汽轮机凝气设备分析共33页文档
第四章 汽轮机的凝气设备讲义
减小过冷度方法： 管束布置留有相当大的蒸汽通道，使一部分蒸汽能 直通凝汽器底部。在凝结水落入热井之前，与蒸汽进行 充分接触，这种效应称为蒸汽回热作用。
采用回热式凝汽器可减小 过冷度
过冷度是否变化作为初步分析真空下降原因判据 真空下降伴 随过冷度增 大 汽侧 原因 冷却水管束排列不合理
抽气器失常或漏入空气增多
由此求得
Ac K 4187 Dw t t e 1
t 设计时： 传热面积Ac ，
投资 ，需技术经济比较决定。
t的影响因素
t 不宜过小，3~10℃
运行时： K是影响 t 的主要因素，K ， t 真空 影响K的因素必影响 t
2.2 凝汽器的极限真空与最佳真空
8
蒸汽入口
主凝结区 空气冷却区
热井
9
10
11
12
13
空气冷却系统：全厂节水65%，适用于缺水地区
• 直接冷却空气凝汽器
优点： 不需要冷却水等中间介质，系 统设备少，结构简单，系统投 资较少 缺点： 凝汽器体积庞大，需放置于户 外 排汽管道粗大且较长，流阻较 大 密封困难，维持真空困难，启 动时抽真空时间较长 采用强制通风，耗电量大，噪 音大，煤耗高
凝结过程是一种汽态向液态转变的复杂物理现象。 当温度低于其饱和温度时，产生液态核化，形成均匀悬浮细微水滴，并逐渐 成长。 悬浮水滴遇到冷却壁面，会产生珠状凝结和膜状凝结两种凝结过程。 珠状凝结：冷却水管的所有表面没有完全被凝结液膜所覆盖，在管壁的某些
部分，蒸汽能直接与管壁表面接触，所以，珠状凝结过程的传热系数较大，
h
c
hc' 是汽化潜热，考虑湿度后，在2140～2220KJ/Kg
凝汽式汽轮机的凝汽设备
凝汽式汽轮机的凝汽设备凝汽式汽轮机是现代火电站和核电站中广泛采用的典型汽轮机。
凝汽设备是凝汽式汽轮机装置的一个重要组成部分。
凝汽设备工作的好坏直接影响到整个装置的热经济性和运行可靠性。
因此应对凝汽设备的工作原理和变工况特性等加以了解。
第一节凝汽设备的工作原理、任务和类型一、凝汽设备的工作原理与任务凝汽设备在汽轮机装置的热力循环中起着冷源的作用，降低汽轮机排汽压力和排汽温度可以提高循环热效率。
以东方汽轮机厂生产的300Mw 汽轮机参数为例，该机新汽压力p0＝16.67MPa，新汽和再热温度t0＝tr ＝537℃，再热压力pr＝3.665MPa，纯凝汽热力循环如图4．1．1(b)所示，循环热效率?t与汽轮机排汽'压力pc的关系如图4.1.1(b)所示。
若没有凝汽设备，汽轮机的最低排汽压力是大'气压，循环热效率?t只有37.12％，而当pc=5.0kPa时?t=45．55％，两者之差的相对值??tt为l8.5％，热经济性损失巨大。
若运行不善使该机的排汽压力比正常值下降1％，??tt也将降低1％以上，即机组热耗率的相对变化率将增大1％以上，对于大型机组这是可观的。
相反．若能使汽轮机排汽温度下降5℃，则??tt将增大1％以上。
这些都说明凝汽设备的重要性。
以水为冷却介质的凝汽设备，由凝汽器、抽气器、循环水泵和凝结水泵以及它们之间的连接管道、阀门和附件等组成，最简单的凝汽设备示意图如图4.1.2所示。
汽轮机的排汽进入凝汽器1，循环水泵2不断的把冷却水打入凝汽器，吸收蒸汽凝结放出的能量，蒸汽被冷却并凝结为水。
凝结水由凝结水泵3抽走。
