Конденсаторы с газообразным диэлектриком

По выполняемой функции и характеру изменения емкости эти конденсаторы разделяются на постоянные и переменные. В качестве диэлектрика в них используется воздух, сжатый газ (азот, фреон, элегаз), вакуум. Особенностью газообразных диэлектриков являются малое значение тангенса угла диэлектрических потерь (до 10^-5) и высокая стабильность электрических параметров. Поэтому основной областью их применения является высоковольтная и высокочастотная аппаратура.

В радиоэлектронной аппаратуре из конденсаторов с газообразным диэлектриком наибольшее распространение получили вакуумные. По сравнению с воздушными они имеют значительно большие удельные емкости, меньшие потери в широком диапазоне частот, более высокую электрическую прочность и стабильность параметров при изменении окружающей среды. По сравнению с газонаполненными, требующими периодической подкачки газа из-за его утечки, вакуумные конденсаторы имеют более простую и легкую конструкцию, меньшие потери и лучшую температурную стабильность; они более устойчивы к вибрации, допускают более высокое значение реактивной мощности.

Вакуумные конденсаторы переменной емкости обладают малым значением момента вращения, а их масса и габариты значительно ниже по сравнению с воздушными конденсаторами. Коэффициент перекрытия по емкости вакуумных переменных конденсаторов может достигать 100 и более.

Вакуумные конденсаторы применяются в передающих устройствах ДВ, СВ и КВ диапазонов на частотах от 30 до 80 МГц в качестве контурных, блокировочных, фильтровых и разделительных конденсаторов. Также они используются в качестве накопителей в импульсных искусственных линиях формирования и различного рода мощных высоковольтных высокочастотных установках.

Конструкции конденсаторов

Конструкции конденсаторов весьма разнообразны, среди них можно выделить некоторые типичные варианты, присущие многим типам независимо от их назначения и вида диэлектрика, например пакетную, трубчатую, дисковую, литую секционированную, рулонную, резервуарную и многопластинчатую конструкции (рис. 3).

Рис. 3. Основные конструкции конденсаторов

Пакетная конструкция присуща слюдяным стеклоэмалевым, стеклокерамическим и некоторым типам керамических конденсаторов (рис. 4),

Рис. 4. Пакетная конструкция слюдяных конденсаторов: а — сборка фольгового конденсатора, б — сборка конденсатора с металлизированными обклад­ками, в — пакет после сборки, г — спрессованный конденсатор; 1 — пластинка слюды. 2 — фольговая пластинка, 3 — металлизированная обкладка. 4 — фольговая полоска, 5 — латунная обжимка, 6 — проволочный вывод, 7 — пластмассовая опрессовка

Пакет образован чередующимися слоями диэлектрика и обкладок, которые могут быть выполнены из металлической фольги или нанесены в виде пленок металла напылением или вжиганием. В пакете каждого элементарного конденсатора имеются верхняя и нижняя обкладки. Все верхние обкладки элементарных конденсаторов имеют контакт с одного торца пакета, а все нижние — с другого торца.

С торцов делают выводы конденсатора, имеющие вид проволочных проводников, ленточных полосок и др. Пакетную конструкцию опрессовывают, герметизируют или покрывают влагозащитной эмалью.

Трубчатая конструкция (рис. 5) присуща многим керамическим конденсаторам. Обкладки конденсаторов

4 и 5 образованы на внутренней и внешней поверхностях трубки 6 методом вжигания серебра в керамику. Толщину стенок трубки берут 0,25 мм и выше. В случае применения гибких проволочных выводов 1 нижнюю обкладку выводят на внешний цилиндр и создают между ней и верхней обкладкой изолирующий «поясок» 2.

Рис. 5. Трубчатая конструкций керамических конденсаторов: а — с проволочными выводами, б — с ленточными выводами; 1 — проволочный вывод. 2 — поясок. 3 — эмаль, 4 — внутренняя обкладка. 5 — внешняя обкладка, 6

— керамическая трубка. 7 — внутренний ленточный вывод, 8 — внешний ленточный вывод.

