凝汽器热力计算
凝汽器中真空的形成根本原因是由于汽轮机的排汽被冷却成凝结水，其比体积急剧缩小。例如在绝对压力为4kPa时蒸汽的体积比水的体积大3万多倍。当排汽凝结成水后，体积就大为缩小，使凝汽器内形成高度真空。凝汽器内真空的形成和维持一定要具有三个条件：凝汽器铜管一定要通过一定的冷却水量；凝结水泵必须不断地把凝结水抽走，避免水位升高，影响蒸汽的凝结；抽气器必须把漏入的空气和排汽中的其他气体抽走。
所以当Dzp降低或Dw增加时， 减小，蒸汽温度ts减小，即凝汽器压力pk降低了，真空提高，反之亦然。
当冷却水量 在运行中保持不变时，则冷却水温升 与凝汽器蒸汽负荷成正比关系。 越大， 越小，凝汽器就能够达到较低的压力。但是 值增大，消耗的冷却水量和冷却水泵的电耗也将增大。现代凝汽器的 值通常在50～100范围内。一般在冷却水源充足、单流程、直流供水时，选取较大值；水源不充足、多流程、循环供水时，选取较小值。冷却水的温升一般在5～12℃之间。在运行中，降低 ，或降低排汽压力，主要是依靠增加冷却水量 来实现的。
汽轮机的排汽压力也不是越低越好，它有一个最佳值，这个最佳值受两方面因素的影响。一方面，降低排汽压力需要增大凝汽器的冷却面积，增加冷却水量，进而增大厂用电率和运行的成本。因此，机组排汽压力降低时，虽然使汽轮机的理想焓降增大，机组功率相应增大，但凝汽器设备所消耗的功率也同时增大，这就会出现在某个排汽压力下，汽轮机因真空的提高而增加的功率等于或小于凝汽器设备所增大的能量消耗，因此，继续降低排汽压力就会得不偿失。另一方面，排汽压力降低时，其体积急剧增大，汽轮机排汽部分的尺寸将显著增大，未级叶片高度也相应增大，使机组结构较为复杂。若使未级尺寸不变，则势必增大末级排汽余速损失，这样降低排汽压力所得到的效益也就被抵消了。因此近代汽轮机的设计排汽压力一般在0.0029～0.0069MPa的范围内，而不采用更低的数值。
在表面式凝汽器中，冷却工质与蒸汽冷却表面隔开互不接触。根据所用的冷却工质不同，又分为空气式冷却式和水冷却式两种。水冷却式凝汽器是最常用的一种，由于用水做冷却工质时，凝汽器的传热系数高，又能在保持洁净的和含氧量极小的凝结水的条件下，获得和保持高度真空，因为现代电站汽轮机中主要是采用水冷却式凝汽器，只有在严重缺水地区的电站，才使用空气冷却式凝汽器。
如果忽略散热损失，可以认为蒸汽放出的汽化潜热dQ完全被冷却水吸收，假设冷却水在 中温度上升了 ，于是
根据传热学理论，假定不考虑凝汽器与外界大气之间的换热，则排汽凝结时放出的热量等于冷却水带走的热量，其热平衡方程式为
凝汽器真空等于当地大气压力减去凝汽器排汽压力值。线kPa，或者近似地说真空度每下降一个百分点，热耗约增加1.05%。真空度是指凝汽器的真空值与当地大气压力比值的百分数，即：
凝汽器压力的高低是受许多因素影响的，其中重要的因素是汽轮机排入凝汽器的蒸汽量、冷却水的进口温度、冷却水量。
排汽压力越低，机组效率越高，因此只有使进入汽轮机的蒸汽膨胀到尽可能低的压力，才能增大机组的理想焓降，提高其热经济性。图1.4为一次中间再热亚临界机组热效率与排汽压力的关系。该汽轮机新蒸汽压力 ，新蒸汽和再热蒸汽温度 ，再热压力 ，机组容量300MW，能够准确的看出，若没有凝气设备，汽轮机的最低排汽压力是大气压，循环热效率ηt只有37.12%，而当排汽压力为5kPa时， ，两者之间的相对值 达 ，因此，降低排汽压力对提高经济性的影响是十分显著的。
图1.1为简单的凝汽设备原则性系统。冷却水泵抽来的具有很多压力的冷却水（地下水、地表水或海水），流过凝汽器的冷却水管。汽轮机的排汽进入凝汽器后，蒸汽凝结成水释放出的热量被由冷却水泵不断送来的冷却水带走，排汽凝结成水并流入凝汽器底部的热水井，然后由凝结水泵送往加热器和除氧器，送往锅炉循环使用。抽气器不断地将凝汽器内的空气抽出以保持高度真空
