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凝汽器

将汽轮机排汽冷凝成水的一种换热器,又称复水器。凝汽器主要用于汽轮机动力装置中,分为水冷凝汽器和空冷凝汽器两种。凝汽器除将汽轮机的排汽冷凝成水供锅炉重新使用外,还能在汽轮机排汽处建立真空和维持真空。

凝汽器分类

按蒸汽凝结方式的不同凝汽器可分为表面式(也称间壁式)和混合式(也称接触式)两类。 在表面式凝汽器中,与冷却介质隔开的蒸汽在冷却壁面上(通常为金属管子)被冷凝成液体。冷却介质可以是水或空气。

水冷表面式凝汽器按冷却水的流动方式分为单流程、双流程两种。在混合式凝汽器中,蒸汽是在与冷却介质混合的情况下被冷凝成液体的。被冷凝的蒸汽既 可是水蒸汽,也可是其他物质的蒸气。 水冷表面式凝汽器主要由壳体、管束、热井、水室等部分组成。汽轮机的排汽通过喉部进入壳 体,在冷却管束上冷凝成水并汇集于热井,由凝结水泵抽出。冷却水(又称循环水)从进口水室进 入冷却管束并从出口水室排出。为保证蒸汽凝结时在凝汽器内维持高度真空和良好的传热效果,还 配有抽气设备,它不断将漏入凝汽器中的空气和其他不凝结气体抽出。抽气设备主要有射水抽气器、 射汽抽气器、机械真空泵和联合真空泵等。

空冷表面式凝汽器空气借助风机在管束外侧横向通过或自然通风,而蒸汽在管束内流动被冷凝成水。为提高管外传热,这种凝汽器均采用外肋片管。它的背压比水冷凝器高得多。

混合式凝汽器有喷雾式和平面射流式两种。在喷雾式凝汽器中,冷却水被雾化成滴状;而在平面射流式中,冷却水以膜状与汽轮机的排汽接触。一般多采用平面射流式结构,因它具有更高的真空,能把不凝结气体全部排出。

凝汽器的设计

设计汽轮机凝汽器时,应根据汽轮机排汽量、排汽面积、年或月平均水温和供水方式,对背压、冷却水倍率(指冷却水量与被冷凝蒸汽量的质量比,一般为50-120)和冷却水管内流速等 进行技术经济比较,确定最佳方案。凝汽器在结构上应有合理的管束排列,以提高总的传热系数 和降低汽侧阻力;合理布置空气冷却区和抽气口,防止形成空气死区;配备有效的抽气设备,以保证良好的热交换;喉部要有良好的空气动力特性,以保证排汽较均匀地进入冷却管束,不致形成汽流旋涡而浪费部分冷却面积;整个外壳要有良好的气密性和足够的刚度,以利于提高真空严 密性和防止外壳变形;要使汽流良好地加热凝结水,并达到一定的除氧效果;根据管子振动计算 选择合理的中间支撑板跨距,避免运行时引起管束共振而使管束遭到破坏。

结构及作用

N-2030-1型凝汽器为C8-R11-ER型汽轮机配置,使形成未端高度真空容纳低压加热器等疏水,回收作功后的蒸汽凝结成水,从而大大提高了回热循环效率。

凝汽器布置在汽轮机排汽口下方,横向布置,所使用的水为净化矿井水。筒体上部有锥形进汽室,上部方形法兰安装时与排汽管焊接,通过接管与汽轮机排汽相接,锥形部分内有导向用之弯曲钢板使汽流用入凝汽器后较均布。进口汽室侧有检修人孔,排汽接管上有排空阀孔。筒体下部中央为热水井,内有挡板防止凝结水过冷,出水口在热水井下部凝汽器两侧有四组弹簧座,用以支承凝汽器重量补偿内压及充水等的受力,筒体中部两侧均有抽气器抽除空气管之接口。

筒体两端为焊固之水室,两水室被隔板垂直中分为两部分,两部分均有可以独立开启的盖板,可以在低负荷时不停机清洗一侧凝汽器不锈钢管,第一水室用可拆卸乙形板分成两组进水管道,第一水室下部流径管束第一流程进入第二水室,在第二水室拆向第一水室上半组从上部流出。

筒体内部管子用涨管法固定在端管板上,中间有5块隔板支承管子向上挠曲7㎜防止共振,管束布置采用HEI-6的设计技术,这是国际通用的凝汽器设计标准,用该设计技术设计的凝汽器为汽流向心式,弧向布置,三角形排列,其特点是汽阻小,过冷度小。

管束中间有从进口直达热水并之宽阔汽道,两侧管束用带形排列,在带形外侧,另为蒸汽冲刷之部分管子。采用不锈钢管,在汽道之间布置有挡汽板等防止蒸汽短路。

凝汽器投运后,在水温、水量、凝汽器进汽量等为额定值时,其背压不高于10.6kPa

凝汽器进汽量:(69800+9340) Kg/h,水量:3800m3/h,背压随循环水温变化曲线如下:

背压(kPa

循环水温度(℃)

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