В случае применения гибких проволочных выводов 1 нижнюю обкладку выводят на внешний цилиндр и создают между ней и верхней обкладкой изолирующий «поясок» 2. При использовании жестких ленточных выводов вывод 7 вставляют во внутреннюю полость трубки, а выводом 8 обжимают ее снаружи. Конструкция трубчатых конденсаторов имеет влагостойкое цветное эмалевое покрытие. Цвет эмали определяет группу стабильности емкости конденсатора.

Дисковая конструкция характерна для некоторых типов постоянных и полупеременных керамических конденсаторов. В этом случае на керамическом диске

5 (рис. 6) сверху и снизу образуют обкладки 2 и 4 конденсатора из вожженного серебра в виде полумесяца (при жестком креплении проволочных выводов 1, проходящих через толщу диска) или круга (при непосредственной припайке проволочных выводов к обкладкам). Конструкцию дискового конденсатора также покрывают цветной эмалью.

Рис. 6. Дисковая конструкция керамического конденсатора: 1 — проволочный вывод. 2 и 4 — обкладки из серебра. 3 — припой. 5 — керамический диск.

Литая секционная конструкция (рис. 7) применяется для керамических конденсаторов КЛС (керамические литые секционированные) и КЛГ (керамические литые герметизированные). Конденсаторы изготовляют методом горячей керамики. Минимальная толщина стенок при литье около 100 мкм, а воздушный зазор (прорезь 3) между ними 130—150 мкм. Обкладки наносят на поверхности стенок методом окунания в серебряную пасту, которую в дальнейшем вжигают в керамику.

Рис. 7. Литая секционированная конструкция керамического конденсатора:

1 — керамическая заготовка, 2 — место образования общей выводной обкладки.

3 — прорезь для нанесения обкладок секции.

Получение нужной коммутации секций осуществляют сошлифовкой пасты с последующим наращиванием обкладок и припайкой к ним проволочных выводов конденсатора. После этого конденсатор лакируют. Маркировку осуществляют цветной эмалью и цветными полосками по торцам.

Рулонная конструкция характерна для бумажных (рис. 8), пленочных и электролитических конденсаторов сухого типа. В этом случае диэлектрик (бумага 1, пленка) или обкладку (алюминиевая фольга) с нанесенным на нее диэлектриком (окисью алюминия, тантала) в виде длинных и тонких лент свертывают в рулон.

Рис. 8. Рулонная конструкция бумажного конденсатора: а — намотка секции, б — устройство конденсатора; I — бумага, 2 — фольга, 3 — стеклянной изолятор, 4 — крышка, 5 — корпус, 6 — картонная прокладка, 7 —оберточная бумага, 8 —секция конденсатора.

При этом для бумажных и пленочных конденсаторов одновременно свертывают фольговые обкладки 2, разделенные бумагой или пленкой. Толщина бумаги берется не больше 5 мкм, толщина пленки — 10—20 мкм, толщина обкладок из алюминия — 8 мкм. Для металлобумажных и металлопленочных конденсаторов обкладки выполняют нанесением тонкого металлического слоя (сотые доли мкм) на поверхность ленты диэлектрика. В электролитических конденсаторах между двумя обкладками (оксидированной и неоксидированной) прокладывают ленту из бумаги или бязи, пропитанной электролитом, которую сворачивают в рулон одновременно с обкладками.

Роль диэлектрика выполняет оксидная пленка алюминия (относительная диэлектрическая проницаемость ε = 10) или тантала (ε = 25) толщиной в сотые доли — единицы микрона. Такая малая толщина диэлектрика обеспечивает электролитическим конденсаторам повышенную удельную емкость. Электролит выполняет роль второй обкладки и необходим для поддержания требуемой электрической прочности пленки при рабочих напряжениях от единиц до сотен вольт. Он является ограничивающим гасящим сопротивлением в схеме конденсатора. Толщину алюминиевой фольги берут 50 —100 мкм, а танталовой — до 10 мкм. Намотанные в рулон секции, помещенные в металлические корпуса, герметизируют пайкой, сваркой, компаундами и уплотнительными резиновыми прокладками.

