導語：如何才能寫好一篇冷凝管，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞：大體積混凝土 施工技術 冷凝管 應用

中圖分類號：TV544+.91文獻標識碼： A 文章編號：

1 大體積混凝土施工

本項目墩身采用C30鋼筋混凝土圓端型實心橋墩，在大體積混凝土施工前應進行圖紙會審，提出施工階段的綜合抗裂措施，制訂關鍵部位的施工作業指導書。應對工人進行專業培訓，并應逐級進行技術交底，同時應建立嚴格的崗位責任制和交接班制度。

大體積混凝土施工應在混凝土的模板和支架、鋼筋工程、預埋管件等工作完成并驗收合格的基礎上進行。施工現場的供水、供電應滿足混凝土連續施工的需要。

大體積混凝土應在室外氣溫較低時澆注，澆注溫度（振搗后50～100深處的溫度）不宜高于28℃。大體積混凝土養護應采取控溫措施（如循環水冷卻、蓄熱保溫措施等），并測定澆筑后混凝土表面和內部的溫度，其溫差應符合設計要求。當設計未提出要求時，溫差不宜大于25℃.混凝土的測溫監控設備應嚴格按施工技術方案配置和布設，標定調試應正常，并經監理驗收確認。保溫用材料應齊備，并應派專人負責測溫作業管理。

大體積混凝土的拆模時間，應滿足國家現行有關標準對混凝土的強度要求，混凝土澆筑體表面與大氣溫差不應大于20℃；有條件時宜適當延遲拆模時間，拆模后，應采取預防寒流襲擊、突然降溫和劇烈干燥等措施。

大體積混凝土的澆筑工藝應并符合下列規定： 混凝土的澆筑厚度應根據所用振搗器的作用深度及混凝土的和易性確定，整體連續澆筑時宜為300～500mm。整體分層連續澆筑應縮短間歇時間，并在前層混凝土初凝之前將次層混凝土澆筑完畢。層間最長的間歇時間不應大于混凝土的初凝時間。混凝土的初凝時間應通過試驗確定。當層間間隔時間超過混凝土的初凝時間時，層面應按施工縫處理。施工墩臺身所用混凝土強度較高，水泥用量較大，會因水泥水化熱過大、混凝土內外溫差過大而引起的溫度裂縫，屬大體積混凝土。在施工中除采取摻加高性能減水劑降低水膠比、摻加粉煤灰降低水泥用量等措施減少水化熱外，還必須在混凝土內部布設冷凝管，確保大體積混凝土的施工質量。

2 水管冷卻排布法

2.1施作方法

采用內徑φ32mm，壁厚2.5mm鑄鐵管作冷凝水管，端頭攻絲，并以彎管接頭和直管接頭連接。連接時應牢固，并纏好冷膠帶防漏水，將冷凝管與鋼筋固定牢固以防止混凝土灌注、搗固時影響造成失效。在冷凝管的進出水口各設置一道閥門，以控制進水的方向和流量（見附圖）。?

2.2水管冷卻的排列方式

水管冷卻法的排列方式一般采用矩形和梅花型兩種，本項目采用矩形排列方式,冷凝管的間距層間距為1.0m，水平間距為1.5m。

水管冷卻的通水方式：冷凝管通水必須選派專人負責。混凝土灌注完畢表面初凝后即開始通冷卻水，保證從進水口進入的水是冷水(常溫水)，進出水口每8小時交換一次，使得大體積混凝土內部溫度比較均一，降低溫度裂縫出現的可能性。

3. 大體積混凝土施工養護

3.1保溫養護目的和作用

保溫養護是大體積混凝土施工又一重要環節，主要作用是：保證混凝土表面水份充足，避免出現塑性收縮裂縫；降低大體積混凝土澆筑塊體的里外溫差值以降低混凝土塊體的自約束應力；降低大體積混凝土的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強度，以提高混凝土塊體承受外約束應力時的抗裂能力，達到防止或控制溫度裂縫的目的。

3.2保溫養護所用保溫材料和方法

塑料薄膜、草袋、棉絮、黏土等具有隔熱保溫的材料均可用作保溫材料，但在實際施工環境中，根據工程需要，采用既經濟又隔熱保濕效果好的材料。本工程選用廢棄的土工布，在混凝土澆筑后即刻覆蓋保溫保濕，在混凝土初凝后，定時在土工布上噴水，確保混凝土表面水份充足。

保證拆模前養護時間，通過模板對混凝土實現保溫養護。冷凝水管繼續通水4天以上，直至冷凝管出水口的水降至常溫后方可停止通水。

4 溫控施工的現場監測與試驗

大體積混凝土澆筑體里表溫差、降溫速率及環境溫度及溫度應變的測試，在混凝土澆筑后，每晝夜可不應少于4次；入模溫度的測量，每臺班不少于2次。

大體積混凝土澆筑體內監測點的布置，應真實地反映出混凝土澆筑體內最高溫升、里表溫差、降溫速率及環境溫度，可按下列方式布置：

監測點的布置范圍應以所選混凝土澆筑體平面圖對稱軸線的半條軸線為測試區，在測試區內監測點按平面分層布置；在測試區內，監測點的位置與數量可根據混凝土澆筑體內溫度場分布情況及溫控的要求確定；在每條測試軸線上，監測點位宜不少于4處，應根據結構的幾何尺寸布置；沿混凝土澆筑體厚度方向，必須布置外面、底面和中心溫度測點，其余測點宜按測點間距不大于600mm布置；保溫養護效果及環境溫度監測點數量應根據具體需要確定；混凝土澆筑體的外表溫度，宜為混凝土外表以內50mm處的溫度；混凝土澆筑體底面的溫度，宜為混凝土澆筑體底面上50mm處的溫度。

測溫元件的選擇應符合以下列規定：測溫元件的測溫誤差不應大于0.3℃(25℃環境下)；測試范圍:-30～150℃；絕緣電阻應大于500MΩ；溫度和應變測試元件的安裝及保護，應符合下列規定：測試元件安裝前，必須在水下1m處經過浸泡24h不損壞；測試元件接頭安裝位置應準確，固定應牢固，并與結構鋼筋及固定架金屬體絕熱；測試元件的引出線宜集中布置，并應加以保護；測試元件周圍應進行保護，混凝土澆筑過程中，下料時不得直接沖擊測試測溫元件及其引出線；振搗時，振搗器不得觸及測溫元件及引出線。測試過程中宜及時描繪出各點的溫度變化曲線和斷面的溫度分布曲線；發現溫控數值異常應及時報警，并應采取本應的措施。

