Un condenseur de vapeur à surface condenseur de vapeur à surface est un dispositif qui refroidit et condense la vapeur d'échappement d'une turbine à vapeur dans une centrale thermique ou d'autres applications utilisant de la vapeur. L'objectif principal d'un condenseur de vapeur à surface est d'augmenter l'efficacité de la turbine en créant un environnement de basse pression à la sortie de la turbine et de récupérer l'eau pure de la vapeur pour une réutilisation comme eau d'alimentation de la chaudière.
Un condenseur de vapeur à surface se compose d'une coquille contenant un grand nombre de tubes à travers lesquels circule l'eau de refroidissement. La vapeur d'échappement passe sur les tubes et transfère sa chaleur à l'eau de refroidissement, entraînant la condensation de la vapeur en eau liquide. L'eau condensée, également appelée condensat, est collectée au fond de la coquille et pompée par une pompe d'extraction de condensat. L'eau de refroidissement, qui absorbe la chaleur de la vapeur, sort de la coquille et est circulée à travers une tour de refroidissement ou un autre système de rejet de chaleur.
Un condenseur de vapeur à surface nécessite également une pompe d'extraction d'air qui élimine l'air et d'autres gaz non condensables de la coquille. Cela crée un vide à l'intérieur de la coquille, ce qui abaisse la pression et la température de la vapeur d'échappement et améliore le transfert de chaleur et le processus de condensation.
Il existe différents types et designs de condenseurs de vapeur à surface, en fonction du sens d'écoulement de la vapeur et de l'eau de refroidissement, du nombre de passes de l'eau de refroidissement et d'autres facteurs. Dans cet article, nous discuterons de certains des types courants de condenseurs de vapeur à surface et de leurs avantages et inconvénients.
Un condenseur de vapeur à double flux est un type de condenseur de vapeur à surface dans lequel l'eau de refroidissement circule deux fois à travers les tubes, une fois d'une extrémité à l'autre, puis de retour de l'autre extrémité à l'extrémité d'origine. La vapeur d'échappement entre par le haut de la coquille et s'écoule sur les tubes, comme indiqué dans la figure ci-dessous.
Les avantages d'un condenseur de vapeur à double flux sont :
Il a un design et une construction simples.
Il a un coefficient de transfert de chaleur élevé en raison de l'arrangement en contre-courant de la vapeur et de l'eau de refroidissement.
Il a une faible perte de pression à travers les tubes en raison de la courte longueur des tubes.
Les inconvénients d'un condenseur de vapeur à double flux sont :
Il nécessite plus d'eau de refroidissement qu'un condenseur de vapeur à simple flux pour la même quantité de vapeur.
Il a un risque plus élevé de colmatage des tubes en raison du temps de contact plus long entre l'eau de refroidissement et la paroi des tubes.
Il a une efficacité de vide plus faible en raison de la différence de température plus élevée entre l'eau de refroidissement d'entrée et de sortie.
Un condenseur de vapeur à flux multiples est un type de condenseur de vapeur à surface dans lequel l'eau de refroidissement circule à travers plus de deux passes en parallèle à travers différentes sections de tubes. La vapeur d'échappement entre d'un côté de la coquille et s'écoule sur toutes les sections de tubes, comme indiqué dans la figure ci-dessous.
Les avantages d'un condenseur de vapeur à flux multiples sont :
Il a un taux de transfert de chaleur plus élevé qu'un condenseur de vapeur à double flux en raison d'une plus grande surface de contact entre la vapeur et l'eau de refroidissement.
Il a une perte de pression plus faible à travers les tubes en raison de la plus courte longueur des tubes dans chaque passe.
Il a une efficacité de vide plus élevée en raison de la plus faible différence de température entre l'eau de refroidissement d'entrée et de sortie.
Les inconvénients d'un condenseur de vapeur à flux multiples sont :
Il a un design et une construction plus complexes qu'un condenseur de vapeur à double flux.
Il nécessite plus d'eau de refroidissement qu'un condenseur de vapeur à double flux pour la même quantité de vapeur.
Il a un risque plus élevé de colmatage des tubes en raison de plus de passes d'eau de refroidissement.
Un condenseur de vapeur à écoulement descendant est un type de condenseur de vapeur à surface dans lequel la vapeur d'échappement entre par le haut de la coquille et s'écoule vers le bas sur les tubes. L'eau de refroidissement entre d'une extrémité de la coquille et s'écoule à travers les tubes dans un seul sens. L'eau condensée est collectée au fond de la coquille et est pompée par une pompe d'extraction de condensat. La pompe d'extraction d'air est située au point le plus bas de la coquille, comme indiqué dans la figure ci-dessous.
Un condenseur de vapeur à écoulement central est un type de condenseur de vapeur à surface dans lequel la vapeur d'échappement entre par le haut de la coquille et s'écoule radialement vers le centre du nid de tubes, où se trouve la pompe d'extraction d'air. L'eau de refroidissement entre d'une extrémité de la coquille et s'écoule à travers les tubes dans un seul sens, comme indiqué dans la figure ci-dessous.
Les avantages d'un condenseur de vapeur à écoulement central sont :
Il a une meilleure distribution de la vapeur sur la surface des tubes qu'un condenseur de vapeur à écoulement descendant, car la vapeur a accès à toute la périphérie des tubes.
Il a un risque moindre d'accumulation d'air et de corrosion qu'un condenseur de vapeur à écoulement descendant, car l'air est extrait du centre du nid de tubes.
Il a une perte de pression plus faible à travers les tubes qu'un condenseur de vapeur à écoulement descendant, car la longueur des tubes est plus courte.
Les inconvénients d'un condenseur de vapeur à écoulement central sont :
Il a un design et une construction plus complexes qu'un condenseur de vapeur à écoulement descendant, car il nécessite un coulage en forme de volute autour du nid de tubes pour diriger l'écoulement de la vapeur radialement vers l'intérieur.
Il a un coefficient de transfert de chaleur plus faible qu'un condenseur de vapeur à double flux ou à flux multiples, car la vapeur et l'eau de refroidissement s'écoulent en parallèle plutôt qu'en contre-courant.
Il a un risque plus élevé de colmatage des tubes qu'un condenseur de vapeur à double flux ou à flux multiples, car l'eau de refroidissement ne s'écoule qu'une seule fois à travers les tubes.
Un condenseur de vapeur à écoulement inversé est un type de condenseur de vapeur à surface dans lequel la vapeur d'échappement entre près du fond de la coquille et s'écoule vers le haut sur les tubes. L'eau de refroidissement entre d'une extrémité de la coquille et s'écoule à travers les tubes dans un seul sens. L'eau condensée est collectée au fond de la coquille et est pompée par une pompe d'extraction de condensat. La pompe d'extraction d'air est située en haut de la coquille, comme indiqué dans la figure ci-dessous.
Les avantages d'un condenseur de vapeur à écoulement inversé sont :
