Существует три основных типа паровых конденсаторов.
Низкоуровневый конденсатор.
Высокоуровневый конденсатор.
Эжекторный конденсатор.
Здесь камера конденсатора расположена на низком уровне, и общая высота установки достаточно мала, чтобы конденсатор мог быть размещен прямо под паровой турбиной, насос или насосы необходимы для откачки охлаждающей воды, конденсата и воздуха из конденсатора.
Низкоуровневые паровые конденсаторы бывают двух типов:
Противоточный
Параллельный потоковый паровой конденсатор.
Рассмотрим каждый из этих паровых конденсаторов по отдельности.
В этом типе парового конденсатора отработанный пар входит с нижней части камеры конденсатора, а охлаждающая вода входит с верхней части этой камеры. Пар поднимается внутри камеры, в то время как охлаждающая вода падает сверху, через пар. Камера конденсатора обычно оснащена более чем одним водяным лотком с перфорированными отверстиями, чтобы разбить воду на маленькие струи. Процесс очень быстрый.
Конденсат вместе с охлаждающей водой спускается по вертикальному трубопроводу к насосу откачки. Этот центробежный насос откачки подает воду в горячий коллектор. Если необходимо, часть воды из горячего коллектора может быть использована в качестве питательной воды для парового котла, а остальная вода направляется в пруд-охладитель. Питательная вода для котла забирается из горячего коллектора с помощью питательного насоса, тогда как избыточная вода самотеком направляется в пруд-охладитель.
На вершине резервуара для конденсата требуется небольшой воздушный насос для откачки воздуха и непроконденсировавшихся паров. Воздушный насос, необходимый для парового конденсатора, имеет небольшую производительность по двум основным причинам.
Он должен обрабатывать только воздух и пары.
Он должен работать с небольшим объемом воздуха и паров, так как их объем уменьшается вследствие охлаждения при подъеме через струю конденсирующейся воды.
В этом типе парового конденсатора нет необходимости в дополнительном насосе для подъема охлаждающей воды из пруда-охладителя в камеру конденсатора, так как вода поднимается сама собой за счет вакуума, создаваемого в конденсаторе вследствие конденсации отработанного пара.
Хотя в некоторых случаях используется насос для подачи воды в конденсатор.
Основной дизайн параллельного потокового низкоуровневого парового конденсатора аналогичен дизайну противоточного низкоуровневого парового конденсатора. В этом паровом конденсаторе, как охлаждающая вода, так и отработанный пар входят в камеру конденсатора сверху. Теплообмен происходит во время падения воды через пар.
Охлаждающая вода, конденсат и влажный воздух собираются снизу конденсатора с помощью одного насоса. Этот насос называется насосом для влажной воды. Нет необходимости в дополнительном насосе для сухого воздуха на вершине конденсатора.
Так как один насос должен справляться с конденсатом, воздухом и водяными парами, способность создания вакуума ограничена в параллельном потоковом низкоуровневом паровом конденсаторе. Аналогично методу противотока, нет необходимости в дополнительном насосе для подъема охлаждающей воды из источника или пруда-охладителя в конденсатор, так как это происходит за счет вакуума, создаваемого в конденсаторе вследствие конденсации отработанного пара.
Если длинная труба длиной более 10 м закрыта сверху, заполнена водой, открыта снизу, и нижний конец погружен в воду, то атмосферное давление будет удерживать воду в трубе на высоте 10 м над уровнем моря. На основе этого принципа спроектирован высокоуровневый или барометрический паровой конденсатор. На рисунке ниже показан высокоуровневый паровой конденсатор.
В этом устройстве, трубопровод для отвода воды от нижней части конденсатора проходит вертикально до горячего коллектора, который расположен на уровне земли. Охлаждающая вода подается в камеру конденсатора с помощью насоса. Охлаждающая вода входит сбоку, близко к верхней части камеры конденсатора.
Отработанный пар входит сбоку, близко к нижней части конденсатора. Это, по сути, противоточный паровой конденсатор. Здесь пар поднимается внутри конденсатора, в то время как струи воды падают сверху. Конденсат и охлаждающая вода попадают в горячий коллектор через вертикальную хвостовую трубу под действием силы тяжести.
Нет необходимости в насосе откачки. Воздух и непроконденсировавшийся пар удаляются из камеры с помощью сухого воздушного насоса, установленного на вершине конденсатора. Здесь, мощность и размер сухого воздушного насоса довольно малы, так как он работает только с воздухом и непроконденсировавшимся паром, и не обрабатывает охлаждающую воду и конденсат.
В этом типе конденсатора используется импульс падающей воды для извлечения или выброса воздуха из конденсата. Камера конденсатора состоит из центральной вертикальной трубы, в которой находится ряд конусов или сходящихся сопел. Отработанный пар входит сбоку цилиндрической камеры конденсатора. Центральная труба оборудована рядом отверстий или паровых портов.
Охлаждающая вода падает на верхнее сходящееся сопло с высокой скоростью. Эта скорость достигается благодаря падению воды с высоты 2-6 м. Вода протекает через сходящиеся сопла одно за другим. Пар входит в сопла через паровые порты. При контакте с охлаждающей водой пар конденсируется и создает частичный вакуум.
Из-за этого вакуума все больше пара входит в вертикальные трубы через паровые порты, конденсируется и создает еще больший вакуум. Смесь охлаждающей воды, конденсированного пара, непроконденсированного пара и влажного воздуха опускается к нижнему расходящемуся соплу, как показано на рисунке.
В расходящихся соплах кинетическая энергия частично преобразуется в энергию давления, что позволяет конденсату и воздуху выйти в горячий коллектор, преодолевая атмосферное давление. Эжекторный конденсатор обычно оснащен обратным клапаном на входе отработанного пара, как показано, чтобы предотвратить внезапный обратный поток воды в выхлопную трубу турбины в случае внезапного прекращения подачи воды в конденсатор.
Эжекторный конденсатор требует больше воды, чем другие паровые конденсаторы. Он недорог, компактен, прост и надежен, но под
