Трубопровод, используемый для транспортировки конденсата, обычно называют «трубопроводом сбора конденсата» или «трубопроводом возврата конденсата». Расчет размеров таких трубопроводов требует значительного опыта, поскольку он должен быть рассчитан на двухфазный поток. Проектирование не должно основываться на расчетах для трубопровода, по которому транспортируется только вода, потому что он не подходит для двухфазного потока.

Двухфазный поток — это поток, в котором пар (выпар, острый пар или их смесь) протекает через трубопровод вместе с жидким конденсатом. Несмотря на то, что они текут вместе, это не обязательно означает, что жидкость и пар текут отдельными, непересекающимися слоями. Схема потока в трубопроводе также может быть смешанной, как показано на анимации ниже.

Учитывать пар при проектировании трубопроводов для сбора конденсата на первый взгляд может показаться нелогичным, но на самом деле это необходимо.

Это происходит из-за явления, известного как выпар, которое происходит, когда высокотемпературный конденсат, образовавшийся при высоком давлении, внезапно попадает в систему низкого давления, такую как линия сбора конденсата на выходной стороне конденсатоотводчика. При выпуске через конденсатоотводчик высокотемпературный конденсат со входа теперь подвергается более низкому давлению и, следовательно, содержит слишком много тепловой энергии, чтобы оставаться в жидкой фазе. Из-за этого избыточного физического тепла часть конденсата мгновенно испаряется или «выпаривается». Термин «выпар» просто описывает способ создания пара, в остальном он ничем не отличается от «рабочего пара».

Подробнее об испарении выпара читайте в статье:

• Выпар

При более низких давлениях в трубопроводе сбора конденсата удельный объем насыщенного пара может превышать объем насыщенного конденсата более чем в 1000 раз. Часто это соотношение может составлять более 90:1. Следовательно, объемное соотношение пара к конденсату будет варьироваться в зависимости от количества образовавшегося выпара, что, в свою очередь, может сильно повлиять на требования к выбору размеров труб.

Если мгновенного выпара не происходит, расчет скорости и падения давления в трубопроводе может быть аналогичен расчетам для однофазного водопровода. Однако отсутствие выпара может возникнуть только в том случае, если конденсат значительно переохлажден до температуры, меньшей, чем температура насыщенной воды, связанная с давлением в линиисбора. Если количество выпара велико, требуемый размер трубопровода становится почти идентичным размеру трубопровода пара. Таким образом, проектирование трубопровода для сбора конденсата сначала требует расчета количества выпара, а затем подбора размеров трубы, чтобы учесть удельные объемные отношения как для потока воды, так и для потока пара, с соответствующими расчетными параметрами скорости и перепада давления.

Конденсат высокой энергии можно использовать либо в котле, либо в другом месте на транспортной линии. Если энергию выпара можно использовать локально, разработчик системы может взвесить относительные преимущества: а) возврата конденсата в котел, используя трубопровод меньшего размера, но требующего насосной системы, или б) использования трубопровода большего размера для возврата конденсата без локализованой системы. Транспортировка быстро вскипающего конденсата на большие расстояния требует определенных конструктивных ограничений для возврата под действием силы тяжести, чтобы минимизировать появление гидравлического удара.