5 小節

隨著高速鐵路的飛速發展，作為高鐵的一個重要組成部分橋梁，其中的大體積混凝土施工顯得尤為重要，由于水泥水化熱引起混凝土澆筑內部溫度和溫度應力劇烈變化而導致混凝土發生裂縫將對整個橋梁工程的施工質量產生很大的不利影響，為防止產生溫度裂縫,應著重在控制混凝土溫升、延緩混凝土降溫速率、提高混凝土極限拉伸值、減少混凝土收縮、改善約束和完善構造設計等方面采取措施,合理采用冷凝管降溫措施，結合大體積混凝土現場施工技術將使得橋梁墩身的工程質量取得顯著的提高。

參考文獻

[1]彭立海, 閻士勤, 張春生, 翟建.大體積混凝土溫控與防裂.黃河水利出版社; 第1版,2005-11

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【關鍵詞】風冷；水冷；蒸發式冷凝器

常見冷凝器通常是依據冷卻介質及方式分為三類，水冷冷凝器及空冷冷凝器和蒸發式冷凝器這三種。水冷冷凝器技術相對成熟且使用廣泛，結構非常緊湊及應用便捷，性能穩定，不過此方式衰減程度較快，效率偏低，加上需要配備循環水系統。風冷冷凝器性能較為穩定，卻是體積偏大，設備成本偏高，傳熱系數偏低，效果不高，運作壓力偏高。蒸發式冷凝器關鍵是采用水蒸發洗手潛熱完成傳熱，屬于一種高效且節能的換熱設備裝置。因此分析風冷、水冷、蒸發式冷凝器制冷系統的經濟性分析是有著極大現實意義。

一、三種冷凝器能耗對比

本文分析計算是采用制冷量是320kW，冷凝器負荷是145kW制冷系統。

1、蒸發式冷凝器功耗計算

風機功率計算公式：

上式中 表示單位冷凝負荷風機功率，（W/kW）； 則是表示風機風壓，（Pa）； 則是表示相應單位冷凝負荷風量，（通常取值為0.03 ）。

水泵功率公式：

上式中 是表示單位冷凝負荷水泵功率，（ ）；9.8則是表示加速度值； 是表示相應單位冷凝負荷水流量，（通常是取值0.018 ）；H是表示水泵揚程，（m）。

2、水冷冷凝器功耗計算

冷負荷計算公式：

上式中 是表示冷凝負荷，（ ）； 則是表示冷卻水流量，（ ℃）；Cw則是表示水比熱； 則是表示冷凝器進口及出口位置冷卻水溫差。

冷卻塔風機功率公式：

上式中A代表冷卻塔風機功率及水流量比

3、風冷機冷凝器功耗計算

風機功率：

上式中 是表示風機風量； 則是表示風機風壓； 是表示風機效率； 則是表示傳動效率（直連 =1及皮帶傳動 =0.9）。

此次功耗計算單位冷凝負荷風量取為1274.1L/s，則風機風壓為0.02916m ，則風機效率為80%。

二、實驗性能分析

不同類型冷凝器，組成結構特征及傳熱介質和換熱方法都有著很大差異。風冷式通常都是空氣顯熱換熱，而水冷則是水流顯熱換熱，蒸發式是空氣顯熱及水的蒸發潛熱換熱，其間換熱冷卻性能有著很大不同之處。

本文實驗時采用三種不同冷凝器溴化鋰制冷系統展開實驗，該類實驗系統大多數設備均是一樣的，一套是使用殼管式水冷式冷凝器，一套為風冷式冷凝器，再者就是逆流蒸發式冷凝器，這可以看作為冷卻塔，水泵及殼管式冷凝器，該蒸發式冷凝器的傳熱盤管是使用橢圓無縫管，采用高效水分配置系統。將這三套設備置于一個房間，房間的溫度及濕度通過進入房間的空氣施以調節，實驗運行條件為：相同蒸發壓力及溫度和冷凝溫度，使用電壓控制冷。

物理數據測量：這里的測量是包括溫度及壓力和質量流量，加上電壓及電流等方面的測量。采用J型熱電偶和耐震壓力表進行關鍵設備測量，測量其進口及出口溫度和壓力，制冷劑流進測量是采用電磁流量計，冷卻水流量則是使用轉子流量計進行測量。

此次試驗最終目的是系統運行能耗低，著眼于經濟學角度分析這三種冷凝器的優缺勢，觀察比較其散熱速率及散熱系數和系統制冷量，加上制冷系數這幾個方面，最終對實驗測量值進行計算而獲得結果。

散熱系數表示冷凝器的散熱速度，制冷系數可以有效衡量制冷循環經濟性。經過試驗觀察可得，水冷式冷凝器的散熱速率最大，則蒸發式冷凝器相對偏小，風冷式冷凝器則不如其他兩類。此系統不可以從制冷介質方面獲得充足使得熱量，風冷式制冷系統的制冷量偏低。增大風量及風速能夠攻克相關不足之處，不過這也是需要諸多能量消耗。若是蒸發溫度是零下二十四攝氏度則蒸發式冷凝器制冷系統要比風冷式冷凝器制冷系統散熱速率大。蒸發溫度為零下四攝氏度時則水冷式冷凝器制冷系統及蒸發式冷凝器散熱速率差距較大。

風冷式冷凝器散熱系數大，這關鍵是由于風冷式冷凝器系統的蒸發制冷量偏小，提升散熱系數。蒸發溫度為零下八攝氏度時則蒸發冷凝器系統的散熱系數大于水冷式。水冷式冷凝器制冷系統偏大，這三種系統負荷狀態最小時則蒸發溫度處在零下二十四攝氏度，蒸發式冷凝器制冷系統制冷系數大于風冷式。

這三類冷凝器系統制冷量，均是隨著蒸發溫度變化而出現變化，處于偏低蒸發溫度時段則水冷式冷凝器系統制冷最大。

結束語

經實驗可得，蒸發式冷凝器總功耗小于風冷式及水冷式，節約功耗大約為二分之一，循環水量是水冷式的八分之一。此系統是采用水膜蒸發汽化潛熱大于水冷式及風冷式，因此最終的功耗偏少且冷卻水量也隨之降低。總之，水冷式冷凝器及蒸發式這兩類冷凝系統好在：冷凝器傳熱性能較好的冷卻介質。蒸發式冷凝器散熱性能好于水冷式，則水冷式制冷系數及制冷量均大于蒸發式，不過蒸發式冷凝器制冷成本偏低且性能優良。

