第四章-汽輪機(jī)的凝汽設(shè)備第一頁，共83頁。

凝汽器是一個(gè)熱交換器，研究它的特性主要是以傳熱學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)；抽氣器是有噴嘴和擴(kuò)壓管配合而工作的，研究它的特性以噴嘴和擴(kuò)壓管的變工況為基礎(chǔ)。汽輪機(jī)的實(shí)際排汽壓力是在負(fù)荷變動(dòng)后由凝汽器形成和抽氣器維持的，因此凝汽器的壓力在冷卻水進(jìn)口溫度和冷卻水量一定的條件下與凝汽器負(fù)荷建立了一定的關(guān)系。第二頁，共83頁。第一節(jié)凝汽設(shè)備的組成及作用第二節(jié)凝汽器內(nèi)壓力的確定及其影響因素第三節(jié)凝汽器的變工況第四節(jié)多壓凝汽器第五節(jié)抽汽設(shè)備第三頁，共83頁。第一節(jié)凝汽設(shè)備的組成及作用重點(diǎn)是凝汽設(shè)備的主要組成及其系統(tǒng)的工作原理。凝汽系統(tǒng)的任務(wù)在凝汽式汽輪機(jī)組整個(gè)熱力循環(huán)中，凝汽系統(tǒng)的任務(wù)可以歸納為以下四點(diǎn)。

(1)在汽輪機(jī)末級(jí)排汽口建立并維持規(guī)定的真空。從熱力學(xué)第二定律的觀點(diǎn)，完整的動(dòng)力循環(huán)必須要有一個(gè)冷源，凝汽系統(tǒng)在蒸汽動(dòng)力循環(huán)(朗肯循環(huán))中起著冷源作用，通過降低排汽壓力和排汽溫度，來提高循環(huán)熱效率。第四頁，共83頁。(2)汽輪機(jī)的工質(zhì)是經(jīng)過嚴(yán)格化學(xué)處理的水蒸氣，凝汽器將汽輪機(jī)排汽凝結(jié)成水，凝結(jié)水經(jīng)回?zé)岢槠訜帷⒊鹾螅鳛殄仩t給水重復(fù)使用。(3)起到真空除氧作用，利用熱力除氧原理除去凝結(jié)水中的溶解氣體(主要為氧氣)，從而提高凝結(jié)水品質(zhì)，防止熱力系統(tǒng)低壓回路管道、閥門等腐蝕。第五頁，共83頁。(4)起到熱力系統(tǒng)蓄水作用，凝汽器既是匯集和儲(chǔ)存凝結(jié)水、熱力系統(tǒng)中的各種疏水、排汽和化學(xué)補(bǔ)充水的場所，又是緩解運(yùn)行中機(jī)組流量的急劇變化，從而起到熱力系統(tǒng)穩(wěn)定調(diào)節(jié)作用的緩沖器。第六頁，共83頁。提高汽輪機(jī)裝置的經(jīng)濟(jì)性的兩個(gè)途徑一是提高汽輪機(jī)的內(nèi)效率,就是努力減小各項(xiàng)損失，改善汽輪機(jī)通流部分的設(shè)計(jì)等。二是提高裝置的循環(huán)熱效率。提高熱效率有兩個(gè)方向一是提高平均加熱溫度，可采用回?zé)嵫h(huán)，也可提高初參數(shù)以及采用再熱循環(huán)等，另一方面則是降低平均放熱溫度，這是凝汽器的主要任務(wù)。第七頁，共83頁。一、凝汽器設(shè)備原則性系統(tǒng)（一）汽輪機(jī)的原則性熱力系統(tǒng)就是把主要熱力設(shè)備和輔助設(shè)備按工質(zhì)熱力循環(huán)的順序連接起來的簡化系統(tǒng)。此系統(tǒng)只表示設(shè)備在正常工作時(shí)的相互關(guān)系，對(duì)同類型、同參數(shù)的設(shè)備只表示出一臺(tái)，不包括備用設(shè)備及閥門等配件。第八頁，共83頁。圖4-1(a)國產(chǎn)N100-8.826／535型汽輪機(jī)原則性熱力系統(tǒng)1-凝結(jié)水;2-軸封加熱器;3-低壓加熱器;4-疏水泵;5-除氧器;6-給水泵;7-高壓加熱器;8-排污擴(kuò)容器;9-排污水冷卻器;10-地溝第九頁，共83頁。典型機(jī)組的原則性熱力系統(tǒng)舉例國產(chǎn)N100-8.826／535型汽輪機(jī)系高壓雙缸雙排汽口凝汽式機(jī)組。其進(jìn)汽參數(shù)為8.826MPa(90kgf／cm2)，535℃，排汽壓力為0.0049MPa(0.05kgf／cm2)，配用HG400／100型高壓鍋爐。其原則性熱力系統(tǒng)如圖4-1(a)所示。該機(jī)組共有七段非調(diào)整抽汽。該機(jī)組的第一、二段抽汽供兩臺(tái)高壓加熱器用汽，第三段抽汽作為除氧器5的加熱汽源，第四、五、六、七各段抽汽分別供給四臺(tái)低壓加熱器。低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，第三段抽汽壓力過低，不能保證除氧器需要，這時(shí)自動(dòng)切換閥打開，由第二段抽汽供除氧器用汽，系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性下降。第十頁，共83頁。