Резервуарная конструкция характерна для жидкостных электролитических конденсаторов. На рис. 9 показана конструкция этого вида конденсатора типа ЭТО. В стальном герметизированном корпусе 10 цилиндрической формы расположен объемно-пористый анод 7 конденсатора, помещенный в электролит 6 из серной кислоты (в танталовых резервуарных конденсаторах в качестве электролита используются HCl и LiCl). Для защиты от ее действия внутренние стенки корпуса покрыты серебром. Выводы конденсатора сделаны от цилиндра анода (ленточный плюсовой вывод

1) и от нижнего торца корпуса (проволочный минусовый вывод 9).

Рис. 9. Резервуарная конструкция жидкостного электролитического конденсатора ЭТО:

1 и 9 — анодный и катодный выводы, 2 — текстолитовое кольцо. 3 — фторопластовое кольцо. 4— танталовая крышка. 5 — резиновое кольцо, 6— электролит. 7 — объемно-пористый анод, 8 — серебряное покрытие. 10 — стальной корпус.

Применение объемно-пористого анода, получаемого спеканием порошка окиси тантала, резко увеличивает эффективную площадь анода, что позволяет получить большие емкости конденсаторов при малых объемах. Использование сильно действующего (активного) электролита снижает сопротивление конденсатора, что улучшает температурные и частотные зависимости его емкости, но ограничивает предел рабочих напряжений.

Многопластинчатая конструкция (рис. 10) применяется для воздушных конденсаторов переменной емкости. Основными элементами таких конструкций являются корпус 4, статорная и роторная секции, ось 2, система ее подвески, токосъемник 6, система подвески статора. Статорная и роторная секции состоят соответственно из пластин 5 и 10, 11, укрепленных на швеллерах и оси различными методами (расчеканка, пайка, отбортовка, метод напряженных посадок). Ротор, как правило, заземлен на корпус, а статор изолирован от него.

Вращением оси изменяют взаимное положение роторных и статорных пластин в пределах угла поворота от 0 до 180°, а следовательно, площадь их перекрытия и емкость конденсатора. Закон изменения емкости в зависимости от угла поворота определяется формой роторных пластин, реже — статорных.

Рис. 10. Многопластинчатая конструкция переменного конденсатора:1 — гребенка ротора, 2 — ось, 3 — насыпной шариковый подшипник, 4 — корпус, 5 — пластина статора, 6 — токосъемник, 7 — валик крепления, 8 — подпятник, 9 — планка крепления. 10 и 11 — разрезная и неразрезная пластины ротора.

С помощью подпятника 8 регулируют плавность вращения оси. Для подгонки емкости под заданный закон ее изменения крайние пластины 10 ротора делают разрезными. Отгибая или подгибая часть сектора пластины, можно менять емкость конденсатора в небольших пределах, подгоняя ее под требуемое значение для заданного угла поворота.

2.2.3. Основные конструкции конденсаторов постоянной емкости

Наиболее распространенны следующие конструкции конденсаторов постоянной емкости.

1. Рулонная. В этом случае тонкая пленка диэлектрика с двух сторон перекладывается металлическими обкладками, после чего вся система сворачивается в рулончик.(рис. 2.3,а). Такую конструкцию имеют бумажные (К41, К42), полистирольные (К71), фторопластовые (К72), полиэтилентерефталатные (К73) и другие конденсаторы с пластичным или гибким диэлектриком. В качестве металлических обкладок используют тонкую фольгу из олова или алюминия, или напыливают ее на диэлектрик. Недостатками такой конструкции являются: большая индуктивность и относительно малая удельная емкость. Такие конденсаторы нельзя использовать как помехозащитные.

2. Пакетная. В этом случае тонкие пластины диэлектрика перекладывают металлическими обкладками поочередно. После этого такую систему сжимают в пакет, а металлические обкладки замыкают через одну (рис. 2.3,б). Металлические обкладки тоже могут быть как из фольги, так и напыленными. Такая конструкция имеет небольшую индуктивность, но маленькую удельную емкость. В пакетной конструкции изготовляют слюдяные (31), стеклянные (21), лакопленочные (76) конденсаторы, а также некоторые керамические.

