第四章 汽轮机的凝汽设备第三节 凝汽器的管束布置和真空除氧.docx

第三节 凝汽器的管束布置和真空除氧一、凝汽器的管束布置冷却水管在凝汽器管板上的基本排列方法有三种：三角形排列法；正方形排 列法；辐向排列法图4,3-1 管束的基术楼列方法三拍推捧列隆l E盟液正一方彩排列杭＞ E粮向拌列密三角形排列法的管子中心位于等边三角形的顶点，这种排列法在节距相同时， 管子密集程度最大，每根管子在管板上的占地面积最小，布置在希望蒸汽空气混 合物流速增大之处正方形排列法的管子中心位于正方形的四个角上，密集程度 小于三角形法辐向排列法构成上宽下窄的通道后两种排列法宜用在希望汽阻 较小的地方凝汽器管束布置是从减小汽阻、减小过冷度、均匀各部分传热面积上的热负荷的 要求出发的评定凝汽器优劣有五个指标：①真空；②凝结水过冷度；③凝结水 含氧量；④水阻；⑤空冷区排出的汽气混合物的过冷度管束布置好坏与上述大 部分指标有关，管束布置一般遵循下面几条原则，可以结合国产N-3000-7型 凝汽器管束布置（图4.3.2）与图4.3.3、图4.3.4、图4.1.5（b）来理解1）蒸汽刚进入第一排管束时流量最大，通汽面积突变，总汽阻力颇大一部 分在第一排为了减小汽阻，应把最初几排管子排的较稀，或开进汽侧通气道， 或用多区域向心式布置等方法增大进汽周界，使第一排管束出的气流速度不大于 50m/s。

2） 随着蒸汽的凝结，管束内层的热负荷必然减小，进汽侧应有蒸汽通道深 入管束内层，以便提高管束内层的热负荷3） 为了减小汽阻，蒸汽空气混合物向抽气口运动的途径应短而直，可在管 束进汽侧和出汽侧都开相应的汽流通道，且要求沿汽流流动方向的管子排数不宜 过多4） 应力求避免刚进入管束的蒸汽与来自管束其他部分含空气较多的蒸汽混 合而降低传热系数；应防止蒸汽不经过主管束直接进入空气冷却区而增大空冷区 负荷；应防止蒸汽空气混合物不经过空冷区而直接到达抽气口，增大抽气负荷 为此可设挡汽板或靠管束布置来达到要求（见图4.3.3, c）5） 管束之间或两侧应有适当的蒸汽通道，以便刚进入凝汽器的蒸汽到达底 部加热凝结水，减小过冷度6） 应有空气冷却蒸汽空气混合物，以增大排出的蒸汽空气混合物的过冷度， 减少工质损失，降低抽气负荷7） 为了避免从上部管束流下来的凝结水落在下部管束外侧被冷却，在管束 之间可设置凝结水挡板，挡板的位置和方向应符合汽流流以动规律，减少汽阻 但日本日立制作所的试验结论是：设挡水板反而增大汽阻与过冷度（见图4.3.3， c）图4.3.2是国产N 50-90 / 535型机组的凝汽器截面图，图中管束布置是上 述原则的具体应用之一例。

它的管束布置成曲折的狭长带状，进汽侧有蒸汽通道 以增大进汽周界出汽侧也有蒸汽通道，没有挡汽板与挡水板，有空冷区，两管 束之间有蒸汽通道直达热井，以回热凝结水图4.3.3(a)是苏联哈尔科夫工厂的与T160Mw机组配套的凝汽器管束布置图 图4.3.3(b)是法国阿尔斯通公司单流程凝汽器管束布置图，又称“将军帽”式布 置，用于与540Mw、900 Mw等机组配套，冷却面积达72838m2及50555m2图4.3.3(b)是日本日立制作所的平衡降流式凝汽器的管束布置图，图中只画出了一 组管束的一半，同一个凝汽器中并排布置两组管束这种布置中，不设挡水板， 外围管束放射状排列，中间管束密集排列，空气收集管位于管束中下部，空气由 收集管流到上部空气冷却区冷却后抽除由于不设挡水板，不再有汽流停滞区， 汽流也不再受到挡板的摩擦阻力，原被摩擦和涡流损耗的动能可以均匀地转变为 压力能，减少了流动损失另外，由试验所得的上下左右管子的数量分配和排列 方式，使上下左右热负荷比较均匀，因而流向下部的汽流比较充分，凝结水的回 热效果较好，真空比传统型凝汽器的提高133.3Pa左右，过冷度减小0.5 1.0°C图4.3.4是与国产300Mw机组配套的N—15000—l型凝汽器的结构示意图， 它采用两个区域的汽流向心式布置，每个区域中心都有空气冷却区。

它的外壳采 用方形结构二、真空除氧凝结水含氧量大是导致铜管腐蚀、凝结水系统管道阀门腐蚀严重以致降低设 备寿命的重要原因，故凝汽器多设有真空除氧装置凝结水含氧量少是评价凝汽 器的五个重要指标之一国外为了降低电站投资，克服布置困难，趋于不设除氧 器，只靠真空除氧如法国大多数核电站和一部分火电站就不设除氧器，这样对 真空除氧要求就更高图4.3.4 N-15000-1型凝汽器结掏示意图1—抽汽管ill 2一接颈；3—加热器：4 一壳体,5一水室盖；6一水室：了一抽气口, 8 出水管;9一弹簧座；16「空气冷知区i U 一熟并；U—凝结水除氧装置；13—出水箱图4.3.5是图4.3.4所示的N—15000—l型凝汽器热井中设置的水封淋水盘凝结水真空陈氧装置凝结水进入热井时，首先流入带有许多小孔的淋水盘，水自 小孔流下，形成水帘，凝结水表面积增大，被上面流下的蒸汽加热只要加热到 热井压力下的沸腾温度，就可把溶于水中的氧气和其他气体除掉；水帘落下，落 在角铁上，溅成水滴，表而积又增大，可被进一步加热与除氧不能凝结的气体 经过许多根空气导管导入空冷区.最后由空冷区抽出一般真空除氧装置大约在60%额定负荷以上工作时的除氧效果较好。

满负 荷工作时的除氧效果最好但在低负荷和机组启动时，由于蒸汽量少，蒸汽在管 束上部就已凝结，不能到达热井回热凝结水.而且凝汽器压力降低，漏入空气量 增大，使凝结水的含氧量增大.过冷度也就增大，这时一般的真空除氧装置效果 较差苏联热电站凝汽器中，广泛采用鼓泡除氧，效果较好美国凝汽器中的鼓 泡除氧装置如图4.3.6所示.热井中的凝结水被蒸汽鼓泡搅动而混合和加热，凝 结水被加热到饱和温度时释放出非凝结气体这种装置可以在机组启动、低负荷 和其他非正常工况下投运图4.3.5水封淋水盘式凝结水真空除氧装置 图43*8凝汽器中的鼓施除氧装置举例1 一空弋导管？ 2-牌水盘I 3一长水描，4一截水角钢。