汽輪機(jī)的主凝結(jié)水由凝結(jié)水泵升壓送入軸封汽加熱器2加熱。軸封汽加熱器利用汽輪機(jī)軸端軸封漏出的蒸汽來加熱主凝結(jié)水，其作用是回收軸封汽，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。由軸封汽加熱器出來的主凝結(jié)水依次流經(jīng)四臺(tái)低壓加熱器后進(jìn)入除氧器，除氧后的給水經(jīng)給水泵升壓，再經(jīng)兩臺(tái)高壓加熱器將給水溫度提高到222℃后送入鍋爐(圖4-1(a))。第十一頁，共83頁。

高壓加熱器的疏水逐級(jí)自流進(jìn)入除氧器，低壓加熱器的疏水也采用逐級(jí)自流的方式，流經(jīng)2號(hào)低壓加熱器后用疏水泵送入該加熱器出口的主凝結(jié)水管中，這樣可以避免壓力較高的疏水進(jìn)入1號(hào)低壓加熱器中汽化而排擠第七段抽汽，使系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性下降。該機(jī)組的第七段抽汽量較大，因此1號(hào)加熱器的疏水量較大，為了回收這部分疏水的熱量，也用疏水泵將這部分疏水送到1號(hào)加熱器出口的主凝結(jié)水管中。軸封汽加熱器的疏水量很少，通過U型管送入凝汽器中(圖4-1(a))。第十二頁，共83頁。

該系統(tǒng)鍋爐的連續(xù)排污量不多，所以采用一級(jí)排污擴(kuò)容系統(tǒng)，擴(kuò)容器閃蒸出來的二次蒸汽送入除氧器，擴(kuò)容器排出的濃縮污水在排污水冷卻器9中加熱化學(xué)補(bǔ)充水后排入地溝或污水處理系統(tǒng)(圖4-1(a))。第十三頁，共83頁。

（二）凝汽器設(shè)備原則性系統(tǒng)

1.組成凝汽設(shè)備通常由表面式凝汽器、抽氣設(shè)備、凝結(jié)水泵的連接管道組成，如圖4-1(b)所示。圖4-1（b）凝汽設(shè)備系統(tǒng)的組成1-抽氣設(shè)備；2-汽輪機(jī)；3-發(fā)電機(jī)；4-循環(huán)水泵；5-凝汽器；6-凝結(jié)水泵第十四頁，共83頁。