3. Цилиндрические. Диэлектрик изготовляют как пустотелую трубку, внешнюю и внутреннюю поверхности которой металлизируют (рис. 2.3,в). Такая конструкция имеет очень малую индуктивность, но и малую удельную емкость. Поэтому такие конденсаторы используют как высокочастотные. Такие конденсаторы изготовляют, прежде всего, из керамики (К10, К15).

4. Оксидные. В этом случае диэлектриком служит оксид металла. Например, для конденсаторов оксидно-алюминиевых (К50) это Al₂O₃, а для оксидно-танталовых (К51) — Ta₂O₃. Одной обкладкой служит металлическая фольга (анод), а другой (катод) служит электролит, которым пропитывают прокладку из бумаги или ткани (рис. 2.3,г). Такие конденсаторы имеют большую удельную емкость, но относительно низкие напряжения и большие диэлектрические потери. Кроме того, по мере службы происходит высыхание электролита и конденсатор теряет свою емкость. Особенно это касается оксидно-алюминиевых конденсаторов типа К-50.

5. Литые секционные. Такую конструкцию имеют керамические конденсаторы. С керамики отливают “гребенку” с очень тонкими стенками. Зазор между стенками металлизируют (рис. 2.3,д). Такие конденсаторы имеют большую удельную емкость и малую индуктивность. Это керамические конденсаторы типа К10, КМ-4, КМ-5 и керамические SMD-конденсаторы.

6. Опорные и проходные конденсаторы. Они относятся к классу помехоподавляющих конденсаторов. Опорный конденсатор — это такой конденсатор, в котором один из выводов представляет собой опорную металлическую пластину с резьбовым соединением и соединяется с корпусным заземлением, а второй вывод служит для ввода цепей питания (рис.2.4 а). Проходной конденсатор – это такой конденсатор, который имеет коаксиальную конструкцию. Один из выводов такого конденсатора представляет собой токонесущий стержень, по которому протекает полный ток внешней цепи, а второй вывод соединяется с корпусным заземлением (рис.2.4 б).

Конденсатор переменной ёмкости: описание, устройство и схема

Что представляет собой такой элемент, как конденсатор? Это небольшой радиоэлемент со средоточенной электрической емкостью, образующейся двумя или же большим числом электродов. В некоторых случаях этот элемент еще называют обкладкой. Эти маленькие детали разделяются такой вещью, как диэлектрик (специальная бумага, тонкий слой слюды, керамики и т. д.). Емкость этой детали будет зависеть от таких показателей, как размер (площадь) обкладок, расстояние между этими элементами, а также от свойств самого диэлектрика.

Общая информация

Очень важный факт. Конденсатор имеет одно свойство, которое проявляется в цепи переменного тока. Для такого контура эта деталь будет являться сопротивлением, величина которого будет зависеть от частоты. Если частота увеличивается, то сопротивление будет уменьшаться, и наоборот.

Существуют основные единицы измерения, при помощи которых можно определить принадлежность того или иного конденсатора. К ним относят Фарад, микроФарад и т. д. Обозначение на элементах этих единиц, соответственно, такое: Ф, мкФ.

Элементы с переменной емкостью

Конденсатор переменной емкости имеет в своем составе такие части, как секции пластин из металлического материала. Одна из этих секций может осуществлять плавное движение по отношению ко второй. Во время этого движения происходит так, что пластины подвижной части, то есть ротора, чаще всего вводятся в зазоры, имеющиеся между пластинами неподвижной части — статора. Благодаря этому движению происходит следующее. Площадь перекрытия одних пластин другими изменяется, в результате чего изменяется и емкость переменного конденсатора.

Диэлектриком в таких элементах чаще всего выступает воздух. Хотя стоит отметить, что, если говорить об аппаратуре с малыми габаритами, допустим, о транзисторных карманных приемниках, то в них чаще используются конденсаторы переменной емкости с твердым диэлектриком. В качестве этого элемента там используется износостойкое и высокочастотное сырье. Чаще всего это фторопласт или полиэтилен.