凝汽器内压力很低，比较容易漏入空气，空气将阻碍传热因此用抽气器4不断的将空气抽走。
凝汽器内为什么会形成真空？这是因为凝汽器内的蒸汽凝结空间是汽水两相共存的，其压力是蒸汽凝结温度下的饱和压力。
只要冷却水温不高，在正常情况下蒸汽凝结温度也就不高，如30℃左右的蒸汽凝结温度所对应得饱和压力约只有4?5kPa，大大低于大气压力，就形成了高度真空。
汽轮机凝汽系统及设备
汽轮机凝汽系统及设备1. 汽轮机凝汽系统概述汽轮机凝汽系统是汽轮机的一个重要组成部分，主要用于回收汽轮机排出的热能，并将其转化为可再利用的水资源。
凝汽系统的功能包括冷却和回收汽轮机排出的高温高压蒸汽，并将其转化为冷凝水，以供锅炉再次加热。
凝汽系统由多种设备组成，包括凝汽器、空冷器、凝汽泵等。
这些设备通过协同工作，实现了汽轮机排气蒸汽的冷凝和凝汽水的回收，并将凝汽水输送回锅炉进行再次加热，以提供给汽轮机继续工作所需的蒸汽。
2. 凝汽系统主要设备2.1 凝汽器（Condenser）凝汽器是凝汽系统中最重要的设备之一。
它负责将汽轮机排出的高温高压蒸汽冷凝成液态水，并实现蒸汽的回收。
凝汽器通常由许多平行布置的管子组成，通过这些管子，冷却水进入凝汽器并与蒸汽接触，使蒸汽冷却并凝结成水滴。
2.2 空冷器（Air Cooler）空冷器是凝汽系统的辅助设备，用于在部分负载或停机情况下，提供冷却介质。
它采用空气作为冷凝介质，通过自然对流或风机强制对流的方式，将蒸汽冷却为水。
2.3 凝汽泵（Condensate Pump）凝汽泵是凝汽系统中的一种泵，用于将凝结水从凝汽器或空冷器中抽出，并将其输送回锅炉进行再次加热。
凝汽泵通常采用离心泵，它能够有效地输送大量的水，并具有较高的泵送效率。
2.4 其他设备除了上述主要设备外，凝汽系统还包括一些辅助设备，如水箱、水封罩、排气器等。
这些设备的功能各不相同，但都起到了辅助凝汽系统正常运行的作用。
3. 凝汽系统工作原理汽轮机凝汽系统的工作原理可以简要概括如下：1.汽轮机排出的高温高压蒸汽通过主蒸汽管道进入凝汽器。
2.在凝汽器中，蒸汽与冷却介质（一般为冷却水）进行热交换，蒸汽冷却并凝结为水滴。
3.凝结水通过凝汽泵被抽出，并输送回锅炉进行再次加热。
4.经过再次加热后，水变为蒸汽，再次进入汽轮机进行工作。
5.空冷器在部分负载或停机情况下起到辅助冷却的作用，保证凝汽系统的正常运行。
4. 凝汽系统的重要性凝汽系统在汽轮机发电厂中起到至关重要的作用，它不仅能够有效地回收汽轮机排出的热能，减少能源浪费，还能够提高汽轮机的热效率和发电效率。
4 汽轮机的凝汽设备20141007
（水侧）。
端盖
管板
冷却管
管板 端盖
16
第三节
二. 表面式凝汽器
出口
凝汽器
冷却 水
进口
冷却管
2. 表面式凝汽器的流程 冷却水从进口11 进入水室15 ，通过冷却管流到另一端水室16，转向后，又经 冷却管进入水室17，最后由出水口12排出。 这种 称为双流程凝汽器。 还有单 流程、 三流程、 四流程 。
一. 水冷凝汽系统
水冷凝气系统以水为冷却介质，按供水方式的不同，分为：
（1）开式系统
开式系统采用的是直流供水方式。供水来自江、河、湖、海等天然水 源，排水仍排回其中。 （2）闭式系统
抽气器
凝结水泵 循环水泵
汽轮机
