화력 발전소 - Condenser Overview

Condenser 는 발전소의 효율성을 높이는 중요한 장치로, 터빈을 거친 고온의 증기를 다시 물로 응축시키는 역할을 합니다. 이 과정에서 회수된 물은 다시 보일러로 보내져 재사용되며, 열 효율을 극대화하고 자원 낭비를 줄입니다. Condenser는 냉각시키는 매체와 방법에 따라서 수냉식 콘덴서, 공냉식 콘덴서, 증발식 콘덴서로 구분할 수 있습니다.

수냉식 콘덴서 (Water-cooled Condenser)

수냉식 콘덴서는 냉각수의 흐름을 이용해 증기를 응축시키는 방식으로, 발전소에서 가장 일반적으로 사용되는 콘덴서 유형입니다. 수냉식 콘덴서는 다시 Surface Condenser와 Direct Contact Condenser(또는 Jet Condenser)로 나눌 수 있습니다.

 

1. Surface Condenser

 

운전 방식

• Surface Condenser는 다수의 튜브 번들로 구성되어 있으며, 이 튜브를 통해 냉각수가 흐릅니다. 증기는 튜브 외부에서 응축되며, 냉각수와 증기가 직접 접촉하지 않습니다. 이는 고품질의 순수 응축수를 제공할 수 있다는 장점이 있습니다. 

특징

• 증기와 냉각수가 직접 접촉하지 않아, 고품질의 순수한 응축수가 생산됩니다.
• 다양한 냉각수를 사용할 수 있으며, 냉각수의 품질이 상대적으로 낮아도 큰 문제가 없습니다.
• 튜브 번들, 쉘, 핫 웰, 워터 박스 등 다양한 구성 요소로 인해 구조가 복잡합니다.
• 정기적인 청소와 유지보수가 필요하며, 이에 따른 비용이 발생합니다.

2. 직접 접촉 콘덴서 (Direct Contact Condenser 또는 Jet Condenser)

 

운전 방식

• 직접 접촉 콘덴서는 증기와 냉각수가 직접 접촉하여 증기를 응축시키는 방식입니다. 이 과정에서 냉각수가 증기와 혼합되어 응축수가 됩니다. 

특징

• 구조가 비교적 단순하여 설치와 유지보수가 용이합니다.
• 증기와 냉각수가 직접 접촉하여 빠른 응축이 가능합니다.
• 냉각수의 품질이 응축수의 품질에 직접 영향을 미치므로, 고품질의 냉각수가 필요합니다.

공냉식 콘덴서 (Air-cooled Condenser)

공냉식 콘덴서는 공기를 이용해 증기를 응축시키는 방식으로, 냉각수 공급이 어려운 지역에서 유용합니다.

 

운전 방식

• 공냉식 콘덴서는 증기가 공기와 접촉하여 응축되는 구조로, 팬을 통해 공기를 순환시켜 열을 방출합니다. 튜브 번들에 공기가 흐르면서 증기의 열을 흡수하여 응축시킵니다.

특징

• 냉각수를 사용하지 않기 때문에 물 자원이 부족한 지역에서 유리합니다.
• 냉각수 관련 부품이 없어 유지보수가 비교적 간단합니다.
• 공기의 온도와 습도에 따라 냉각 효율이 크게 영향을 받을 수 있습니다. 특히, 높은 기온에서는 효율이 떨어질 수 있습니다.
• 대형 팬과 넓은 설치 면적이 필요합니다.

증발식 콘덴서 (Evaporative Condenser)

증발식 콘덴서는 물의 증발을 이용해 증기를 응축시키는 방식으로, 공기와 물의 결합된 냉각 효과를 이용합니다.

 

운전 방식

• 증발식 콘덴서는 증기를 응축시키기 위해 공기와 물을 함께 사용합니다. 냉각수는 콘덴서 코일 외부로 분사되어 코일을 적시고, 팬을 통해 공기를 순환시켜 물을 증발시키며 열을 방출합니다. 이 과정에서 코일 내부의 증기가 응축됩니다.

특징

• 높은 효율: 물의 증발에 의해 높은 냉각 효율을 얻을 수 있습니다. 이는 공냉식 콘덴서보다 효율적입니다.
• 다양한 환경에서 설치가 가능하며, 냉각수가 비교적 적게 사용됩니다.
• 물의 증발로 인한 결빙 문제와 스케일링 문제 등으로 인해 정기적인 유지보수가 필요합니다.
• 물의 증발이 냉각에 기여하기 때문에 일정량의 물 사용이 필요합니다.

콘덴서는 발전소의 효율성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 각기 다른 운전 방식과 특징을 가진 여러 종류의 콘덴서가 있으며, 각 콘덴서는 특정 조건과 환경에 따라 선택되어 사용됩니다. 수냉식 콘덴서는 고효율과 높은 순도 응축수를 제공하며, 공냉식 콘덴서는 물 자원이 부족한 지역에서 유리합니다. 증발식 콘덴서는 높은 냉각 효율을 제공하지만 정기적인 관리가 필요합니다.