів) охолодження проводиться повітрям.

застосування

Конденсатори застосовуються на теплових і атомних електростанціях для конденсації відпрацьованої в турбінах пара. При цьому на кожну тонну конденсується пара припадає близько 50 тонн води, що охолоджує. Тому потреба ТЕС і особливо АЕС в воді дуже велика - до 600 тисяч м³ / год. У маловодних районах охолодження конденсаторів турбін може проводитися повітрям (прикладом можуть служити повітряно-конденсаційні установки на Разданської ГРЕС, Вірменія), проте це погіршує ККД турбін. внаслідок підвищення температури конденсації. У турбінах з протитиском конденсатор відсутній - в цьому випадку весь відпрацьований пар надходить на виробничі потреби.

У холодильних установках конденсатори використовуються для конденсації пари хладагентов. наприклад, фреону. У хімічній технології конденсатори використовують для отримання чистих речовин (дистилятів) після перегонки. Принцип конденсації успішно застосовується також для поділу суміші парів різних речовин, так як їх конденсація відбувається при різних температурах.

різновиди

за принципом теплообміну конденсатори поділяються на змішують і поверхневі. У змішувальних конденсаторах водяна пара безпосередньо стикається з охолоджувальною водою, а в поверхневих він віддає тепло через стінки трубок, усередині яких протікає охолоджуюча вода;
у напрямку потоків теплоносія - на прямоточні, протиточні і поперечноточние;
за кількістю змін напрямку руху теплоносія - на одноходові, двоходові і ін .;
за кількістю послідовно з'єднаних корпусів - одноступінчасті, двоступінчасті і ін.

Зустрічаються також конструктивні різновиди: кожухотрубні, з вбудованим пучком, регенеративні, пластинчасті і ін.

змішуючі конденсатори

Охолоджуюча вода розбризкується в просторі змішуючого конденсатора. Пар конденсується на поверхні крапель води і стікає разом з нею в піддони, звідки відкачується конденсатними насосами. Взаємне розташування потоків пари і води може бути паралельним, протитечійним або поперечноточним. При противотоке теплообмін більш ефективний.

Оскільки в конденсат потрапляє охолоджуюча вода з розчиненим у ній повітрям і іншими домішками, така суміш не може бути використана для сучасних парових котлів, які висувають високі вимоги до підготовки живильної води. Тому що змішують конденсатори застосовуються або в малих парових і холодильних машинах, або в системах охолодження з т. Зв. «Сухими градирнями», де роль охолоджувачів виконують закриті радіатори. Тому що охолоджує вода, проходячи через радіатори, мало забруднюється і може бути приєднана до потоку конденсату.

поверхневі конденсатори

У поверхневих конденсаторах немає прямого контакту конденсату з охолоджувальною водою, тому вони застосовуються для будь-яких систем прямого і оборотного охолодження, в тому числі і з охолодженням морською водою.

Мал. 2. Схема пристрою поверхневого конденсатора.

У корпусі 1 поверхневого конденсатора встановлені трубні дошки 2, в отвори яких завальцьовані тонкостінні трубки 3. Охолоджуюча поверхня конденсатора утворюється сукупністю поверхонь трубок, які називаються «трубними пучками». Трубки виконуються з латуні або нержавіючої сталі, вони мають, як правило, діаметр 24-28 мм і товщину 1-2 мм. Місця вальцювання - основний шлях потрапляння домішок в конденсат. Простір між трубними дошками і бічними стінками конденсатора 4 являють собою водяні камери 5 і можуть бути розділені перегородками на кілька відділень. Охолоджуюча циркуляційна вода підводиться під напором через патрубок 6 до нижнього відсіку водяний камери, проходить по трубках в поворотну камеру, проходить по іншому пучку трубок і видаляється через патрубок 7. При цьому вода нагрівається приблизно на 10 ° C. Такий конденсатор називається двухходовим. Можуть бути також одноходові, триходові і навіть четирёхходовие конденсатори. Одноходові конденсатори застосовуються, як правило, в суднових установках, де збільшення витрати охолоджуючої води не має практичного значення, а також в конденсаторах турбоустановок АЕС, де цього вимагають відповідні техніко-економічними міркуваннями.

Пар входить в конденсатор через горловину 8 циліндра низького тиску турбіни, потрапляє на холодну поверхню трубок 3, конденсується, стікає вниз і скупчується в збірці конденсату 9, звідки відкачується конденсатними насосами. Велика частина пара (понад 99%) конденсується в т. Н. зоні масової конденсації, куди проникає порівняно мало повітря. Температура насиченої пари не перевищує зазвичай 50-60 ° C. У зоні охолодження парціальний тиск пара менше і температура пароповітряної суміші нижче. У цій зоні можливе переохолодження конденсату, що несприятливо позначається на ефективності установки в цілому. Зону охолодження відокремлюють перегородкою.

експлуатація конденсаторів

Приклад системи шарикоочистки.

У конденсаторах турбін ТЕЦ влаштовують окремий вбудований пучок, який в літній час використовується для охолодження, а в зимовий час - для попереднього підігріву мережної води. При цьому система охолодження може бути повністю відключена, так як на ТЕЦ взимку в конденсатор потрапляє невелика кількість пара - в основному він використовується для теплофікації.

В процесі роботи поверхню трубок конденсатора, в які надходить вода з водойм (річок, ставків, озер і т. Д.), Забруднюється біологічними і мінеральними відкладами, що погіршує економічність роботи турбін. Щоб уникнути обростання водяного тракту біологічними організмами охолоджуючу воду зазвичай хлорують. У замкнутих системах охолодження доцільно проводити «продування», тобто додавання свіжої води. Фільтрація охолоджуючої води, як правило, неекономічна через величезної витрати води. Більшість сучасних конструкцій конденсаторів дозволяє виробляти механічну очистку частини трубок без перерви роботи з відключенням деяких пучків. Широко застосовуються також системи очищення конденсаторів еластичними кульками з пористої гуми, які прогоняются по трубках напором води.

література

Дивитися що таке "Конденсатор (теплотехніка)" в інших словниках:

Конденсатор (значення) - конденсатор: Електричний конденсатор, ємність. Конденсатор (теплотехніка) конденсатор, холодильник елемент лабораторної установки, призначений для відбирання тепла від газового потоку з метою осадження з нього рідини. ... ... Вікіпедія

Парова турбіна - Монтаж ротора парової турбіни, виробництва компанії Siemens, Німеччина ... Вікіпедія

ХОЛОДИЛЬНА ТЕХНІКА - розділ техніки, що охоплює питання відводу тепла від об'єктів або обсягів, які потрібно підтримувати при температурах нижче температури навколишнього середовища. Теплота, за визначенням, це енергія, перенесення якої обумовлений різницею температур; ... ... Енциклопедія Кольєра

Тепловий насос - Повітряний тепловий насос Тепловий насос пристрій для перенесення теплової енергії від джерела низькопотенційної теплової енергії (з низькою температурою) до споживача (теплоносія) з більш високою ... Вікіпедія

Теплоенергетика - I Теплоенергетика галузь теплотехніки (Див. Теплотехніка), що займається перетворенням теплоти в ін. Види енергії, головним чином в механічну і електричну. Для генерування механічної енергії за рахунок теплоти служать теплосилові ... Велика радянська енциклопедія

Термопара - Схема термопари. При температурі спаю нихрома і алюміній нікелю рівній 300 ° C термоерс становить 12,2 мВ ... Вікіпедія

Схожі статті

Попередня ◈ Наступна