總而言之，蒸發式冷凝器屬于冷凝器及冷卻塔組合裝置，關鍵是使用水蒸發吸收潛熱來傳遞熱量，此次實驗蒸發式冷凝器制冷系統各方面性能較好。風冷式冷凝器運行便捷，維護簡單，并且設備早期所需成本偏低，適應于一些水資源匱乏的地區，則蒸發式冷凝器要比空冷室冷凝器性能更加節約，要比水冷式更為節約水及占地面積，總體系統性能較為良好，水冷式則大多數運用在冷凝負荷偏大且環境溫度較高的地區或場所。

參考文獻

[1]江沿源，鐘桂龍.風冷、水冷和蒸發式冷凝器制冷系統經濟性研究[J].廣東化工，2014（8）.

[2]朱冬生，沈家龍，蔣翔，唐廣棟，歐陽惕.蒸發式冷凝器性能研究及強化[J].制冷學報，2013（16）.

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關鍵詞：冷凝水回收 疏水器 回收管網 回收泵站 節能

前言

對于使用蒸汽作為熱源來完成各種加熱過程的工業企業來說，蒸汽在用汽設備中被使用的實際上僅僅是其潛熱，蒸汽的顯熱—冷凝水所具有的熱量幾乎全部被丟棄。這是因為要提高蒸汽使用設備的生產效率，即加熱效率，就必須盡快把傳熱效率低的冷凝水從蒸汽中排出去。蒸汽在各用汽設備中放出汽化潛熱后，變成同溫同壓下的飽和冷凝水，如果未受污染，冷凝水近于純凈的蒸餾水，可以直接作為鍋爐給水。一般來說，飽和冷凝水平均具有蒸汽熱能的20%左右，如不回收，不但損失熱能，將增加化學水處理費用，增加鍋爐排污量及由此增加的熱損失，因此回收冷凝水是一項重要的節能措施，近年來得到了越來越多的企業的重視，出現了各種各樣的回收系統。如果將飽和冷凝水排放掉或冷卻后回收，都會造成環境的熱污染和能源的浪費，甚至有些工廠的用汽設備根本沒有安裝疏水器，或疏水器選型不正確，漏汽嚴重，使部分蒸汽直排，導致的環境熱污染和能源浪費更為嚴重。因此，如何處理和利用這些冷凝水，如何設計出有效、合理的冷凝水回收系統，作為設計者應當注意其中的幾個關鍵技術問題。

一、冷凝水回收系統

由于飽和冷凝水在輸送過程中因壓降而存在閃蒸，形成一種汽液兩相流，并隨壓力和溫度改變而相互轉化，這使冷凝水回收利用存在一定的復雜性。在設計回收系統時，要對用汽設備的熱負荷進行詳盡調查，完成從鍋爐—蒸汽管網—用汽設備—疏水系統—回收管網—回收泵站—鍋爐的熱力循環系統的周密設計，保證熱力系統近于完善的能源梯級利用程度。根據冷凝水回收的基本理論，我們為重慶黔江卷煙廠設計了閉式凝結水回收系統，鋪設回收管線500余米，設置2個回收泵站，實現了無人值守，自動運行，凝結水水質完全達到國家標準，凝結水直接進入鍋爐除氧器。

二、設計密閉式冷凝水回收系統的方法 1、回收系統的組成

回收系統由疏水器組件、回水管網、加壓泵站組成。

（1）疏水器的選型

疏水器是凝結水回收系統的重要部件，它能及時將凝結水排出并防止蒸汽跑失，其性能要求很高。疏水器選型要注意的問題， 一是選擇何種疏水閥，一是選多大排量的疏水閥。

針對黔江卷煙廠的設備現狀，全部選用斯派莎克公司的疏水閥。對加熱設備，由于需要及時排除凝結水，一律選用浮球式疏水閥組即：過濾器+浮球式疏水閥+觀視鏡+止回閥。對于管道、分汽缸疏水，一律采用熱動力式疏水閥。疏水閥的型式確定以后，第二個要注意的問題是所選擇的疏水閥要有足夠的排量，這需要詳細調查用汽設備的蒸汽耗量，蒸汽壓力，以確定疏水器的工作壓差及排量，選擇合適的排量系數，并初步估算疏水閥背壓的大小，根據以上條件初步選定疏水閥的容量。

（2）回收管網的規劃確定

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一、節流膨脹制冷

利用焦耳-湯姆遜效應，屬于不對外做功的“絕熱膨脹”，它是一個等焓過程。采用節流膨脹制冷，輕烴凝液的回收量主要取決于節流前天然氣的溫度以及節流閥前后的壓差：節流前自身溫度越低、節流閥前后壓差越大，則輕烴凝液的回收量就越多。此法依靠天然氣自身壓力制冷，不外加能量，工藝設備簡單，易操作實施。但由于節流后天然氣壓力要滿足外輸要求，所以此法一般采用于天然氣自身壓力較高的油氣集輸場所。

二、膨脹機制冷

通常利用透平膨脹機進行對外做功的“絕熱膨脹”，它是一個等熵過程。主要原理是利用有一定壓力的氣體在透平膨脹機內進行絕熱膨脹對外做功而消耗氣體本身的內能，從而使氣體自身強烈地冷卻而達到制冷的目的。天然氣通過透平膨脹機膨脹后制冷，從而獲得其中的輕烴凝液，并回收部分能量為外輸天然氣增壓。在膨脹機制冷工藝過程中，凝液冷量全部由膨脹機提供，膨脹比大，則膨脹機出口壓力低，可為裝置提供充足的冷量，C3+收率高，但裝置能耗高；膨脹比小，則膨脹機出口壓力高，C3+收率低，干氣增壓的能耗低。因此在實際操作中，選用膨脹機制冷一般要求操作彈性大，原料氣與銷售氣之間存在較大壓差，盡量避免因氣體增壓而帶來的附加費用。

