سطحی بخار خنک کن دستگاهی است که بخار خروجی از توربین بخار در یک نیروگاه حرارتی یا سایر کاربردهایی که از بخار استفاده میکنند را خنک و فشرده میکند. هدف اصلی یک بخار خنک کن سطحی افزایش کارایی توربین با ایجاد محیطی با فشار پایین در خروجی توربین و بازیابی آب خالص از بخار برای مجدد استفاده به عنوان آب ورودی دیگ است.
یک بخار خنک کن سطحی شامل یک پوسته است که شامل تعداد زیادی لوله است که آب خنک کن از طریق آنها جریان دارد. بخار خروجی از روی لولهها عبور میکند و گرما را به آب خنک کن منتقل میکند، که منجر به تبخیر بخار به آب مایع میشود. آب تبخیر شده، که به آب تبخیر شده معروف است، در پایین پوسته جمعآوری شده و توسط پمپ استخراج تبخیر شده خارج میشود. آب خنک کن، که گرما را از بخار جذب میکند، از پوسته خارج میشود و از طریق یک برج خنک کن یا سایر سیستمهای ردیابی گرما دوباره جریان پیدا میکند.
یک بخار خنک کن سطحی همچنین نیاز به یک پمپ استخراج هوا دارد که هوا و گازهای غیرقابل تبخیر را از پوسته خارج میکند. این عمل یک خلاء در داخل پوسته ایجاد میکند که فشار و دمای بخار خروجی را کاهش میدهد و فرآیند انتقال گرما و تبخیر را بهبود میبخشد.
نوعها و طراحیهای مختلفی از بخار خنک کنهای سطحی وجود دارد که بسته به جهت جریان بخار و آب خنک کن، تعداد گذر آب خنک کن و عوامل دیگر متفاوت است. در این مقاله، ما برخی از نوعهای رایج بخار خنک کنهای سطحی و مزایا و معایب آنها را بررسی خواهیم کرد.
یک بخار خنک کن دو جریانی سطحی نوعی بخار خنک کن سطحی است که آب خنک کن از طریق لولهها دو بار جریان دارد، یک بار از یک سمت به سمت دیگر و سپس از سمت دیگر به سمت اصلی. بخار خروجی از بالای پوسته وارد شده و از روی لولهها عبور میکند، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.
مزایای یک بخار خنک کن دو جریانی سطحی عبارتند از:
طراحی و ساخت ساده دارد.
ضریب انتقال گرمای بالایی دارد به دلیل ترتیب جریان متقابل بخار و آب خنک کن.
فشار کمی در طول لولهها دارد به دلیل طول کوتاه لولهها.
معایب یک بخار خنک کن دو جریانی سطحی عبارتند از:
نیاز به آب خنک کن بیشتری نسبت به یک بخار خنک کن یک جریانی سطحی برای مقدار یکسان بخار دارد.
ریسک بالاتری از آلودگی لولهها دارد به دلیل زمان تماس طولانیتر بین آب خنک کن و دیواره لوله.
کارایی خلاء پایینتری دارد به دلیل تفاوت دمای بالاتر بین ورودی و خروجی آب خنک کن.
یک بخار خنک کن چند جریانی سطحی نوعی بخار خنک کن سطحی است که آب خنک کن از طریق بیش از دو گذر موازی از طریق بخشهای مختلف لولهها جریان دارد. بخار خروجی از یک طرف پوسته وارد شده و از روی تمام بخشهای لولهها عبور میکند، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.
مزایای یک بخار خنک کن چند جریانی سطحی عبارتند از:
نرخ انتقال گرمای بالاتری نسبت به یک بخار خنک کن دو جریانی سطحی دارد به دلیل مساحت تماس بیشتر بین بخار و آب خنک کن.
فشار کمتری در طول لولهها دارد به دلیل طول کوتاهتر لولهها در هر گذر.
کارایی خلاء بالاتری دارد به دلیل تفاوت دمای کمتر بین ورودی و خروجی آب خنک کن.
معایب یک بخار خنک کن چند جریانی سطحی عبارتند از:
طراحی و ساخت پیچیدهتری نسبت به یک بخار خنک کن دو جریانی سطحی دارد.
نیاز به آب خنک کن بیشتری نسبت به یک بخار خنک کن دو جریانی سطحی برای مقدار یکسان بخار دارد.
ریسک بالاتری از آلودگی لولهها دارد به دلیل گذر بیشتر آب خنک کن.
یک بخار خنک کن جریان پایینی سطحی نوعی بخار خنک کن سطحی است که بخار خروجی از بالای پوسته وارد شده و از روی لولهها به سمت پایین جریان دارد. آب خنک کن از یک طرف پوسته وارد شده و از طریق لولهها در یک جهت جریان دارد. آب تبخیر شده در پایین پوسته جمعآوری شده و توسط پمپ استخراج تبخیر شده خارج میشود. پمپ استخراج هوا در پایینترین نقطه پوسته قرار دارد، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.
یک بخار خنک کن جریان مرکزی سطحی نوعی بخار خنک کن سطحی است که بخار خروجی از بالای پوسته وارد شده و به سمت مرکز لولهها به صورت شعاعی جریان دارد، جایی که پمپ استخراج هوا قرار دارد. آب خنک کن از یک طرف پوسته وارد شده و از طریق لولهها در یک جهت جریان دارد، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.
مزایای یک بخار خنک کن جریان مرکزی سطحی عبارتند از:
توزیع بهتر بخار روی سطح لولهها نسبت به یک بخار خنک کن جریان پایینی سطحی دارد، زیرا بخار به کل محیط لولهها دسترسی دارد.
ریسک پایینتری از تجمع هوا و فرسایش نسبت به یک بخار خنک کن جریان پایینی سطحی دارد، زیرا هوا از مرکز لولهها استخراج میشود.
فشار کمتری در طول لولهها نسبت به یک بخار خنک کن جریان پایینی سطحی دارد، زیرا طول لولهها کوتاهتر است.
معایب یک بخار خنک کن جریان مرکزی سطحی عبارتند از:
طراحی و ساخت پیچیدهتری نسبت به یک بخار خنک کن جریان پایینی سطحی دارد، زیرا نیاز به یک قالب دوار حول لولهها برای هدایت جریان بخار به صور