闭式系统采用的是循环供水方式。供水来自冷却水塔或冷却水池等 人工水源，排水仍回到冷却水塔（水池）循环使用。 凝汽器 直流供水系统比较简单，投资少，运行费用低。我国南方的电厂一般都建 在沿江、沿河、沿海岸或者沿大的水库。而北方的电厂，由于水源不足， 多采用循环供水方式。
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第二节
二. 表面式凝汽器 几个基本概念
凝汽器
凝汽器真空：当地大气压与凝汽器内绝对压力的差值。
凝汽器汽阻：蒸汽在凝汽器汽侧流动时的阻力称为汽阻。凝 汽器蒸汽入口压力pc与抽汽口处压力pc’’差值， Δpc= pc- pc’’ 凝汽器水阻：凝汽器冷却水入口压力与冷却水出口压力差 值。
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第三节
凝汽器
（三） 进入凝汽器的空气量和空气分压 1. 空气量
（1）空气来源：新蒸汽带入；汽轮机装置密封不严；负荷降低时真空前移， 扩大漏汽范围；
（2）设计漏汽量估计（经验公式）：要准确确定空气漏入量是有困难的，通
第四章_汽轮机的凝汽系统及设备
降低排汽压力的最有效的办法是：使 排汽在密封容器中、在温度较低的条件下 H t1 受到冷却而凝结成水，体积突然缩小（如 在0.0049Mpa下，蒸汽比水的容积大28000 倍）而形成真空。同时再用抽气器或者真 空泵将漏入空气不断地抽出，保持真空。 在凝结中生成的凝结水，经汇集以后，又 重新送入锅炉作为给水，反复循环使用。 这就是凝汽设备的工作原理。
汽轮机的排汽进入凝汽器，在汽侧与冷却管接触而凝结成水。 凝结水汇集到热井7中，由凝结水泵抽走并送到低压加热器。 4、漏入空气的抽出
漏入凝汽器的空气，通过抽气口8由抽气器抽出。为了减少抽 气器的负荷和回收热量， 使混有蒸汽的空气在经过一次冷却，使 蒸汽凝结。 在凝汽器内专门设置有空气冷却区9。
5、减少汽侧阻力 为了使汽气混合物向抽气口流动，则抽气口的压力应比凝汽
端盖2和3，外壳内的两端又装有管板4，管板4上装有很多冷却管。 凝汽器内部空间被冷却管分隔成两部分： 蒸汽空间（汽侧 ）和
冷却水空间（ 水 侧 ）。
2、表面式凝汽器的流程 冷却水从进口11进入水室15，通过冷却管流到另一端水室16，
转向后，又经冷却管进入水室17，最后由出水口12排出。 这种称 为双流程凝汽器。还有单流程、三流程、四流程。 3、凝结水
m
Dw Dc
称为冷却倍率（或循环倍率），它表示凝结单位蒸汽汽量
所需要的冷却水量。m值越大，则冷却水的温升t 越小，凝汽器内
压力越低，会使整机理想焓降增加，从而可以提高电厂热效率。
3、排汽压力的最佳值： 降低排汽焓值，提高理想焓降，可以提高效率。 但不是排汽压力越低越好。这是因为： (1）当降低排汽压力，则比容v 增加，汽轮机排汽部分的尺 寸增大，成本上升。而且制造困难，材料也受到限制。 (2）当降低排汽压力，则比容v 增加，凝汽器的冷却面积增 大，冷却水量增大，厂用电增大。 因此，对排汽压力和其他几个方面要作技术经济对比而 定。一般，最佳排汽压力为 pc 0.03~0.07atm，通常取 0.05atm。
第七章 汽轮机凝汽设备及系统解读
• 凝汽设备的组成 及任务 • 凝汽器内压力的 确定 • 凝汽器的运行及 变工况 • 抽汽设备
第一节 汽轮机凝汽设备及系统
一、凝汽设备的组成及任务