2.工作原理如圖4-1(b)排汽進(jìn)入凝汽器5，由循環(huán)水泵4提供的循環(huán)水作為冷卻工質(zhì)，將排汽凝結(jié)為水。由于蒸汽凝結(jié)成水時(shí)，體積驟然縮小(例如在0.0049MPa的壓力下，干蒸汽比水的體積約大28000倍)，這就在凝汽器內(nèi)形成高度真空。為保持所形成的真空，則需用抽氣設(shè)備將漏入凝汽器內(nèi)的空氣不斷抽出，以免不凝結(jié)的空氣在凝汽器內(nèi)逐漸積累，使凝汽器內(nèi)壓力升高。而由凝汽器產(chǎn)生的凝結(jié)水，則通過凝結(jié)水泵6進(jìn)入鍋爐的給水系統(tǒng)。第十五頁，共83頁。

冷卻工質(zhì)分類

凝汽器大都采用水作為冷卻工質(zhì)。按供水方循環(huán)水泵，以及這些部件之間式的不同，有一次冷卻供水和二次冷卻供水。供水來自江、河、湖、海等天然水源，排水仍排回其中的，稱為一次冷卻供水，或開式供水。供水來自冷卻水塔或冷卻水池等人工水源，排水仍回到冷卻水塔(水池)循環(huán)使用的，稱為二次冷卻供水，或閉式供水。在特別缺水的地區(qū)，則可采用空氣作為冷卻工質(zhì)。

第十六頁，共83頁。

二、表面式凝汽器

1.結(jié)構(gòu)

表面式凝汽器在火電站和核電站中得到廣泛應(yīng)用，圖4-2為表面式凝汽器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4-2表面式凝汽器結(jié)構(gòu)簡圖1-蒸汽入口；2-冷卻水管；3-管板；4-冷卻水進(jìn)水管；5-冷卻水回流水室；6-冷卻水出水管；7-凝結(jié)水集水箱；8-空氣冷卻區(qū)；9-空氣冷卻區(qū)擋板；10-主凝結(jié)區(qū)；11-空氣抽出口第十七頁，共83頁。2.工作原理冷卻水由進(jìn)水管4進(jìn)入凝汽器，先進(jìn)入下部冷卻水管內(nèi)，通過回流水室5進(jìn)入上部冷卻水管內(nèi)，再由出水管6排出。冷卻水管2安裝在管板3上，蒸汽進(jìn)入凝汽器后，在冷卻水管外汽測空間冷凝，凝結(jié)水匯集在下部熱井7中，由凝結(jié)水泵抽走。同一股冷卻水在凝汽器內(nèi)轉(zhuǎn)向前后兩次流經(jīng)冷卻水管，這稱為雙流程凝汽器，同一股冷卻水不在凝汽器內(nèi)轉(zhuǎn)向的，稱為單流程凝汽器。其傳熱面分為主凝汽區(qū)10和空氣冷卻區(qū)8兩部分，其間用擋板隔開，空氣冷卻區(qū)占5%~10%，設(shè)空冷區(qū)的目的是冷卻空氣，使其容積流量減小，減輕抽汽器的負(fù)荷，利于提高抽氣效果。第十八頁，共83頁。三、凝汽器的作用

1.在汽輪機(jī)的排汽口建立和保持規(guī)定的真空。汽輪機(jī)排汽壓力最佳值取決于兩個(gè)方面：其一汽輪機(jī)因真空提高而增加的功率應(yīng)等于（或小于）凝汽設(shè)備所增大的能量消耗。其二排汽壓力降低時(shí)，排汽部分的尺寸顯著增大，末級(jí)葉片高度也相應(yīng)增大，使機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，若尺寸不變，勢必增加末級(jí)排汽余速損失，使降低排汽壓力所得到的效益被抵消。因此汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)排汽壓力一般在0.0029~0.0069MPa的范圍內(nèi)。

2.將排汽凝結(jié)而成的凝結(jié)水作為鍋爐給水，循環(huán)使用。第十九頁，共83頁。第二節(jié)凝汽器內(nèi)壓力的確定及其影響因素一、壓力的確定凝汽器的冷卻面積是有限的，蒸汽凝結(jié)時(shí)放出的汽化潛熱通過管壁傳給冷卻水，必然會(huì)存在一定的溫差。第二十頁，共83頁。

