المكثف المستخدم في محطات توليد الطاقة التوربينية
المكثف المستخدم في محطات توليد الطاقة التوربينية
ينقسم المكثف إلى المكثف المبرد بالماء والمكثف المبرد بالهواء ، وهو معدات مساعدة مهمة لمحطات الطاقة الحرارية ، ومحطات الطاقة النووية وما إلى ذلك.
المكثف المبرد بالماء
مبدأ العمل:
يدخل بخار العادم من التوربين إلى جانب القشرة من المكثف ، ويتدفق ماء التبريد في جانب الأنبوب. عندما يلتقي البخار العادم بجدار أنبوب مياه التبريد السفلي لدرجة الحرارة ، سيحدث التكثيف ، ويتغير من الغاز إلى السائل. خلال هذه العملية ، يتم نقل الحرارة الكامنة لتبخير البخار بواسطة ماء التبريد. على سبيل المثال ، في مكثف محطة الطاقة الحرارية النموذجي ، قد تكون درجة حرارة بخار العادم التوربيني حول درجة 40 - 50 ، في حين أن درجة حرارة مدخل ماء التبريد عمومًا 20 - 30. من خلال التبادل الحراري ، يتكثف البخار في الماء على سطح أنبوب ماء التبريد.
الميزات الهيكلية:
عادةً ما تحتوي المكثفات المبردة على الماء على قشرة أكبر مع عدد كبير من أنابيب مياه التبريد في الداخل. عادة ما تكون أنابيب مياه التبريد مصنوعة من سبائك النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ لضمان التوصيل الحراري الجيد ومقاومة التآكل. يتم استخدام ألواح الأنبوب لتأمين أنابيب ماء التبريد وفصل جانب القشرة عن جانب الأنبوب. من أجل تعزيز تأثير التكثيف للبخار على جانب الصدفة ، يتم أيضًا تثبيت بعض أجهزة جمع المكثفات وأجهزة استخراج الهواء. على سبيل المثال ، في بعض المكثفات الكبيرة ، يمكن ترتيب أنابيب مياه التبريد في تكوين "U" أو "Snake" لزيادة تدفق مياه التبريد عبر الأنابيب وتحسين تأثير التبريد.
المزايا:
كفاءة تبريد المكثف المبردة بالمياه مرتفعة نسبيا. نظرًا لأن الماء له سعة حرارة محددة كبيرة ويمكن أن يمتص كمية كبيرة من الحرارة ، فمن الممكن تكثيف بخار العادم التوربيني عند ضغط أسفل الظهر. بشكل عام ، يمكن للمكثف المبرد بالماء الحفاظ على ضغط العادم التوربيني حول 3 - 10 kpa ، مما يمكن أن يحسن كفاءة التوربين وزيادة قدرة توليد الطاقة. وفي الوقت نفسه ، فإن هيكل المكثف المبرد بالماء مضغوط نسبيًا ويشغل مساحة أقل من المكثف المبرد بالهواء بنفس قدرة التبريد.
العيب:
يتطلب كمية كبيرة من مياه التبريد ، والتي تتطلب مصدرًا مستقرًا وموثوقًا للمياه. إذا كانت جودة مياه التبريد سيئة ، فمن السهل توسيع نطاق التآكل أو التسبب في تآكل في أنبوب مياه التبريد ، مما يؤثر على أداء المكثف. على سبيل المثال ، سوف تشكل الكالسيوم والمغنيسيوم وغيرها من الأيونات في الماء مقياسًا على جدار أنبوب مياه التبريد العالي ، مما يقلل من الموصلية الحرارية لأنابيب مياه التبريد وزيادة المقاومة الحرارية ، مما يؤدي إلى انخفاض في فراغ المكثف وخفض كفاءة التوربين. علاوة على ذلك ، يتطلب نظام مياه التبريد في المكثف المبرد بالماء دعم معدات التبريد ، مثل برج التبريد ، مما يزيد من تعقيد وتكلفة المعدات.