Параметры КПЕ

Основным параметром для таких деталей, который поможет определить возможность работы устройства в колебательном контуре, стала минимальная и максимальная емкость. Данный показатель чаще всего указывается рядом с самим конденсатором переменной емкости на схеме устройства.

Стоит отметить, что в таких устройствах, как радиоприемники и радиопередатчики, используется сразу несколько колебательных контуров. Для того чтобы настроить работу сразу нескольких частей, используют блоки конденсаторов. Один блок чаще всего состоит из двух, трех или более секций КПЕ.

Роторная часть для таких блоков обычно крепится на один общий вал для всех конденсаторов переменной емкости. Это делается для удобства, так как при вращении всего одного ротора появляется возможность изменения емкости сразу всех устройств, находящихся в этой секции.

Схемы КПЕ

Важно отметить, что на схеме каждый конденсатор, который входит в блок, отображается отдельно. Для того чтобы указать, что емкость переменного конденсатора из этого блока и остальных элементов может быть изменена при помощи всего одной ручки, управляющей всем блоком, те стрелки, который обозначают регулирование, должны быть соединены одной штриховой линией механической связи.

Стоит отметить, что есть некоторые разновидности таких КПЕ. Один из видов — это дифференциальные конденсаторы, которые нашли свое применение, к примеру, в плечах емкостных мостов. Особенностью этого вида будет то, что он имеет два ряда статорных пластин и один ряд роторных. Расположение групп пластин таково: когда одна группа выходит из зазора, вторая тут же занимает их место. В этот момент емкость конденсатора переменного тока дифференциального типа будет уменьшаться между пластинами первой группы статора и группой ротора. А вот между второй группой пластин статора и группой ротора этот показатель будет расти. Таким образом, суммарное значение будет все время оставаться неизменным.

Подстроечные КПЕ

Еще один вид КПЕ — это подстроечные конденсаторы. Их используют для того, чтобы задать начальную емкость колебательного контура, которая будет определять максимальную частоту его настройки. Емкость конденсатора в цепи переменного тока этого типа может быть изменена от нескольких единиц пикоФарадов до нескольких десятков пикоФарадов. В некоторых случаях может быть достигнута и большая емкость.

К таким типам КПЕ предъявляется основное требование, которое заключается в возможности плавно изменять показатель емкости. Также этот конденсатор должен обеспечивать надежную фиксацию ротора в заданном положении.

Конструкция КПК

Наиболее распространенным типом подстроечного конденсатора является керамический. Конструкция этого устройства следующая. Основание детали — керамический статор, а также подвижное основание, закрепленное на нем в форме диска — ротор. Обкладками в данном элементе служат тонкие слои серебра. Наносятся они при помощи вжигания. Вжигание осуществляется на статор, а также на наружную стенку ротора.

Для того чтобы изменить или определить емкость переменного конденсатора этого типа, необходимо вращать ротор. Если говорить о наиболее простой аппаратуре, то в ней чаще всего используется проволочный подстроечный конденсатор. Состоит данная деталь из отрезка медной проволоки диаметром 1-2 мм. Длина же этого элемента 15-20 мм. На проволоку очень плотно, виток к витку, наматывается изолированный провод диаметром 0,2-0,3 мм. Для того чтобы изменить емкость в данном устройстве, необходимо отматывать провод. Чтобы в это время не сползла обмотка с него, необходимо пропитать ее любым изоляционным составом.

Емкость сопротивления конденсатора в цепи переменного тока

Здесь важно отметить, что ток в цепи, в которой имеется конденсатор, может протекать лишь при условии, что будет изменяться приложенное напряжение. Также нужно понимать, что сила тока, который будет циркулировать в цепи, во время разряда и заряда этого элемента будет тем больше, чем больше емкость самого конденсатора, а также будет зависеть от скорости, с которой происходят изменения электродвижущей силы (ЭДС).

