كندانسورها نيز همچون اواپراتورها وسايل انتقال حرارت مي باشند كه در آنها حرارت بخار مبرد داغ از طريق سطوح لوله ها به عامل تقظير (مثلا هوا يا آب) منتقل شده و در اثر آن بخار مبرد ابتدا تا دماي اشباع سرد و سپس به مايع تبديل مي شود. با وجودي كه در بعضي از سيستم هاي دماي پايين گاهي از آب نمك يا مبردهاي انبساط مستقيم به عنوان عامل تقطير استفاده مي كنند ولي در اكثر موارد هوا يا آب و يا تركيبي از آنها به كار برده مي شود. بطور كلي كندانسورها به سه نوع مي باشند :
در كندانسورهاي هوايي از هوا به عنوان عامل تقطير استفاده مي كنند در حالي كه در كندانسورهاي آبي براي تقطير مبرد از آب استفاده مي شود. در هر دو كندانسور فوق الذكر حرارت دفع شده به وسيله مبرد دماي عامل تقطير را افزايش مي دهد. در كندانسورهاي تبخيري هم هوا و هم آب مورد استفاده قرار مي گيرد. گرچه در كندانسورهاي تبخيري،دماي هواي عبوري مقداري افزايش مي يابد اما تقطير مبرد عمدتا از تبخير آب پاشيده شده بر روي كندانسور ناشي مي شود و وظيفه هوا افزايش شدت تبخير با دفع بخار آب حاصل از تحول تبخير مي باشد
در كندانسور هوايي از هوا به عنوان عامل تقطير استفاده مي كنند در كندانسورهاي هوايي حرارت دفع شده به وسيله ميرد دماي عامل تقطير را افزايش مي دهد. جريان هوا در يك كندانسور هوايي ممكن است به صورت طبيعي ، يا به وسيله فن يا دمنده انجام شود. در صورتي كه جريان هوا طبيعي باشد،مقدار هواي جريان يافته در كندانسور كم بوده و سطح تقطير نسبتا بيشتري لازم است. اين كندانسورها به دليل ظرفيت كم شان فقط در كاربردهاي كوچك و عمدتا در يخچالها و فريزرهاي خانگي مورد استفاده قرار مي گيرند. كندانسورهاي با جريان طبيعي هوا كه در يخچالهاي خانگي به كار مي روند معمولا از نوع صفحه هاي يا لوله اي پرده دار هستند در صورت استفاده از لوله هاي پره دار براي كاهش مقاومت در مقابل جريان آزاد هوا،معمولا پره ها را با فاصله زياد تري نسبت به هم قرار مي دهند. زياد بودن فاصله پره ها همچنين امكان كثيف شدن كندانسور در اثر ورود كثافات را تقليل مي دهد. كندانسورهاي صفحه اي در پشت يخچالها نصب مي شوند بطوري كه جرياني از هواي محيط بر سطوح آنها ايجاد مي شود در حالي كه كندانسورهاي لوله اي پره دار در پشت يخچال يا تحت زاويه اي در زير آن نصب مي گردد. بدون توجه يه نوع يا محل نصب كندانسور،بايستي يخچال به نحوي استقرار يابد كه هوا بتواند آزادانه از روي كندانسور جريان داشته باشد
همچنين بايستي حتي الامكان از قرار دادن يخچال در محيط گرم مثلا در مجاورت اجاق گاز خود داري گردد. كندانسورهاي هوايي با كنوكسيون اجباري را كه به فن يا دمنده مجهز مي باشند مي توان بر اساس محل نصب شان به دو گروه تقسيم نمود :
كندانسورهاي هوايي نصب شده بر روي شاسي كندانسورهايي هستند كه با كمپرسور و محرك آن بر روي شاسي مشتركي نصب شده و جزء مكمل واحد تقطير خنك شونده با هوا مي باشند. كندانسور نصب شده در دور از كمپرسور، معمولا به طور جداگانه و با فاصله از كمپرسور نصب شده و مي توان آن را در داخل يا بيرون فضا قرار داد. در صورتي كه كندانسور در داخل فضا نصب شده باشد. براي جريان مناسب هواي بيرون از كندانسور بايستي امكاناتي ايجاد نمود و چنانچه كندانسور در محل گرمي مثلا زير شيرواني يا موتور خانه قرار گرفته باشد ، بايستي براي رساندن هوا به كندانسور و تخليه هواي گرم محيط، كانالهايي مورد استفاده قرار گيرند و چون مقدار هواي لازم زياد مي باشد تنها ، كندانسورهاي كوچك در داخل فضا قرار مي گيرند. كندانسورهاي واقع در فضاي بيرون، ممكن است بر روي زمين،روي بام يا ديوار نصب شوند. ولي معمولا آنها را روي بام نصب مي نمايند