同時(shí)，冷卻水量也是有限的，冷卻水吸熱后溫度將會(huì)有所提高，蒸汽凝結(jié)溫度要比冷卻水進(jìn)口溫度高。凝汽器中的壓力就需要根據(jù)凝汽器中蒸汽和冷卻水的溫度大小及其分布情況決定。

當(dāng)凝汽器中蒸汽和冷卻水的流動(dòng)近似于逆流情況時(shí)，其溫度沿冷卻表面的分布如圖4-4所示。第二十一頁，共83頁。圖4-4蒸汽和水的溫度沿冷卻表面的分布Ac-凝汽器總傳熱面積；Aa-空氣冷卻區(qū)面積第二十二頁，共83頁。

如圖4-4中,曲線1表示凝汽器內(nèi)蒸汽凝結(jié)溫度ts的變化，ts在主凝結(jié)區(qū)內(nèi)沿著冷卻面積基本不變，在空氣冷卻區(qū)，由于蒸汽已大量凝結(jié)，蒸汽中的空氣相對(duì)含量增加，使蒸汽分壓力ps明顯低于凝汽器壓力pc，這時(shí)ps相對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽溫度將明顯下降。圖4-4中，曲線2表示冷卻水從進(jìn)口到出口沿著冷卻面積的變化，冷卻水在吸熱過程中，從進(jìn)口溫度tw1上升到出口溫度tw2，其溫升Δt=tw2-tw1

。冷卻水的進(jìn)水側(cè)溫度上升要比出水側(cè)溫度上升快，蒸汽凝結(jié)溫度ts與冷卻水出口溫度tw2之差稱為凝汽器的傳熱端差，用δt表示，即δt＝ts-tw2

。

第二十三頁，共83頁。

在一定的冷卻面積下，在主凝結(jié)區(qū)蒸汽的凝結(jié)溫度為

ts＝tw1+Δt+δt

在主凝結(jié)區(qū)，凝汽器壓力pc與蒸汽壓力ps相差甚微，可用pc代替ps，由上式算出ts后就可求出相對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓力ps，即確定了凝汽器內(nèi)的壓力pc。

第二十四頁，共83頁。二、影響壓力的因素

1.冷卻水進(jìn)口溫度tw1

冬季tw1低,蒸汽凝結(jié)溫度也低,響應(yīng)地凝汽器壓力也低,即凝汽器真空度高；夏季則與之相反。在冷卻水閉式供水系統(tǒng)中，tw1還決定于冷水塔或冷卻水池地冷卻效果。

2.冷卻水溫升Δt

根據(jù)凝汽器內(nèi)傳熱的熱平衡方程，蒸汽凝結(jié)放熱等于冷卻水吸熱，即第二十五頁，共83頁。第二十六頁，共83頁。第二十七頁，共83頁。3.凝汽器的傳熱端差第二十八頁，共83頁。三、K的確定第二十九頁，共83頁。第三節(jié)凝汽器的變工況一、基本概念凝汽器的變工況：凝汽器不在設(shè)計(jì)條件下工作，稱為凝汽器的變工況。

決定凝汽器壓力pc的幾個(gè)主要因素：如被凝結(jié)的蒸汽量Dc，冷卻水量Dw，以及冷卻水進(jìn)水溫度tw1等，在汽輪機(jī)組的運(yùn)行過程中是變化的。第三十頁，共83頁。凝汽器的變工況特性及其曲線

pc和Dc、Dwt、tw1之間的變化規(guī)律，這個(gè)關(guān)系就是凝汽器的變工況特性，pc

＝f(Dc、Dwt、tw1)的關(guān)系曲線稱為凝汽器的變工況特性曲線。通過試驗(yàn)或計(jì)算獲得的凝汽器變工況特性曲線對(duì)于預(yù)先估計(jì)凝汽器在變工況下的工作情況有重要的價(jià)值。

第三十一頁，共83頁。二、工況變化對(duì)冷卻水溫升和傳熱端差的影響第三十二頁，共83頁。端差δt與凝結(jié)的蒸汽量Dc、冷卻水進(jìn)水溫度tw1的關(guān)系曲線：如圖4-5，在同一個(gè)Dc下，tw1較低時(shí)蒸汽冷凝變好，凝汽器內(nèi)空氣分壓提高，傳熱惡化，K值降低，δt上升，因此，tw1較低時(shí)輻射線在上方。

