Hva er en overflatekondensator?

En overflatekondensator er en type varmeveksler som ofte brukes til å kondensere damp under vakuumtrykk som en del av et termisk kraftverk. Rør- og skallkondensatoren konverterer damp fra sin gassfase til væske som en del av en termodynamisk syklus som inkluderer en dampgenerator, pumpe og turbin. Dampen kondenseres på den ytre overflaten av rør som passerer gjennom kjølevann. Vannet kan komme fra et lukket sløyfesystem eller et system som er åpent for en utvendig kilde. Konfigurasjonen av en overflatekondensator er angitt med antall passeringer, enten systemet er delt, og formen på skallet.

Den termodynamiske syklusen ved bruk av en overflatekondensator innlemmer en generator der vann blir oppvarmet for å lage damp med høyt trykk. Damptrykket driver en turbin for å produsere kraft. Systemet fører damputslippet inn i overflatekondensatoren ved et lavere trykk. Kondensatoren konverterer dampen tilbake til væske. En pumpe flytter det kondenserte vannet tilbake til dampgeneratoren slik at syklusen kan gjenta seg.

Kondensatorens fysiske form er et skall med et knippe rør som passerer gjennom den. Kjølevann renner gjennom rørene. Varmevekslingen skjer når kjølevannet absorberer varme fra dampen gjennom overflaten av rørene. Tapet av varme får dampen til å endre seg i flytende vann, kjent som kondensat, og falle til bunnen av kondensatoren. Kjølevannet kan resirkuleres i en lukket sløyfe eller kan trekkes fra en utvendig kilde, så som en innsjø eller en elv og tømmes etter passering gjennom kondensatoren.

Vakuumtrykk er viktig for effektiviteten i systemet. Skallet på overflatekondensatoren holdes under vakuum ved å holde temperaturen på et punkt lavt nok til at damptrykket til vann er mindre enn omgivelsestrykket. Dette senkede nivået bidrar til å øke trykkfallet over turbinen, og forbedrer dermed effekten. Vakuumtrykket har en tendens til å trekke ikke-kondensbare gasser, for eksempel luft, inn i kondensatoren. Disse gassene må fjernes for å forhindre en reduksjon i effektivitet forårsaket av de ikke-kondensbare gassene som omgir rørene og forstyrrer varmeutvekslingen. Fjerning er også nødvendig for å forhindre korrosjon fra tilstedeværelsen av oksygen i systemet.

Utformingen av enheten kan sørge for at kjølevannet kan passere gjennom rørene en gang, eller det kan ha flere rørbunter slik at vannet renner fra ende til ende av skallet to eller flere ganger, eller passerer. En delt overflatekondensator vil ha separate seksjoner og rørbunter slik at en del av enheten kan stenges ned for vedlikehold mens en annen del fremdeles fungerer. En udelt enhet med et enkelt skall og rørbunt må stenges helt av for service og problemer. Overflatekondensatorskjell kan ha rektangulære eller sylindriske former, avhengig av utstyrets plassering og systemets kapasitet.