表面式 凝汽器 混合式 空冷 水冷 凝汽设备通常由表面式 凝汽器、抽汽设备、凝结水 泵、循环水泵以及这些部件 之间的连接管道组成。 凝汽设备的任务： ①在汽轮机排汽口建立并维持 高度真空； ②将汽轮机的排汽凝结成洁净 的凝结水作为锅炉的给水循环 使用。
图7-3 凝汽器中蒸汽和冷却水 温度沿冷却表面的分布
1—饱和蒸汽放热过程； 2—过冷水的升温过程
1、冷却水温升
Dc 520 t 520 m Dw
（m为凝汽器的冷却倍率或循环倍率）
增加 D w，一方面可降低汽轮机排汽压力，使汽轮机所发功 率增加；另一方面却增加了循环水泵耗功。所以只有在由于增 加 D w 使汽轮机的得益大于循环水泵因此而多消耗的功率时，增 加 D w才是合理的。
tw1 越低，保持 t 不变的水平段越长。
四、凝汽器的运行
1、凝汽器的汽阻和水阻 汽阻：在空气抽出口处的压力 p c 最低，而凝汽器蒸汽入口 处的压力 pc 最高，这两个压力之差就是蒸汽空气混合物的 流动阻力，称为凝汽器的汽阻。 水阻：冷却水在凝汽器内的循环通道中所受到的阻力称为 水阻。
2、凝结水过冷
（1）气温低、背压低、负荷大时，汽轮机容积流量偏大。 后果是： a.余速损失大； c.当背压过低，容积流量过大时，因马赫数增大，有可 能在末级叶片通流截面造成汽流阻塞，即使背压再降 低，也不能增加机组功率。
b.由于蒸汽速度加大，作用力增加，叶片弯曲应力增加；
(2)当气温高、背压高、负荷较小时，汽轮机末级叶片容积 流量过小。叶片根部、顶部均会出现脱流现象，使得该 处的蒸汽倒流，速度三角形发生了很大的变化，如下图 所示。
汽轮机原理-第四章凝气设备
第四章汽轮机的凝汽设备提高汽轮机装置的经济性，主要有两个途径：一是提高汽轮机的内效率，另一是提高装置的循环热效率。
前一个途径我们在前面各章中已进行了讨论，这就是努力减小各项损失，改善汽轮机通流部分的设计等。
提高循环热效率也有两个方向，一是提高平均加热温度，可采用回热循环，以减少低韫加热，也可提高初参数，以及采用再热循环等；另一方向则是降低平均放热温度，而这正是凝汽设备的主要任务。
在本章中将着重介绍凝汽设备工作的基本原理，以及大功率汽轮机凝汽设备的发展。
第一节凝汽设备的组成及作用一、凝汽设备的组成凝汽设备通常由表面式凝汽器、抽气设备、凝结水泵、循环水泵，以及这些部件之间的连接管道组成，如图4-1所示。
排汽离开汽轮机之后进入凝汽器5，凝汽器内流人由循环水泵4提供的循环水作为冷却工质，将排汽凝结为水。
由于蒸汽凝结成水时，28000倍)，这就在凝汽器内形成高度真空。
为保持所形成的真空，则需用抽气设备1将漏入凝汽器内的空气不断抽出，以免不凝结的空气在凝汽器内逐渐积累，使凝汽器内压力升高。
由凝汽器产生的凝结水，则通过凝结水泵6进入锅炉的给水系统。
凝汽器大都采用水作为冷却工质。
按供水方式的不同，有一次冷却供水和二次冷却供水。
供水来自江、河、湖、海等天然水源，排水仍排回其中的，称为一次冷却供水，或开式供水。
供水来自冷却水塔或冷却水池等人工水源，排水仍回到冷却水塔(水池)循环使用的，称为二次冷却供水，或闭式供水。
在特别缺水的地区，则可采用空气作为冷却工质。
图4-1凝汽设备系统组成1-抽气设备；2-汽轮机；3-发电机；4-循环水泵；5-凝汽器，6-凝结水泵表面式凝汽器在火电站和核电站中得到广泛应用，图4-2为表面式凝汽器的结构示意图，冷却水由进水管4进入凝汽器；先进入下部冷却水管内，通过回流水室5进入上部冷却水管内，再由出水管6排出。
