مبدل‌های حرارتی در نیروگاه‌ها برای انتقال گرما بین سیالات مختلف به منظور تولید برق، خنک‌کاری و بازیابی حرارت استفاده می‌شوند. استفاده از این دستگاه برای عملکردی ایمن،قابل اعتماد و کارآمد در نیروگاه‌ها به جهت افزایش طول عمر تجهیزات، کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری، کاهش انتشار آلاینده‌ها و... امری ضروری محسوب می شود. با توجه به کاربردهای مبدل حرارتی در ادامه با انواع نیروگاه هایی که از این دستگاه استفاده می کنند آشنا می شوید.

نیروگاه‌های هسته‌ای

در نیروگاه هسته‌ای از مبدل حرارتی برای جدا کردن ایمن و کارآمد مدار راکتور رادیو اکتیو از مدار تولید برق استفاده می شود. این کار از نشت مواد رادیواکتیو به محیط و آلوده شدن مایعاتی که برای تولید برق به کار می‌روند، جلوگیری کرده و باعث بهبود کارایی چرخه تولید برق با گرم کردن آب با دمای لازم برای تولید بخار با فشار بالا که توربین‌ها را به حرکت در می آورد، کمک بسزایی می کند. انواع مختلفی از مبدل‌ها در نیروگاه‌های هسته‌ای استفاده می‌شود، از جمله مبدل‌های پوسته و لوله، صفحه‌ای و دوار،که باعث عملکردی ایمن و کارآمد در سیستم نیروگاه هسته ای می شود.

 نیروگاه هسته‌ای بوشهر: این نیروگاه با ظرفیت تولید 1000 مگاوات، تنها نیروگاه هسته‌ای فعال ایران است و از مبدل حرارتی پوسته و لوله استفاده می‌کند.

استفاده از مبدل حرارتی در نیروگاه هسته ای ایران- بوشهر

نیروگاه‌های خورشیدی

در نیروگاه‌های حرارتی خورشیدی، از مبدل حرارتی برای جداسازی و انتقال گرما به سیال مورد استفاده برای تولید برق استفاده می‌شود. انجام فرآیند جداسازی و انتقال گرما به دو دلیل ضروری است:

  1. 1- جداسازی سیال‌ها: سیال جاذب گرما با سیال سیستم بخار کاملاٌ متفاوت است. مبدل حرارتی از مخلوط شدن و آلودگی سیالات که برای تولید برق استفاده می‌شوند، جلوگیری می‌کند.

  2. 2- افزایش کارایی: سیال جاذب گرما به تنهایی نمی‌تواند بخار با فشار بالا برای چرخاندن توربین‌ها تولید کند. مبدل حرارتی، سیال سیستم بخار را در یک سیستم بسته تحت فشار به دمای لازم برای تبخیر و تولید بخار با فشار بالا گرم می‌کند. این امر عملکرد دستگاه ها را بهبود بخشیده و به تولید برق بیشتر با مصرف انرژی خورشیدی کمتر کمک می‌کند.

کاربرد مبدل حرارتی صنعتی در نیروگاه خورشیدی

برخی از نیروگاه‌های خورشیدی ایران

  • •  نیروگاه خورشیدی یزد
  • •  نیروگاه خورشیدی کاشان
  • •  نیروگاه خورشیدی کرمان
  • •  نیروگاه خورشیدی زاهدان
  • •  نیروگاه خورشیدی اراک
  • •  نیروگاه خورشیدی مهریز (یزد)
  • •  نیروگاه خورشیدی بردسکن (خراسان رضوی)
  • •  نیروگاه خورشیدی خمین (مرکزی)
  • •  نیروگاه خورشیدی سروستان (فارس)
     

نیروگاه‌های بادی

ژنراتورها، ترانسفورماتورها و تجهیزات الکتریکی در نیروگاه‌های بادی در هنگام کار کردن گرما تولید می‌کنند. همچنین برخی از اجزای توربین بادی، مانند گیربکس‌ها و یاتاقان‌ها، نیز نیاز به کنترل دما دارند. از مبدل حرارتی در نیروگاه بادی برای حفظ کارایی و جلوگیری از آسیب به این تجهیزات، استفاده می‌شود. زیرا مبدل‌ها می‌توانند گرما را از تجهیزات دور کرده و به محیط انتقال دهند تا محدوده تجهیزات امن و بهینه نگه داشته شود.

