发电厂的表面冷凝器

发电厂的表面冷凝器

单丽娟

山东豪迈化工技术

简介

冷凝器，也称为表面冷凝器，是蒸汽轮机单元的重要辅助发动机之一，也是电力热循环中的重要环节. 它们对整个火力发电厂的建设以及安全经济运行具有决定性的影响.

从蒸汽轮机的角度看，如果冷凝器没有产生真空，则主蒸汽不会自发地从前段移动到后段以膨胀并起作用. 蒸汽轮机还承担着对水进行脱氧和补充的责任.

冷凝器的主要功能是: 1）在涡轮机排气口产生高真空，使蒸汽膨胀到涡轮机中的最低压力，增加涡轮机中蒸汽的可用焓降，并改善循环的热效率； 2）从汽轮机低压缸排出的蒸汽凝结成水，送回锅炉循环. 3）收集各种疏水性以减少蒸汽和水的损失； 4）冷凝器还用于增加盐水的去除（补充普通水）.

图1-1冷凝器

1个冷凝器结构

图1-2冷凝器结构模块图

冷凝器主要由壳体，管板，管束，中间管板等组成. 管板将冷凝器壳体分为蒸汽冷凝区和循环冷却水进出水室. 中间管板用于支撑和定位管束. 冷凝器的下部还设有一个用于收集冷凝水的空间，称为热井.

1.1喉咙

冷凝器的喉咙是冷凝器的蒸汽入口. 喉咙是冷凝器的重要组成部分. 它连接涡轮的蒸汽出口和冷凝器的主要冷凝区域. 影响. 喉咙是高真空容器. 通常，除了大量的支撑管外，为了节省整个电厂系统的设计空间，还内置了低压加热器，旁路蒸汽以降低温度压力装置等，因此从从结构上来看表面冷凝器作用，它是一个复杂的蒸汽通道.

评估喉咙的两个重要指标是: 1）喉咙的蒸汽流动阻力. 蒸汽阻力过大直接影响涡轮机的效率. 2）喉咙流量的稳定性和均匀性. 该指标一方面影响整个喉咙的安全，另一方面也影响下层冷却管束.

冷凝器喉管入口的喉管横截面积的大小一般应在80〜120m / s的范围内. 当需要在冷凝器中放置低压加热器和抽汽管时，冷凝器的形状和布置应尽可能小，并在必要时添加适当的导向构件以减少压力损失.

1.2 shell

管板将冷凝器壳分成一个蒸汽冷凝区和一个循环冷却水入口和出口水室.

大型冷凝器的冷凝器管较长时，可以在冷凝器壳体与冷凝器管之间采取补偿措施. 为了确保壳体的刚度，应在壳体中添加适当的加强槽钢，支撑杆和肋.

1.3水室

冷凝器具有三个水腔: 进水腔，回水腔和回水腔. 进水室和回水室在同一侧，回水室相对. 循环水进入进水腔，然后从进水腔进入冷凝器铜管，进入回水腔，转一圈，然后进入冷凝器，流入回水腔，然后流回水返回管道.

水室盖应可移动. 为了便于现场安装，水室盖可以做成向外移动或旋转的悬挂轨道的形式. 并且水室的每个流道应设有排水和空气排放接口. 其口径的大小取决于水室的容积以及排出水和空气所需的时间.

1.4管束[1]

管束的常见布置形式有: 带状布置，径向布置，椭圆形布置，教堂窗布置等.

1）外管束的设计，通过对外管束的合理设计，可以有效地实现均匀的蒸汽吸入，并试图增加正向流动面积以降低管束面积的平均速度，从而减少冷凝器的壳侧压降冷凝器管束以窄而长的楔形布置，因此主蒸汽管呈锥形，这是冷凝器的理想形式. 外管束中增加了辅助进气通道，有助于实现均匀的蒸汽进气并增加电流流通面积. 单管束组件的布置避免了在多管束组件的布置中蒸汽分布不均匀和流动相互干扰的缺点，这是更有利的.

2）内管束的设计，通过内管束的合理设计，保证了顺畅的流动，避免了涡流和空气的积聚，实现了蒸汽的同心流. 挡板是更可能发生涡流的区域. 挡板的设计和布局应予以强调. 同时，内管束的设计应确保蒸汽在主冷凝区域内完全冷凝，以避免漏气和管路布置不足，使蒸汽在蒸汽完全冷凝之前到达空冷区域.

1.5口井

热井是指在冷凝器下部收集冷凝水的集水井. 用于收集大量废气不断凝结而产生的主要凝结水，并为凝结水泵提供一定的静压头.

2冷凝器的工艺计算

2.1确定冷凝器的计算面积[2]

循环水入口温度为30℃. 通过查询冷却水温度校正系数表，βt为1.063

根据管子的材料（钛）和壁厚，通过查询冷凝管材料的壁厚校正因子，βm为0.952

2.2冷凝器的管计算

冷凝管设计要求:

接下来，根据计算出的管长，管板直径和其他参数表面冷凝器作用，参考制造商的型号表以选择合适的冷凝器型号.

摘要

冷凝器，作为发电厂中的一种大型热交换设备，对整个系统的热经济性和运行可靠性有直接影响. 冷凝器的工艺设计和选择也特别重要. 本文介绍的方法仅由设计机构用于进行冷凝器的初步设计和选择. 详细的参数和计算是根据制造商的相应标准规格选择的.

参考

[1]孟继安，李志新. 管束布置对冷凝器性能的影响分析及其应用[J]. 世界科学技术研究与发展，2016，61（17）: 1877- 1888.

[2] JB / T 10085-表面涡轮冷凝器[S]

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