1.4 Конденсатор
Конденсаторы служат для конденсации отработанного пара турбины при заданном вакууме. Они представляют собой преимущественно рекуперативные поверхностные теплообменники. В ядерных энергетических установках используются в основном горизонтальные конденсаторы.
В соответствии с рисунком 3 в корпусе I имеются трубные доски 2, в которых закреплены трубки 4. К трубным доскам примыкают водяные камеры охлаждающей воды. Пар в конденсатор поступает через патрубок 8, конденсируется на поверхности горизонтальных труб и собирается в конденсатосборник 11. В паре всегда присутствует некоторое количество не конденсирующих газов (воздуха) за счёт присосов и продуктов радиолиза в одноконтурных установках. Для их удаления предусмотрен патрубок 10.
1 – корпус; 2 – трубные доски; 3, 5 – задняя и передняя водяные камеры охлаждающей воды; 4 – трубы; 6, 7, 8, 10 – патрубки; 9 – охладитель воздуха; 11 – конденсатосборник.
Рисунок 3- Схема поверхностного конденсатора
Вместе с воздухом откачивается и некоторая часть пара. Для уменьшения объёма откачиваемой смеси она переохлаждается в специально выделенном пучке 9, который называют охладителем воздуха. Конденсат в конденсатосборнике не должен переохлаждаться во избежание насыщения его газом. Поэтому воздухоохладитель должен размещаться на достаточном удалении от конденсатосборника. Охлаждающая вода в конденсаторе совершает один или несколько ходов - преимущественно, как показано на схеме, два хода.
Температура насыщения в конденсаторе определяется соотношением ТS= dT+Tох2 , где dT – температурный напор на выходе воды из конденсатора; Tох2конечная температура охлаждающей воды.
9
Величина ТS зависит от кратности охлаждения, т.е. от отношения расхода охлаждающей воды к расходу пара. Давление пара в конденсаторе, соответствующее ТS, принимается от температуры охлаждающей воды; в ядерных энергетических установках с турбинами на влажном паре оно может быть повышено из-за ограниченной пропускной способности последних ступеней цилиндров низкого давления.
Основные принципы компоновки трубного пучка конденсатора следующие:
- компоновка пучка с центральным или боковым отсосом воздуха должна быть такой, чтобы обеспечивать минимальные потери на входе в пучок;
- трубный пучок выполняется в виде многократно свернутой ленты симметрично относительно вертикальной оси конденсатора с глубокими проходами на внешней стороне пучка. В глубоких внешних паровых проходах паровой поток обеспечивает регенеративный подогрев стекающего с трубок конденсата и его деаэрацию;
- обеспечивается свободный доступ пара через боковые и центральные проходы в нижнюю часть пучка для регенерации и деаэрации стекающего конденсата. Выбирается малая глубина пучка в направлении хода пара (12-16 труб при скоростях пара на входе не более 100-120 м/с);
- выделяется зона охладителя;
- для снижения парового сопротивления конденсатора создаются внутренние проходы для паровоздушной смеси. Проходы должны иметь наиболее короткий и по возможности прямой путь к месту отсоса (откачки);
- обеспечиваются улавливание и отвод конденсата на промежуточных уровнях по высоте пучка для предотвращения переохлаждения конденсата и уменьшения парового сопротивления пучка. Конденсаторы охлаждаются как пресной, так и соленой водой. Для конденсаторных трубок на пресной воде используется преимущественно латунь Л-68, а на морской воде ЛО-70-1. В конденсаторах АЭС трубки выполнены из медно-никелевого сплава МНЖМ-5-1-1 (93% меди, 5 % никеля, 1 % железа; примеси – менее 0,3%), а трубные доски – из стали 12Х18Н9Т. Используются трубки диаметром 16-32 мм с толщиной стенки 1-2 мм. Скорость воды в трубках 1-2,5 м/с на пресной воде и до 1,5 м/с – на морской.