圖4-5端差與凝結(jié)的蒸汽量、冷卻水進(jìn)水溫度的關(guān)系曲線第三十三頁，共83頁。三、特性曲線的計(jì)算與繪制（此部分內(nèi)容自學(xué)為主）圖4-6為某汽輪機(jī)的特性曲線，它根據(jù)不同的凝結(jié)蒸汽量Dc

、冷卻水進(jìn)水溫度tw1和冷卻水量Dw

，由Δt和δt隨Dc的變化規(guī)律，求得相應(yīng)的Δt和δt

，最終求得凝汽器壓力pc在繪制而成。表4-1為計(jì)算示例。圖4-6N-3500-1型汽輪機(jī)特性曲線第三十四頁，共83頁。

四、凝汽器的運(yùn)行

1.汽阻和水阻

（1）汽阻。如圖4-2所示，空氣抽出口處的壓力pc"最低，而凝汽器蒸汽入口處的壓力pc最高，這兩個(gè)壓力之差就是蒸汽空氣混合物的流動(dòng)阻力，稱為凝汽器的汽阻，用Δpc表示，即Δpc=pc-pc"

。第三十五頁，共83頁。

汽阻越大，凝汽器蒸汽入口處的壓力越高，汽輪機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性降低。同時(shí)，由于汽阻的存在將使凝結(jié)水的過冷度和含氧量增大，因此應(yīng)力求減小凝汽器的汽阻值。

凝汽器的汽阻一般不應(yīng)超過660Pa，現(xiàn)代凝汽器汽阻可小到260～400Pa，甚至到130Pa左右。第三十六頁，共83頁。

（2）水阻。

冷卻水在凝汽器內(nèi)的循環(huán)通道中所受到的阻力稱為水阻.

主要包括流動(dòng)阻力，局部阻力，以及冷卻水在水室中和進(jìn)出水室時(shí)的阻力三部分。水阻的大小對(duì)循環(huán)水泵的選擇、管道布置均有影響，水阻越大，循環(huán)水泵的耗功也越大。一般大多數(shù)雙流程凝汽器的水阻在50kPa以下，單流程凝汽器的水阻一般不超過40kPa。第三十七頁，共83頁。2．凝結(jié)水過冷當(dāng)凝結(jié)水的溫度低于凝汽器壓力下的飽和溫時(shí)，即為凝結(jié)水過冷，其差值稱為過冷度。凝結(jié)水過冷的影響：

1）表明蒸汽冷凝過程中，傳給冷卻水的熱量增大，冷卻水帶走了額外的熱量，降低了汽輪機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性；

2）凝結(jié)水的含氧量也與凝結(jié)水的過冷度有關(guān)。第三十八頁，共83頁。凝結(jié)水過冷主要原因：

(1)從傳熱的角度分析，在蒸汽凝結(jié)的過程中，在冷卻水管的外表面形成水膜，水膜外表面的溫度=所處壓力下的飽和溫度，而水膜內(nèi)表面的溫度=水管內(nèi)冷卻水的溫度，水滴溫度是水膜內(nèi)外表面溫度的平均溫度，低于所處壓力下的飽和溫度。第三十九頁，共83頁。(2)設(shè)計(jì)中冷卻水管的排列不當(dāng)，例如管束上排冷卻水管產(chǎn)生的凝結(jié)水下滴時(shí)再與下排冷卻水管接觸，凝結(jié)水再次被冷卻，將使過冷增大。

(3)凝汽器的汽阻過大，使得凝汽器內(nèi)管束中、下部形成的凝結(jié)水溫度較低，而產(chǎn)生過冷。第四十頁，共83頁。

(4)當(dāng)凝汽器漏入空氣增多，或抽氣設(shè)備工作不正常，凝汽器內(nèi)積存有空氣。

(5)運(yùn)行中凝汽器熱井中凝結(jié)水水位過高，淹沒了凝汽器下部的冷卻水管，使凝結(jié)水再次被冷卻，過冷度必然增大。

第四十一頁，共83頁。措施

凝汽器內(nèi)應(yīng)設(shè)有蒸汽通道，使剛進(jìn)入凝汽器的蒸汽可直接到達(dá)凝汽器的底部，以加熱凝結(jié)水，稱為回?zé)崾侥鳌?/p>

