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1、350MW 亚临界机组凝汽器 (2004)上海动力设备有限公司课题来源及背景：当时国内大型机组进口比较多，凝汽器设计和制造均由外 国公司承包。而国内大型机组凝汽器设计水平比较落后，其主要性能指标过冷度 超标，热效率达不到最佳设计值。公司抓住承接七台河第一发电有限责任公司 350MW亚临界机组辅机有利时机，针对该机组的特点，消化吸收国外技术，并进行 科研攻关，确保国产大型凝汽器的先进性和安全可靠性。主要技术参数:1、设计冷却水进口温度18.5C 2、设计冷却水量10.6m3/s 3、冷却水管内 设计流速2.4m/s 4、凝汽器水阻62kPa 5、凝汽器设计压力4.9kPa(a)七台 河电厂350
2、MW机组配套的凝汽器是上海动力设备公司运用美国Senior公司引进技 术，并进行二次开发自行设计制造的新产品,在技术上进行了优化和创新，主要有： 1、冷却水温合理选择在满足标书所提供的冷却水量前提下，对冷却水温作了合理 的调整，并作了 17C,18C,18.5C,20C的多种设计方案，最终推翻了标书规 定的设计冷却水温20C，定出了合理的18.5C的冷却水温，使冷却面积有一定程 度的下降，使GE公司节省了大量投资费用，得到GE赞扬。2、抽汽管布置本机组的抽汽管比一般的300MW机组的抽汽管多一倍，一般为 8根，而现在是16根，对接颈设计带来极大困难，我们本着精心设计的态度，首 先作了比例为1：
3、10的16根抽汽管布置设计图，并与同济大学合作，作了计算机 三维视图的抽汽管位置校核研究课题，最终得出正确无误的设计布置图。接颈高 度较高，达到6.0m,接颈内部采用钢管斜撑和平面四角对撑相结合的方式，并加 设多种管道支托，使接颈整体具有足够的刚性。接颈内还设置新型小扩散角的旋 转喷嘴及喷水管组件，由喷水形成的水幕有效抑制了低压缸超温对管束的危害。3、采用不锈钢管作为传热管不锈钢管凝汽器在国外电厂已广泛采用，我厂首 次在此项目中采用，并进行开发设计。在淡水电厂中采用不锈钢管作为冷却管， 具有很大优点，抗冲蚀性好、抗氨腐蚀性能好、抗水侧冲击腐蚀和硫化物腐蚀的 性能优良，管端可以不需要硫酸亚铁保护
4、。4、背包式疏水扩容器的新颖结构为满足数拾路不同参数的疏水及高温流体进 入凝汽器，而又不损坏凝汽器，在壳体二侧壁上设置有二只疏水扩容箱，对每路 流体进入均设置带小孔的喷管，在喷管外园周上还加设有半园挡环和广角喷雾的 旋转喷嘴，以较大范围冷却喷淋达到最佳减温效果。扩容箱面板采用整块钢板， 内侧采用支撑管与面板焊接，从而消除了较大温差应力而造成的焊缝开裂。由于 在扩容箱内减温、减压后，汽路进入接颈、水路进入热井，从而避免了管束高温 高压汽水冲蚀的危险。5、优良的传热性能管束是凝汽器的核心部分，管束布置引进美国Senior公 司先进的设计程序，该程序是Senior公司基于试验的基础上，应用传热理论，
5、建 立数学模型，对管束的每一个单元都进行了详尽的计算，并通过专用计算程序 SCTS43 进行凝汽器管板的布置和绘制。由此设计的管束，排孔分布均匀，各通道 内蒸汽流速趋于一致，并保证管束两侧有足够的通道，特别针对七台河工程采用 的双管束，使得每根冷却管的换热效率得到进一步地提高。 另外，管束的底部及 热井上部空间的设计也考虑到凝结水有足够的回热高度，以降低过冷度。经理论 计算约15%20%的被凝结蒸汽穿过管束上下循环，使得流入热井的凝结水进行有 效的再热除氧。6、流动阻力小 凝汽器循环水水阻也是凝汽器重要考核指标之一。冷却水的 水阻系指冷却水从凝汽器进水接管起至出水接管的整个流动过程中所产生的阻
6、 力。 与同济大学合作，进行理论研究和模拟试验，将凝汽器的水室设计成流线形， 使循环水在水室的流经部分光滑过渡。在水室整体设计时考虑到避免涡流的产生， 以减小阻力。7、凝汽器强度及稳定性分析 管板及整个凝汽器的强度及稳定性，是运用专 用 TSANAL 程序计算。该程序是采用目前国际上最先进凝汽器的弹性梁设计方法， 美国Senior公司与某飞机制造公司采用有限元分析方法联合开发的。应用此程序 设计的凝汽器不但能经济合理地选材，而且凝汽器的稳定性得到进一步的提高。 同时，简洁的结构更利于提高凝汽器的传热效果。经计算隔板厚度取1 6mm 替代了 常规的18mm，由此可节约15吨钢材，减轻了凝汽器的负
7、重。不仅如此，还可大大 节省钻孔工作量。水室的设计是采用了具有国际权威的 ANSYS 软件进行应力分析 校核，保证足够的刚度和强度。选用梯形带圆弧盖水室，减轻了重量，由此也相 应减轻了凝汽器的负重，使结构设计更趋合理。经上海市科学情报研究所查新检 索，鉴定委员会认为该产品达到了国际先进水平。应用前景：该凝汽器传热效率 高。流动阻力小，结构设计合理，主要性能指标均优于设计值，满足了机组各种 工况运行的要求，其技术水平达到九十年代国际水平，填补了国内凝汽器设计领 域中的空白，可以替代进口。以不锈钢管作为冷却管材和不锈钢复合板作为管板 的凝汽器，必将以其突出的优点而广泛应用在内陆电厂凝汽器以及旧机组铜管凝 汽器的冷却管改造。
