표면 증기 냉각기는 열 발전소나 증기를 사용하는 다른 응용 분야에서 증기 터빈의 배기 증기를 냉각하고 응축하는 장치입니다. 표면 증기 냉각기의 주요 목적은 터빈의 효율을 높이기 위해 터빈 출구에서 저압 환경을 만들고, 증기에서 순수한 물을 회수하여 보일러 급수로 재사용하는 것입니다.
표면 증기 냉각기는 냉각수가 흐르는 많은 수의 튜브가 있는 셸로 구성됩니다. 배기 증기는 튜브 위를 지나며 냉각수에 열을 전달하여 증기가 액체로 응축됩니다. 응축된 물, 즉 응축수는 셸 하단에서 모아져 응축수 추출 펌프로 배출됩니다. 증기로부터 열을 흡수한 냉각수는 셸을 나와 냉각탑이나 다른 열 거부 시스템을 통해 순환됩니다.
표면 증기 냉각기는 셸 내부에서 공기와 기타 응축되지 않는 가스를 제거하기 위한 공기 추출 펌프가 필요합니다. 이는 셸 내부에 진공을 생성하여 배기 증기의 압력과 온도를 낮추고 열 전달 및 응축 과정을 강화합니다.
증기와 냉각수의 흐름 방향, 냉각수의 통과 횟수 등을 기준으로 다양한 종류와 설계의 표면 증기 냉각기가 있습니다. 이 기사에서는 일반적인 종류의 표면 증기 냉각기와 그들의 장점과 단점을 논의하겠습니다.
두 개의 흐름 표면 냉각기는 냉각수가 튜브를 두 번 통과하는 표면 냉각기 유형입니다. 한쪽 끝에서 다른 끝으로, 그리고 다시 다른 끝에서 원래 끝으로 흐릅니다. 배기 증기는 셸 상단에서 들어와 튜브 위를 흐릅니다.
두 개의 흐름 표면 냉각기의 장점은 다음과 같습니다:
간단한 설계와 구조를 가지고 있습니다.
증기와 냉각수의 역방향 배열로 인해 높은 열 전달 계수를 가집니다.
튜브의 짧은 길이로 인해 튜브를 통과하는 압력 손실이 적습니다.
두 개의 흐름 표면 냉각기의 단점은 다음과 같습니다:
같은 양의 증기에 대해 단일 흐름 표면 냉각기보다 더 많은 냉각수가 필요합니다.
냉각수와 튜브 벽 사이의 접촉 시간이 길어 튜브 오염의 위험이 높습니다.
입구와 출구 냉각수 사이의 온도 차가 크므로 진공 효율이 낮습니다.
다중 흐름 표면 냉각기는 냉각수가 여러 개의 통로를 병렬로 통과하는 표면 냉각기 유형입니다. 배기 증기는 셸의 한쪽에서 들어와 모든 튜브 섹션 위를 흐릅니다.
다중 흐름 표면 냉각기의 장점은 다음과 같습니다:
증기와 냉각수 사이의 접촉 면적이 더 많아 더 높은 열 전달률을 가지게 됩니다.
각 통로의 튜브 길이가 짧아 튜브를 통과하는 압력 손실이 적습니다.
입구와 출구 냉각수 사이의 온도 차가 작아 더 높은 진공 효율을 가지게 됩니다.
다중 흐름 표면 냉각기의 단점은 다음과 같습니다:
두 개의 흐름 표면 냉각기보다 더 복잡한 설계와 구조를 가지고 있습니다.
두 개의 흐름 표면 냉각기보다 같은 양의 증기에 대해 더 많은 냉각수가 필요합니다.
냉각수의 통과 횟수가 많아 튜브 오염의 위험이 높습니다.
하강 흐름 표면 냉각기는 배기 증기가 셸 상단에서 들어와 튜브 위로 아래로 흐르는 표면 냉각기 유형입니다. 냉각수는 셸의 한쪽 끝에서 들어와 튜브를 한 방향으로 통과합니다. 응축된 물은 셸 하단에서 모아져 응축수 추출 펌프로 배출됩니다. 공기 추출 펌프는 셸의 가장 낮은 지점에 위치합니다.
중앙 흐름 표면 냉각기는 배기 증기가 셸 상단에서 들어와 튜브 중앙으로 방사형으로 흐르는 표면 냉각기 유형입니다. 공기 추출 펌프는 튜브 중앙에 위치합니다. 냉각수는 셸의 한쪽 끝에서 들어와 튜브를 한 방향으로 통과합니다.
중앙 흐름 표면 냉각기의 장점은 다음과 같습니다:
증기가 튜브 전체 주변에 접근할 수 있어 튜브 표면에 증기 분포가 더 좋습니다.
공기가 튜브 중앙에서 추출되기 때문에 공기 축적과 부식의 위험이 낮습니다.
튜브 길이가 짧아 튜브를 통과하는 압력 손실이 적습니다.
중앙 흐름 표면 냉각기의 단점은 다음과 같습니다:
하강 흐름 표면 냉각기보다 더 복잡한 설계와 구조를 가지고 있으며, 튜브 중앙으로 증기 흐름을 방사형으로 유도하기 위해 튜브 중앙에 볼루트 캐스팅이 필요합니다.
증기와 냉각수가 병렬로 흐르기 때문에 두 개의 흐름 또는 다중 흐름 표면 냉각기보다 열 전달 계수가 낮습니다.
냉각수가 튜브를 한 번만 통과하기 때문에 두 개의 흐름 또는 다중 흐름 표면 냉각기보다 튜브 오염의 위험이 높습니다.
역방향 흐름 표면 냉각기는 배기 증기가 셸 하단 근처에서 들어와 튜브 위로 위로 흐르는 표면 냉각기 유형입니다. 냉각수는 셸의 한쪽 끝에서 들어와 튜브를 한 방향으로 통과합니다. 응축된 물은 셸 하단에서 모아져 응축수 추출 펌프로 배출됩니다. 공기 추출 펌프는 셸 상단에 위치합니다.
역방향 흐름 표면 냉각기의 장점은 다음과 같습니다:
증기와 냉각수가 역방향으로 흐르기 때문에 중앙 흐름 또는 하강 흐름 표면 냉각기보다 높은 열 전달 계수를 가집니다.
공기가 셸 상단에서 추출되므로 덜 밀도가 높고 습기가 적어 중앙 흐름 또는 하강 흐름 표면 냉각기보다 높은 진공 효율을 가집니다.
공기가 셸 상단