同一股冷却水在凝汽器内转向前后两次流经冷却水管，这称为双流程凝汽器，同一股冷却水不在凝汽器内转向的，称为单流程凝汽器。
凝汽式汽轮机设备及其系统主要危险因素分析
凝汽式汽轮机设备及其系统主要危险因素分析1）油系统火灾汽轮机组的火灾危险性主要在于：①汽轮机油在明火和较高的外界温度时，可能被燃着而成为大火。
②汽轮机油系统管路长、分布广，与高温蒸汽管路纵横交错敷设，且管路的阀门多、法兰对接口多、焊口多，如果工艺差、质量差，容易泄漏。
油系统火灾事故统计表明，油管道、法兰垫在运行中破裂，喷油到未保温或保温不良的高温蒸汽管道(或疏水管道)等热体上引起火灾的，约占火灾事故的60％以上；调速油管和油压表管断裂，喷油引起火灾的约占15％左右；检修质量不良，维护不当而漏油起火的占20％左右；其他原因约占5％。
油系统着火后，由于机组供油失常或中断造成轴瓦断油而损坏轴瓦，调节系统油压失常或断油造成机组调节失控。
③高温蒸汽管路、疏水管路本身温度很高，油管路有接头或强度不够造成泄漏或喷油至裸露或保温不良的高温蒸汽管道或高温热体表面，可立即燃起大火。
④在汽轮机油系统附近特别是机头敷设有较为集中的电力电缆、控制电缆、保护电缆。
油系统着火后，会引燃电缆，使火灾事故进一步扩大。
⑤油管路压力高，着火后，如不及时将油源切断，喷油可使燃烧更加猛烈。
⑥油系统着火后，火势发展很快，有时将公用系统电缆(如消防系统电缆)烧坏，消防水泵开不起来或者消防水压力低，消防设施、器材不齐全，消防人员技术素质低，以致不能及时控制火势，将使火灾事故扩大。
2）汽轮机超速事故原因包括：①调节系统有缺陷；②汽门卡涩导致汽机飞车；③汽机打闸后因阀门不严或关闭时间过长超速；④危急保安系统失灵；⑤抽汽逆止门卡涩；⑥运行操作不当，无转速表启动等。
⑦热网抽汽管路的容积蒸汽加大后，抽汽逆止门不严。
3）汽轮机轴系断裂事故①汽轮机严重超速，动静部分发生碰磨，轴系失去稳定；②未控制转子材质及其裂纹发展；③汽轮发电机组运行时振动严重超标或动静部分发生严重摩擦导致断轴；④冷启动没能按25%载荷运行足够时间；新投产机组和大修机组平衡块、轴承、轴承座、定子支架等螺丝有松动；隔板严重变形；发电机非同期并网等可引起汽轮机轴系断裂事故；⑤设计选型时制造厂未作出轴系稳定性分析，轴承失稳转速计算值不大于3750rpm；⑥运行中未采取防止共振，控制大轴FATT 措施。
第五章 汽轮机的凝汽设备讲解
第一节 凝汽设备的作用及工作过程
一、凝汽设备的作用
凝汽设备的主要作用有 两方面：
在汽轮机排汽口建立并 维持高度真空；
保证蒸汽凝结并供应洁 净的凝结水作为锅炉给 水。
1—凝汽器；2—循环水泵； 3—凝结水泵；4—抽气器
凝汽设备是凝汽式汽轮机装置在热力循环中起着冷源作用。 降低汽轮机排汽的压力和温度，可以提高循环热效率。降低
三、机组运行时对凝汽设备的要求
1．传热性能要好
传热端差：凝汽器中蒸汽的饱和温度和冷却水离开凝汽 器的出口温度之差。 由于汽轮机排汽的工作状态处于湿蒸汽区，因此，凝汽器 内蒸汽的饱和压力和饱和温度是对应的。为了维持凝汽器 的较高真空，必须使凝汽器内蒸汽的饱和温度尽量接近冷 源温度。但由于实际运行中冷却面积和冷却水量是有限的， 所以当蒸汽凝结放出的热量通过冷却水管传给冷却水时， 必然存在一定的传热温差，使得冷却水的出口温度低于蒸 汽的饱和温度。