却管中的流动阻力和进出管子及进出水室时的局部阻力之和。水阻的大小对冷却水泵选择和管道布置都有影响，应通过技术经济比较来确定。
表面式凝汽器结构见图1.2。凝汽器外壳通常呈椭圆形或矩形，两端连接着形成水室的盖端5和6，盖端与外壳之间装有管板，管板上装有很多冷却水管，使两端水室相通。冷却水从进口进入水室8，经冷却水管进入另一端水室9，转向从出口流出。汽轮机排汽从排汽进口进入凝汽器冷却水管外侧空间，通常称为汽侧，并在冷却水管外表面凝结成水，凝结水汇集到热水井后由凝结水泵抽出。冷却水在凝汽器中要经过一次往返后才排出，这种凝汽器称为双流程凝汽器：若不经过往返而从另一端直接排出则称为单流程凝汽器。在缺水地区还能够使用三流程或四流程等多流程凝汽器。
冷却水在流过凝汽器管束时，不断吸收由管壁传来的蒸汽汽化潜热而升温，蒸汽的温度因不凝结气体和流动阻力的存在，随着凝结过程的进行而不断降低。这两者造成了传热温差沿冷却面得变化。但在凝汽器的大部分区域内，即主凝结区内，蒸汽的饱和温度与凝汽器入口压力下的饱和温度 相差不大，可以近似地认为蒸汽温度等于凝汽器入口压力下的饱和温度 。现在研究微元换热面 中的传热变化规律，冷却水温度由入口的 升高到出口时的 ，在 中蒸汽温度为 ，冷却水温度为 ，两者之间的传热温差为
凝汽器压力是凝汽器壳侧蒸汽凝结温度对应的饱和压力，但是实际上凝汽器壳侧各处压力并不相等。所谓凝汽器压力是指蒸汽进入凝汽器靠近第一排冷却管管束约300mm处的绝对压力（静压），用pa表示，也叫凝汽器计算压力。凝汽器进口压力是指凝汽器入口截面上的蒸汽绝对压力（静压），用 表示，或称排汽压力，又称汽轮机背压。大型凝汽器的压力一般会用真空计测量，目前有的机组已采用绝对压力表测量，测点布置在离管束第一排冷却管约300mm处，如图1.3所示。通常情况下，我们常把凝汽器压力看成排汽压力凝汽器计算压力为
立与维持高度的线）凝汽设备还有一定的线）汇集和贮存凝结水、热力系统中的各种疏水、排汽，能够
凝汽器是一种固定板管壳式换热器，凝汽器管侧（或称冷却水侧）包括冷却管、管板、水室等，凝汽器壳侧（或称汽侧）属于真空容器。凝汽器可分为混合式与表面式两大类。在混合式凝汽器中，蒸汽与冷却水直接混合，这种凝汽器结构相对比较简单，成本低，但其最大的缺点是不能回收凝结水，所以现代汽轮机都不采用混合式凝汽器，全部采用表面式凝汽器。
凝汽设备主要由凝汽器（又称凝结器、冷凝器等）、冷却水泵（或称循环水泵）、凝结水泵及抽气器等组成，其中凝汽器是最主要的组成部分。在现代大型电站凝汽式汽轮机组的热力循环中，凝汽设备起着冷源的作用，其主要任务是将汽轮机排汽凝结成水，并在汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度。凝气设备的任务是：
汽轮机排汽在凝汽器内的凝结过程绝大多数都是等压过程，其绝对压力取决于蒸汽凝结时的饱和温度，此温度决定于冷却水温度（大致为0~30℃）以及冷却水与蒸汽之间的传热温差（一般约为10~20℃）。考虑到大气压力下蒸汽的饱和温度为100℃，因此凝汽器是在远低于大气压力下及较高真空条件下工作的。既然凝汽器要在真空条件下工作，所以必须利用抽气器在凝汽器开始工作时将其壳侧空气抽出以建立真空，并且将凝汽器工作过程中从真空系统不严密处漏入的空气以及夹带在汽轮机排汽中的空气不断的抽出，以维持线 凝汽设备的原则性系统
1—汽轮机；2—发电机；3—凝汽器；4—抽汽器；5—凝结水泵；6—冷却水泵