كندانسورهاي هوايي در طرحهاي مختلف قائم واقعي در اندازه هاي كمتر از يك كيلو وات تا kw 500و بيشتر توليد مي شوند . بعضي از اين كندانسورها با دو يا چند مدار تبريد جداگانه طراحي شده است و مي توان از آنها براي چند سيستم تبريد مختلف با مبردهاي گوناگون استفاده نمود. در بعضي از اين كندانسورها كه به مدار مادون سرد كن مايع مجهز هستند براي اطمينان از كار موثر مدار مادون سردكن نبايد از مخزن ذخيره مايع استفاده گردد ولي چنانچه از مخزن ذخيره مايع براي تخليه فشار استفاده مي شود بايستي آن را در بالا دست مدار مادون سردكن قرار داد.
كنترل در كندانسور هاي هوايي با تغيير دادن مقدار هواي عبوري از كندانسور يا به نيمه پر نمودن كندانسور از مايع ( به طوريكه سطح موثر تقطير كاهش يابد) مي توان دماي تقطير را در محدوده مورد نظر نگه داشت. مقدار هواي جريان يافته در كندانسورهاي هوايي را مي توان با قرار دادن دمپر در مسير هوا با تغيير دادن سرعت فن يا روشن و خاموش نمودن آن يا تركيبي از اين روشها كنترل نمود
مي توان با قرار دادن يك دمپر تنظيم هوا در خروجي فن كه به وسيله موتور حساس به دماي محيط با فشار تقطير كنترل شده يا به وسيله مكانيزمي كه مستقيما با فشار مبرد در كندانسور عمل مي نمايد ظرفيت كندانسور را در حد پايدار قابل قبولي كنترل نمود ولي اين نوع كنترل كننده ها و دمپرها با مشكلات مكانيكي و الكترونيكي ناشي از خوردگي ،تجمع گرد و غبار و انجماد مواجه هستند و به ويژه در مواردي كه از فن هاي محوري استفاده مي شود بايستي براي غلبه بر افزايش فشار استاتيك ناشي از بسته شدن جزئي يا كامل دمپرها از موتور قوي تري استفاده نمود. امروزه در تجهيزات كنترل ظرفيت كندانسورهاي هوايي براي تغيير سرعت فن از مدارهاي الكترونيكي بهره مي گيرند. در اين نوع كنترل كننده ها از ترميستوري كه دماي محيط يادماي گاز كندانسور را حس مي نمايد و مقاومت الكتريكي آن با تغيير دما تغيير مي يابد استفاده شده است مقدار الكترونيكي تغييرات مقاومت ترميستور را آشكار مي نمايد و با تغيير ولتاژ موتور كه ممكن است از نوع قطب چاكدار يا خازني فاز شكسته باشد سرعت موتور را تنظيم مي نمايد. بسته به دماي ترميستور سرعت فن كندانسور هوایی مي تواند از سرعت كامل تا صفر تغيير نمايد چون روشن و خاموش كردن پياپي فن ( در فواصل زماني كوتاه ) در دماي تقطير كندانسور نوساناتي بوجود مي آورد معمولا در كندانسورهاي هوايي كه تنها به يك فن مجهز مي باشند از اين روش براي كنترل ظرفيت استفاده نمي كنند ولي در كندانسورهاي شامل چندين فن و خصوصا در مواردي كه كندانسور به دمپر تنظيم هوا يا كنترولر سرعت فن مجهز مي باشد مي توان با روشن و خاموش نمودن فن ها فشار تقطير را به راحتي در محدوده وسيعي از شرايط كاري كنترل نمود. معمولا در كندانسورهاي چند مداري كنترل ظرفيت با تغيير مقدار هواي عبوري از كندانسور مناسب نيست. همچنين وزش شديد باد به سطح كندانسورهاي هوايي ايستاده مي تواند هرگونه كاهش ظرفيت حاصل از روشن و خاموش نمودن يا كاهش سرعت فن ها را منتفي سازد. اين مشكل با استفاده از منحرف كننده هاي باد يا استفاده از كندانسورهاي خوابيده تا حد زيادي حل خواهد شد. روش ديگر كنترل ظرفيت در كندانسورهاي هوايي تغيير دادن سطح تقطير موثر آنها با افزايش سطح مايع در قسمت تحتاني كندانسور مي باشد . هر يك از توليد كنندگان كندانسورهاي هوايي براي كنترل ظرفيت كندانسور روش بخصوصي را به كار مي برند كه معمولا شامل وسايلي براي كم كردن ساير مشكلات مربوط به كار در شرايط سرد مي باشند . در صورتي كه كنترل ظرفيت كندانسورهاي چند مداري با كنترل مبرد انجام مي شود براي هر يك از سيستم ها كنترل كننده جداگانه اي به كار مي برند.