三、外加冷源制冷

利用制冷劑制冷直接提供冷量，制冷劑的溫度直接影響輕烴凝液的回收量，通常采用制冷劑：丙烷、氨等。外加冷源制冷通常可采用單級制冷、多級制冷和混合制冷。多級制冷和單級制冷相比，能獲得較多的輕烴凝液量，且制冷級數越多，輕烴冷凝量也越多，但增加設備費用越高，人工成本也越高。混合制冷是幾種制冷劑按照不同比例混合構成，這種混合制冷劑由于含有不同沸點的制冷劑，因此只要確定天然氣各個組分的含量，就能匹配出與該天然氣降溫曲線相符合的制冷劑蒸發曲線，從而確定混合制冷劑中各個制冷劑的比例。此法能獲得較高的輕烴凝液量，設備投資小，但缺點是混合劑的選擇較難，且混合劑的制備需要消耗較多能量。

四、超音速分離器制冷（Super Sonic Separator，簡稱3S）

1.效率高

發生在超音速噴管中的膨脹降壓、降溫、增速過程，以及發生在擴壓器中的減速、升壓、升溫過程，都是氣體的內部能量轉換，不存在能量損失。因此，超音速分離裝置不僅比等焓節流膨脹制冷的J-T閥效率高，而且還比等熵膨脹的膨脹機制冷的效率高。天然氣流在擴散器內壓力回升，使超音速分離技術進出口壓差小于超音速噴嘴的進出口壓差，因此超音速分離技術與傳統的、通過天然氣自身壓力膨脹降溫的制冷設備（J-T閥和膨脹機）相比，通過實驗數據我們得出：在相同壓差情況下，超音速分離技術可使天然氣產生更大的溫降，如圖1所示。

2.能耗低

與J-T閥制冷相比，在NGL收率相同的情況下，超音速分離裝置減少壓縮機電力消耗50～70%；用超音速分離裝置代替膨脹機，在NGL收率相同的情況下，可減少15～20%的壓縮功率。特別是，當膨脹機由于技術原因（諸如進口壓力太高）或因在中小油氣田用膨脹機制冷不經濟的場合下，超音速分離的優勢將更加突出。更大的溫降就能使天然氣有更低的水露點和烴露點。例如：進口壓力為10MPa，溫度為20℃的天然氣，在超音速分離技術中只需降低17-20%的壓力，就可使出口天然氣的水露點和烴露點達到－10℃；如果降低22～25%的壓力，就可達到－15℃的水露點和烴露點。另外，在制冷溫度相同的情況下，超音速分離技術具有更高的NGL收率，如圖2所示。根據不同用途，超音速分離技術還可以采用次音速或超音速連接口，可采用不同的旋流器和擴散器，而且還可以回收液體。

圖1 超音速噴管進出口壓差與溫差關系圖

圖2 超音速噴管的制冷溫度與液烴收率關系圖

3.其他特點

此外，3S還有以下特點：無活動部件、系屬靜設備，因此運轉更加安全可靠；工藝過程和設備簡單，投資省；本身無消耗，因此運行成本低；檢修工作量小，因此維修費用低；無廢水、廢液排出，因此對環境無影響；體積小，所以占地和占有的空間小。但3S相比其他設備，其設備成本高于普通節流膨脹閥和膨脹機，且噪音較大。

4.超音速分離器現場應用

塔里木油田牙哈凝析氣處理站是國內第一個使用超音速分離器進行生產的單位，投用3S之前，該處理站采用的是J-T閥節流膨脹制冷獲取輕烴凝液，日產液化氣80噸。投用3S后，我們通過每兩小時記錄凝液閃蒸罐烴腔液相自動調節閥開度大小，判斷出投用3S能獲得更過的輕烴凝液量，如圖3。

圖3 投用J-T閥和3S輕烴凝液量比較圖

五、總結

天然氣自身壓力高，可采用操作成本低，節流膨脹制冷，若想獲取更多的輕烴凝液量，可采用超音速分離技術獲取輕烴凝液；天然氣自身壓力不高，可采用增壓技術，用膨脹機制冷，也能獲取較高的輕烴凝液量。

參考文獻

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【關鍵詞】田灣核電廠5、6號機組；二次側非能動冷卻系統（PRS）；蒸汽隔離閥；冷凝

0 前言

田灣核電廠5&6號機組核電機型為M310改進機型，其在傳統M310機組的基礎上新增了許多自行研制的系統。蒸汽發生器二次側非能動冷卻系統（PRS）便是為了提高核電廠安全性新增的系統。

PRS系統的設計是為了在發生全廠斷電事故疊加輔助給水系統汽動泵系列失效事故，和全部喪失給水事故工況下，作為壓水堆核電廠嚴重事故預防與緩解措施。在發生全廠斷電及輔助給水氣動泵失效后，蒸汽發生器喪失了所有的由能動方式提供的給水。為了避免由于堆芯衰變熱無法及時導出而導致的堆芯損毀，因此需要采用非能動的方式將堆芯熱量帶出。

PRS系統設計初期，蒸汽管線隔離閥擬采用常開設置。通過現場布置反饋，由于發現PRS蒸汽管線非常長，且該段管道承受著高溫高壓，若PRS系統蒸汽管線與主蒸汽管線之間的隔離閥常開，會對核電廠的安全運行造成影響，因此考慮將蒸汽隔離閥的狀態變換為常關。圖1給出了PRS系統蒸汽管道隔離閥常關情況下系統流程圖。

PRS系統的主要組成不封為應急余熱排出冷卻器、閥門、管道和測量儀表。事故發生后，蒸汽發生器內產生的蒸汽通過與PRS系統蒸汽管線相連的主蒸汽管道進入PRS系統。PRS蒸汽管線上設置一臺常關的電動隔離閥PRS101VV。事故發生后，蒸汽管線隔離閥打開，蒸汽在經過一個U形水封后進入應急余熱排出冷卻器，通過壁面換熱將熱量傳遞給冷凝水箱。蒸汽通過應急余熱冷卻器后冷凝為水，進入PRS系統凝水管道。PRS系統凝水管線隔離閥在PRS系統投入運行后開啟，PRS系統凝水沿凝水管線PRS0103后經過電動隔離閥PRS102/103VL，最終回流至蒸汽發生器，實現通過PRS系統對蒸汽發生器換熱的整個循環。

