КОНДЕНСА́ТОР
-
Рубрика: Технологии и техника
-
Скопировать библиографическую ссылку:
КОНДЕНСА́ТОР (лат. condenso – сгущать, уплотнять) в теплотехнике, теплообменный аппарат для конденсации (превращения в жидкость) паров разл. веществ путём охлаждения. Процесс конденсации пара осуществляется в результате отвода теплоты с помощью охлаждающей среды, как правило циркулирующей воды. К. широко применяются в паросиловых установках на тепловых (конденсационных) и атомных электростанциях (на 1 м3 конденсирующегося пара приходится ок. 50 м3 охлаждающей воды), для конденсации отработавшего в турбинах пара (напр., на ТЭС и особенно АЭС потребляется ок. 600 тыс. м3/ч воды); в турбинах с противодавлением К. отсутствует (весь отработанный пар поступает на производств. нужды). В холодильных и теплонасосных установках К. используются для конденсации паров разл. рабочих тел (напр., хладона, аммиака). В химич. технологии К. применяют для получения чистых веществ (дистиллятов). При отсутствии воды для отвода теплоты используют воздух окружающей среды (напр., К. паровозов и энергопоездов). В воздухоразделительных установках конденсация паров азота обеспечивается испарением жидкого кислорода – такой теплообменный аппарат называется конденсатор-испаритель.
К. разделяют: по принципу теплообмена (смешивающие и поверхностные), направлению потоков теплоносителя (прямоточные и противоточные), количеству изменений направления (одноходовые, двухходовые и др.). К. бывают одноступенчатыми, двухступенчатыми и др.
В смешивающих К. водяной пар соприкасается непосредственно с охлаждающей водой, конденсируется на поверхности капель воды и стекает вместе с ней в поддоны (откачивается конденсатными насосами). Взаимное расположение потоков пара и воды бывает параллельным или противоточным (наиболее эффективное). Конденсат, смешанный с охлаждающей водой, не пригоден для питания паровых котлов и, несмотря на простоту устройства, применяется только в небольших конденсационных установках паровых машин и холодильных машинах (закрытые радиаторы выполняют функцию охладителей). В мощных паротурбинных электростанциях устанавливаются поверхностные конденсаторы.
В поверхностных К. нет прямого контакта конденсата с охлаждающей средой (вода, воздух); пар поступает в пространство между трубами и конденсируется на наружной поверхности или наоборот. Наибольшее распространение получили кожухотрубные К., в которых охлаждающая вода циркулирует в трубках (т. н. трубные пучки); различают горизонтальные (как правило, для крупных холодильных и теплонасосных установок и электростанций) и более компактные вертикальные К. Давление конденсации пара определяется темп-рой охлаждающей воды (напр., на ТЭЦ при темп-ре охлаждающей воды 20–25 °С давление в К. составляет 3–5 кПа). Для уменьшения энергозатрат б. ч. пара (99–99,5%) конденсируется в т. н. зоне массовой конденсации, остальная – в зоне охлаждения (возможно переохлаждение конденсата, что неблагоприятно сказывается на эффективности установки в целом). Зону охлаждения отделяют перегородкой для повышения скорости движения смеси и улучшения коэф. теплопередачи. Иногда пар подаётся в объём жидкости и барботирует в виде пузырей. В процессе работы поверхность трубок К., в которые поступает вода из водоёмов (рек, прудов, озёр и др.), загрязняется биологич. и минер. отложениями, что ухудшает экономичность работы турбин; во избежание обрастания водяного тракта биологич. организмами охлаждающую воду обычно хлорируют. Большинство совр. конструкций К. позволяет производить механич. очистку части трубок без прерывания работы с отключением части пучков.