Was ist ein Oberflächenkondensator?
Ein Oberflächenkondensator ist ein Wärmetauschertyp, der häufig zum Kondensieren von Dampf unter Vakuum als Teil eines Wärmekraftwerks verwendet wird. Der Rohr- und Hüllkondensator wandelt im Rahmen eines thermodynamischen Kreislaufs mit Dampferzeuger, Pumpe und Turbine Dampf aus seiner Gasphase in Flüssigkeit um. Der Dampf kondensiert an der Außenfläche von Rohren, durch die Kühlwasser geleitet wird. Das Wasser kann aus einem geschlossenen Kreislauf oder einem System stammen, das zu einer externen Quelle hin offen ist. Die Konfiguration eines Oberflächenkondensators wird durch die Anzahl der Durchgänge, die Teilung des Systems und die Form der Hülle bestimmt.
Der thermodynamische Zyklus unter Verwendung eines Oberflächenkondensators beinhaltet einen Generator, in dem Wasser erhitzt wird, um Hochdruckdampf zu erzeugen. Der Dampfdruck treibt eine Turbine zur Stromerzeugung an. Das System leitet den Dampf mit einem niedrigeren Druck in den Oberflächenkondensator. Der Kondensator wandelt den Dampf wieder in Flüssigkeit um. Eine Pumpe fördert das Kondenswasser zurück zum Dampferzeuger, damit sich der Zyklus wiederholen kann.
Die physikalische Form des Kondensators ist eine Hülle mit einem Bündel von Rohren, die durch sie hindurchgehen. Kühlwasser fließt durch die Rohre. Der Wärmeaustausch findet statt, wenn das Kühlwasser über die Oberfläche der Rohre Wärme aus dem Dampf aufnimmt. Durch den Wärmeverlust verwandelt sich der Dampf in flüssiges Wasser, das als Kondensat bezeichnet wird, und fällt auf den Boden des Kondensators. Das Kühlwasser kann in einem geschlossenen Kreislauf recycelt oder aus einer externen Quelle wie einem See oder Fluss entnommen und nach dem Durchgang durch den Kondensator abgeleitet werden.
Vakuumdruck ist wichtig für die Effizienz des Systems. Die Hülle des Oberflächenkondensators wird unter Vakuum gehalten, indem die Temperatur so niedrig gehalten wird, dass der Wasserdampfdruck unter dem Umgebungsdruck liegt. Dieses abgesenkte Niveau trägt dazu bei, den Druckabfall in der Turbine zu erhöhen und somit die Leistung zu verbessern. Der Vakuumdruck neigt dazu, nicht kondensierbare Gase wie Luft in den Kondensator zu ziehen. Diese Gase müssen entfernt werden, um eine Verringerung des Wirkungsgrades zu verhindern, die durch nicht kondensierbare Gase verursacht wird, die die Rohre umgeben und den Wärmeaustausch stören. Die Entfernung ist auch erforderlich, um Korrosion durch das Vorhandensein von Sauerstoff im System zu verhindern.
Die Konstruktion der Einheit kann vorsehen, dass das Kühlwasser einmal durch die Rohre fließt, oder es kann mehrere Rohrbündel aufweisen, so dass das Wasser zweimal oder mehrmals von einem Ende zum anderen des Mantels fließt oder fließt. Ein geteilter Oberflächenkondensator hat separate Abschnitte und Rohrbündel, sodass ein Teil der Einheit zur Wartung heruntergefahren werden kann, während ein anderer Teil noch funktioniert. Eine ungeteilte Einheit mit einem einzelnen Rohrbündel muss für jegliche Wartung oder Probleme vollständig heruntergefahren werden. Oberflächenkondensatorschalen können je nach Standort der Anlage und Kapazität des Systems rechteckige oder zylindrische Formen haben.