خوردگي در كندانسور و نحوه نگهداري از آن
خوردگي لوله هاي كندانسور يكي از مشكلات عمده خوردگي در يك واحد نيروگاه بخاري است چرا كه سوراخ شدن و تجهيزات ديگر واحد نيروگاهي از قبيل بويلر و توربين را با مشكل مواجه مي سازد. به اين ترتيب بواسطه آلوده شدن چگاليده و بخار درون سيكل،خسارات شديدي به بويلر و توربين هاي نيروگاه وارد مي شود.
آلياژهاي پايه مس به علت دارا بودن خواص مكانيكي و مقاومت به خوردگي مناسب،فرم پذيري عالي و خواص حرارتي خوب،كاربردي گسترده در لوله هاي كندانسور نيروگاهي دارد امااين آلياژها نيز تحت شرايط مختلف سرويس و در حضور آلاينده هاي با شدت هاي مختلف خوردندگي مصون نبوده و مورد تهاجم و خوردگي قرار مي گيرند. رفتار خوردگي آلياژهاي بكار رفته در لوله هاي كندانسور متاثر از تركيب آلياژ و شرايط محيطي اعم از دما ،سرعت،ميزان اكسيژن محلول و تركيب آب خنك كن مي باشد. در اين تحقيق سه آلياژ پايه مس،برنج آدميرالتي،برنج آلومينيم دار و مس نيكل 5-5 كه بطور گسترده اي در لوله هاي كندانسور مورد استفاده قرار مي گيرد تحت شرايط مختلف دما ،اكسيژن محلول و سرعت آب مورد مطالعه خوردگي قرار گرفتند.
نقش كندانسور در نيروگاه بخار :
سيستم دفع گرما از نيروگاه كه با آب خنك كن گردشي در چگالنده ارتباط پيدا مي كند به بررسي خاص و جداگانه اي نياز دارد.
وظيفه اصلي چگالنده عبارت است از مايع كردن بخار خروجي از توربين و از اين طريق باز يافت آب تغذيه با كيفيت بالا جهت استفاده مجدد در چرخه . چگالنده در اجراي اين وظيفه در واقع كار ديگري هم انجام مي دهد كه حتي مفيدتر از نقش اصلي آن است. اگر دماي آب خشك كن، به طوري كه متداول است،به اندازه كافي پايين باشد،در اين صورت در چگالنده كه توربين به آن تخليه مي شود فشار پاييني (خلا نسبي) برقرار مي شود. اين فشار برابر است با فشار اشباع مربوط به دماي بخار در حال چگالش كه مقدار آن به نوبه خود به دماي آب خنك كن وابسته است. حالا معلوم شده است كه افت آنتالپي و در نتيجه كار توربين است. با كاهش فشار چگالنده فقط به اندازه چند كيلو پاسكال كار توربين و بازده نيروگاه افزايش و جريان بخار بزرگتر هستند. لذا از ديدگاه ترموديناميكي هر چند دماي آب خنك كن مورد استفاده پايينتر باشد بهتر است. بنابراين بازده نيروگاههاي چگالنده دار بسيار بيشتر از نيروگاههاي بدون چگالنده است. در همه نيروگاههاي امروزي از چگالنده استفاده مي شود و چگالنده يك دستگاه اصلي و بسيار مهم در نيروگاه به شمار مي رود
