Was ist ein Oberflächenkondensator?
Ein Oberflächen-Dampfkondensator besteht aus einem Gehäuse, das eine große Anzahl von Rohren enthält, durch die Kühlwasser fließt. Der Abgabedampf strömt über die Rohre und überträgt seine Wärme an das Kühlwasser, was zur Kondensation des Dampfs in flüssiges Wasser führt. Das kondensierte Wasser, auch Kondensat genannt, wird am Boden des Gehäuses gesammelt und von einer Kondensatauswurfspumpe abgepumpt. Das Kühlwasser, das die Wärme vom Dampf absorbiert, verlässt das Gehäuse und wird durch einen Kühlturm oder ein anderes Wärmeableitungssystem zirkuliert.
Ein Oberflächen-Dampfkondensator erfordert auch eine Luftabsaugpumpe, die Luft und andere nicht-kondensierbare Gase aus dem Gehäuse entfernt. Dies schafft im Gehäuse einen Vakuum, was den Druck und die Temperatur des Abgabedampfs senkt und den Wärmeübertragungs- und Kondensationsprozess verbessert.
Es gibt verschiedene Arten und Designs von Oberflächen-Dampfkondensatoren, je nach Strömungsrichtung des Dampfes und des Kühlwassers, der Anzahl der Durchgänge des Kühlwassers und anderen Faktoren. In diesem Artikel werden einige der gängigen Arten von Oberflächen-Dampfkondensatoren und ihre Vor- und Nachteile besprochen.
Zwei-Strömungs-Oberflächenkondensator
Ein Zwei-Strömungs-Oberflächenkondensator ist eine Art von Oberflächenkondensator, bei dem das Kühlwasser zweimal durch die Rohre fließt, einmal von einem Ende zum anderen und dann zurück vom anderen Ende zum ursprünglichen Ende. Der Abgabedampf tritt oben am Gehäuse ein und fließt über die Rohre, wie in der Abbildung unten dargestellt.
Die Vorteile eines Zwei-Strömungs-Oberflächenkondensators sind:
Er hat ein einfaches Design und Bau.
Er hat einen hohen Wärmeübergangskoeffizienten aufgrund der Gegenströmungsanordnung von Dampf und Kühlwasser.
Er hat einen geringen Druckverlust über die Rohre aufgrund der kurzen Rohrlänge.
Die Nachteile eines Zwei-Strömungs-Oberflächenkondensators sind:
Er erfordert mehr Kühlwasser als ein Ein-Strömungs-Oberflächenkondensator für die gleiche Menge Dampf.
Er hat ein höheres Risiko von Rohrverschmutzung aufgrund der längeren Kontaktzeit zwischen Kühlwasser und Rohrwand.
Er hat eine geringere Vakuumeffizienz aufgrund des größeren Temperaturunterschieds zwischen Ein- und Ausgangskühlwasser.
Mehrströmungs-Oberflächenkondensator
Ein Mehrströmungs-Oberflächenkondensator ist eine Art von Oberflächenkondensator, bei dem das Kühlwasser durch mehr als zwei Durchgänge parallel durch verschiedene Rohrabschnitte fließt. Der Abgabedampf tritt von einer Seite des Gehäuses ein und fließt über alle Rohrabschnitte, wie in der Abbildung unten dargestellt.
Die Vorteile eines Mehrströmungs-Oberflächenkondensators sind:
Er hat eine höhere Wärmeübertragungsrate als ein Zwei-Strömungs-Oberflächenkondensator aufgrund der größeren Kontaktfläche zwischen Dampf und Kühlwasser.
Er hat einen geringeren Druckverlust über die Rohre aufgrund der kürzeren Rohrlänge in jedem Durchgang.
Er hat eine höhere Vakuumeffizienz aufgrund des geringeren Temperaturunterschieds zwischen Ein- und Ausgangskühlwasser.
Die Nachteile eines Mehrströmungs-Oberflächenkondensators sind:
Er hat ein komplexeres Design und Bau als ein Zwei-Strömungs-Oberflächenkondensator.
Er erfordert mehr Kühlwasser als ein Zwei-Strömungs-Oberflächenkondensator für die gleiche Menge Dampf.
Er hat ein höheres Risiko von Rohrverschmutzung aufgrund der größeren Anzahl von Kühlwasser-Durchgängen.
Abwärtsströmender Oberflächenkondensator
Ein Abwärtsströmender Oberflächenkondensator ist eine Art von Oberflächenkondensator, bei dem der Abgabedampf oben am Gehäuse eintritt und über die Rohre hinunterfließt. Das Kühlwasser tritt von einem Ende des Gehäuses ein und fließt in einer Richtung durch die Rohre. Das kondensierte Wasser sammelt sich am Boden des Gehäuses und wird von einer Kondensatauswurfspumpe abgepumpt. Die Luftabsaugpumpe befindet sich am tiefsten Punkt des Gehäuses, wie in der Abbildung unten dargestellt.
Zentralströmungs-Oberflächenkondensator
Ein Zentralströmungs-Oberflächenkondensator ist eine Art von Oberflächenkondensator, bei dem der Abgabedampf oben am Gehäuse eintritt und radial nach innen in Richtung des Zentrums des Rohrbündels fließt, wo sich die Luftabsaugpumpe befindet. Das Kühlwasser tritt von einem Ende des Gehäuses ein und fließt in einer Richtung durch die Rohre, wie in der Abbildung unten dargestellt.
Die Vorteile eines Zentralströmungs-Oberflächenkondensators sind:
Er hat eine bessere Verteilung des Dampfes über die Rohroberfläche als ein Abwärtsströmender Oberflächenkondensator, da der Dampf Zugang zu der ganzen Peripherie der Rohre hat.
Er hat ein geringeres Risiko von Luftansammlung und Korrosion als ein Abwärtsströmender Oberflächenkondensator, da die Luft aus dem Zentrum des Rohrbündels abgesaugt wird.
Er hat einen geringeren Druckverlust über die Rohre als ein Abwärtsströmender Oberflächenkondensator, da die Rohrlänge kürzer ist.
Die Nachteile eines Zentralströmungs-Oberflächenkondensators sind:
Er hat ein komplexeres Design und Bau als ein Abwärtsströmender Oberflächenkondensator, da er eine Schnecke um das Rohrbündel benötigt, um den Dampfström radial nach innen zu leiten.
Er hat einen geringeren Wärmeübergangskoeffizienten als ein Zwei- oder Mehrströmungs-Oberflächenkondensator, da Dampf und Kühlwasser parallel und nicht gegenläufig fließen.
Er hat ein höheres Risiko von Rohrverschmutzung als ein Zwei- oder Mehrströmungs-Oberflächenkondensator, da das Kühlwasser nur einmal durch die Rohre fließt.
Umgekehrter Fluss-Oberflächenkondensator
Ein Umgekehrter Fluss-Oberflächenkondensator ist eine Art von Oberflächenkondensator, bei dem der Abgabedampf nahe dem Boden des Gehäuses eintritt und über die Rohre nach oben fließt. Das Kühlwasser tritt von einem Ende des Gehäuses ein und fließt in einer Richtung durch die Rohre. Das kondensierte Wasser sammelt sich am Boden des Gehäuses und wird von einer Kondensatauswurfspumpe abgepumpt. Die Luftabsaugpumpe befindet sich an der Spitze des Gehäuses, wie in der Abbildung unten dargestellt.