Еще одно свойство. Конденсатор с переменной емкостью, который включен в цепь именно с переменным током, будет являться для этой цепи сопротивлением. Другими словами, величина именно емкостного сопротивления будет тем меньше, чем больше будет значение самой емкости и чем выше будет частота действующего тока. Однако это утверждение справедливо лишь для цепи, в которой ток переменный. Емкость конденсатора равна бесконечности, то есть его сопротивление будет бесконечно, если разместить такой элемент в цепи с постоянным током.

Основные параметры для КПЕ

Существует несколько основных параметров для такого рода конденсаторов.

Один из основных — это закон изменения емкости. Данный закон определяет характер изменения емкости. Изменение этого параметра будет происходить в зависимости от угла поворота или же от линейного перемещения подвижной части пластин конденсатора по отношению к их неподвижным частям.

Еще одно из свойств — это температурная стабильность. Данный показатель напрямую зависит от конструкции самого конденсатора. Чаще всего данный показатель является положительным, а для конденсаторов с воздухом в качестве диэлектрика показатель не превышает (200:300) 10-61/град. Если говорить о конденсаторах с твердым диэлектриком, то у них это значение превышает данный показатель.

1.5.7. Принципиальная схема конденсационной установки, устройство конденсатора

Основными потребителями технической воды на электростанциях являются конденсаторы паровых турбин. Необходимый вакуум в конденсаторе создаётся при конденсации пара охлаждающей водой и отсоса воздуха пароводяными или водоводяными эжекторами. Глубина вакуума в конденсаторах турбин зависит от количества и температуры подаваемой в них охлаждающей воды. При эксплуатации турбоагрегатов, кроме того, на глубину вакуума оказывает влияние степень и характер загрязнение трубок конденсаторов, плотность вакуумной системы, работа эжекторов и т.д. Расчётный вакуум, на который запроектирована турбоустановка в комплексе с конденсатором, выбирается с учётом конструкции и технических характеристик последней ступени турбины. Расчётный вакуум в принципе должен учитывать также стоимость топлива, сжигаемого на электростанции. Например, на турбоагрегате типа К-300-240 ухудшение вакуума на 1% при постоянном расходе пара на турбину вызывает снижение её мощности на 0,8÷1,0% её номинального значения.

При вакуумах ниже расчётного наряду со значительным ухудшением экономичности уменьшается также располагаемая мощность турбины, так как расход пара через неё ограничен конструкцией проточной части.

Температура воды перед конденсаторами турбин зависит от системы технического водоснабжения и района расположения станции, а также от технической характеристики искусственных охладителей, если они применяются. Основная потеря теплоты в турбинной установке происходит в её конденсаторе.

Конденсатор в цикле Карно является холодильником (по второму закону термодинамики).

В состав конденсационной установки турбины входит следующее оборудование: собственно конденсатор, конденсатный и циркуляционный насосы, эжектор, циркуляционные трубопроводы с арматурой и т.д.

Конденсатор — теплообменный аппарат, предназначенный для конденсации отработавшего в турбине пара при низком давлении. Конденсация пара происходит при соприкосновении его с поверхностью, температура которой ниже, чем температура насыщения при данном давлении в конденсаторе. Конденсация пара сопровождается выделением теп­лоты, затраченной ранее на испарение жидкости, ко­торая отводится при помощи охлаждающей среды. В зависимости от вида охлаждающей среды конденсаторы разделяются на водяные (охлаждающая среда — вода) и воздушные (охлаждающая среда — воздух). Современные паротурбинные установки снабжены водяными конденсаторами. Воздушные конденсаторы имеют по сравнению с водяными более сложную конструкцию и не получили в настоящее время широкого распространения. Водяные конденсаторы делятся на два типа: смешивающие и поверхностные. В смешивающих конденсаторах пар конденсируется на поверхности капель охлаждающей воды. В поверхностных конденсаторах пар и охлаждающая вода разделены стенками металлических трубок. Пока на ТЭС России используются только поверхностные конденсаторы.

