Cosa è un condensatore a vapore di superficie?

Un condensatore a vapore di superficie condensatore a vapore di superficie è un dispositivo che raffredda e condensa il vapore di scarico da una turbina a vapore in una centrale termoelettrica o in altre applicazioni che utilizzano vapore. Lo scopo principale di un condensatore a vapore di superficie è aumentare l'efficienza della turbina creando un ambiente a bassa pressione all'uscita della turbina e recuperare l'acqua pura dal vapore per riutilizzarla come acqua di alimentazione del bollitore.

Un condensatore a vapore di superficie è composto da una carcassa che contiene un gran numero di tubi attraverso i quali scorre l'acqua di raffreddamento. Il vapore di scarico passa sui tubi e trasferisce il suo calore all'acqua di raffreddamento, causando la condensazione del vapore in acqua liquida. L'acqua condensata, nota anche come condensato, viene raccolta nella parte inferiore della carcassa e pompata fuori da una pompa di estrazione del condensato. L'acqua di raffreddamento, che assorbe il calore dal vapore, esce dalla carcassa e viene circolata attraverso una torre di raffreddamento o altri sistemi di rifiuto del calore.

Un condensatore a vapore di superficie richiede anche una pompa di estrazione dell'aria che rimuove l'aria e altri gas non condensabili dalla carcassa. Questo crea un vuoto all'interno della carcassa, che abbassa la pressione e la temperatura del vapore di scarico e migliora il trasferimento di calore e il processo di condensazione.

Esistono diversi tipi e progetti di condensatori a vapore di superficie, a seconda della direzione di flusso del vapore e dell'acqua di raffreddamento, del numero di passaggi dell'acqua di raffreddamento e di altri fattori. In questo articolo, discuteremo alcuni dei tipi comuni di condensatori a vapore di superficie e i loro vantaggi e svantaggi.

Condensatore a doppio flusso di superficie

Un condensatore a doppio flusso di superficie è un tipo di condensatore a superficie in cui l'acqua di raffreddamento scorre attraverso i tubi due volte, una volta da un'estremità all'altra e poi di nuovo dall'altra estremità all'estremità originale. Il vapore di scarico entra dalla parte superiore della carcassa e scorre sui tubi, come mostrato nella figura sottostante.

I vantaggi di un condensatore a doppio flusso di superficie sono:

• Ha un design e una costruzione semplici.

• Ha un coefficiente di trasferimento di calore elevato grazie all'impiego di un sistema di flusso contrapposto tra vapore e acqua di raffreddamento.

• Ha una caduta di pressione bassa attraverso i tubi a causa della lunghezza dei tubi ridotta.

Gli svantaggi di un condensatore a doppio flusso di superficie sono:

• Richiede più acqua di raffreddamento di un condensatore a singolo flusso per la stessa quantità di vapore.

• Ha un rischio maggiore di incrostazione dei tubi a causa del tempo di contatto più lungo tra l'acqua di raffreddamento e la parete del tubo.

• Ha un'efficienza del vuoto inferiore a causa della differenza di temperatura maggiore tra l'acqua di raffreddamento in ingresso e in uscita.

Condensatore a multiflusso di superficie

Un condensatore a multiflusso di superficie è un tipo di condensatore a superficie in cui l'acqua di raffreddamento scorre attraverso più di due passaggi in parallelo attraverso diverse sezioni di tubi. Il vapore di scarico entra da un lato della carcassa e scorre su tutte le sezioni di tubi, come mostrato nella figura sottostante.

I vantaggi di un condensatore a multiflusso di superficie sono:

• Ha un tasso di trasferimento di calore più elevato di un condensatore a doppio flusso di superficie a causa di una maggiore area di contatto tra vapore e acqua di raffreddamento.

• Ha una caduta di pressione più bassa attraverso i tubi a causa della lunghezza dei tubi ridotta in ogni passaggio.

• Ha un'efficienza del vuoto più alta a causa della differenza di temperatura minore tra l'acqua di raffreddamento in ingresso e in uscita.

Gli svantaggi di un condensatore a multiflusso di superficie sono:

• Ha un design e una costruzione più complessi di un condensatore a doppio flusso di superficie.

• Richiede più acqua di raffreddamento di un condensatore a doppio flusso di superficie per la stessa quantità di vapore.

• Ha un rischio maggiore di incrostazione dei tubi a causa di più passaggi dell'acqua di raffreddamento.

Condensatore a flusso discendente di superficie

Un condensatore a flusso discendente di superficie è un tipo di condensatore a superficie in cui il vapore di scarico entra dalla parte superiore della carcassa e scorre verso il basso sui tubi. L'acqua di raffreddamento entra da un'estremità della carcassa e scorre attraverso i tubi in una direzione. L'acqua condensata si raccoglie nella parte inferiore della carcassa e viene pompata fuori da una pompa di estrazione del condensato. La pompa di estrazione dell'aria si trova nel punto più basso della carcassa, come mostrato nella figura sottostante.

Condensatore a flusso centrale di superficie

Un condensatore a flusso centrale di superficie è un tipo di condensatore a superficie in cui il vapore di scarico entra dalla parte superiore della carcassa e scorre radialmente verso il centro del nido di tubi, dove si trova la pompa di estrazione dell'aria. L'acqua di raffreddamento entra da un'estremità della carcassa e scorre attraverso i tubi in una direzione, come mostrato nella figura sottostante.

I vantaggi di un condensatore a flusso centrale di superficie sono:

• Ha una distribuzione migliore del vapore sulla superficie dei tubi rispetto a un condensatore a flusso discendente, poiché il vapore ha accesso a tutta la periferia dei tubi.

• Ha un rischio inferiore di accumulo di aria e corrosione rispetto a un condensatore a flusso discendente, poiché l'aria viene estratta dal centro del nido di tubi.

• Ha una caduta di pressione più bassa attraverso i tubi rispetto a un condensatore a flusso discendente, poiché la lunghezza dei tubi è inferiore.

Gli svantaggi di un condensatore a flusso centrale di superficie sono:

• Ha un design e una costruzione più complessi di un condensatore a flusso discendente, poiché richiede una fusione a voluta intorno al nido di tubi per dirigere il flusso del vapore radialmente verso l'interno.

• Ha un coefficiente di trasferimento di calore inferiore rispetto a un condensatore a doppio flusso o a multiflusso, poiché il vapore e l'acqua di raffreddamento scorrono in parallelo piuttosto che in controflusso.

• Ha un rischio maggiore di incrostazione dei tubi rispetto a un condensatore a doppio flusso o a multiflusso, poiché l'acqua di raffreddamento scorre solo una volta attraverso i tubi.

Condensatore a flusso invertito di superficie

Un condensatore a flusso invertito di superficie è un tipo di condensatore a superficie in cui il vapore di scarico entra vicino alla parte inferiore della carcassa e scorre verso l'alto sui tubi. L'acqua di raffreddamento entra da un'estremità della carcassa e scorre attraverso i tubi in una direzione. L'acqua condensata si raccoglie nella parte inferiore della carcassa e viene pompata fuori da una pompa di estrazione del condensato. La pompa di estrazione dell'aria si trova nella parte superiore della carcassa, come mostrato nella figura sottostante.