Povrchový parní kondenzátor je zařízení, které ochlazuje a kondenzuje výfukový páru z párové turbíny v tepelné elektrárně nebo jiných aplikacích, které používají páru. Hlavním účelem povrchového parního kondenzátoru je zvýšit efektivitu turbíny tím, že vytvoří nízkotlakou atmosféru u výstupu turbíny, a navrátí čistou vodu z páry pro opětovné použití jako kotle vedlejší voda.
Povrchový parní kondenzátor se skládá z pláště, který obsahuje velké množství trubek, skrz které protéká chladicí voda. Výfukový pára prochází přes trubky a předává své teplo chladicí vodě, což vede k kondenzaci páry na kapalnou vodu. Kondenzovaná voda, také známá jako kondenzát, se shromažďuje na dně pláště a je vyčerpána čerpadlem pro vedení kondenzátu. Chladicí voda, která absorbuje teplo z páry, opouští plášť a je cirkulována skrze chladicí věž nebo jiný systém odvodu tepla.
Povrchový parní kondenzátor také vyžaduje čerpadlo pro vysávání vzduchu, které odstraňuje vzduch a jiné nekondenzovatelné plyny z pláště. Tím se vytvoří vakuum uvnitř pláště, což snižuje tlak a teplotu výfukového páry a zlepšuje proces přenosu tepla a kondenzace.
Existují různé typy a designy povrchových parních kondenzátorů, v závislosti na směru toku páry a chladicí vody, počtu průchodů chladicí vody a dalších faktorech. V tomto článku budeme diskutovat o některých běžných typech povrchových parních kondenzátorů a jejich výhodách a nevýhodách.
Dvouprůchodový povrchový kondenzátor je typ povrchového kondenzátoru, ve kterém chladicí voda protéká trubkami dvakrát, jednou od jednoho konce k druhému a pak zpět od druhého konce k původnímu konci. Výfukový pára vstupuje z horní části pláště a protéká přes trubky, jak je znázorněno na obrázku níže.
Výhody dvouprůchodového povrchového kondenzátoru jsou:
Má jednoduchý design a konstrukci.
Má vysoký koeficient přenosu tepla díky protisměrnému uspořádání páry a chladicí vody.
Má nízký tlakový spád přes trubky díky krátké délce trubek.
Nevýhody dvouprůchodového povrchového kondenzátoru jsou:
Vyžaduje více chladicí vody než jednopráhový povrchový kondenzátor pro stejnou množství páry.
Má vyšší riziko zakládání trubek díky delšímu kontaktu mezi chladicí vodou a stěnou trubky.
Má nižší efektivitu vakuu díky vyšší rozdílu teplot mezi vstupní a výstupní chladicí vodou.
Víceprůchodový povrchový kondenzátor je typ povrchového kondenzátoru, ve kterém chladicí voda protéká více než dvěma průchody rovnoběžně skrz různé sekce trubek. Výfukový pára vstupuje z jedné strany pláště a protéká přes všechny sekce trubek, jak je znázorněno na obrázku níže.
Výhody víceprůchodového povrchového kondenzátoru jsou:
Má vyšší rychlost přenosu tepla než dvouprůchodový povrchový kondenzátor díky větší ploše kontaktu mezi párou a chladicí vodou.
Má nižší tlakový spád přes trubky díky kratší délce trubek v každém průchodu.
Má vyšší efektivitu vakuu díky menšímu rozdílu teplot mezi vstupní a výstupní chladicí vodou.
Nevýhody víceprůchodového povrchového kondenzátoru jsou:
Má složitější design a konstrukci než dvouprůchodový povrchový kondenzátor.
Vyžaduje více chladicí vody než dvouprůchodový povrchový kondenzátor pro stejnou množství páry.
Má vyšší riziko zakládání trubek díky více průchodům chladicí vody.
Sestupný povrchový kondenzátor je typ povrchového kondenzátoru, ve kterém výfukový pára vstupuje z horní části pláště a protéká dolů přes trubky. Chladicí voda vstupuje z jednoho konce pláště a protéká trubkami v jednom směru. Kondenzovaná voda se shromažďuje na dně pláště a je vyčerpána čerpadlem pro vedení kondenzátu. Čerpadlo pro vysávání vzduchu je umístěno v nejnižším bodě pláště, jak je znázorněno na obrázku níže.
Centrální tok povrchového kondenzátoru je typ povrchového kondenzátoru, ve kterém výfukový pára vstupuje z horní části pláště a protéká radiálně směrem k centru hnízda trubek, kde je umístěno čerpadlo pro vysávání vzduchu. Chladicí voda vstupuje z jednoho konce pláště a protéká trubkami v jednom směru, jak je znázorněno na obrázku níže.
Výhody centrálního toku povrchového kondenzátoru jsou:
Má lepší distribuci páry na povrchu trubek než sestupný povrchový kondenzátor, protože pára má přístup k celé periferii trubek.
Má nižší riziko akumulace vzduchu a korozí než sestupný povrchový kondenzátor, protože vzduch je vysáván z centra hnízda trubek.
Má nižší tlakový spád přes trubky než sestupný povrchový kondenzátor, protože délka trubek je kratší.
Nevýhody centrálního toku povrchového kondenzátoru jsou:
Má složitější design a konstrukci než sestupný povrchový kondenzátor, protože vyžaduje volútový odlitek kolem hnízda trubek, aby směroval proud páry radiálně směrem k centru.
Má nižší koeficient přenosu tepla než dvouprůchodový nebo víceprůchodový povrchový kondenzátor, protože pára a chladicí voda protékají rovnoběžně místo protisměrně.
Má vyšší riziko zakládání trubek než dvouprůchodový nebo víceprůchodový povrchový kondenzátor, protože chladicí voda protéká pouze jednou skrz trubky.