（二）表面式凝汽器的分类
根据冷却介质不同，表面式凝汽器又分为 空气冷却式和水冷却式两种。
根据冷却水流程不同，凝汽器可分为单流 程、双流程、多流程凝汽器。
根据空气抽出口位置不同，即凝汽器中汽 流流动形式不同，现代凝汽器分为汽流向 心式和汽流向侧式两大类
（a）汽流向心式 （b）汽流向侧式 （c）多区域汽流向心式
减少传热端差的措施：选择有较高传热系数的冷却水管； 及时抽走积聚在冷却水管表面的空气；定期清洗凝汽器冷 却水管，防止冷却水管结垢。
2．减小过冷度 凝结水的温度比凝汽器喉部压力下的饱和温度低的数值称
为过冷度 过冷度越大，说明被冷却水额外带走的热量越多。该损失
要靠锅炉多燃烧燃料来弥补。而且过冷度越大，凝结水中的含 氧量也越多，对设备和管道的腐蚀越大。因此应尽量减少过冷 度。 为保证凝结水温度接近排汽温度，消除凝结水过冷现象，现代 凝汽器都设有专门的蒸汽通道，使部分蒸汽直接到达热井加热 凝中，蒸汽压力和其饱和温 度ts是相对应的，只要算出了就可 以确定它所对应的饱和蒸汽压力ps。
汽轮机凝汽系统及设备
汽轮机凝汽系统及设备一、汽轮机凝汽系统概述汽轮机凝汽系统是汽轮机发电厂中至关重要的一环，它负责收集和处理汽轮机排出的高温高压蒸汽，将其凝结为液态水，并输送到锅炉中再次加热为蒸汽，以实现汽轮机循环工作。
凝汽系统的设计和运行直接关系到汽轮机的效率和稳定性。
二、汽轮机凝汽系统主要组成汽轮机凝汽系统由以下主要设备组成：1. 凝汽器凝汽器是汽轮机凝汽系统的核心设备之一。
它通过与汽轮机排出的高温高压蒸汽接触，使其冷却并凝结为水。
凝汽器通常采用流动型凝结器，通过将进入凝汽器的冷却水与蒸汽进行交换，实现蒸汽的冷凝。
凝汽器的性能直接关系到汽轮机的发电效率和热经济性。
2. 凝汽泵凝汽泵用于抽取凝汽器中的冷凝水并将其送回锅炉，再次加热为蒸汽供给汽轮机使用。
凝汽泵通常是多级泵，能够提供足够的压力将冷凝水输送回锅炉。
3. 冷却塔冷却塔用于冷却凝汽泵返回的冷凝水。
冷凝水经过冷却塔，通过与周围空气进行传热，将其温度降低，以便再次用于汽轮机循环。
4. 冷却水系统凝汽系统还包括冷却水系统，用于提供冷却塔所需的冷却水。
冷却水系统通常包括水处理设备、水泵等。
三、汽轮机凝汽系统的工作原理汽轮机凝汽系统的工作原理如下：1.汽轮机排出高温高压蒸汽经过高压再热器降压至凝汽器进口压力，同时在再热器中被冷却。
2.进入凝汽器的蒸汽与冷却水进行传热，蒸汽冷凝为冷凝水。
3.凝汽泵将冷凝水抽回锅炉，进行再次加热。
4.再热后的水蒸汽重新进入汽轮机，驱动汽轮机发电。
5.冷凝水通过冷却塔进行冷却，然后经过水处理设备处理后再次用于凝汽器的工作。
四、汽轮机凝汽系统的调试与运行汽轮机凝汽系统的调试与运行需要注意以下事项：1.在调试凝汽系统之前，需要进行设备和管道的检查和清洗，确保其内部干净无杂质。
2.在运行凝汽系统时，需要注意监测和控制凝汽器的进口和出口温度，以及凝汽泵的出口压力等参数。
3.定期检查和维护冷却塔和水处理设备，保证其正常运行。
4.注意凝汽系统的密封性，减少漏气和漏水现象。
电厂热力设备及运行 汽轮机 之凝汽设备及运行解析
（2）N-40000-1型双压凝汽器（配国产600MW机组）
