Was ist Parameter und Betrieb des Hauptkondensators – Definition

Parameter des Hauptkondensators

Der Kondensator muss ein ausreichend niedriges Vakuum aufrechterhalten, um den Wirkungsgrad des Kraftwerks zu erhöhen. Die Vakuumpumpen halten durch Absaugen von Luft und nicht kondensierten Gasen ein ausreichendes Vakuum im Kondensator aufrecht. Der niedrigste realisierbare Verflüssigerdruck ist der der Umgebungstemperatur entsprechende Sättigungsdruck (z. B. absoluter Druck von 0,008 MPa, was 41,5 ° C entspricht ). Es ist zu beachten, dass es immer einen Temperaturunterschied zwischen (um ΔT = 14 ° C) gibt) die Kondensatortemperatur und die Umgebungstemperatur, die sich aus der endlichen Größe und dem Wirkungsgrad der Kondensatoren ergibt. Da weder der Kondensator ein 100% effizienter Wärmetauscher ist, gibt es immer einen Temperaturunterschied zwischen der Sättigungstemperatur (Sekundärseite) und der Temperatur des Kühlmittels im Kühlsystem. Darüber hinaus besteht eine Konstruktionsineffizienz, die den Gesamtwirkungsgrad der Turbine verringert. Idealerweise würde der in den Kondensator ausgestoßene Dampf keine Unterkühlung haben . Echte Kondensatoren sind jedoch so ausgelegt, dass sie die Flüssigkeit um einige Grad Celsius unterkühlen, um die Ansaugkavitation in den Kondensatpumpen zu vermeiden . Diese Unterkühlung erhöht jedoch die Ineffizienz des Kreislaufs, da mehr Energie zum Aufwärmen des Wassers benötigt wird.

Das Ziel, den niedrigsten praktischen Turbinenabgasdruck aufrechtzuerhalten, ist ein Hauptgrund für die Einbindung des Kondensators in ein Wärmekraftwerk. Der Kondensator liefert ein Vakuum, das die dem Dampf entzogene Energie maximiert, was zu einer deutlichen Steigerung der Netzleistung und der thermischen Effizienz führt. Aber auch dieser Parameter (Verflüssigerdruck) hat seine technischen Grenzen:

• Das Verringern des Turbinenabgasdrucks verringert die Dampfqualität (oder den Trockenheitsanteil). Irgendwann muss die Expansion beendet werden, um Schäden zu vermeiden, die durch minderwertigen Dampf an den Schaufeln der Dampfturbine verursacht werden könnten .
• Das Verringern des Turbinenabgasdrucks erhöht das spezifische Volumen des abgegebenen Dampfs erheblich, was riesige Schaufeln in den letzten Reihen der Niederdruckstufe der Dampfturbine erfordert.

In einer typischen Nassdampfturbine kondensiert der abgeführte Dampf im Kondensator und hat einen Druck, der weit unter dem Atmosphärendruck liegt (absoluter Druck von 0,008 MPa, was 41,5 ° C entspricht). Dieser Dampf befindet sich in einem teilweise kondensierten Zustand (Punkt F), typischerweise von einer Qualität nahe 90%. Beachten Sie, dass der Druck im Kondensator auch von den atmosphärischen Umgebungsbedingungen abhängt:

• Lufttemperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeit bei Abkühlung in die Atmosphäre
• Wassertemperatur und Durchflussrate bei Abkühlung in einen Fluss oder ein Meer

Ein Anstieg der Umgebungstemperatur bewirkt einen proportionalen Druckanstieg des abgegebenen Dampfes ( ΔT = 14 ° C ist normalerweise eine Konstante), wodurch der Wärmewirkungsgrad des Leistungsumwandlungssystems abnimmt. Mit anderen Worten kann die elektrische Leistung eines Kraftwerks mit den Umgebungsbedingungen variieren , während die Wärmeleistung konstant bleibt.

Um die Parameter im Kondensator (0,008 MPa und 41,5 ° C) beizubehalten, muss das Kühlwasser  aus dem Kühlsystem ausreichend kalt sein und es darf keine große Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des Auslass- und des Einlasswassers geben, daher muss die Durchflussmenge durch das Kühlsystem betragen sehr hoch. Die Fließgeschwindigkeit durch das Kühlsystem (mit Nasskühltürmen) kann bis zu 100 000 m3 / h (27,7 m 3 / s). Das Kondensatoreinlasswasser kann ungefähr 22 ° C haben (stark abhängig von den Umgebungsbedingungen), während der Kondensatorauslass ungefähr 25 ° C haben kann . Die Meerwasserkühlsysteme arbeiten mit höheren Durchflussraten, beispielsweise 130 000 m 3 / h .