کاربرد مبدل حرارتی صنعتی در نیروگاه بادی

برخی از نیروگاه‌های بادی ایران 

  • • نیروگاه بادی منجیل (گیلان)
  • • نیروگاه بادی طالقان (البرز)
  • • نیروگاه بادی بینالود (خراسان رضوی)
  • • نیروگاه بادی سبلان (اردبیل)
  • • نیروگاه بادی مپنا (خراسان رضوی)
  • • نیروگاه بادی جازموریان (سیستان و بلوچستان)
  • • نیروگاه بادی کهریز (زنجان)
  • • نیروگاه بادی تفتان (سیستان و بلوچستان)
  • • نیروگاه بادی قشم (هرمزگان)
     

نیروگاه‌های بخار

نیروگاه‌های بخار از مبدل حرارتی برای انتقال گرما در دو فرآیند تولید بخار برای چرخش توربین‌ها، خنک سازی کندانسور و گرم کردن آب تغذیه دیگ بخار استفاده می‌کنند. (مراحل انتقال گرما در نیروگاه های بخار در ادامه شرح داده شده است.) در واقع نقش کلیدی مبدل‌های حرارتی در نیروگاه‌های بخار، انتقال کارآمد گرما برای تولید برق به طور بهینه و موثر است.

کاربرد مبدل حرارتی در نیروگاه بخار

  1. 1- تولید بخار: در دیگ بخار، مبدل‌‌ها گرما را از گازهای داغ احتراق به آب منتقل می‌کنند و آن را به بخار با فشار بالا تبدیل می‌کنند که توربین را به چرخش در می‌آورد و برق تولید می‌شود.

  2. 2- خنک‌کاری کندانسور: پس از چرخاندن توربین، بخار داغ به مایع تبدیل می‌شود. مبدل‌ حرارتی در کندانسور گرما را از بخار به آب خنک‌تر منتقل می‌کنند و آن را برای شروع دوباره چرخه به دیگ بخار باز می‌گردانند.

برخی از نیروگاه های بخار ایران

  • • نیروگاه بخار شهید منتظر قائم (مازندران)
  • • نیروگاه بخار شازند (اراک)
  • • نیروگاه بخار اصفهان
  • • نیروگاه بخار تبریز
  • • نیروگاه بخار نکا (مازندران)
  • • نیروگاه بخار بیستون (کرمانشاه)
  • • نیروگاه بخار شهید کاظمی (اصفهان)
  • • نیروگاه بخار شهید رجایی (قزوین)
  • • نیروگاه بخار سیستان و بلوچستان

نیروگاه‌های سیکل ترکیبی (تولید برق)

در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی، مبدل‌های حرارتی نقش ضروری در تبادل گرما دارند و وظایف حیاتی از جمله خنک‌کنندگی، تصفیه آب، بازیابی گرمای ضایعاتی را به عهده دارند. استفاده از مبدل حرارتی در نیروگاه‌های سیکل ترکیبی، مزایای چشم گیری از جمله افزایش کارایی، کاهش آلایندگی، بهبود پایداری و صرفه‌جویی در هزینه را به همراه دارد. آنها نقش حیاتی در تولید برق پاک و قابل اعتماد برای سال‌های آینده ایفا می‌کنند.

