引言凝汽器又名表面冷凝器，是汽輪機(jī)組的重要輔機(jī)之一，是電力熱循環(huán)中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)火電廠的建設(shè)和安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著決定性影響。從汽輪機(jī)的方面來說，如果沒有凝汽器創(chuàng)造的真空，主蒸汽不會(huì)自發(fā)地從級(jí)前運(yùn)動(dòng)到級(jí)后來膨脹做功，凝汽機(jī)同樣肩負(fù)著除氧、補(bǔ)充給水的責(zé)任。

凝汽器的主要作用是：

1)在汽輪機(jī)排氣口造成較高真空，使蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹到低壓力，增大蒸汽在汽輪機(jī)中的可用焓降，提高循環(huán)熱效率；2)將汽輪機(jī)的低壓缸排出的蒸汽凝結(jié)成水，重新送回鍋爐進(jìn)行循環(huán)；3)匯集各種疏水，減少汽水損失；4)凝汽器也用于增加除鹽水（正常補(bǔ)水）。

凝汽器主要由殼體、管板、管束、中間管板等部件組成。管板將凝汽器殼體分割為蒸汽凝結(jié)區(qū)和循環(huán)冷卻水進(jìn)出口水室；中間管板用于管束的支持和定位。凝汽器下部還設(shè)有收集凝結(jié)水的空間，稱為熱井。

1.1 喉部

凝汽器喉部，即為凝汽器蒸汽入口處，喉部是凝汽器的重要組成部分，聯(lián)系著汽輪機(jī)排汽口和凝汽器的主凝結(jié)區(qū)，起著乏汽傳輸?shù)淖饔谩：聿渴且粋€(gè)高度真空的容器，一般情況下，其內(nèi)除了布置有大量的支撐管外，為了節(jié)省整個(gè)電廠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)空間，還要在喉部布置內(nèi)置低壓加熱器、旁路蒸汽減溫減壓裝置等，因此，從結(jié)構(gòu)上講，它又是一個(gè)復(fù)雜的蒸汽通道。

評(píng)價(jià)喉部的2個(gè)重要指標(biāo)是：

1）喉部蒸汽的流動(dòng)汽阻，過大的汽阻直接影響到汽輪機(jī)的效率；2）喉部流動(dòng)的穩(wěn)定性和均勻性，這一指標(biāo)一方面影響整個(gè)喉部的安全性，另一方面，也會(huì)對(duì)下級(jí)的冷卻管束造成影響。

凝汽器喉部進(jìn)口截面積尺寸一般應(yīng)使排汽速度在80~120m/s范圍內(nèi)。凝汽器內(nèi)需放置低壓加熱器和抽汽管道時(shí)，其形狀和布置應(yīng)盡量減少所占的排汽通道截面，必要時(shí)加置適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向構(gòu)件以減少壓力損失。

1.2 殼體

管板將凝汽器殼體分割為蒸汽凝結(jié)區(qū)和循環(huán)冷卻水進(jìn)出口水室。

對(duì)于大型凝汽器冷凝管較長時(shí)，凝汽器殼體與冷凝管之間可采取補(bǔ)償措施。為保證殼體的剛性，應(yīng)對(duì)殼體加置適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)槽鋼、支撐桿和加強(qiáng)肋。

1.3  水室

凝汽器有三個(gè)水室：進(jìn)水水室、回流水室、回水水室。進(jìn)水水室和回水水室在同一側(cè)，回流水室在對(duì)面。循環(huán)水先進(jìn)進(jìn)水水室，然后從進(jìn)水水室進(jìn)入凝結(jié)器銅管內(nèi)進(jìn)入回流水室后轉(zhuǎn)個(gè)彎再進(jìn)入凝汽器，后流入回水水室，繼而流回回水管道。

水室的蓋板應(yīng)做成可拆卸的。為便于現(xiàn)場(chǎng)吊裝，水室蓋板可做成吊軌外移形式或回轉(zhuǎn)移動(dòng)形式。并且水室的每個(gè)流道應(yīng)設(shè)置放水、放氣接口。其口徑的大小取決于水室的容積和放水、放氣的時(shí)間要求。

1.4  管束[1]

管束常用排列形式有：帶狀排列、輻射狀排列、卵狀排列、教堂窗式排列等。

1）外圍管束的設(shè)計(jì)，通過外圍管束的合理設(shè)計(jì)，來有效實(shí)現(xiàn)均勻進(jìn)汽，并盡量增大迎流面積以降低管束區(qū)的平均速度，從而減小殼側(cè)壓降，凝汽器管束布置成窄長楔形，使得主要蒸汽管道呈漸縮型是一種比較理想的凝汽器外形，而在外圍管束增設(shè)輔助進(jìn)氣通道有助于實(shí)現(xiàn)均勻進(jìn)汽，并增加迎流面積，同時(shí)，單管束模塊布置時(shí)避免了多管束模塊布置存在的蒸汽分配不均勻和流動(dòng)相互干擾等不足，更為有利。

2）內(nèi)部管束的設(shè)計(jì)，通過內(nèi)部管束的合理設(shè)計(jì)，保證流動(dòng)的通暢，避免渦流和空氣積聚的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)蒸汽的向心流動(dòng)。擋汽板處是渦流較容易產(chǎn)生的區(qū)域，要注重對(duì)擋汽板的設(shè)計(jì)和布置。同時(shí)，內(nèi)部管束設(shè)計(jì)要保證蒸汽在主凝結(jié)區(qū)的充分凝結(jié)，避免出現(xiàn)漏氣和局部布管不足，使得蒸汽還未充分凝結(jié)就到達(dá)空冷區(qū)。

1.5  熱井

熱井就是凝汽器下部收集凝結(jié)水的集水井，作用是用以匯集由大量乏汽連續(xù)冷凝而生成的主凝結(jié)水，并且給凝結(jié)水泵提供一定的靜壓頭。

2凝汽器的工藝計(jì)算

2.1 凝汽器計(jì)算面積的確定[2]循環(huán)水進(jìn)水溫度30℃，通過查詢冷卻水進(jìn)水溫度修正系數(shù)表得出βt為1.063

根據(jù)管程的材質(zhì)（鈦）和壁厚，通過查詢冷凝管材料壁厚修正系數(shù)得出βm為0.952

2.2 凝汽器管程核算

凝汽器管程設(shè)計(jì)要求：接下來根據(jù)計(jì)算的管長、管板直徑等參數(shù)，對(duì)照廠家的型號(hào)的表選擇合適的凝汽器的型號(hào)。

小結(jié)：

凝汽器作為電廠一類體積龐大的換熱設(shè)備，其工作性能直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行可靠性，凝汽器的工藝設(shè)計(jì)選型也顯得尤為重要。本文介紹的方法也只是用于設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)對(duì)凝汽器進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)選型，詳細(xì)的參數(shù)與計(jì)算選型參照廠家的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。