特点：
1）双压凝汽器工 作 压 力 为 0.00402 低压 MPa和0.0053MPa。
高压
每台凝汽器都有两个
管束，与之对应设有
两个前水室和两个后 水室，冷却水依次进
引进西屋技术，双压、对分、单流程
入低压凝汽器前水室、
低压凝汽器管束、低
电厂热力设备及运行
参考教材:汽轮机原理
第四章 凝汽设备及运行
主要内容 凝汽设备的任务及组成 凝汽器的工作过程 凝汽器的结构及分类 凝汽器内压力的确定及影响因素 空气的危害 凝汽器的运行管理 抽气设备 多压凝汽器
一、凝汽设备的任务及组成
1、凝汽设备的任务
在汽轮机排汽口建立并维持高度真空；
将汽轮机排汽凝结成洁净的凝结水作为锅炉给水。 2、对凝汽设备的要求
胀接法：在电厂广泛使用 垫装法：可保证管子受热时自由膨胀，但工艺复杂，紧凑 性差，只在船用凝汽器上使用。 管速布置原则：
增大传热效果、减小蒸汽流动阻力、降低凝结水过冷 度、减小抽气设备负荷。
管速布置措施： ①开始几排管子采用辐向排列，以增大蒸汽刚进入凝汽
器的通流面积。为避免内层管束的热负荷过低，设有侧向 通道使蒸汽能直接深入内层束并使沿汽流方向的管子排数 尽可能得少，以降低蒸汽进入管束时的阻力。
压凝汽器后水室，经
两根联通管转向后进
人高压凝汽器的后水
室、高压凝汽器管束、
高压凝汽器前水室，
最后由出水管引出。
2)管束布置成两个“山”字形带状结构，中间用挡板隔 出空气冷却区。
3)将高压侧空气冷却区的不凝结气体引进低压侧空气冷 却区。由于低压侧的温度较单压凝汽器低，所以进入低压 侧的空气得以更好地冷却，使空气的比容减小，减少抽气 设备的负荷，从而减少耗功和抽气设备的备用量，提高经 济性，减少投资。
大学精品课件：汽轮机的凝汽设备
第二节 凝汽器的压力与传热
一、凝汽器压力pc的确定
饱和温度 冷却水温升
ts tw1 t t
饱和蒸汽放热过程 冷却水的温度升高过程
冷却水的进口温度 凝汽器的传热端差
（一）冷却水的进口温度tw1 ❖ 在其他条件不变时，tw1低则ts
也低，凝汽器压力低，真空 高。
❖ tw1的大小取决于当地的气候 和供水方式（海水、冷水
数减小，真空下降。
（2）管壁本身的热阻Rc 一般冷却水管管壁很薄，Rc很小。但当表面结垢时，会使
管壁的热阻急剧增加，使得总体传热系数减少。
（3）冷却水对冷却水管内壁的热阻Rw 与热阻与冷却水流速有关。
二、凝汽器的极限真空和最佳真空
❖ 提高真空后所增加的汽轮机 功率与为提高真空使循环水泵多 消耗的厂用电之差达到最大时的 真空值称为最佳真空。 ❖ 凝汽器的极限真空就是指使汽 轮机做功达到最大值的排汽压力 所对应的真空。
（2）汽流向心式:蒸汽由管束四周向中心流动，汽阻小，蒸 汽可以从两侧流向热井以加热凝水，但由于下部管束不易与 蒸汽接触，使各部分管子的热负荷不均匀。
（3）多区域汽流向心式:独立区域有两个到十几个，平行布 置于矩形外壳，每个区域中部都有空冷区，可以加大进汽边 界，缩短蒸汽流程以减小汽阻。
三、机组运行时对凝汽设备的要求
❖ 根据冷却介质不同，表面式凝汽器又分为空气冷却式和水 冷却式两种。
❖ 根据冷却水流程不同，凝汽器可分为单流程、双流程、多 流程凝汽器。
❖ 根据空气抽出口位置不同，即凝汽器中汽流流动形式不同， 现代凝汽器分为汽流向心式和汽流向侧式两大类。
汽流向心式 汽流向侧式
