Türbin enerji santrallerinde kullanılan kondenser
Türbin enerji santrallerinde kullanılan kondenser
Kondenser, termal enerji santralleri, nükleer enerji santralleri vb.
Su soğutmalı kondenser
Çalışma İlkesi:
Türbinin egzoz buharı kondansatörün kabuk tarafına girer ve soğutma suyu tüp tarafında akar. Egzoz buharı daha düşük sıcaklıkta soğutma su tüpü duvarını karşıladığında, yoğuşma meydana gelir ve gazdan sıvıya geçer. Bu işlem sırasında, buharın buharlaşmasının gizli ısısı soğutma suyu tarafından taşınır. Örneğin, tipik bir termal santral kondansatöründe, türbin egzoz buhar sıcaklığı 40 - 50 derecesi olabilirken, soğutma suyu giriş sıcaklığı genellikle 20 - 30 derecesidir. Isı değişimi yoluyla, buhar soğutma su borusunun yüzeyinde suya yoğunlaşır.
Yapısal Özellikler:
Su soğutmalı kondansatörler genellikle içinde çok sayıda soğutma su tüpü olan daha büyük bir kabuğa sahiptir. Soğutma suyu tüpleri, iyi termal iletkenlik ve korozyon direnci sağlamak için genellikle bakır alaşım veya paslanmaz çelikten yapılmıştır. Tüp plakaları, soğutma suyu tüplerini sabitlemek ve kabuk tarafını tüp tarafından ayırmak için kullanılır. Buharın kabuk tarafındaki yoğuşma etkisini arttırmak için, bazı kondens toplama cihazları ve hava çıkarma cihazları da kurulur. Örneğin, bazı büyük kondenserlerde, soğutma suyu tüpleri, tüplerden soğutma suyunun akışını arttırmak ve soğutma etkisini iyileştirmek için bir "U" veya "yılan" konfigürasyonunda düzenlenebilir.
Avantajları:
Su soğutmalı kondansatörün soğutma verimliliği nispeten yüksektir. Su büyük bir spesifik ısı kapasitesine sahip olduğundan ve büyük miktarda ısıyı emebileceğinden, türbin egzoz buharı bir alt sırt basıncında yoğunlaştırmak mümkündür. Genel olarak konuşursak, su soğutmalı kondansatör türbin egzoz basıncını 3 - 10 kPA civarında tutabilir, bu da türbinin verimliliğini artırabilir ve enerji üretim kapasitesini artırabilir. Bu arada, su soğutmalı kondansatörün yapısı nispeten kompakttır ve aynı soğutma kapasitesine sahip hava soğutmalı kondansatörden daha az alan kaplar.
Dezavantaj:
Kararlı ve güvenilir bir su kaynağı gerektiren büyük miktarda soğutma suyu gerektirir. Soğutma suyunun kalitesi zayıf ise, soğutma su borusunda ölçeklendirilmesi veya korozyona neden olması kolaydır, böylece kondansatörün performansını etkiler. Örneğin, sudaki kalsiyum, magnezyum ve diğer iyonlar, yüksek sıcaklıkta soğutma su tüpü duvarında, soğutma suyu tüplerinin termal iletkenliğini azaltacak ve termal direnci artıracak ve bu da ve Kondenser ve türbinin verimliliğini düşürme. Ayrıca, su soğutmalı kondansatörün soğutma su sistemi, soğutma kulesi gibi, ekipmanın karmaşıklığını ve maliyetini arttıran soğutma ekipmanını desteklemeyi gerektirir.
Uygulama Senaryosu:
Su soğutmalı kondansatörler esas olarak nehir, göl ve deniz gibi bol su kaynakları olan alanlarda termal enerji santrallerine ve nükleer santrallere uygulanır. Örneğin, kıyı bölgelerindeki büyük ölçekli termal enerji santrallerinde, deniz suyu soğutma suyu olarak kullanılır ve türbinin etkili çalışmasını sağlamak için türbin egzoz buharı yoğuşması su soğutmalı kondenserler yoluyla elde edilir.
Hava soğutmalı kondenser
Çalışma İlkesi:
Türbinden egzoz buharı, hava soğutmalı kondansatörün tüp demetine girer ve ısı değişim alanı kanatlı tüp ve diğer yapılardan genişletilir. Soğuk hava tüp demetinin dışına akar ve buharı soğutmak ve yoğunlaştırmak için tüplerin içindeki buharla ısıyı değiştirir. Örneğin, bazı kuzey termal enerji santrallerinde hava sıcaklığı düşüktür ve soğuk havanın doğal konveksiyonu veya fanın zorla hareketi altında buharın ısısını alır, böylece buhar suya yoğunlaşır.
Yapısal özellikler:
Hava soğutmalı kondansatör esas olarak tüp demeti, fan, destek yapısı ve diğer parçalardan oluşur. Tüp demeti genellikle ısı yayılma alanını arttırmak için alüminyum kanatlı tüpleri benimser. Fan, zorla havalandırma sağlamak için kullanılır, böylece soğuk hava tüp demetinden hızlı bir şekilde akar. Destek yapısı, tüm hava soğutmalı kondansatörün dış ortamda stabilitesini sağlamalıdır. Ayrıca, hava soğutmalı kondansatörün tüp demet düzenlemesi genellikle hava ve tüp demeti arasındaki temas alanını ve temas süresini artırabilen ve soğutma etkisini geliştirebilen "A" veya "V" şeklindedir.
Avantajları:
En büyük avantajı, su kaynaklarının az olduğu alanlar için uygun olan büyük miktarda soğutma suyuna ihtiyaç duymamasıdır. Aynı zamanda, hava soğutmalı kondansatörün çalışması su kaynağının su kalitesinden etkilenmez ve ölçeklendirme ve korozyon sorunu yoktur. Ek olarak, soğuk alanlarda, soğuk havanın sıcaklığı daha düşüktür, bu da daha iyi bir soğutma etkisi sağlayabilir ve türbinin egzoz geri basıncını azaltmaya yardımcı olabilir.
Dezavantajlar:
Hava soğutmalı kondansatörün soğutma verimliliği, su soğutmalı kondansatöre kıyasla nispeten düşüktür. Havanın küçük spesifik ısı kapasitesi nedeniyle, aynı soğutma etkisini elde etmek için, daha büyük bir ısı transfer alanı ve daha fazla fan yeterli hava akışı sağlamak için gereklidir. Bu, büyük bir ayak izine sahip hacimli hava soğutmalı bir kondenser ile sonuçlanır. Ayrıca, hava soğutmalı kondansatörün performansı çevresel faktörlerden büyük ölçüde etkilenir, örneğin sıcak havalarda veya yüksek hava neminde, soğutma etkisi önemli ölçüde azalacaktır.
Uygulama Senaryosu:
Hava soğutmalı kondansatörler esas olarak su kınama alanlarındaki termal enerji santrallerinde ve nükleer santrallerde kullanılır.
Su kaynaklarının kıtlığı nedeniyle, bazı termal enerji santralleri, birimlerin normal çalışmasını sağlamak için türbin egzoz buharını yoğunlaştırmak için hava soğutmalı kondenserleri kullanır. Aynı zamanda, su koruması için yüksek gereksinimlere sahip bazı bölgelerde, hava soğutmalı kondansatör kullanımına da öncelik verir.
