Ein Oberflächenkondensator ist eine Art Wärmetauscher, der häufig zur Kondensation von Dampf unter Vakuum in einem Wärmekraftwerk verwendet wird. Der Rohrbündelkondensator wandelt im Rahmen eines thermodynamischen Kreislaufs, der einen Dampferzeuger, eine Pumpe und eine Turbine umfasst, Dampf aus der Gasphase in Flüssigkeit um. Der Dampf kondensiert an der Außenfläche der Rohre, durch die das Kühlwasser fließt. Das Wasser kann aus einem geschlossenen Kreislaufsystem oder einem zu einer externen Quelle offenen System stammen. Die Konfiguration eines Oberflächenkondensators wird durch die Anzahl der Durchgänge, die Teilung des Systems und die Form der Hülle bestimmt.
Der thermodynamische Kreislauf mit einem Oberflächenkondensator umfasst einen Generator, in dem Wasser erhitzt wird, um Hochdruckdampf zu erzeugen. Der Dampfdruck treibt eine Turbine zur Stromerzeugung an. Das System leitet den Abdampf mit niedrigerem Druck zum Oberflächenkondensator. Der Kondensator verwandelt den Dampf wieder in eine Flüssigkeit. Eine Pumpe fördert das Kondenswasser zurück zum Dampferzeuger, sodass der Zyklus wiederholt werden kann.
Die physikalische Form des Kondensators ist eine Hülle, durch die ein Rohrbündel verläuft. Das Kühlwasser läuft durch die Rohre. Der Wärmeaustausch findet statt, wenn das Kühlwasser über die Oberfläche der Rohre Wärme vom Dampf aufnimmt. Durch den Wärmeverlust verwandelt sich der Dampf in flüssiges Wasser, das sogenannte Kondensat, und fällt auf den Boden des Kondensators. Kühlwasser kann in einem geschlossenen Kreislauf recycelt werden oder aus einer externen Quelle, beispielsweise einem See oder Fluss, entnommen und nach Durchlaufen des Kondensators abgeführt werden.
Der Vakuumdruck ist wichtig für die Effizienz des Systems. Der Mantel des Oberflächenkondensators wird unter Vakuum gehalten, indem die Temperatur so niedrig gehalten wird, dass der Dampfdruck des Wassers unter dem Umgebungsdruck liegt. Dieses reduzierte Niveau trägt dazu bei, den Druckabfall über die Turbine zu erhöhen und so die Leistung zu verbessern. Vakuumdruck neigt dazu, nicht kondensierbare Gase wie Luft in den Kondensator zu ziehen. Diese Gase müssen entfernt werden, um eine Verringerung der Effizienz zu vermeiden, die durch nicht kondensierbare Gase verursacht wird, die die Rohre umgeben und den Wärmeaustausch beeinträchtigen. Die Entfernung ist auch erforderlich, um Korrosion durch Sauerstoff im System zu verhindern.
Das Design der Einheit kann es ermöglichen, dass das Kühlwasser einmal durch die Rohre strömt, oder es kann mehrere Rohrbündel aufweisen, so dass das Wasser zwei- oder mehrmals von einem Ende des Gehäuses zum anderen fließt oder durchläuft. Ein Split-Surface-Kondensator verfügt über separate Abschnitte und Rohrbündel, sodass ein Teil der Einheit zu Wartungszwecken abgeschaltet werden kann, während ein anderer Teil noch läuft. Eine ungeteilte Einheit mit einem einzigen Rohrbündelbündel sollte bei Wartungsarbeiten oder Problemen vollständig abgeschaltet werden. Oberflächenkondensatorgehäuse können abhängig vom Standort der Ausrüstung und der Kapazität des Systems rechteckige oder zylindrische Formen haben.