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Una superficie condensadora de vapor es un dispositivo que enfría y condensa el vapor de escape de una turbina de vapor en una central térmica u otras aplicaciones que utilizan vapor. El propósito principal de una condensadora de vapor de superficie es aumentar la eficiencia de la turbina creando un entorno de baja presión en la salida de la turbina y recuperar el agua pura del vapor para reutilizarla como agua de alimentación de la caldera.

Una condensadora de vapor de superficie consta de una carcasa que contiene un gran número de tubos por los que fluye el agua de refrigeración. El vapor de escape pasa sobre los tubos y transfiere su calor al agua de refrigeración, lo que resulta en la condensación del vapor en agua líquida. El agua condensada, también conocida como condensado, se recoge en la parte inferior de la carcasa y se bombea fuera mediante una bomba de extracción de condensado. El agua de refrigeración, que absorbe el calor del vapor, sale de la carcasa y se circula a través de una torre de refrigeración u otro sistema de rechazo de calor.

Una condensadora de vapor de superficie también requiere una bomba de extracción de aire que elimina el aire y otros gases no condensables de la carcasa. Esto crea un vacío dentro de la carcasa, lo que reduce la presión y la temperatura del vapor de escape y mejora el proceso de transferencia de calor y condensación.

Existen diferentes tipos y diseños de condensadoras de vapor de superficie, dependiendo de la dirección de flujo del vapor y el agua de refrigeración, el número de pasadas del agua de refrigeración y otros factores. En este artículo, discutiremos algunos de los tipos comunes de condensadoras de vapor de superficie y sus ventajas y desventajas.

Condensadora de vapor de dos pasos

Una condensadora de vapor de dos pasos es un tipo de condensadora de superficie en la que el agua de refrigeración fluye a través de los tubos dos veces, una vez de un extremo a otro, y luego de vuelta desde el otro extremo al original. El vapor de escape entra por la parte superior de la carcasa y fluye sobre los tubos, como se muestra en la figura siguiente.

Las ventajas de una condensadora de vapor de dos pasos son:

• Tiene un diseño y construcción sencillos.

• Tiene un coeficiente de transferencia de calor alto debido a la disposición en contraflujo del vapor y el agua de refrigeración.

• Tiene una caída de presión baja a través de los tubos debido a la longitud corta de los tubos.

Las desventajas de una condensadora de vapor de dos pasos son:

• Requiere más agua de refrigeración que una condensadora de un solo paso para la misma cantidad de vapor.

• Tiene un mayor riesgo de incrustación de tubos debido al tiempo de contacto más largo entre el agua de refrigeración y la pared del tubo.

• Tiene una eficiencia de vacío menor debido a la diferencia de temperatura mayor entre el agua de entrada y salida de refrigeración.

Condensadora de vapor de múltiples pasos

Una condensadora de vapor de múltiples pasos es un tipo de condensadora de superficie en la que el agua de refrigeración fluye a través de más de dos pasadas en paralelo a través de diferentes secciones de tubos. El vapor de escape entra por un lado de la carcasa y fluye sobre todas las secciones de tubos, como se muestra en la figura siguiente.

Las ventajas de una condensadora de vapor de múltiples pasos son:

• Tiene una tasa de transferencia de calor más alta que una condensadora de dos pasos debido a un área de contacto mayor entre el vapor y el agua de refrigeración.

• Tiene una caída de presión menor a través de los tubos debido a la longitud más corta de los tubos en cada pasada.

• Tiene una eficiencia de vacío mayor debido a la diferencia de temperatura menor entre el agua de entrada y salida de refrigeración.

Las desventajas de una condensadora de vapor de múltiples pasos son:

• Tiene un diseño y construcción más complejos que una condensadora de dos pasos.

• Requiere más agua de refrigeración que una condensadora de dos pasos para la misma cantidad de vapor.

• Tiene un mayor riesgo de incrustación de tubos debido a más pasadas de agua de refrigeración.

Condensadora de vapor descendente

Una condensadora de vapor descendente es un tipo de condensadora de superficie en la que el vapor de escape entra por la parte superior de la carcasa y fluye hacia abajo sobre los tubos. El agua de refrigeración entra por un extremo de la carcasa y fluye a través de los tubos en una dirección. El agua condensada se recoge en la parte inferior de la carcasa y se bombea fuera mediante una bomba de extracción de condensado. La bomba de extracción de aire está ubicada en el punto más bajo de la carcasa, como se muestra en la figura siguiente.

Condensadora de vapor de flujo central

Una condensadora de vapor de flujo central es un tipo de condensadora de superficie en la que el vapor de escape entra por la parte superior de la carcasa y fluye radialmente hacia el centro del nido de tubos, donde está ubicada la bomba de extracción de aire. El agua de refrigeración entra por un extremo de la carcasa y fluye a través de los tubos en una dirección, como se muestra en la figura siguiente.

Las ventajas de una condensadora de vapor de flujo central son:

• Tiene una mejor distribución de vapor sobre la superficie de los tubos que una condensadora de flujo descendente, ya que el vapor tiene acceso a toda la periferia de los tubos.

• Tiene un menor riesgo de acumulación de aire y corrosión que una condensadora de flujo descendente, ya que el aire se extrae del centro del nido de tubos.

• Tiene una menor caída de presión a través de los tubos que una condensadora de flujo descendente, ya que la longitud de los tubos es más corta.

Las desventajas de una condensadora de vapor de flujo central son:

• Tiene un diseño y construcción más complejos que una condensadora de flujo descendente, ya que requiere un voladizo alrededor del nido de tubos para dirigir el flujo de vapor radialmente hacia adentro.

• Tiene un coeficiente de transferencia de calor menor que una condensadora de dos pasos o de múltiples pasos, ya que el vapor y el agua de refrigeración fluyen en paralelo en lugar de en contraflujo.

• Tiene un mayor riesgo de incrustación de tubos que una condensadora de dos pasos o de múltiples pasos, ya que el agua de refrigeración fluye solo una vez a través de los tubos.

Condensadora de vapor invertida

Una condensadora de vapor invertida es un tipo de condensadora de superficie en la que el vapor de escape entra cerca de la parte inferior de la carcasa y fluye hacia arriba sobre los tubos. El agua de refrigeración entra por un extremo de la carcasa y fluye a través de los tubos en una dirección. El agua condensada se recoge en la parte inferior de la carcasa y se bombea fuera mediante una bomba de extracción de condensado. La bomba de extracción de aire está ubicada en la parte superior de la carcasa, como se muestra en la figura siguiente.

Las ventajas de una condensadora de vapor invertida son:

• Tiene un coeficiente de transferencia de calor mayor que una condensadora de flujo central o descendente, ya que el vapor y el agua de refrigeración fluyen en contraflujo en lugar de en paralelo.