1 問題簡述

田灣核電站擴建工程5、6號機組新增了蒸汽發生器二次側非能動冷卻系統（PRS）作為嚴重事故預防與緩解措施，二次側非能動冷卻系統的蒸汽隔離閥上游管道與主蒸汽管道相B，壓力與溫度應與主蒸汽系統一致，壓力為6.89MPa.g，溫度為283℃。蒸汽管道隔離閥下游溫度為環境溫度，蒸汽管道中的蒸汽將通過隔離閥冷凝為水。冷凝水將進入主蒸汽管道，最終進入汽輪機。由于汽輪機對入口蒸汽的含濕量有嚴格要求，因此有必要對PRS系統蒸汽隔離閥上游蒸汽管道中的凝結水進行計算，評估其是否對汽輪機入口蒸汽的含濕量有影響。

2 計算

2.1 基本假設

3 結論

PRS系統蒸汽管線隔離閥狀態設置為常關時，蒸汽通過閥瓣對外散熱，導致其冷凝為水。將蒸汽冷凝考慮為蒸汽發生器出口蒸汽濕度的增加，則蒸汽發生器出口的濕度增加了0.00256%。根據蒸汽發生器的設計要求，以及核電廠的運行要求，蒸汽發生器出口蒸汽含濕量應≤0.25%。根據其他M310機組的調試數據，蒸汽發生器的實際出口蒸汽含濕量約為0.1%。因此PRS系統蒸汽管線隔離閥常關，對汽輪機的影響可以忽略不計。

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[關鍵詞]螺栓斷裂；螺栓強度；風機振動；動平衡

中圖分類號：TG281 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）02-0000-01

1.前言

自深圳地鐵2號線全線開通以來，空調系統冷凝風機安裝螺栓斷裂的故障呈現逐漸上升趨勢。特別是今年5月份，因冷凝風機振動較大引起的安裝螺栓斷裂及異響等故障總共10起，環比上升48.9%。因冷凝風機安裝螺栓斷裂的故障成為空調的突出問題，分析提出解決方案迫在眉睫。

2.原因分析

2.1 安裝螺栓強度分析

冷凝風機安裝螺栓采用南海佳科生產M6×20 A2-70螺栓，根據國家標準A2-70螺栓許用應力450N/mm2，安裝螺栓的強度通過以下公式計算：

其中：FA’：螺栓所承受的橫向載荷；

m：螺栓受剪面個數；

do：螺栓受剪面直徑；

：許用應力；

：螺栓屈服強度；

2.5：安全系數；

風機重量為35kg，根據IEC61373震動標準，選擇3倍加速度計算。

計算結果：=4.55N/mm2

=180 N/mm2

由于，因此認為理論計算結果符合要求，但理論計算考慮的因素與實際使用的工況不符，需增加考慮現場壓差和風機的動平衡。

2.2 風機的動平衡分析

考慮到現場工況的影響，計劃安排213車現場進行測量，結果發現冷凝風機振動量均在10mm/s―20mm/s之間，無法達到標準的6.3mm/s以下。

由于冷凝風機在出廠動平衡試驗時，只是在自然狀態下進行調試，未考慮到實際工況空氣壓差的影響，導致出廠驗收合格風機在現場運行時振動量放大超標。

測量點為風機安裝支架安裝螺栓的4個固定點和冷凝風機電機外殼，測量記錄見表1。

3.整改方案

3.1 風機支架加強方案

為從風機安裝支架的結構上減少冷凝風機的震動量，采用在冷凝風機的8個安裝螺栓上增加加強板的方案（圖1），并對安裝前后的風機動平衡進行測量，由測量結果可知，加強板在一定程度上減少的冷凝風機的震動量，但仍未達到現場的要求。

3.2 風機動平衡的調整

為了能夠更加真實的反映工況，減小車下動平衡與車上動平衡的差異，風機動平衡采用現場安裝測量和配重調整，將風機的振動量調整到6.3mm/s以下并跟蹤3個月，測量結果發現振動量均有不同程度的增加，且位置發生了轉移，風機安裝螺絲的斷裂現象并沒有得到根本的解決。

3.3 安裝螺絲強度增加

通過技術分析A2-70螺栓的抗拉強度是700MPa，屈服強度是450 MPa，A4-80的抗拉強度800 MPa，屈服強度為600 MPa，材料屬于塑性材料，一般許用應力為屈服應用/1.5-2.5，也就是說兩種不同螺栓的屈服強度為450/2.5=180 MPa和600/2.5=240 MPa是最小的許用強度，而剪切強度=（0.6-0.8）×抗拉許用強度。

每個螺絲可以承受的剪切強度為A2=0.6×180=108 MPa，A4=0.6×240=144 MPa，A2材料的螺栓可以承受2426N的剪力，A4螺栓可以承受3235N的剪力，因此選用A4-80的螺栓更能承受風機的振動。

4.整改效果

通過了以上3種方案的整改并對整改的效果進行現場觀察3個月，未發現有新的安裝螺絲斷裂的現象，整改取得了明顯的效果，故障率下降為0。

5.總結

由于風機的振動量處于動態變化的過程，數值雖然未達到技術要求的6.3mm/s，但通過安裝支加的補強和動平衡的調整后，基本穩定在5 mm/s-10 mm/s的范圍內，而將安裝螺栓由A2-70更換為A4-80的強度升級方案彌補了這一問題，因此整體整改取得了明顯的效果。

參考文獻

篇7

【關鍵詞】管殼式冷凝器；吸收式制冷機；強化換熱；換熱系數；Solid works

1.緒論

1.1本課題研究的背景及意義

世界性的能源緊張，牽制著世界經濟的可持續發展。能源消耗主要由工業耗能、交通耗能和建筑耗能組成，而建筑耗能占總能耗的70%，在電力高峰負荷中，電力空調所占的比重已達到50%。大量的二氧化碳的排放，使大面積的植被遭破壞。加快了北方荒漠化的進程，沙漠的最前端距天安門廣場只有70km。

化石能源經過數百年的消耗，已經不可逆轉的走向枯竭。據測算，化石燃料將在2030～2040年之間達到生產和消耗的峰值。因此，大力開發利用可再生能源已成當務之急。據文獻資料介紹，地球大氣層上界接收到的太陽輻射功率約為1.73×1017W，其中有23%的太陽輻射能達到地球表面，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當于500萬噸煤。太陽能是各種可再生能源的首選。

研究與推廣太陽能空調，解決了耗電高的問題，用環保型的制冷劑代替氟里昂。對節約常規能源。保護自然環境都具有十分重要的意義。

1.2 研究冷凝器的重要性

冷凝器是空調系統中的重要換熱器，冷凝器對機組的性能有很大影響，對其工作性能的研究有助于制冷系統的改善和整機性能的提高。因此，冷凝器的研究成為當前太陽能空調研究的重點。

