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凝汽器是熱電廠汽輪機組的一個重要輔機，它的主要任務是將汽輪機排汽凝結成水，在汽 輪機排汽口建立與維持一定的真空度，凝汽器對整個電廠的安全、經濟運行具有重要作用。 電站凝汽器是一種特殊的管殼表面式換熱器，長期來銅管幾乎成為凝汽器冷卻管的唯一選 擇，故發電廠習慣上將凝汽器冷卻管直接稱為銅管。 影響凝汽器真空度下降最主要的原因是換熱器結垢，清潔銅管熱阻很小，然而凝汽器運行 一段時間后，換熱面上會積起水垢、污泥、油污之類的覆蓋物垢層，使得污垢熱阻成為傳熱過 程的主要熱阻，造成傳熱系數減小，換熱性能下降，進而影響汽輪機的真空度。銅管結垢后還 會產生局部腐蝕，嚴重時會導致銅管及管板泄漏。 華東理工大學開發出雙螺旋槽凝汽器換熱管，用耐蝕性能較好的0.6mm薄壁不銹鋼管來 代替1mm的凝汽器銅管，達到較好的阻垢和強化冷凝傳熱效果，大大提高了凝汽器的換熱性 能，應用到60MW機組，傳熱端差下降1-2℃。 

凝汽器是凝汽式汽輪發電機組的重要輔機之一，其性能對機組效率和功率有重大影響，在凝汽器中采用強化傳熱新技術對提高機組運行經濟性和節能降耗有著重要意義。我校與江蘇萃隆精密銅管有限公司合作，從2005年起對高效冷凝管在凝汽器中的應用進行可行性研究，2005年10月在江蘇萃隆精密銅管有限公司的熱電廠對3MW抽汽凝汽式汽輪發電機組凝汽器采用新研制的鐵白銅高效冷凝管替換原來的光管，穩定運行至今，并經過夏季高溫季節考驗。與改造前相比，冷卻水流量下降一半，真空度提高4kPa，凝汽器端差由原來的14℃降至3.2 ℃，煤耗率比改造前下降56g/kWh，取得顯著的增產節能效果。這一技術可望應用于大型電廠凝汽器，若在大型電廠凝汽器中推廣使用新型高效冷凝管，煤耗率可下降至少5g/kWh。 主要性能指標1．3MW發電機組凝汽器降低煤耗56g/kWh，一年收回投資；2．大型電廠凝汽器降低煤耗5g/kWh以上。

01. 成果簡介 本項成果應用于電廠，在電廠凝汽器改造過程中采用該仿生優化管束布置形式，可以實現換熱性能增強20%以上。該仿生優化管束布置的凝汽器，其換熱管在管板上的布置呈仿生雙連樹形布置，由仿生雙連樹疏松樹枝管束區管束、仿生雙連樹密集管束區管束、漸縮空冷區管束等組成；仿生雙連樹疏松樹枝管束區由上部傾斜向上的仿生樹枝形管束、下部水平的仿生樹枝形管束和底部向下的仿生樹枝形管束等組成。本項成果具有管束汽流流場均勻無渦流、殼側汽阻小、熱負荷分布均勻、凝結水過冷度小、凝汽器的傳熱系數和運行真空度都較高的優點，其換熱系數可按HEI計算值高10%-20%，可大幅節能。 圖1 仿生優化布置管束凝汽器數值模擬流場  圖2 某600MW機組凝汽器施工現場 在國家發改委示范工程項目的支撐下，分別在萊城電廠2臺機組、蒲城電廠1臺機組（330MW），華電鄒縣電廠2臺機組（600MW）等進行了工程示范，改造后的凝汽器壓力降低0.8-1.5kPa，節約標煤約2-4g/kWh，節能效果明顯。02. 應用前景 電廠凝汽器改造。03. 知識產權 相關成果已授權中國發明專利2項。04. 團隊介紹 團隊主要研究領域為傳熱強化與節能理論技術及工程應用研究, 負責人為副研究員。承擔國家十二五重大專項子課題、973課題、重點基金、國家發改委示范工程項目課題、科技支撐計劃子課題、國際合作等項目，曾獲國家科技進步二等獎、教育部科技進步一等獎。科研成果發表論文80余篇，申請專利70余項。05. 合作方式 商務合作。06. 聯系方式 lijiaoli2016@tsinghua.edu.cn