Turbiini elektrijaamades kasutatav kondensaator
Turbiini elektrijaamades kasutatav kondensaator
Kondensaator jaguneb vesijahutusega kondensaatori ja õhkjahutusega kondensaatorisse, mis on oluline soojuselektrijaamade, tuumaelektrijaamade ja nii edasi.
Vesijahutusega kondensaator
Tööpõhimõte:
Turbiini heitgaaside aur siseneb kondensaatori koore küljele ja jahutav vesi voolab toru küljel. Kui heitgaare auru vastab madalamale temperatuurile jahutusveetoru seinale, toimub kondensatsioon, vahetub gaasist vedelikuks. Selle protsessi käigus viib auru aurustumise varjatud kuumus jahutusvesi. Näiteks võib tüüpilises soojuseelektrijaama kondensaatoris turbiini heitgaare temperatuur olla 40 - 50 kraadi ümber, samas kui jahutusvee sisselaske temperatuur on üldiselt 20 - 30 kraad. Soojusvahetuse kaudu kondenseerub aur jahutava veetoru pinnal oleva veega.
Struktuurilised omadused:
Vesjahutusega kondensaatoritel on tavaliselt suurem kest, mille sees on suur arv jahutavaid veetorusid. Jahutavad veetorud on tavaliselt valmistatud vasksulamist või roostevabast terasest, et tagada hea soojusjuhtivus ja korrosioonikindlus. Jahutavate veetorude kinnitamiseks ja koore külje toru küljelt eraldamiseks kasutatakse toruplaate. Auru kondensatsiooniefekti suurendamiseks kesta poolele on paigaldatud ka mõned kondensaatide kogumise seadmed ja õhu kaevandamise seadmed. Näiteks võib mõnes suures kondensaatoris jahutavaid veetorusid paigutada konfiguratsiooni "U" või "madu", et suurendada jahutusvee voogu läbi torude ja parandada jahutustoimingut.
Eelised:
Vesijahutusega kondensaatori jahutuse efektiivsus on suhteliselt kõrge. Kuna vees on suur spetsiifiline soojusmaht ja see võib imada suures koguses soojust, on võimalik kondenseerida turbiini heitgaasi auru alaselja all. Üldiselt võib vesijahutusega kondensaator hoida turbiini heitgaaside rõhku 3 - 10 kPa ümber, mis võib parandada turbiini tõhusust ja suurendada elektritootmisvõimet. Vahepeal on vesijahutusega kondensaatori struktuur suhteliselt kompaktne ja hõivab vähem ruumi kui sama jahutamisvõimega õhkjahutusega kondensaator.
Puudus:
See nõuab suures koguses jahutusvett, mis nõuab stabiilset ja usaldusväärset veeallikat. Kui jahutusvee kvaliteet on kehv, on seda jahutava veetoru korral lihtne skaleerida või põhjustada korrosiooni, mõjutades seega kondensaatori jõudlust. Näiteks moodustavad kaltsium, magneesium ja muud ioonid vees kõrgel temperatuuril jahutaval veetoru seinal, mis vähendab jahutavate veetorude soojusjuhtivust ja suurendab soojusresistentsust, põhjustades vähenemist vaakumi vaakumi vähenemiseni kondensaatori ja turbiini efektiivsuse alandamine. Veelgi enam, vesijahutusega kondensaatori jahutusveesüsteem nõuab toetavaid jahutusseadmeid, näiteks jahutustorn, mis suurendab seadmete keerukust ja kulusid.
Rakenduse stsenaarium:
Vesijahutusega kondensaatoreid rakendatakse peamiselt soojusjõujaamades ja tuumaelektrijaamades piirkondades, kus on rikkalikke veevarusid, näiteks jõgede, järvede ja merede lähedal. Näiteks rannikualade suuremahulistes soojusenergiajaamades kasutatakse merevett jahutusveena ja turbiini heitgaaside auru kondenseerub veejahutusega kondensaatorite kaudu, et tagada turbiini efektiivne toimimine.
Õhkjahutusega kondensaator
Tööpõhimõte:
Turbiinist pärit heitgaaside aur siseneb õhkjahutusega kondensaatori torupakki ning soojusvahetuse piirkond laiendatakse läbi viimistletud toru ja muude konstruktsioonide. Külm õhk voolab torukimbust välja ja vahetab auruga auruga kuumust, et auru jahutada ja kondenseerida. Näiteks on mõnes põhjapoolsetes elektrijaamas õhutemperatuur madal ja külma õhu loomulik konvektsioon või ventilaatori sunniviisiline tegevus võtab auru kuumuse ära, nii et aur kondenseerub vette.
Struktuurilised omadused:
Õhkjahutusega kondensaator koosneb peamiselt torude komplektist, ventilaatorist, tugikonstruktsioonist ja muudest osadest. Torukomplekt võtab soojuse hajumise pindala suurendamiseks üldiselt kasutusele alumiiniumist viimistletud torud. Ventilaatorit kasutatakse sunniviisilise ventilatsiooni tagamiseks, nii et külm õhk voolab kiiresti läbi torupaki. Tugistruktuur peaks tagama kogu õhkjahutusega kondensaatori stabiilsuse väliskeskkonnas. Lisaks on õhkjahutusega kondensaatori torukomplekt tavaliselt "A" või "V" kujul, mis võib suurendada õhu ja torupaki vahelist kontaktpinda ja kontaktiaega ning parandada jahutusefekti.
Eelised:
Selle suurim eelis on see, et see ei vaja suurt kogust jahutusvett, mis sobib aladele, kus veevarusid vähe on. Samal ajal ei mõjuta õhujahutusega kondensaatori tööd veeallika veekvaliteeti ning skaleerimise ja korrosiooni probleemi pole. Lisaks on külmades piirkondades külma õhu temperatuur madalam, mis võib pakkuda paremat jahutavat efekti ja aidata vähendada turbiini heitgaaside tagumist rõhku.
Puudused:
Õhkjahutusega kondensaatori jahutuse efektiivsus on veejahutusega kondensaatoriga võrreldes suhteliselt madal. Õhu väikese soojusmahu tõttu on sama jahutusefekti saavutamiseks piisava õhuvoolu tagamiseks vaja suuremat soojusülekande ala ja rohkem ventilaatorit. Selle tulemuseks on mahukas õhujahutusega kondensaator, millel on suur jalajälg. Veelgi enam, õhujahutusega kondensaatori jõudlust mõjutavad suuresti keskkonnategurid, näiteks kuuma ilma või kõrge õhuniiskuse korral väheneb jahutusefekt märkimisväärselt.
Rakenduse stsenaarium:
Õhkjahutusega kondensaatoreid kasutatakse peamiselt soojuselektrijaamades ja tuumaelektrijaamades veesõiduki piirkondades.
Veeressursside vähesuse tõttu kasutavad mõned soojuselektrijaamad õhkjahutusega kondensaatoreid turbiini heitgaare kondenseerimiseks, et tagada ühikute normaalne toimimine. Samal ajal on mõnes piirkonnas, kus on kõrge veekaitsevajadus, ka õhkjahutusega kondensaatori kasutamine.