多区域汽流向心式
（1）汽流向侧式:排汽口到抽气口的流程较短，汽阻较小， 能保证较高的真空；蒸汽中部设有蒸汽通道，使部分蒸汽畅 通无阻到达热井加热凝结水，使凝结水温度接近排汽温度。
凝汽式汽轮机分析
12
N50-8.83
13
N55-8.83
14
N55-8.83
15
N60-8.83
16
N60-8.83
产品专利 获奖情况 产品规格
省份
内蒙 山西 山西 山西 陕西 重庆 陕西 陕西 重庆 陕西 山东 山西 陕西 四川 河南 福建
用户单位
台数
内蒙神华集团有限公司
2台
山西浦县宏源有限公司
2台
乡宁县煤焦实业有限公司
机组型号 N15-6.28 N15-6.28 N15-6.28
热耗(kj/kwh) 10593 10910.8 11069.7
汽耗(kg/kwh) 3.7 3.81 3.87
内效率
备注
80.81% (全三维设计）
78.45% (非全三维设计）
77.33% (其他厂家）
**从上表数据分析可见：通流部分经过全三维设计的汽轮机 汽耗明显降低，内效率比原来提高3-5%。
高效主油泵
汽封结构 产品专利 获奖情况 产品规格
通流部分 全三维设计
焊接后缸+落地轴承座 交替察看 返回上层 退 出
25-60MW凝汽式汽轮机辅机系统
均压系统
多种材质冷 凝器供选择
补水方式
钢圈自密 封高加
汽封冷却系统
产品专利 获奖情况 产品规格
冷油器
抽真空系统 热井水位调节
交替察看 返回上层 退 出
热耗(kj/kwh) 13729 14140.8
汽耗(kg/kwh) 4.93 5.08
内效率
备注
0.7466 （我厂产品）
0.7249 （其他厂家）
**我厂产品内效率比其他厂家高2-3%。
汽轮机原理第四章汽轮机的凝汽系统及设备-1115分析
空气冷却区： 凝结尚未凝结的蒸汽，减少蒸汽工质的损失； 冷却空气，使其体积流量减小，减轻抽气设备的负荷，提高抽气效果。
五、多压凝汽器
现代大功率汽轮机都采用多缸多排汽口。为了提高大功率汽轮机的 经 济性，常采用多压凝汽器。多压凝汽器就是将凝汽器的汽侧分隔成与汽轮机 排汽口个数相同的两个或更多的互不相通的部分。图5--6为双压凝汽器的示 意图。进水侧的冷却水温度 较低，其对应汽侧压力也较低；出水侧的冷却 水温度较高，因此，其对应汽侧压力也较高。同理，也有 三压、四压凝汽器。采用多压凝汽器可以提高 机组的经济性。
四、凝汽器内高度真空的形成
蒸汽遇冷凝结，体积骤然减小。 0.0049MPa的压力下，水的体积约为干蒸汽的1/28000倍，这样就在凝汽 器容积内形成高度真空。
其压力为凝汽器内温度对应的蒸汽饱和压力，温度越低，真空越高。
真空是通过抽气设备把漏入凝汽器内的不凝气体抽出，以维持真空。
★凝汽器的最有利真空和极限真空： 1 凝汽器的最佳真空：提高真空所增加的汽 轮机功率与循环水泵所多消耗的厂用电之差达到 最大时的真空。
§ 4 - 4 抽气设备
抽气器的作用：
抽除凝汽器内不能凝结的气体，以保持凝汽器的真空和传热良好。 射汽式抽气器、射水式抽气器、水环式真空泵
一、射汽式抽气器 ( 一 ) 启动抽气器 要求功率大、启动快、结 构简单，通常是单级的。
工作喷嘴采用缩放喷嘴。蒸汽 在工作喷嘴中膨胀加速，以很 高的流速（通常达到1000m/s 以上）射入混合室B，使混合 室内形成高度真空。