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)，對整個火電廠的建設(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，主蒸汽不會自發(fā)地從級前運(yùn)動到級后來膨脹做功，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?。喉部是一個高度真空的容器，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，它又是一個復(fù)雜的蒸汽通道。

評價喉部的2個重要指標(biāo)是：

1）喉部蒸汽的流動汽阻，過大的汽阻直接影響到汽輪機(jī)的效率；2）喉部流動的穩(wěn)定性和均勻性，這一指標(biāo)一方面影響整個喉部的安全性，另一方面，也會對下級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，其形狀和布置應(yīng)盡量減少所占的排汽通道截面，必要時加置適當(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。

對于大型凝汽器冷凝管較長時，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)場吊裝，水室蓋板可做成吊軌外移形式或回轉(zhuǎn)移動形式。并且水室的每個流道應(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，單管束模塊布置時避免了多管束模塊布置存在的蒸汽分配不均勻和流動相互干擾等不足，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。擋汽板處是渦流較容易產(chǎn)生的區(qū)域，要注重對擋汽板的設(shè)計(jì)和布置。同時，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)，對照廠家的型號的表選擇合適的凝汽器的型號。

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。