對冷凝器的優化設計，提高其冷凝換熱系數，不僅可以降低壓冷凝壓力，提高機組的性能，還能減少冷凝器的換熱面積，節省材料，降低成本。在能源問題從原來的民生問題轉變為戰略問題的今天，節能環保問題倍受關注，研究開發高效節能的熱交換裝置，是各國在節約能源和保護環境方面重點解決途徑之一。

2.冷凝器的設計原理與思路

冷凝器的作用是將發生器排出的高溫過熱制冷劑蒸汽冷凝成為冷凝溫度下的飽和液體。經U形管節流后進入蒸發器吸熱汽化，達到制冷目的。在冷凝器里，制冷劑蒸汽把熱量傳遞給周圍的介質—水或空氣。本文介紹的是管殼式水冷冷凝器，其中冷凝管采用外螺紋式強化換熱管，并在殼體內加裝了折流板，能有效地增強換熱效果[1]。

3.冷凝器的設計計算

3.1熱力計算及傳熱計算

熱力計算是根據用戶對制冷量和冷媒水溫度等的要求，合理的選擇某些設計參數（傳熱溫差、冷卻水溫度、溶液溫度等），然后對循環加以計算，其中包括設備熱負荷的計算、熱平衡計算、泵的流量計算等等，為隨后的傳熱計算提供計算和設計基礎[2]。

3.1.1設計參數的選定

（1）已知參數。

1）制冷量：它是根據生產工藝或空調要求，同時考慮到冷損、制造條件以及經濟性等因素而提出。此處取3KW（考慮到熱量損失，實際計算時按3.3KW）。

2）冷媒水出機溫度tl2：它是根據生產工藝或空調要求提出的。對于溴化鋰吸收式制冷機，用水作制冷劑，故一般tl2大于5℃。這里取tl2=10℃，冷媒水進蒸發器溫度tl1=14℃。

3）冷卻水進口溫度tw1：根據當地的自然條件決定。需要指出的是，盡管降低tw1能使冷凝壓力下降，吸收效果增強，但考慮到溴化鋰結晶問題，并不是tw1愈低愈好，而是有一定的合理范圍。取tw1=32℃。

（2）選定參數

1）吸收器出口冷卻水溫度tw2和冷凝器出口冷卻水溫度tw3：冷卻水的總溫升一般取7～9℃。考慮到吸收器的熱負荷Qa較冷凝器的熱負荷Qk大，通過吸收器的溫升tw1比通過冷凝器的溫升 2高。冷卻水的總溫升tw2為 。當采取串聯方式時

2）冷凝溫度tk及冷凝器壓力Pk：冷凝溫度一般比冷卻水出口溫度高2～5℃，即

根據tk=42℃，查飽和水蒸氣表得Pk=8.198KPa（61.49mmHg）

3）蒸發溫度 及蒸發壓力 ：蒸發溫度一般比冷媒水出水溫度低2～4℃。即

根據t0=8℃，查飽和水蒸氣表得P0=1.072KPa（8.04mmHg）

4）吸收器內溶液最低溫度t2（出口溫度）：吸收器內稀溶液的出口溫度t2一般比冷卻水出口溫度高3～5℃，取傳熱溫差為4℃，得：t2=tw2+4℃=40℃（3-5）

5）吸收器壓力Pa：吸收器壓力因蒸汽流經擋水板時的阻力損失而低于蒸發壓力。一般取P0=（10-70）Pa，此處取P0=0.03KPa，得：

6）稀溶液濃度ζa：根據P0和t2從h-ε圖查得ζa=56.5%

7）濃溶液濃度ζr：為了保證循環的經濟性和安全可行性，希望循環的放氣范圍（ζr-ζa）在0.03～0.06之間，因而可以取（ζr-ζa）=0.05，得：ζr= ζa+0.05=61.5% （3-7）

8）發生器內溶液最高溫度：根據ζr、 Pk從h-ε圖查得t4= 92℃

9）溶液熱交換器出口溫度t7與t8：濃溶液出口溫度t8由熱交換器冷端的溫差確定，如果溫差較小，熱效率雖較高，要求的傳熱面積仍會較大。為防止濃溶液的結晶，t8應比ζr濃度所對應的結晶溫度高10℃以上，因此冷端溫差取15～25℃，即

如果忽略溶液與環境介質的熱交換，稀溶液的出口溫度t7可根據溶液交換的熱平衡式確定，即

式中a—循環倍率。它是吸收1kg冷劑水蒸氣需補充稀溶液的公斤數。

將數值代入公式（3-10）得h7=（88.2-74）+6=78.05Kcal/kg

再由h7和ξ在h-ξ圖上確定，t7=44℃

3.1.2熱負荷計算

設備的熱負荷根據設備的熱平衡式求出。

1.設備單位熱負荷

（1）蒸發器：q0=h1-h3=700-141.8=558.2kcal/kg （3-12）

（2）發生器：

qh=h3+（a-1）h4-ah7=715.7+（12.3-1）×88.2-12.3×78.05=752.35kcal/kg （3-13）

（3）冷凝器：qk=h3-h3=715.7-141.8=573.9kcal/kg （3-14）

（4）吸收器：

qa=h1+（a-1）hq-ah2=700+（12.3-1）×74-12.3×65=736.7kcal/kg（3-15）

（5）熱交換器：q1=a（h1-h2）=12.3×（78.05-65）=160.52kcal/kg（3-16）

2.設備的熱負荷

（1）冷劑水的循環量D==5.08kg/h （3-17）

（2）發生器的熱負荷Q=Dqh=5.08×752.35=3821.94kcal/h （3-18）

（3）冷凝器的熱負荷Qk=Dqk=5.08×573.9=2915.41kcal/h （3-19）

（1）吸收器的熱負荷Qa=Dqa=5.08×736.7=3742.44kcal/h （3-20）

（2）熱交換器的熱負荷Qt=Dqt=5.08×160.52=815.44kcal/h（3-21）

3.1.3裝置的熱平衡式、熱力系數

（1）熱平衡。

若忽略泵消耗功率帶給系統的熱量以及系統與周圍環境交換的熱量，整個裝置的熱平衡式應為：Q0+Qh=Qk+Qa （3-22）

系統吸收的熱量為Q0+Qh=2837.49+4446.78=7284.27（Kcal/h）

系統放出的熱量為Qk+Qa=2915.41+4367.28=7282.69（Kcal/h）

兩者相差很小，故可認為是平衡的。

（2）熱力系數。熱力系數用ξ表示，它反映消耗單位蒸汽加熱量所獲得的制冷量，用于評價裝置的經濟性。單效溴化鋰吸收式制冷機的ξ一般為0.65～0.75，雙效溴化鋰吸收式制冷機的ξ通常在1.0以上。按定義ε===074 （3-23）

