چیست یک م.Condenser بخار سطحی؟

یک مبدل بخار سطحی مبدل بخار سطحی دستگاهی است که بخار خروجی از توربین بخار در یک نیروگاه حرارتی یا سایر کاربردهایی که از بخار استفاده می‌کنند، خنک و تراکم می‌شود. هدف اصلی یک مبدل بخار سطحی افزایش کارایی توربین با ایجاد محیط فشار پایین در خروجی توربین و بازیابی آب خالص از بخار برای استفاده مجدد به عنوان آب ورودی بویلر است.

یک مبدل بخار سطحی شامل یک پوسته است که حاوی تعداد زیادی لوله است که آب خنک‌کننده از طریق آن جریان می‌یابد. بخار خروجی از روی لوله‌ها عبور می‌کند و حرارت خود را به آب خنک‌کننده منتقل می‌کند، که منجر به تراکم بخار به آب مایع می‌شود. آب تراکم شده، که به آب تراکمی معروف است، در پایین پوسته جمع‌آوری شده و توسط پمپ استخراج آب تراکمی خارج می‌شود. آب خنک‌کننده که حرارت بخار را جذب می‌کند، از پوسته خارج شده و از طریق برج خنک‌کننده یا سیستم دیگری برای رد حرارت مداوم می‌گردد.

یک مبدل بخار سطحی همچنین نیاز به پمپ استخراج هوا دارد که هوا و گازهای غیرتراکم‌پذیر دیگر را از پوسته خارج می‌کند. این عمل باعث ایجاد خلاء در داخل پوسته می‌شود که فشار و دمای بخار خروجی را کاهش می‌دهد و فرآیند انتقال حرارت و تراکم را بهبود می‌بخشد.

نوع‌ها و طراحی‌های مختلفی از مبدل بخار سطحی وجود دارد که به جهت جریان بخار و آب خنک‌کننده، تعداد گذرهای آب خنک‌کننده و عوامل دیگر متغیر است. در این مقاله، برخی از انواع معمول مبدل بخار سطحی و مزایا و معایب آن‌ها را بررسی خواهیم کرد.

مبدل بخار سطحی دوگذر

مبدل بخار سطحی دوگذر نوعی مبدل بخار سطحی است که در آن آب خنک‌کننده دوبار از طریق لوله‌ها می‌گذرد، یک بار از یک سمت به سمت دیگر و سپس بازگشت از سمت دیگر به سمت اولیه. بخار خروجی از بالای پوسته وارد می‌شود و از روی لوله‌ها عبور می‌کند، مانند شکل زیر.

مزایای مبدل بخار سطحی دوگذر عبارتند از:

• طراحی و ساخت ساده دارد.

• ضریب انتقال حرارت بالایی دارد به دلیل ترتیب ضد جریان بخار و آب خنک‌کننده.

• فشار کمی در طول لوله‌ها دارد به دلیل طول کوتاه لوله‌ها.

معایب مبدل بخار سطحی دوگذر عبارتند از:

• برای مقدار مشابه بخار نسبت به مبدل بخار سطحی یک‌گذر نیاز به آب خنک‌کننده بیشتری دارد.

• خطر بیشتری از تلوث لوله‌ها دارد به دلیل زمان تماس طولانی‌تر بین آب خنک‌کننده و دیواره لوله.

• کارایی خلاء کمتری دارد به دلیل تفاوت دما بیشتر بین ورودی و خروجی آب خنک‌کننده.

مبدل بخار سطحی چندگذر

مبدل بخار سطحی چندگذر نوعی مبدل بخار سطحی است که در آن آب خنک‌کننده از طریق بیش از دو گذر در موازی از طریق بخش‌های مختلف لوله‌ها می‌گذرد. بخار خروجی از یک سمت پوسته وارد می‌شود و از روی تمام بخش‌های لوله‌ها عبور می‌کند، مانند شکل زیر.

مزایای مبدل بخار سطحی چندگذر عبارتند از:

• نرخ انتقال حرارت بالاتری نسبت به مبدل بخار سطحی دوگذر دارد به دلیل مساحت تماس بیشتر بین بخار و آب خنک‌کننده.

• فشار کمتری در طول لوله‌ها دارد به دلیل طول کوتاه‌تر لوله‌ها در هر گذر.

• کارایی خلاء بیشتری دارد به دلیل تفاوت دمای کمتر بین ورودی و خروجی آب خنک‌کننده.

معایب مبدل بخار سطحی چندگذر عبارتند از:

• طراحی و ساخت پیچیده‌تری نسبت به مبدل بخار سطحی دوگذر دارد.

• برای مقدار مشابه بخار نسبت به مبدل بخار سطحی دوگذر نیاز به آب خنک‌کننده بیشتری دارد.

• خطر بیشتری از تلوث لوله‌ها دارد به دلیل گذرهای بیشتر آب خنک‌کننده.

مبدل بخار سطحی پایین‌گذر

مبدل بخار سطحی پایین‌گذر نوعی مبدل بخار سطحی است که در آن بخار خروجی از بالای پوسته وارد می‌شود و روی لوله‌ها به سمت پایین می‌پیچد. آب خنک‌کننده از یک سمت پوسته وارد می‌شود و از طریق لوله‌ها در یک جهت جریان می‌یابد. آب تراکم شده در پایین پوسته جمع‌آوری شده و توسط پمپ استخراج آب تراکمی خارج می‌شود. پمپ استخراج هوا در نقطه پایین‌تر پوسته قرار دارد، مانند شکل زیر.

مبدل بخار سطحی مرکزی‌گذر

مبدل بخار سطحی مرکزی‌گذر نوعی مبدل بخار سطحی است که در آن بخار خروجی از بالای پوسته وارد می‌شود و به سمت مرکز لوله‌ها به صورت شعاعی می‌پیچد، جایی که پمپ استخراج هوا قرار دارد. آب خنک‌کننده از یک سمت پوسته وارد می‌شود و از طریق لوله‌ها در یک جهت جریان می‌یابد، مانند شکل زیر.

مزایای مبدل بخار سطحی مرکزی‌گذر عبارتند از:

• توزیع بهتری از بخار روی سطح لوله‌ها نسبت به مبدل بخار سطحی پایین‌گذر دارد، زیرا بخار به کل محیط لوله‌ها دسترسی دارد.

• خطر کمتری از تجمع هوا و فرسودگی نسبت به مبدل بخار سطحی پایین‌گذر دارد، زیرا هوا از مرکز لوله‌ها استخراج می‌شود.

• فشار کمتری در طول لوله‌ها نسبت به مبدل بخار سطحی پایین‌گذر دارد، زیرا طول لوله‌ها کوتاه‌تر است.

معایب مبدل بخار سطحی مرکزی‌گذر عبارتند از:

• طراحی و ساخت پیچیده‌تری نسبت به مبدل بخار سطحی پایین‌گذر دارد، زیرا نیاز به یک قالب مارپیچ حول لوله‌ها برای هدایت جریان بخار به صورت شعاعی به سمت مرکز دارد.

• ضریب انتقال حرارت کمتری نسبت به مبدل بخار سطحی دوگذر یا چندگذر دارد، زیرا بخار و آب خنک‌کننده به صورت موازی و نه ضد جریان می‌گردند.

• خطر بیشتری از تلوث لوله‌