1、第五章 汽轮机凝汽设备,哈尔滨工程大学核能科学与工程教研室,本章内容,凝汽设备的作用及过程 抽气设备,1.1凝汽设备的作用、分类,一、作用： 在汽轮机排气口建立并维持高度真空，提高装置的循环效率。 接受汽轮机的排汽，凝结成水，回收工质。 对凝水进行除氧。 二、分类： 1）混合式凝汽器：排汽与冷却水直接混合而使蒸汽凝结； 2）表面式凝汽器：冷却介质与蒸汽被冷却表面隔开而互不接触，能保持凝结水洁净，现代大型汽轮机组普遍采用。,1.2表面式凝汽器工作原理,1.3表面式凝汽器分类,根据冷却介质分 空气冷却式，水冷却式 根据冷却水流程分 单流程，双流程，多流程 根据抽气口位置分 气流向下式，气流向上式，
2、气流向心式，气流向侧式,气流向下式凝汽器,优点： 凝汽器的全部容积都布满冷却水管。汽轮机排汽的流动方向是由上至下，抽气口和空气冷却区的管束都布置在凝汽器下部。 缺点： 蒸汽向抽气口流动的路径长，阻力大容易使凝结水过冷度。,气流向上式凝汽器,优点： 蒸汽与凝结水形成了逆向流动，凝结水得到加热，减小了凝结水的过冷；汽流在进入管束之前转向，在离心力的作用下排汽中所含水滴被甩向凝汽器的底部，减少了水滴在管束上粘附形成水膜的现象，有利于管束的传热，也消除了管束受湿蒸汽直接冲刷而损坏的可能。 缺点： 蒸汽向抽气口流动的路径长，阻力大。,气流向心式凝汽器,优点： 其结构能保证管束下部有足够的蒸汽通道，向下流
3、动的凝结水与向心流动的蒸汽接触受到加热，保证了凝汽器的回热效果，减小了凝结水的过冷度；蒸汽在管束中的流程较短，器阻小。由于凝结水不与被抽出的蒸汽、空气混合物接触，所以凝结水在凝汽器中有良好的除氧效果。 缺点： 体积较大。,气流向侧式凝汽器,优点： 凝结水可利用通至底部的蒸汽加热，凝结水的过冷度可减低至0.5以下。另外，由于蒸汽流向抽气口的距离较短，所以器阻小，减少了汽轮机的排汽损失。,1.4表面式凝汽器构造,1.凝汽器外壳 铸铁 不易漏汽，抗氧化能力强；易裂纹，大型运输困难 钢板焊接 结构简单，质量轻，运输易。,2.凝汽器的冷却水管 锌黄铜制成，其成分是铜占68左右，锌占32左右。黄铜是铜与锌
4、的合金，改变锌的含量，可以得到不同机械性能的黄铜。黄铜中锌的含量越高，其强度越大，塑性越低。制做凝汽器铜管的锌含量一般控制在40以下，含锌量过高就可能产生脆性，使合金性能变坏。,3.管束的布置 冷却水管在管板上的排列方法主要：三角形排列、正方形排列、辐形排列三种。,管束布置的特点 正方形排列 流动阻力小；容易使凝水过冷。 三角形排列 换热效果好，但也容易使凝水过冷，流动阻力大，结构紧凑。 辐形排列 使蒸汽保持良好的流速，阻力小，凝水不容易过冷，安装复杂。,4.凝汽器与汽轮机排汽口的连接 法兰盘连接 将凝汽器的喉部法兰与排汽室法兰用螺拴固定。凝汽器的本体用弹簧支持在基础上，当汽轮机受热膨胀时，由
5、弹簧发生弹性变形补偿。 波纹管连接 凝汽器和汽轮机排汽缸分别安装在各自的基础上，中间用波纹管将它们连接起来。,1.5凝汽器真空严密性对机组运行的影响,真空系统严密性下降，使漏入或积聚在凝汽器内的空气量增加，凝汽器的真空降低，传热效果降低，凝结水的含氧量增加，设备的腐蚀速度加快，蒸汽分压相对降低，其凝结水温度低于凝汽器内总压所对应的饱和温度，过冷度增加。 当冷却水渗漏进凝汽器的汽侧以后，不仅使凝结水水质恶化，而且使过冷度增加。凝结水水质不合格会影响汽、水系统设备运行的安全，不仅传热效果降低，还使设备产生腐蚀损坏，降低使用寿命，严重时，锅炉水冷壁管发生爆管。,1.6凝汽器内空气的影响,使凝汽器真空
6、下降 使凝结水过冷度增加 使机组运行的经济性降低 使凝结水含氧量增加,2.抽汽设备,抽气器的任务是将漏入凝汽器内的空气和蒸汽中所含的不凝结气体连续不断地抽出，保持凝汽器始终在高度真空下运行。 分类：射流式抽汽器；容积式抽汽器,3.凝汽器真空下降的原因,急剧下降 循环水中断 循环水中断故障可从循环泵工作情况判断。若循环泵电机电流和水泵出口压力到零，即可确认为循环泵跳闸，应立即启动备用循环泵。若强合跳闸泵，应检查泵是否倒转；若倒转，严禁强合，以免电机过载和断轴。如无备用泵，则应迅速将负荷降到零，打闸停机。 循环水泵出口压力、电机电流摆动，通常是循计水泵吸入口水位过低，网滤堵塞等所致此时应尽快采取措
7、施，提高水位或清除杂物。如果循环水泵出口压力、电机电流大幅度度降低，则可能是循环水泵本身故障引起。如果循环泵在运行中出口误关，或备用泵出口门误开，造成循环水倒流，也会造成真空急剧下降。 抽汽器工作失常 凝汽器满水 轴封供气中断,3.凝汽器真空下降的原因,缓慢下降 循环水量不足 其原因可能是凝汽器进入杂物而堵塞。 凝汽器水位升高 导致凝汽器水位升高的原因可能是凝结水泵入口汽化或者凝汽器铜管破裂漏入循环水等。凝结水泵入口汽化可以通过凝结水泵电流的减小来判断，当确认是由于此原因造成凝汽器水位升高时，应检查水泵入口侧法兰盘根是否不严，漏入空气。 射水抽气器工作水温升高 工作水温升高，使抽气室压力升高，降低了抽气器的效率。当发现水温升高时，应开启工业水补水，降低工作水温度。 真空系统漏入空气,
