In der Kraftwerkstechnik kommen weit verbreitet verfahrenstechnische Aggregate zum Einsatz, die im thermodynamischen Dampf-Kraft-Prozess einer konventionellen Erzeugungsanlage Nutzmedien vom gasförmigen in den flüssigen Zustand überführen und aufgrund ihrer Wirkungsweise in Form der physikalischen Kondensation von Stoffen bzw. Gasen Kondensatoren genannt werden. Sie werden auch als Verflüssiger bezeichnet, um sie sprachlich vom elektrisch arbeitenden Kondensator aus der E-Technik abzugrenzen.
Kondensatoren dienen sowohl in Wärme- als auch in Kälteanlagen der Verflüssigung des zirkulierenden Wärme- bzw. Kältemediums. Dieses befindet sich vor der Kondensationsstufe im gasförmigen Aggregatzustand, zum Beispiel in Form von heißem Wasserdampf aus der Dampfkesselanlage des Kraftwerks. Der Turbinenabdampf strömt in den nachgeschalteten Kondensator, dessen Rohrbündel von Luft oder Kühlwasser durchlaufen werden, und verlässt das Aggregat als Speisewasser (Kondensat) für einen geschlossenen Kreisprozess zur zyklischen Wiederverwendung im Dampferzeuger.
Nach Austritt aus dem Kondenser liegt der behandelte Stoff nicht nur im flüssigen, sondern auch im abgekühlten Zustand vor. Während des Kondensationsvorgangs wird somit thermische Energie, die sogenannte Kondensationsenthalpie, an die Umgebung abgegeben, welche zuvor dem Wärme- oder Kältemedium entzogen wurde. Die dabei freigesetzte Kondensationswärme entspricht dabei betragsmäßig der erforderlichen Verdampfungswärme, die zu Beginn des Dampf-Kraft-Prozesses benötigt wird, um das Speisewasser für den anschließenden mechanischen Turbinenantrieb zu verdampfen.
In der Brennkammer wird der jeweilige Primärenergieträger, zum Beispiel Steinkohle, Erdgas oder Erdöl unter gleichzeitiger Zufuhr von komprimierter Luft verfeuert. Durch den aus der Verbrennung resultierenden heißen Abgasstrom werden die Schaufelräder der Dampf-, Gas- oder Ölturbine mechanisch angetrieben (thermische → kinetische Energie), wodurch eine Entspannung des Prozessdampfes erfolgt. Eine mögliche Ausführung hierbei ist die Bauart als Entnahme-Kondensations-Dampfturbine. Es kommen weiterhin sogenannte Zwischenüberhitzer (ZÜ) zur Anwendung, um Druck und Temperatur des Systems zwischen den verschiedenen Turbinenteilen wieder auf ein prozessual nutzbares Niveau anzuheben und die Turbinenbeschaufelung vor mechanischem Verschleiß in Form von Tropfenerosion zu schützen.
Der Dampf wird in einem wassergekühlten Kondensator durch extern zugeführtes Kühlwasser (z. B. aus einem Kühlturm oder einem nahegelegenen Oberflächengewässer) niedergeschlagen. Dadurch sorgt der Apparat für einen möglichst niedrigen Gasdruck am Turbinenausgang. Das gasförmige Wasser wird über Nassdampf so wieder zu flüssigem Wasser umgewandelt, wobei infolgedessen sowohl das Volumen als auch Druck und Temperatur sinken. Durch diesen Unterdruck bei Turbinenaustritt (< 1 bar) wird – in Kombination mit dem Überdruck des Wasserdampfes bei Turbineneintritt – der Volumenstrom des Dampf-Kraft-Prozesses durch die Turbinenteile gewährleistet. Das kondensierte Wasser wird über eine Speisewasserpumpe zurück ins Kesselhaus befördert, wo die Verdampfung des Fluids über die durch die Brennstoffverfeuerung gewonnene Hitze nun wieder erneut erfolgen kann.
Diese elementaren Anlagenteile finden sich in thermisch arbeitenden Kraftwerken, wie sie auf dieser Internetseite zum Beispiel in den Artikeln „Das Gemeinschaftskraftwerk Bremen (GKB)“, „Dampfkraftwerk Wilhelmshaven II“, „Dampfkraftwerk Wilhelmshaven I“, „Großkraftwerk Mannheim Block 9“ oder „Das Rheinhafen-Dampfkraftwerk 8“ vorgestellt wurden. Daher werden diese konventionellen Erzeugungseinheiten auch als Kondensationskraftwerke bezeichnet. Eine solche Benennung trifft jedoch nur zu, wenn durch den betreffenden Block keine thermische Auskopplung erfolgt. Bei Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK) zur kombinierten und damit effizienteren Energienutzung des zugeführten Brennstoffs wird der Dampf in bzw. an einer der verschiedenen Turbinenstufen entnommen, um diesen in das jeweils angeschlossene Wärmenetz durch Abgabe seiner thermischen Energie an das in diesem System zirkulierende Fernheizwasser einzuspeisen, was den elektrischen Wirkungsgrad der Einheit zwar reduziert, aber ihren Gesamtwirkungsgrad bezüglich der Strom- und Wärmeproduktion erhöht.
Von einem reinen Kondensationsbetrieb kann daher nur gesprochen werden, wenn der gesamte Prozessdampf auf die Turbine geschickt und anschließend kondensiert wird, die üblicherweise aus einem Hochdruck- (HD-), einem Mitteldruck- (MD-) sowie einem oder mehreren Niederdruck- (ND-)Teilen auf einer gemeinsamen Welle bestehen. Der Wasserdampf wird der Turbine aus energetischen Gründen in der Regel nach dem MD-Teil bzw. vor dem ND-Teil entnommen und über Wärmetauscher, zum Beispiel in Form von Heizvorwärmern (HeiVo), zur Erwärmung des Fernheizwassers verwendet. Ein Betrieb der Anlage ausschließlich im Wärmeerzeugungsprozess, das heißt ohne eine elektrische Einspeisung ins angeschlossene Spannungsnetz, ist derzeit technisch nicht möglich.