凝汽器介绍(600MW)教材

东方汽轮机厂凝汽器介绍

2000年2月

东方汽轮机厂凝汽器介绍

一东方汽轮机厂凝汽器概况

东方汽轮机厂是国内生产大型电站汽轮机及其配套辅机的主要厂家之一，从建厂至今，共配套提供了各类凝汽器300多台套，功率范围1.5MW～600MW，凝汽器面积从140～36000m2，按冷却管材分有铜管、不锈钢管、钛管凝汽器，按背压分有单、双背压凝汽器，按冷却介质分有淡水、半海水、海水凝汽器。另外，还为300～600MW国外机组配套凝汽器共8套，产品不仅在国内使用，还出口到马来西亚等多个国家，运行实绩良好。

东方汽轮机厂获得国家颁发的一、二类压力容器制造许可证，获得美国机械工程师协会颁发的ASME压力容器设计制造授权证书和U法规钢印，通过了ISO9001质量体系认证；东方汽轮机厂凝汽器开发的发展与水平建立在试验和与高等院校及国外公司的技术交流与合作上；是国内唯一进行过大型凝汽器传热性能及水室流场工业性试验的凝汽器制造厂家；是国内唯一采用大型数值计算程序对壳侧汽相流场进行流场的速度、压力、温度、空气浓度、相对传热系数及热负荷进行计算的凝汽器制造厂家，通过该手段可以优化凝汽器排管；东方汽轮机厂与德国BALCKE-DüRR公司及日本日立公司就300MW及600MW具体工程凝汽器设计、制造进行过广泛技术合作。

二东方汽轮机厂凝汽器特点

东方汽轮机厂凝汽器设计、制造、安装执行的标准为：HEI标准（美国传热协会）、DB3.18.10-1998《凝汽器加工装配技术条件》及其它相关标准。

凝汽器排管设计是影响凝汽器性能的决定性因素之一，东方汽轮机厂排管设计手段进程:早期手工绘图，经验设计；经过实物对比试验，以验证各排管的优劣；70年代为优化排管，东方汽轮机厂曾用二种排管实物进行了电站工业性试验，这也是国内的制造厂中唯一的一家；在取得电站实测数据的基础上开发了准三维凝汽器汽相流场及传热特性数值模拟计算程序。该程序是可得到凝汽器汽相流速、温度、压力、传热系数、热负荷等重要参数分布图，据此调整管束排列，达到最优化排管，实现设计和排管自动化。该方法目前世界上仅有几家大公司具备，国内仅东汽一家。东方汽轮机厂已广泛用于300～600MW 凝汽器排管设计中。

东方汽轮机厂采用的模块排管，经数值计算程序模拟完全符合优化管束排列的判别标准，经国外工业性试验证明总体传热系数比HEI 计算值提高15～30%。

东方汽轮机厂有二种风格的喉部结构型式：一种为衍架支撑，壳板无加强肋，便于电站布置；一种为喉部壳板采用足够强度和刚度的工字钢，内部支撑杆少，对降低蒸汽流阻有利。在尺寸较大的设备(如低压加热器)和管道(抽汽管等)采用消除下方旋涡的措施。东汽厂凝汽器喉部扩散角合理，曾在70年代作过吹风试验；按ASME标准制作和布置了四个网状探头测量排汽压力；喉部内的低压加热器和抽汽管均有不锈钢罩隔热、防冲罩。所有支撑板均采用使汽阻最小的结构。

东方汽轮机厂凝汽器空冷区采用了在抽空气通道区布置有冷却

水管，适当放大孔与管间的间隙，蒸汽至抽汽口的流动是沿抽空气通道区的冷却管流动，并由此造成空气与水间的逆流换热，它既有助于防止蒸汽至空气抽口形成短路，也有助于空气抽出前，空气--蒸汽混合物中蒸汽充分凝结，对提高凝汽器性能，改善抽气装置的工作条件有益。

东方汽轮机厂是国内首家采用弧形水室的厂家。70年代各制造厂联合试验且国际上亦试验证明：弧形水室的水力流场平稳，分配到各冷却水管的水量均匀。各管流速均匀，有利于各冷却管传热系数和热负荷均匀，提高总体传热性能，避免部分管因流速过高而过负荷并引起管子寿命缩短；弧形水室消除了死角，有利于胶球清洗装置回收胶球；弧形水室的受力情况最好也便于安装、检修。弧形水室是东方汽轮机厂在国内制造厂中首家采用，且全面推广的。

东方汽轮机厂对低压缸与凝汽器喉部的弹性及刚性两种连接方式均有成熟的经验，大型凝汽器普遍采用的不锈钢膨胀节弹性连接方式。东方汽轮机厂应用大型结构分析ANSYS软件对膨胀节进行了分析计算；严格控制结构设计诸要素，提出一整套保证可靠运行与安装的技术措施并得以成功地运用实施；不锈钢膨胀节可制成两半运往现场，现场拼装即可。

东汽凝汽器的固定支座设计亦有特点:PTFE板防腐蚀，且有很好弹性变形能力，通过其受压变形可达到各支承板间载荷的平均分配。该PTFE板及其保护盒采用标准结构设计，东方汽轮机厂为开发应用此种技术，对该板作了试验，测定其摩擦系数，承压能力，并已广泛应用于300、600MW上。

东方汽轮机厂凝汽器壳体设计时采用ANSYS软件对壳体强度、刚

度进行分析计算，结合HEI的方法保证壳体具有足够强度和刚度；采用多种方法进行冷却管振动计算，确保冷却管较大的避振裕度；管孔公差合理，优于行业标准，并且在厂内作拉脱力试验，保证冷却管两端管板上牢固的固定；在每个管束上方设置独立的凝结水收集槽，以便检测万一胀管处发生泄漏，可很快找出泄漏的管束。

为胀管提供电动数字胀管器，这是东方汽轮机厂独具的特点。电动数字胀管器可根据工厂试验的胀管拉脱力数据自动胀管、退胀并直观数字显示，操作简便、可靠。这是东汽独家自行开发已推广应用于所有工程。

在管板和水室防腐方面，对端管板东汽引用国外技术的基础上，自行研制并已广泛应用于我厂凝汽器的技术------喷铝+涂环氧沥青，该方法具有良好的防腐性能，可用于淡水(涂层较簿)，海水(涂层较厚)；对水室壁板，涂环氧煤沥青。92年后已开始应用，而其它制造厂未用过；该防腐方法，解决了原来使用的防锈漆脱落问题、电化学腐蚀问题，深受用户青昧，这是东汽独家特色，它高于行业标准要求。

对高能流体进入凝汽器有独到的技术。高能流体排入凝汽器时，由于引起热变形造成热应力过大将会损坏凝汽器内件，如冷却管、壳体板或各种支撑杆（板）。国内外同行都曾经不懈努力，试图实现全部疏水、汽直接进入凝汽器，但成功先例不多。东方汽轮机厂早期也曾出现过一些问题，但90年代以来通过与BD、HTC的合作与技术咨询，在解决这一问题的方法上有了独创之处，有下述两种措施:通常采用外置式疏水扩容器消能后进入凝汽器，目前普遍受用户欢迎的是在凝汽器电机和汽机两侧利用柱间空档设置跨栏式疏水容器，这样不仅能