چگالنده ممكن است يك دو يا چهار مسير براي آب خنك كن داشته باشد. تعداد مسيرها اندازه و كارايي چگالنده را تعيين مي كند. در نيروگاهها از چگالنده چهار مسيره به ندرت استفاده مي شود. چگالنده يك مسيره چگالنده اي است كه در آن خنك كن يكباره از يك انتها وارد تمام لوله ها مي شود و از انتهاي ديگر آنها را ترك مي كند. در چگالنده دو مسيره آب خنك كن از طريق قسمتي از مخزن آب تقسيم شده وارد نيمي از لوله ها مي شود و پس از گذشتن از آنها به مخزن آب تقسيم ديگر لوله ها وارد قسمت ديگر مخزن آب تقسيم شده مي شود. در صورتي كه تعداد كل لوله ها و يكسان باشد چگالنده يك مسيره به جريان آبي كه دو برابر جريان آب چگالنده دو مسيره است مي شود بنابراين استفاده از چگالنده يك مسيره موجب افزايش بازده گرمايي نيروگاه مي شود و آلودگي گرمايي را كاهش مي دهد، در مقابل مقدار آب مورد نياز در آن دو برابر و انرژي لازم براي پمپ كردن چهار برابر است
تعداد تقسيمات مخزنهاي آب غالبا بيشتر از تعدادي است كه براي داشتن تعداد معيني مسير آب خنك كن در چگالنده لازم است. مثلا در يك چگالنده يك مسيره ممكن است مخزنهاي اين كار نصف چگالنده مي تواند در حال كار باشد در حالي كه مي توان نصف ديگر آن را تميز كرد.
و يا تحت تعمير قرار داد . در يك چگالنده دو مسيره تقسيم شده مخزنهاي آب به چهار قسمت تقسيم مي شوند . در مخزنهاي آب تقسيم شده، تعداد لوله هاي ورودي و خروجي دو برابر است و هر قسمت هم مسير آب خنك كن خاص خود را دارد. با تعبيه شيرهايي در صفحات مقسم و با معكوس كردن جهت جريان آب مي توان عمل شستشو را كه از نظر تميز سازي چگالنده حائز اهميت است انجام داد
سيستم آب گردشي آب خنك كن مورد نياز چگالنده را تامين مي كند و از اين رو به صورت واسطه اي عمل مي كند كه توسط آن گرما از چرخه بخار به محيط دفع مي شود. همچنين اين سيستم آب عمومي محوطه نيروگاه را كه مقادير آنها كم است تامين مي كند. در نيروگاههاي هسته اي علاوه بر موارد فوق اين سيستم آب خنك كن مورد نياز ساختمان راكتور (براي خنك كردن مدار بسته آب خنك كني كه جهت محدود كردن نشت مواد پرتوزا به محيط در نظر گرفته شده است )، آب لازم براي رقيق سازي و دور ريزي پسماندهاي پرتوزاي دفع شده و از نيروگاه و در صورت لزوم آب مورد نياز براي دفع گرماي ناشي از پسماندهاي پرتوزا را تامين مي كند . مجموع مقادير اين مصارف فرعي تقريبا5 درصد جريان آب خنك كن در چگالنده است
سيستم آب گردشي بايد گرما را به طور موثر به محيط دفع كند و در عين حال با مقررات دفع گرما به محيط سازگار باشد. دماي ممكن عمل مي كند موجب بيشينه شدن كار توربين و بازده نيروگاه و كمينه شدن دفع گرما از نيروگاه مي شود. از اين رو يك سيستم دفع گرماي خوب كار خود را آسانتر انجام مي دهد
يعني دفع گرماي آن كم است و حجم آن كوچكتر و آب خنك كن مورد نيازش نيز كمتر است
مقدار گرمايي كه توسط سيستم آب گردشي دفع مي شود از گرماي تبديل شده به كار مفيد در چرخه بخار بيشتر است. مقدار گرماي دفع شده در نيروگاههاي در حال كار كنوني اعم از نيروگاههاي قديمي يا جديد،5و1 تا 3 برابر كار مفيد خروجي از اين نيروگاهها است