當(dāng)回?zé)嵝Ч脮r(shí)，凝結(jié)水的過冷度可小于1℃。當(dāng)回?zé)嵬ǖ啦贾貌划?dāng)或管束布置過密，將產(chǎn)生凝結(jié)水的過冷。第四十二頁，共83頁。

3.凝結(jié)水質(zhì)的監(jiān)視凝結(jié)水水質(zhì)不良主要是由于冷卻水漏出管外而引起，因此應(yīng)經(jīng)常對(duì)凝結(jié)水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)視。冷卻水泄漏的原因是冷卻水管被腐蝕，或是冷卻水管與管板的接口不嚴(yán)密。第四十三頁，共83頁。

4.凝汽器的膠球清洗裝置冷卻水管污染污染包括汽側(cè)污染和水側(cè)污染。

汽側(cè)污染主要是亞硫酸鹽和石碳酸鹽附著在冷卻水管外表面所致，一般可用80-90℃的熱水沖洗掉。

水側(cè)污染指冷卻水所帶入的泥沙、污穢的物質(zhì)和加熱過程中分解出的鹽分等均會(huì)不同程度地沉積在冷卻水管的內(nèi)表面上。其中的有機(jī)物質(zhì)附著在管子內(nèi)表面形成微生物附面層。第四十四頁，共83頁。水管污染的危害

1）將導(dǎo)致凝汽器真空降低，影響汽輪機(jī)的出力和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

2）加速冷卻水管的腐蝕，甚至造成穿孔，使冷卻水漏入凝結(jié)水中，惡化凝結(jié)水水質(zhì)，影響機(jī)組安全運(yùn)行。因此在火電廠中廣泛采用凝汽膠球自動(dòng)清洗裝置。第四十五頁，共83頁。膠球清洗裝置工作過程如圖4-8,7輸出的壓力水將膠球帶出，經(jīng)3注入冷卻水進(jìn)水管，再進(jìn)入冷卻水管。膠球柔軟且富有彈性，其直徑比冷卻水管內(nèi)徑大1～2mm，在水管中被壓縮，與水管內(nèi)壁形成接觸面，對(duì)水管內(nèi)壁的擠壓和摩擦將壁面的污垢隨膠球一起帶出管外，當(dāng)膠球離開水管后，突然恢復(fù)原狀，使污垢脫落，并隨冷卻水排出，膠球被回收，經(jīng)加壓后，重新循環(huán)使用。第四十六頁，共83頁。圖4-8膠球自動(dòng)清洗系統(tǒng)1-二次濾網(wǎng)；2-反沖洗蝶閥；3-注球管；4-凝汽器；5-膠球；6-收球網(wǎng)；7-膠球泵；8-加球室第四十七頁，共83頁。第四節(jié)多壓凝汽器目的：理解雙壓凝汽器的優(yōu)點(diǎn)及獲得多壓凝汽器的平均真空比單壓凝汽器高的必要條件。重點(diǎn)：雙壓凝汽器較單壓凝汽器能提高機(jī)組熱效率的論證。第四十八頁，共83頁。

一、概述

1.概念將從汽輪機(jī)兩個(gè)以上排汽口出來的蒸汽輸送到不同真空度的各個(gè)蒸汽室中，使冷卻水在其中直線排列地流動(dòng)而使蒸汽冷凝的凝汽器。

第四十九頁，共83頁。

2.雙壓式凝汽器

圖4-9，將單壓凝汽器用中間隔板分為兩個(gè)汽室，冷卻水流程不作任何變化，則兩個(gè)汽室的凝汽壓力不相同，pc1<pc2。同理，也可以制造成三壓或四壓的多壓凝汽器。第五十頁，共83頁。圖4-9雙壓式凝汽器示意圖圖4-10蒸汽和冷卻水溫度沿冷卻水管長度的分布第五十一頁，共83頁。溫度分布如圖4-10所示。在冷卻水總吸熱量相同的情況下，單壓和雙壓凝汽器的冷卻水最終出口溫度是相同的。溫升曲線特點(diǎn)冷卻水進(jìn)口端平均傳熱溫差較大，溫升曲線較陡，在出口端較平緩，如圖4-10。對(duì)應(yīng)同一冷卻表面，雙壓凝汽器冷卻水的溫度比單壓的低。第五十二頁，共83頁。

