Condensatie is een van de cruciale onderdelen van een turbinegenerator. Een condensor zet een gas of damp om in een vloeistof en voert snel warmte af via de buis. De prestaties ervan hebben direct invloed op de werking van de generator. De condensor werkt in een omgeving met hoge temperaturen, wat in wezen een exotherm proces is. De koelbuis is het belangrijkste onderdeel van de condensor en vormt daarmee het grootste warmteoverdrachtselement. De keuze van de koelbuis is cruciaal voor het ontwerp van de condensor. Veelgebruikte materialen voor condensorbuizen zijn koolstofstaal, messing, koper-nikkel, titanium en roestvrij staal. In dit artikel bespreken we de details van deze materialen.
Koolstofstalen buizen
De naadloze stalen buis volgens ASTM A179 is het belangrijkste materiaal voor buizen, warmtewisselaars, condensatoren en andere warmteoverdrachtssystemen, met name voor de mantel van buis- en boxcondensatoren. De lasnaad tussen de koolstofstalen buisplaat en de buis corrodeert echter vaak en gaat lekken, wat leidt tot storingen in het koelwatersysteem en milieuvervuiling. Ook kalkaanslag in het koelwater is een probleem bij koolstofstalen buizen in condensorsystemen.
Messing buis
Cu-Zn-legering Messing buis gebruikt in warmtewisselaar heeft uitstekende warmteoverdrachtprestaties en goede corrosiebestendigheid. Vergeleken met roestvrijstalen buizen is het niet eenvoudig op schaal te brengen. Zolang de stroomsnelheid van water wordt verhoogd, is dit het geprefereerde buismateriaal van de condensor. Maar het heeft grote corrosie in de vloeistof met een hoog zoutgehalte. Het is erg belangrijk om de normale werking van de koperen buiscondensor te behouden, corrosie te voorkomen en om deze aan te vullen. Momenteel bestuderen veel landen een economisch en duurzaam alternatief voor messing en zijn er witte koperen, titanium en roestvrijstalen buizen in gebruik genomen.
Cupronickel buis
Cu-Ni cupronickel heeft een betere chemische stabiliteit dan messing, en geen neiging tot selectieve corrosie, het mechanisme van corrosiebestendigheid is om een oppervlaktefilm op nanoschaal in lucht of water te vormen, wat compact, stabiel en met een hoge zelfherstellende snelheid is, om de corrosie te verzekeren weerstand van de buis. Dus onder dezelfde werkomstandigheden was de corrosie van koper aanzienlijk lichter dan van messing, werd het meestal gebruikt in hard en wanneer de waterkwaliteit niet stabiel is, maar de prijs is hoger dan die van messing, en omdat het REDOX-potentieel van koper, nikkel , gemakkelijk te produceren nikkelcorrosie en gemakkelijk gebeuren in het geval van zuurstof putjes, die de uitgebreide toepassing van wit messing beperkt.
Titanium buis
Als nieuw materiaal voor koelleidingen heeft titanium een sterke corrosiebestendigheid tegen alle soorten water. Condensorleidingen van titanium vertonen een aanzienlijke weerstand tegen algemene putcorrosie, spleetcorrosie en spanningscorrosie. Het wordt beschouwd als het meest corrosiebestendige constructiemetaal, met een lage dichtheid en hoge sterkte, en de corrosiebestendigheid in een kokende wateromgeving is aanzienlijk hoger dan die van Cu-Ni-legeringen. Titanium is echter niet immuun voor corrosie. Het is gebleken dat de belangrijkste oorzaak van defecten aan titanium buizen mechanische schade is, gevolgd door galvanische corrosie en kalkaanslag wanneer de titanium buizen worden verbonden met buisplaten van ongelijke metalen. Daarom is het noodzakelijk om volledig titanium te lassen of kathodische bescherming toe te passen om galvanische corrosie te voorkomen. Vanwege de hoge prijs en installatiekosten worden titanium buizen alleen gebruikt in kustwateren en kerncentrales.
Roestvrij stalen buis
De roestvrijstalen buis heeft goede mechanische eigenschappen, corrosiebestendigheid en zuinigheid, en is de meest potentiële trend van condensorbuizen. De condensor en de mantelreactor zijn meestal gemaakt van austenitisch roestvrij staal (hoofdtypen zijn AISI 304, 304L, 316, 316L). De totale warmteoverdrachtscoëfficiënt van roestvrijstalen golfgelaste buis wordt verhoogd met 25 ~ 30% dan die van koperen buis. De feitelijke bedrijfsgegevens van verschillende thermische centrales laten zien dat het circulerende water van roestvrijstalen buis 20% minder is dan dat van de originele koperen buis onder de voorwaarde dat dezelfde vacuümgraad wordt gehandhaafd. Bij een constante hoeveelheid circulerend water neemt de vacuümgraad met meer dan 5% toe. De sterkte en oppervlaktehardheid van roestvrij staal zijn hoger dan die van de koperen buis, hogesnelheidsstoom, waterdruppels en sedimentvuil en inlaatstraal veroorzaken geen erosieschade, is geschikt voor rivieren en ander zandvuilwater en hoge uitlaatstoomtemperatuur van gelegenheden voor het verwarmen van circulerend water. Roestvrijstalen buiscondensor heeft de volgende voordelen.
- Dunwandige roestvrijstalen gelaste buizen zijn veel goedkoper dan koperen en titanium buizen.
- Hoge sterkte en hardheid. De sterkte en oppervlaktehardheid van de roestvrijstalen buis is hoger dan die van de koperen buis en titaniumbuis, de toelaatbare spanning is 1.6 keer van de koperen buis, 1.5 keer van de titaniumbuis, dus de hogesnelheidstoom- en waterdruppels, of de sedimentvuil en inlaat-turbulentie kunnen geen significante erosie van de roestvrijstalen buis vormen.
- De elastische modulus is hoger dan die van koperen buis en titanium buis. De trillingsdempingswaarde is ook groter dan die van de koperen buis, de treksterkte is goed, de lineaire uitzettingscoëfficiënt is lager dan die van de gewone koperen buis, wat de spanning van de binnenkant kan verminderen.
- Hoge corrosiebestendigheid. In het luchtkoelgebied van de condensor verzamelt het metalen oppervlak van de warmtewisselaarbuis vaak enkele niet-condenseerbare gassen, voornamelijk ammoniak en kooldioxide, enz., En de koperen buis is extreem gevoelig voor de corrosie van ammoniak, wat resulteert in ammoniak corrosie. Roestvrijstalen buis heeft gewoon een hogere corrosiebestendigheid tegen ammoniak dan koperen buis, bijna geen corrosie, weerstand tegen hogesnelheidsvloeistoffen en circulerend watermedium.
- Meer beschikbare materialen. Het verhogen van het Mo-gehalte in roestvrij staal kan de spleetcorrosie en putcorrosiebestendigheid van roestvrijstalen buis in C1-bevattend medium effectief verbeteren, en het verhogen van het N-element kan niet alleen de sterkte van roestvrij staal verbeteren, maar ook de weerstand tegen putcorrosie en relatief stabiliteit.