سيناريو التطبيق:
يتم تطبيق المكثفات المبردة بالمياه بشكل أساسي على محطات الطاقة الحرارية ومحطات الطاقة النووية في المناطق ذات الموارد المائية الوفيرة مثل الأنهار القريبة والبحيرات والبحار. على سبيل المثال ، في محطات الطاقة الحرارية على نطاق واسع في المناطق الساحلية ، يتم استخدام مياه البحر كمياه تبريد ، ويتم تكثيف بخار العادم التوربيني من خلال المكثفات المبردة بالماء لضمان التشغيل الفعال للتوربين.
المكثف المبرد بالهواء
مبدأ العمل:
يدخل البخار العادم من التوربين إلى حزمة الأنبوب من المكثف المبرد بالهواء ، ويتم توسيع منطقة التبادل الحراري من خلال الأنبوب الزعترب والهياكل الأخرى. يتدفق الهواء البارد خارج حزمة الأنبوب وتبادل الحرارة مع البخار داخل الأنابيب لتبريد البخار وتكثيفه. على سبيل المثال ، في بعض محطات الطاقة الحرارية الشمالية ، تكون درجة حرارة الهواء منخفضة ، والحمل الحراري الطبيعي للهواء البارد أو تحت الإجراء القسري للمروحة يسلب حرارة البخار ، بحيث يتكثف البخار في الماء.
الخصائص الهيكلية:
يتكون المكثف المبرد بالهواء بشكل أساسي من حزمة الأنبوب والمروحة وهيكل الدعم والأجزاء الأخرى. تتبنى حزمة الأنبوب عمومًا أنابيب الألمنيوم الزعامة لزيادة منطقة تبديد الحرارة. يتم استخدام المروحة لتوفير تهوية قسرية بحيث يتدفق الهواء البارد عبر حزمة الأنبوب بسرعة. يجب أن يضمن هيكل الدعم استقرار المكثف المبرد بالهواء بأكمله في البيئة الخارجية. علاوة على ذلك ، فإن ترتيب حزمة الأنبوب للمكثف المبرد بالهواء عادة ما يكون في شكل "A" أو "V" ، والذي يمكن أن يزيد من منطقة التلامس ووقت التلامس بين الهواء وحزمة الأنبوب وتحسين تأثير التبريد.
المزايا:
ميزةها الأكبر هي أنها لا تحتاج إلى كمية كبيرة من مياه التبريد ، وهي مناسبة للمناطق التي تكون فيها موارد المياه نادرة. في الوقت نفسه ، لا يتأثر تشغيل المكثف المبرد بالهواء بجودة المياه لمصدر المياه ، ولا توجد مشكلة في التحجيم والتآكل. بالإضافة إلى ذلك ، في المناطق الباردة ، تكون درجة حرارة الهواء البارد أقل ، مما قد يوفر تأثير تبريد أفضل ويساعد على تقليل ضغط الظهر في التوربين.
عيوب:
كفاءة تبريد المكثف المبردة بالهواء منخفضة نسبيًا مقارنةً بالمكثف المبرد بالماء. نظرًا لسعة الحرارة الصغيرة المحددة للهواء ، من أجل تحقيق نفس تأثير التبريد ، يُطلب من منطقة نقل الحرارة الأكبر والمزيد من المعجبين توفير تدفق هواء كافٍ. ينتج عن هذا مكثفًا ضخمًا مبردًا بالهواء مع بصمة كبيرة. علاوة على ذلك ، يتأثر أداء المكثف المبرد بالهواء إلى حد كبير بالعوامل البيئية ، على سبيل المثال ، في الطقس الحار أو رطوبة الهواء العالية ، سيتم تقليل تأثير التبريد بشكل كبير.
سيناريو التطبيق:
تستخدم المكثفات المبردة بالهواء بشكل أساسي في محطات الطاقة الحرارية ومحطات الطاقة النووية في مناطق نطاق المياه.
نظرًا لندرة موارد المياه ، تستخدم بعض محطات الطاقة الحرارية المكثفات المبردة بالهواء لتكثيف بخار العادم التوربيني لضمان التشغيل الطبيعي للوحدات. في الوقت نفسه ، في بعض المناطق ذات المتطلبات العالية لحماية المياه ، يتم أيضًا إعطاء الأولوية لاستخدام المكثف المبرد بالهواء.