二、應(yīng)用原理當(dāng)冷卻水在每個(gè)汽室中均吸收相同的熱量(Q/2)時(shí)，Δt1=Δt2=，第五十三頁，共83頁。圖4-10第五十四頁，共83頁。第五十五頁，共83頁。第五十六頁，共83頁。采用三壓凝汽器與單壓凝汽器機(jī)組多發(fā)功率比較采用多壓凝汽器的效率曲線第五十七頁，共83頁。三、多壓凝汽器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

大型汽輪機(jī)由于排汽口有兩個(gè)或三個(gè)，

圖4-11(a)所示為對(duì)稱于汽輪機(jī)主軸平行布置；

圖4-11(b)所示為與汽輪機(jī)主軸成垂直布置。第五十八頁，共83頁。圖4-11多壓凝汽器的布置第五十九頁，共83頁。

在圖4-11(a)中，蒸汽室中央隔開，各個(gè)排汽完全分離，冷卻水直線排列流動(dòng)，形成了左右蒸汽室真空度不同的兩級(jí)壓力凝汽器。在圖4-11(b)

中，將兩個(gè)或三個(gè)完全獨(dú)立的凝汽器連接在汽輪機(jī)的各自排汽口之下，相互的水室用管道連通。當(dāng)冷卻水直線排列流動(dòng)時(shí)，在各自的凝汽器中形成不同真空度的蒸汽室，成為多級(jí)壓力式凝汽器。第六十頁，共83頁。平行布置多壓凝汽器如圖4-12所示，蒸汽室的中央用隔板隔開，分別接受排汽口來的各自蒸汽。冷卻水進(jìn)口的蒸汽室成為低壓側(cè)(也稱冷端)，對(duì)應(yīng)冷卻水出口的蒸汽室成為高壓側(cè)(熱端)。低壓側(cè)的凝結(jié)水通過U形密封，進(jìn)入高壓側(cè)的分配架，被適當(dāng)分配，落到再熱淋盤內(nèi)，在落下的過程中，被高壓側(cè)蒸汽再熱到飽和溫度，進(jìn)入高壓側(cè)熱井內(nèi)，被凝結(jié)水泵輸出。第六十一頁，共83頁。圖4-12多壓凝汽器的結(jié)構(gòu)式意圖第六十二頁，共83頁。

采用如圖4-13所示用噴水泵將低壓側(cè)的凝結(jié)水噴入高壓側(cè)管束之上，下落的凝結(jié)水與高壓側(cè)的高溫蒸汽接觸而被再熱的方法。圖4-13用再循環(huán)方式再熱第六十三頁，共83頁。多壓凝汽器使機(jī)組熱耗改善的原因

在單壓凝汽器中，凝結(jié)水由凝結(jié)水泵直接輸出，在具有再熱淋盤的多壓凝汽器中，凝結(jié)水被再熱到高壓側(cè)的飽和溫度，使凝結(jié)水泵輸出的凝結(jié)水水溫比單壓凝汽器的凝結(jié)水溫度更高，大大減小了冷卻水帶走的熱量損失。第六十四頁，共83頁。汽室密封方法