Конденсационная установка паровой турбины состоит из собственно конденсатора и дополнительных устройств, обеспечивающих его работу (рис.32). Подача охлаждающей воды в конденсатор осуществляется циркуляционным насосом. Конденсатные насосы служат для откачки из нижней части конденсатора (1) конденсата и подачи его в систему регенеративного подогрева питательной воды. Воздухоотсасывающие устройства предназначены для удаления воздуха, поступающего в турбину и конденсатор вместе с паром и через неплотности фланцевых соединений, концевые уплотнения и др.

Схема простейшего поверхностного конденсатора приведена на рис.33. Он состоит из корпуса, торцевые стороны которого закрыты трубными досками. В эти доски завальцованы конденсаторные трубки, сообщающиеся с водяными камерами. Передняя водяная камера разделяется горизонтальной перегородкой, которая делит все конденсаторные трубки на две секции, образующие так называемые «ходы» воды (на схеме два хода). Вода поступает в водяную камеру через патрубок и проходит по трубкам, расположенным ниже перегородки. В задней камере вода переходит во вторую (верхнюю) секцию трубок. По трубкам этой секции вода идет в обратном направлении, совершая второй «ход», попадает в переднюю камеру и через выходной патрубок удаляется из конденсатора. Число ходов воды бывает от одного до четырех, в соответствии с чем устанавливается число разделительных перегородок в водяных камерах. В современных конденсаторах турбин большой единичной мощности число ходов охлаждающей воды редко превышает два.

Пар, поступающий из турбины в паровое пространство конденсатора, конденсируется на поверхности конденсаторных трубок, внутри которых протекает охлаждающая вода. Теоретической основой обеспечения низкого давления пара в конденсаторе является однозначная связь между давлением и температурой конденсирующейся среды. Поскольку температура конденсации определяется климатическими условиями и составляет 25÷45°С, то в конденсаторе поддерживается низкое давление, составляющее в зависимости от режима 3÷10 кПа.

Рис.32 Принципиальная схема конденсационной установки:

1―конденсатор;

2―циркуляционный насос;

3―конденсатный насос;

4―воздухоотсасывающее устройство.

Рис.33 Схема двухходового поверхностного конденсатора:

1―корпус; 2, 3―крышки водяных камер; 4―трубные доски; 5―конденсаторные трубки; 6―приёмный паровой патрубок; 7―конденсатосборник; 8―патрубок отсоса паровоздушной смеси; 9―воздухоохладитель; 10―паронаправляющий щит; 11, 12―входной и выходной патрубки для воды; 13―разделительная перегородка; 14―паровое пространство конденсатора; 15÷17―соответственно входная, поворотная и выходная камеры охлаждающей воды; А―вход пара; Б―отсос паровоздушной смеси; В, Г―вход и выход охлаждающей воды; Д―отвод конденсата.

Чем ниже температура и больше расход охлаждающей среды, тем более глубокий вакуум можно получить в конденсаторе. Образующийся конденсат стекает в нижнюю часть корпуса конденсатора, а затем в конденсатосборник.

Пар, поступающий в конденсатор из выходного патрубка турбины, всегда содержит воздух, попадающий в турбину через неплотности фланцевых соединений, через концевые уплотнения ЦНД и т.п. Наличие воздуха уменьшает теплоотдачу от пара к поверхности охлаждения. Удаление воздуха (точнее, паровоздушной смеси) из конденсатора производится воздухоотсасывающим устройством через патрубок (8). В целях уменьшения объема отсасываемой паровоздушной смеси се охлаждают в специально выделенном с помощью перегородки (10) отсеке конденсатора — воздухоохладителе (9).

Конденсатор в современных турбинах выполняет и другие функции. Например, при пусках и остановках, когда котел вырабатывает большее количество пара, чем требуется турбине, или когда параметры пара не соответствуют необходимым, его направляют (после предварительного охлаждения) в конденсатор, не допуская потерь дорогостоящего рабочего тела путем его выброса в атмосферу. Для возможности приема такого «сбросного» пара конденсатор оборудуется специальным приемно-сбросным устройством.

Кроме того, в конденсатор обычно направляют конденсат из коллекторов дренажей паропроводов, уплотнений, некоторых подогревателей и вводят добавку химически очищенной воды для восполнения потерь конденсата в цикле.