Che cos'è un condensatore di superficie?
Un condensatore di superficie è un tipo di scambiatore di calore spesso usato per condensare il vapore sotto pressione del vuoto come parte di una centrale termica. Il condensatore a fascio tubiero converte il vapore dalla sua fase gassosa a liquido come parte di un ciclo termodinamico che include un generatore di vapore, una pompa e una turbina. Il vapore viene condensato sulla superficie esterna dei tubi attraverso i quali passa l'acqua di raffreddamento. L'acqua può provenire da un sistema a circuito chiuso o da un sistema aperto a una fonte esterna. La configurazione di un condensatore di superficie è indicata dal numero di passaggi, se il sistema è diviso e dalla forma del guscio.
Il ciclo termodinamico che utilizza un condensatore di superficie incorpora un generatore in cui l'acqua viene riscaldata per creare vapore ad alta pressione. La pressione del vapore spinge una turbina a produrre energia. Il sistema passa lo scarico del vapore nel condensatore di superficie a una pressione inferiore. Il condensatore converte il vapore in liquido. Una pompa riporta l'acqua di condensa al generatore di vapore in modo che il ciclo possa ripetersi.
La forma fisica del condensatore è un guscio con un fascio di tubi che lo attraversano. L'acqua di raffreddamento scorre attraverso i tubi. Lo scambio di calore avviene quando l'acqua di raffreddamento assorbe il calore dal vapore attraverso la superficie dei tubi. La perdita di calore fa sì che il vapore si trasformi in acqua liquida, nota come condensa, e cada sul fondo del condensatore. L'acqua di raffreddamento può essere riciclata in un circuito chiuso o può essere prelevata da una fonte esterna come un lago o un fiume e scaricata dopo essere passata attraverso il condensatore.
La pressione del vuoto è importante per l'efficienza del sistema. Il guscio del condensatore di superficie viene mantenuto sotto vuoto mantenendo la temperatura in un punto sufficientemente basso da rendere la pressione di vapore dell'acqua inferiore alla pressione ambiente. Questo livello ridotto aiuta ad aumentare la caduta di pressione attraverso la turbina, migliorando così la potenza. La pressione del vuoto tende ad aspirare gas non condensabili, come l'aria, nel condensatore. Questi gas devono essere rimossi per impedire una riduzione dell'efficienza causata dai gas non condensabili che circondano i tubi e interferiscono con lo scambio di calore. La rimozione è inoltre necessaria per prevenire la corrosione dovuta alla presenza di ossigeno nel sistema.
Il design dell'unità può prevedere che l'acqua di raffreddamento passi attraverso i tubi una volta o può avere più fasci di tubi in modo che l'acqua scorra da una estremità all'altra del guscio due o più volte o passi. Un condensatore a superficie divisa avrà sezioni e fasci di tubi separati in modo tale che parte dell'unità possa essere spenta per manutenzione mentre un'altra parte è ancora in funzione. Un'unità indivisa con un singolo fascio di tubi e fasci tubieri deve essere completamente spenta per qualsiasi manutenzione o problema. I gusci del condensatore di superficie possono avere forme rettangolari o cilindriche a seconda della posizione dell'apparecchiatura e della capacità del sistema.