3.1.4 泵的流量及傳熱面積的計算

（1）冷凍水泵的消耗量

VL===0.709m/h（3-24）

（2）冷卻水泵的流量

吸收器：Vw1===1.09m/h （3-25）

冷凝器：Vw2===1.08m/h （3-26）

二者基本相等，這說明冷卻水溫升的分配是合理的

（3）蒸發器泵的流量Vo===0.051m/h （3-27）

f-蒸發器冷劑水再循環倍率

（4）發生器泵的流量 Vo===0.038m/h （3-28）

ρ-稀溶液密度

（5）吸收器泵的流量

V==0.184m/h （3-29）

f—吸收器中稀溶液再循環倍率；ρp—噴淋溶液密度

（6）冷凝器傳熱面積Fk的計算[3]

簡化的溴化鋰吸收式制冷，機的傳熱計算公式如下，

F=m （3-30）

式中F--傳熱面積，m；

Q-傳熱量，w ；

-熱交換器中的最大溫差，即熱流體進口和冷流體進口溫度之差，℃；

a，b-常數，它與換熱器內流體流動的方式有關，具體數據見GB151-1999表格；

t-流體a在換熱過程中溫度變化，℃；

t-流體b在換熱過程中的溫度變化，℃。

采用公式（3-30）時，要求t

進入冷凝器的冷劑水蒸氣為過熱蒸汽，故計算時仍按飽和冷凝溫度tk進行計算。由于冷劑水蒸氣在換熱過程中發生相變，故t=0，即

Kk-冷凝器傳熱系數，取Kk=2500kcal/m2h0C

在以上各設備的傳熱面積計算公式中，除傳熱數外，其他參數均已在熱力計算中確定。在設計計算時常根據同類型機器的試驗數據作為選取K值的依據。

3.2 結構設計計算及強度校核

3.2.1冷凝管及其排列方式的設計

（1）外徑及根數計算。

首先按光管計算，換熱管常用尺寸有12mm，14mm，19mm，25mm等幾種。根據強度要求，選用外徑d=14mm不銹鋼換熱管，由GB13296-1991知，14mm換熱管壁厚可取1mm，換熱管有效長度取390mm。則可由換熱面積計算所需根數：

n==≈16 （3-31）

為增強換熱效果及排列合理，這里用18根換熱管。

實際設計是選用外螺紋管代替鋼管，能夠取得更好的換熱效果[4]，所選外螺紋管具體參數如下（mm）：冷凝管總長：410。冷凝管外徑：14。冷凝管內徑：12。冷凝螺旋螺紋長度：390。螺距：4。螺紋高度：0.5

（2）管束分程。

在管內流動的流體從管子一端流到另一端，稱為一個管程。需加大換熱面積時，可采用增加管長或者管數的方法。但前者受到加工、運輸、安裝等的限制。增加管數可以增加換熱面積，但介質在管束中的流速隨著管束的增加而下降，反而使流體的傳熱系數降低，故不能僅采用增加管數的方法來達到提高換熱系數的目的。為解決這個問題，本設計將管束分成兩個程數，使流體依次流過各程管子，以增加流體流速，提高傳熱系數。此時冷凝管內冷卻水流速

v==≈0.3m/s（3-32）

符合對于管內冷卻水流速的要求。

（3）換熱管中心距。

由GB151-1999知，換熱管中心距S最小應為管子外徑的1.25倍，用于冷凝時可適當增大中心距，所以此處取S=30mm。分程隔板兩側相鄰管中心距Sn=40mm

（4）冷凝管排列型式。

冷凝管在管板上的排列形式主要有正三角形、正方形、轉角正三角形、轉角正方形四種。

為提高流速，便于清洗選用轉角正方形排列方式。

又因為最外層冷凝管外表面至殼體內壁最短距離b3=0.25d且不小于8mm，所以可取 b3=15mm。則冷凝管在管板上的排列方式見后圖4-9

3.2.2 殼體的設計

（1）由換熱管中心距和排列方式等數據，可計算冷凝器殼體內直徑：

D=2[+7+15]≈175mm （3-33）

（2）由GB150-1998（鋼制壓力容器）查表得，殼體厚度取5mm，則殼體外徑D0=185mm。

（3）殼體強度校核。

①計算臨界長度：

Lcr=1.17D=1.17×185×=1316.6mm （3-34）

t-殼體厚度，mm。因為殼體計算長度約為400mm

②計算受均布外壓作用的短圓筒的許用外壓[P]

由==37>20可知，殼體屬于薄壁圓筒。

又=≈2.162

由、的值從圖3-4查得系數A=2.7

圓筒材料為碳素鋼，根據系數A的值和設計溫度從外壓圓筒剛度設計圖可查得B=38

則圓筒許用外壓可按下式計算：[P]= （3-35）

代入數值算得[P]==1.027MPa

因為冷凝器內部為真空，所以設計外壓即為大氣壓力。設計外壓=0.1MPa

3.2.3 管箱和封頭的設計

（1）冷卻水管管徑r：單程冷凝管截面積總和=9×π×0.0062

由πr2=9×π×0.0062得r=20

為了減小冷卻水流動阻力，取內徑=26mm，外徑=30mm

冷卻水管采用插入式焊接結構，一般要求接管不得凸出于殼體內表面[5]

（2）確定管箱深度：管箱深度L不能大于由H查表得到的Lmax的值：H≈175×sin20°=164mm；由H查表得Lmax=270mm

這里取管箱深度為90mm符合要求，管箱的厚度及內外徑與殼體相同

（3）分程隔板。

分程隔板連續焊接在管箱壁上，其高度應當貫穿整個管箱高度，隔板的最小厚度與管箱直徑有關。根據管箱直徑，由TEMA標準查得隔板最小厚度為9.53mm，所以取10mm。

3.2.4 管板和法蘭

（1）管板是管殼式冷凝器的一個重要元件，它除了與管子和殼體連接外，還是換熱器中的一個主要受壓元件，當管板與冷凝管采用脹接結構時，其厚度應滿足GB151-1999脹接時管板最小厚度的要求。