برخی از نیروگاه‌های سیکل ترکیبی ایران

  • • نیروگاه سیکل ترکیبی عسلویه (بوشهر)

  • • نیروگاه سیکل ترکیبی بندرعباس (هرمزگان)

  • • نیروگاه سیکل ترکیبی سیراف (بوشهر)

  • • نیروگاه سیکل ترکیبی پارس جنوبی (بوشهر)

  • • نیروگاه سیکل ترکیبی مهاب قدس (اصفهان)

  • • نیروگاه سیکل ترکیبی سمنان

  • • نیروگاه سیکل ترکیبی کاشان

  • • نیروگاه سیکل ترکیبی ارومیه

  • • نیروگاه سیکل ترکیبی کرمان

کاربرد مبدل حرارتی در نیروگاه تولید برق

نیروگاه های گازی

استفاده از مبدل حرارتی برای تولید بخار، تصفیه هوا، خنک سازی تجهیزات، بازیابی حرارت ضایعاتی و... در نیروگاه های گازی امری ضروری است. (در ادامه هر یک از این فرآیندها به اختصار شرح داده شده است. )

  • • تولید بخار: برای تبدیل آب به بخار جهت به حرکت درآوردن توربین بخار و تولید برق.

  • • خنک سازی اجزا: برای خنک کردن توربین گاز، ژنراتور، کمپرسور هوا و سایر تجهیزات جهت جلوگیری از گرم شدن بیش از حد.

  • • بازیابی حرارت ضایعاتی: برای استفاده مجدد از گرمای ضایعاتی گازهای دودکش جهت افزایش کارایی و کاهش مصرف سوخت.

  • • تصفیه هوا: برای خنک کردن و تصفیه هوای ورودی به توربین جهت بهبود کیفیت هوا و افزایش طول عمر تجهیزات.

استفاده از مبدل حرارتی در نیروگاه گازی

برخی از نیروگاه های گازی ایران 

•    نیروگاه گازی سیرجان
•    نیروگاه گازی اصفهان
•    نیروگاه گازی ماهشهر
•    نیروگاه گازی شازند
•    نیروگاه گازی بندرعباس
•    نیروگاه گازی شهید باکری (اصفهان)
•    نیروگاه گازی دیر (بوشهر)
•    نیروگاه گازی نکا (مازندران)
•    نیروگاه گازی شیروان

انواع مبدل‌های حرارتی در نیروگاه‌ها

انواع مختلفی از مبدل‌های حرارتی صنعتی در نیروگاه‌ها برای انتقال حرارت بین سیالات مختلف به منظور تولید برق، خنک‌کاری و بازیابی حرارت استفاده می‌شود. رایج‌ترین انواع عبارتند از:

مبدل حرارتی پوسته و لوله

این نوع مبدل متداول‌ترین نوع در نیروگاه‌ها است و از لوله‌های کوچک فلزی تشکیل شده که در داخل یک پوسته قرار گرفته‌اند. سیال گرم از داخل لوله‌ها عبور می‌کند و سیال سرد به دور لوله‌ها جریان می‌یابد.

مبدل حرارتی صفحه‌ای

مبدل‌های صفحه‌ای از صفحات نازک فلزی تشکیل شده‌اند که بین آن‌ها کانال‌های جریان سیال وجود دارد. این نوع مبدل برای تبادل حرارت سریع و کارآمد در فضاهای محدود گزینه ای ایده‌آل است.

مبدل هواخنک

در این نوع مبدل، از هوا برای خنک کردن سیال گرم استفاده می‌شود. مبدل‌های هوا خنک معمولاً در نیروگاه‌هایی که به آب خنک‌کننده در حجم زیاد دسترسی ندارند، کاربرد دارند.

انواع مختلفی از مبدل‌ها مانند پوسته و لوله، صفحه‌ای و هوا خنک در نیروگاه‌ها استفاده می‌شود و انتخاب نوع مناسب به عواملی همچون کاربرد مبدل حرارتی، فضای موجود، نوع سیال و... متعددی بستگی دارد. جهت مشاوره و کسب اطلاعات بیشتر به صفحه تماس با ما مراجعه کنید.آرکا صدر پیشگام در زمینه تولید انواع مبدل حرارتی صنعتی در سطح کشور و خارج از کشور است.