توربین بخار برای تبدیل بخار فشار پایین خروجی از یک توربین بخار به آب با استفاده از آب سرد است. وظیفه اصلی توربین بخار برای توربین، حفظ فشار پایین در سمت خروجی توربین بخار است که باعث افزایش کارایی و خروجی نیروگاه میشود.
بخار خروجی از توربین باید به میزان زیادی منبسط شود تا انرژی موجود آن به کار مکانیکی تبدیل شود. اگر بخار بعد از انجام کار خود تبخیر نشود، فضای کافی برای بخار بعدی جهت منبسط شدن به حجم مورد نیاز ایجاد نخواهد شد. بنابراین، تبخیر بخار در یک سیستم بسته حجم آن را کاهش میدهد و فراغی ایجاد میکند که فشار در سمت خروجی توربین را کاهش میدهد.
توربین بخار برای توربین شامل چندین قطعه است، مانند دیواره تبخیر، تأمین آب سرد، پمپهای هوای مرطوب و چاه گرم. دیواره تبخیر محلی است که بخار در آن با انتقال حرارت به آب سرد تبخیر میشود.
تأمین آب سرد آب سرد را از برج خنککننده یا منبع دیگری برای گردش در داخل تبخیرگر ارائه میدهد. پمپهای هوای مرطوب بخار تبخیر شده، هوا، بخار آب غیرتبخیر شده و گازهای دیگر را از تبخیرگر جمعآوری میکنند و آنها را به اتمسفر یا دئاتریکس دفع میکنند. چاه گرم محلی است که بخار تبخیر شده در آن جمعآوری میشود و از آنجا میتواند به قطرهگیر بخار به عنوان آب ورودی پمپ شود.
دو نوع اصلی توربین بخار برای توربینها وجود دارد: تبخیرگرهای جت و تبخیرگرهای سطحی. در تبخیرگرهای جت، آب سرد روی بخار خروجی پاشیده میشود و با آن مخلوط میشود. این روش سریعی برای تبخیر بخار است، اما آب آلودهای ایجاد میکند که نمیتواند به عنوان آب ورودی مجدداً استفاده شود.
در تبخیرگرهای سطحی، آب سرد و بخار خروجی با یک مانع مانند لولهها یا صفحات جدا شدهاند و تبخیر از طریق این مانع انجام میشود. این روش کندتری برای تبخیر بخار است، اما آب خالصی تولید میکند که میتواند به عنوان آب ورودی مجدداً استفاده شود.
استفاده از توربین بخار برای توربین مزایای متعددی برای تولید برق دارد، مانند:
کارایی حرارتی نیروگاه را با کاهش مصرف بخار خاص و افزایش خروجی کار برای واحد جرم بخار افزایش میدهد.
کیفیت آب ورودی را با حذف گازهای حل شده و آلایندهها از بخار تبخیر شده بهبود میبخشد.
腐烂和水垢在锅炉和涡轮机中的形成，通过防止蒸汽与冷却水直接接触来减少腐蚀。
通过减少蒸汽和冷却水排放到大气或水体中，减少环境污染。
通过回收凝结的蒸汽作为给水，节约水资源。
اصل کار توربین بخار برای توربین بر اساس انتقال حرارت و تغییر فاز است. بخار خروجی از توربین با فشار پایین و دمای بالا وارد تبخیرگر میشود. آب سرد با دمای پایین و فشار بالا وارد تبخیرگر میشود. انتقال حرارت بین دو مایع از طریق یک مانع که آنها را فیزیکی جدا میکند، انجام میشود. مانع میتواند لولهها یا صفحات باشد، بسته به نوع تبخیرگر.
با انجام انتقال حرارت، دمای بخار خروجی کاهش مییابد و گرما پنهان آن آزاد میشود. گرما پنهان توسط آب سرد جذب میشود که دمای آن افزایش مییابد. بخار خروجی فاز خود را از بخار به مایع تغییر میدهد و به آب تبخیر شده تبدیل میشود. آب تبخیر شده در چاه گرم در پایین تبخیرگر جمعآوری میشود. آب سرد با دمای بالا و فشار پایین از تبخیرگر خارج میشود.
