O que é condensação por contato direto – Definição

Condensação por contato direto

Da mesma forma que no capítulo anterior, neste capítulo, discutiremos a transferência de calor com a mudança de fase, mas, neste caso, discutiremos a condensação da fase gasosa (mudança de fase de vapor para líquido).

Em geral, a condensação é a mudança do estado físico da matéria da fase gasosa para a fase líquida e é o inverso da vaporização . Os processos de fluxo associados à condensação em uma superfície sólida são quase uma imagem espelhada dos envolvidos na fervura. A condensação ocorre quando a temperatura de um vapor é reduzida abaixo da temperatura de saturação ou quando a pressão de um vapor é aumentada acima dos parâmetros de saturação (consulte o diagrama de fases da água).

A condensação de contato direto , DCC, ocorre quando o vapor entra em contato com um líquido frio. Como nos condensadores de jato, a água de resfriamento é pulverizada no vapor de exaustão e há  contato direto  entre o vapor de exaustão e a água de resfriamento. O processo de condensação é  muito rápido  e eficiente, mas aqui a água de resfriamento e o vapor condensado são  misturados . As vantagens da condensação de contato direto sobre os processos convencionais usando superfícies de transferência metálicas são devidas à relativa simplicidade do projeto, menos problemas de corrosão e descamação, custos de manutenção mais baixos, áreas de transferência específicas mais altas e taxas de transferência mais altas. Apesar dessas vantagens, os condensadores de jato não são comuns em usinas termelétricas, principalmente devido à perda de condensado .

Condensação no pressurizador

Um  pressurizador  é um componente de um  reator de água pressurizada . A pressão no circuito primário  das PWRs é mantida por um  pressurizador , um vaso separado que é conectado ao circuito primário (perna quente) e parcialmente preenchido com água que é aquecida até a  temperatura de saturação  (ponto de ebulição) para a pressão desejada por energia elétrica submersa.  aquecedores. A temperatura no pressurizador pode ser mantida a 350 ° C (662 ° F), o que fornece uma margem de sub-resfriamento (a diferença entre a temperatura do pressurizador e a temperatura mais alta no núcleo do reator) de 30 ° C. A margem de sub-resfriamento é um parâmetro de segurança muito importante dos PWRs, pois a ebulição no núcleo do reator deve ser excluída. O projeto básico do  reator de água pressurizada  inclui tal requisito que o líquido de refrigeração (água) no sistema de refrigeração do reator não deve ferver. Para conseguir isso, o líquido de refrigeração no sistema de refrigeração do reator é mantido a uma pressão suficientemente alta para que a ebulição não ocorra nas temperaturas do líquido de refrigeração experimentadas enquanto a planta está em operação ou em um transiente analisado.

Funções

A pressão  no pressurizador é controlada variando a temperatura do líquido de refrigeração no pressurizador. Para esses fins, dois sistemas estão instalados. Sistema de pulverização de água  e  sistema de aquecimento elétrico . O volume do pressurizador (dezenas de metros cúbicos) é preenchido com água nos parâmetros de saturação e vapor. O sistema de pulverização de água (água relativamente fria – da perna fria) pode diminuir a pressão no recipiente,  condensando o vapor  nas gotas de água pulverizadas no recipiente. Como o vapor entra em contato com um líquido frio, neste caso, estamos falando de condensação de contato direto . Por outro lado, os aquecedores elétricos submersos são projetados para aumentar a pressão por  evaporação da água no navio. A pressão da água em um sistema fechado rastreia a temperatura da água diretamente; conforme a temperatura aumenta, a pressão aumenta.