a）將尼龍制的密封襯套插入隔板與冷卻水管之間，可完全防止蒸汽短路；

b）或?qū)⒏舭迮c冷卻水管之間的間隙做成盡可能小；

c）或?qū)㈤g隔不大的兩塊隔板，通過上下蓋板構(gòu)成密室。圖4-14隔開部分的密封方法第六十五頁，共83頁。

四、多壓凝汽器的問題

1.隔板漏汽汽室之間有壓差，蒸汽將管孔的間隙中由高壓側(cè)漏向低壓側(cè)，使凝汽器的壓力發(fā)生變化，降低多壓凝汽器的效果。

第六十六頁，共83頁。解決辦法：增加隔板管孔處凝結(jié)水的流動(dòng)阻力。工藝上采取的措施(圖4-15)：①冷卻水管在管孔中的裝配間隙要適當(dāng)?shù)販p小；②管孔在高壓側(cè)不倒角，冷卻水管從低壓側(cè)插入；③冷卻水管在安裝時(shí)要有一傾斜度，同一根冷卻水管的中心在高壓側(cè)高一些。可使間隙中始終充滿凝結(jié)水，防止漏汽。第六十七頁，共83頁。圖4-15隔板上管孔的形狀和管子的插入方法圖4-16多壓凝汽器凝結(jié)水的收集方式1、2-排汽進(jìn)口；3-冷卻水進(jìn)口；4-冷卻水出口；5-低壓汽室凝結(jié)水收集箱；6-回?zé)崃芩P；7-凝結(jié)水儲(chǔ)存箱；8-凝結(jié)水泵第六十八頁，共83頁。2.凝結(jié)水過冷問題過冷卻若高壓汽室中的凝結(jié)水流入低壓側(cè)，則凝結(jié)水溫度將低于單壓凝汽器的凝結(jié)水溫度，產(chǎn)生過冷卻。措施其一是低壓汽室水位設(shè)計(jì)成高于高壓汽室的凝結(jié)水水位(如圖4-16)，使低壓側(cè)凝結(jié)水溢流到高壓汽室，并被高壓汽室加熱；其二是將低壓側(cè)凝結(jié)水用泵打入高壓側(cè)，并通過特制噴頭將其霧化，達(dá)到回?zé)岬哪康模▓D4-13）。第六十九頁，共83頁。第五節(jié)抽氣設(shè)備重點(diǎn)：抽氣器的工作原理及特性抽氣器的作用：凝汽器進(jìn)口的壓力等于抽氣口壓力與汽阻之和，對(duì)一定的凝汽器，汽阻變動(dòng)是不大的，所以凝汽器的壓力取決于抽氣器所建立的抽氣壓力。第七十頁，共83頁。

一、射水抽氣器圖4-17。壓力水經(jīng)噴嘴3將壓力能轉(zhuǎn)換成速度能，在混合室2內(nèi)形成高度真空，將凝汽器內(nèi)的蒸汽、空氣混合物吸入，與高速水流混合后進(jìn)入擴(kuò)壓管1，擴(kuò)壓管又將其速度能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽诼愿哂诖髿鈮旱那闆r下排出。圖4-17射水抽氣器的結(jié)構(gòu)1-擴(kuò)壓管；2-混合室；3-噴嘴；4-逆止門第七十一頁，共83頁。

二、射汽抽氣器

1．啟動(dòng)抽氣器

單級(jí)射汽抽氣器一般用來作為啟動(dòng)抽氣器。主要任務(wù)：在機(jī)組啟動(dòng)前使凝汽器迅速建立真空，其工作原理如圖4-18所示。它由三部分組成，即工作噴嘴A、混合室B和擴(kuò)壓管C。第七十二頁，共83頁。

工作蒸汽節(jié)流后進(jìn)入噴嘴A，在噴嘴中膨脹(此壓力小于pc)，形成高速汽流進(jìn)入混合室。凝汽器的蒸汽、空氣混合物被高速汽流帶動(dòng)一起進(jìn)入擴(kuò)壓管C。將混合氣體的速度能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ埽詈笤诼愿哂诖髿鈮旱那闆r下排入大氣。第七十三頁，共83頁。圖4-18啟動(dòng)抽氣器示意圖A-工作噴嘴；B-混合室C-擴(kuò)壓管圖4-19兩級(jí)抽氣器工作原理1-中間冷卻器；2-第一級(jí)抽氣器；3-第二級(jí)抽氣器；4-后