آب تبخیر شده سپس توسط پمپ استخراج کندنسات به یک دئاتریک یا مستقیماً به پمپ تغذیه بخار پمپ میشود. دئاتریک هرگونه هوا یا گازهای باقیمانده را از آب تبخیر شده حذف میکند و آن را قبل از ارسال به پمپ تغذیه بخار گرم میکند. پمپ تغذیه بخار فشار آب تغذیه را افزایش میدهد و آن را به بخار کویل میفرستد.
آب سرد یا به برج خنککننده یا منبع دیگری دفع میشود یا از طریق یک مبدل حرارتی یا اقتصادساز دوبارهگردانده میشود. برج خنککننده دمای آب سرد را با تبخیر بخشی از آن به هوا کاهش میدهد. مبدل حرارتی یا اقتصادساز گرمایی از آب سرد به مایع دیگری مانند هوا یا آب تغذیه منتقل میکند.
بر اساس تکنیک تبخیر، دو نوع اصلی توربین بخار برای توربینها وجود دارد: تبخیرگرهای جت و تبخیرگرهای سطحی.
در تبخیرگرهای جت، آب سرد روی بخار خروجی پاشیده میشود و با آن مخلوط میشود. این روش سریعی برای تبخیر بخار است، اما آب آلودهای ایجاد میکند که نمیتواند به عنوان آب ورودی مجدداً استفاده شود. مخلوط آب و بخار سپس به چاه گرم دفع میشود، جایی که توسط پمپ هوای مرطوب به یک دئاتریک یا برج خنککننده پمپ میشود.
سه زیرگروه از تبخیرگرهای جت وجود دارد: تبخیرگرهای جت پایینسطح، تبخیرگرهای جت بالاسرطح و تبخیرگرهای جت اجکتور. در تبخیرگرهای جت پایینسطح، چاه گرم در همان سطح تبخیرگر قرار دارد و مخلوط با گرانی جریان مییابد. در تبخیرگرهای جت بالاسرطح، چاه گرم بالای تبخیرگر قرار دارد و مخلوط توسط یک پمپ بلند میشود. در تبخیرگرهای جت اجکتور، آب سرد با سرعت بالا به بخار خروجی تزریق میشود و فراغی ایجاد میکند که مخلوط را به چاه گرم میکشاند.
مزایای تبخیرگرهای جت عبارتند از:
آنها ساده، ارزان و آسان برای نصب و عملکرد هستند.
آنها نرخ انتقال حرارت بالایی و کاهش فشار پایینی دارند.
آنها نیاز به تأمین آب سرد بزرگ یا سیستم جداگانه استخراج هوا ندارند.
نقایص تبخیرگرهای جت عبارتند از:
آنها آب آلودهای تولید میکنند که نمیتواند به عنوان آب ورودی مجدداً استفاده شود و نیاز به پردازش قبل از دفع دارد.
آنها مصرف انرژی بالایی برای پمپکردن آب سرد و مخلوط دارند.
آنها تحت تأثیر کیفیت و دمای آب سرد هستند.
در تبخیرگرهای سطحی، آب سرد و بخار خروجی با یک مانع مانند لولهها یا صفحات جدا شدهاند و تبخیر از طریق این مانع انجام میشود. آب سرد از طریق آرایهای از لولهها یا صفحات عبور میکند و بخار خروجی روی سطح خارجی آنها جریان مییابد. گرما بخار توسط آب سرد جذب میشود که دمای آن افزایش مییابد.
بخار خروجی فاز خود را از بخار به مایع تغییر میدهد و به آب تبخیر شده تبدیل میشود. آب تبخیر شده در چاه گرم در پایین تبخیرگر جمعآوری میشود. آب سرد با دمای بالا و فشار پایین از تبخیرگر خارج میشود.
دو زیرگروه از تبخیرگرهای سطحی وجود دارد: تبخیرگرهای سطحی پایینجریان و تبخیرگرهای سطحی مخالفجریان. در تبخیرگرهای سطحی پایینجریان، بخار خروجی از بالا وارد میشود و روی لولهها یا صفحات به سمت پایین جریان مییابد. در تبخیرگرهای سطحی مخالفجریان، بخار خروجی از یک سمت وارد میشود و روی لولهها یا صفحات به سمت بالا جریان مییابد، در حالی که آب سرد از سمت دیگر وارد میشود و از طریق آنها به سمت پایین جریان مییابد.
مزایای تبخیرگرهای سطحی عبارتند از:
آنها آب خالصی تولید میکنند که میتواند به عنوان آب ورودی مجدداً