于是由冷凝管直徑可求得管板厚度為10mm，本設計采用的是固定式管板期延長部分兼作法蘭，由法蘭標準知，法蘭厚度取5mm。

（2）冷凝管外伸長度：脹接時接管最小外伸長度應滿足GB151-1999換熱管外伸長度要求，取接管外伸長度為3mm。

3.2.5接管最小位置的計算

殼程接管最小尺寸L1≥+（b-4）+Cmm（3-36）

L1-殼程接管最小位置尺寸，d-接管外徑，b-管板厚度，C-管外壁至管板與殼體連接焊縫之間的距離。這里取C≥4S（S為殼體厚度）且≥30mm。

因為本設計中4S=20mm

（1）進氣孔最小位置的計算[6]

首先計算進氣孔大小：

①計算冷劑蒸汽密度

由克拉伯龍方程式PV=nRT得：PV=mRT/M（3-37）?PM=ρRT（3-38）?ρ=RT/PM （3-39）

P-壓強，Pa

V-氣體體積，m3

n-氣體摩爾數，mol

M-氣體摩爾質量，g/mol

ρ-氣體的密度，kg/m3

R-氣體常數，m3/（mol·K）

T-絕對溫度，K

代入數值，得ρ=≈0.02kg/m3

②由蒸汽的合理流速計算進氣孔半徑r

已知冷劑蒸汽循環量D=5.08kg/h，又知冷凝器中氣體合理流速為（3～15）m/s，取流速v=15m/s，由=πr2v （3-40）

代入數值算得 r=0.015m=15mm

由公式（3-36）得L1≥+（10-4）+30=51mm

（2）岀液孔最小位置的計算

出液孔接U形管，其外徑為10mm，內徑為8mm

由公式（3-36）得：最小位置≥+（10-4）+30=41mm

管箱接管最小位置可按下列公式計算L2≥+hf+C （3-41）

L2-管箱接管位置最小尺寸，mm；hf-管箱法蘭厚度，mm

由公式（3-41）得：L2≥+5+30=50

3.2.6 折流板的設計

折流板的形式有弓形折流板、圓盤-圓環形折流板和矩形折流板。弓形折流板有單弓形雙弓形和三弓形，本設計中采用上下排列的單弓形折流板

（1）管孔尺寸計算

由GB151-1999查表得管孔徑d1應比冷凝管外徑d大0.7mm

d1=d+0.7mm=14.7mm （3-42）

（2）弓形缺口高度h

折流板弓形缺口的高度應使流體通過缺口時與橫向流過管束時的流速相近。缺口大小用切去的弓形弦高占殼體內直徑的百分比來確定。實驗證明當h=20%Di時，在給定的壓力降情況下，能提供最高的傳熱速率，所以認為它是最佳折流板缺口高度[7]

則h=20%Di=20%×175=35mm

冷凝器中的折流板還應在最低處開通液孔，以保證全部冷劑水能順利進入蒸發器

（3）折流板厚度。

折流板最小厚度按GB151-1999折流板最小厚度表選取，根據公稱直徑，由表查得最小厚度為3mm。

（4）折流板的布置。

折流板的布置一般應使管束兩端的折流板盡可能靠近殼程進出口接管，其余折流板按等間距布置，靠近管板的折流板與管板件的距離如圖3-12所示，其尺寸可按下式計算：

l=（L1+）-（b-4） （3-43）

L1按照公式（3-36）計算； B2-防沖板長度，當無防沖板時，可取B2=di，di為接管內徑。

1—折流板；2—防沖板

圖3-1 折流板與管板間距

由公式（3-43）計算進氣孔一側折流板與管板距離：

l1=（L1+）-（b-4）=（51+）-（10-4）=60mm

出液孔一側折流板與管板距離：l2=（L1+）-（b-4）=（41+）-（10-4）=39mm

其余的折流板按等間距布置，設其間距為x，則由幾何知識得：l1+ l2+4t1+3x=410mm （3-44）

t1-折流板厚度，mm

由公式（3-44）得：x= （3-45）=≈100mm

（6）折流板外徑d0的確定。

折流板的外直徑應當與殼體內徑保持適當的間隙，間隙過小裝配困難，間隙過大則會影響傳熱效果，間隙的大小應符合GB151-1999折流板外徑及允許偏差表格規定。

由表知，折流板外直徑：d0=Di-2.5mm（3-46）=175mm-2.5mm=172.5mm

3.2.7 拉桿的設計

（1）拉桿的結構型式

折流板一般用拉桿和定距管連接在一起，當冷凝管外徑小于或等于14mm時，采用折流板與拉桿點焊在一起而不用定距管，如圖3-2所示。

圖3-2 拉桿的點焊結構

（2）拉桿的直徑：因為采用點焊結構，所以拉桿的直徑dn應與冷凝管外徑d相等，即

dn=d=14mm

（3）拉桿的數量及布置：拉桿應盡量均勻布置在管束的外邊緣，且每個折流板應不少于3個支撐點，所以選取拉桿數量為四根。

4.冷凝器的三維模型

根據以上計算，可設計出臥式管殼式水冷冷凝器。該系統將管殼式冷凝器和外螺紋強化換熱冷凝管結合起來，充分結合了兩者的優點，即換熱面積大，冷卻效果好。

4.1總體結構

管殼式冷凝器主要由殼體，管板，折流板，冷凝管和端蓋組成，殼體是用鋼板卷焊成的圓柱體，殼體兩端各焊一塊管板，管板上脹接一系列的冷凝管束。兩端蓋通過法蘭與殼體連接并用橡膠墊密封。工作時，高溫高壓的制冷劑蒸汽由進氣管進入殼體和管束間的空隙，在管束外表面冷凝成液體后由殼體下部的U形管引出，經U形管節流后進入蒸發器蒸發吸熱，達到制冷目的。冷卻水由下部的進水管進入冷凝器，由于端蓋上隔板的作用被分成兩個流程按順序流動，最后由端蓋上部的出水管流出，并帶走冷劑蒸汽放出的熱量，冷卻水流經螺旋盤管降溫后重新由進水管進入，循環使用，以達到節水目的。

4.2 各主要部分的結構及作用

（1）端蓋的結構如圖4-3和圖4-4所示

圖4-3 左端蓋 圖4-4 右端蓋

左端蓋由殼體、一個冷卻水進水管、出水管和隔板構成，冷卻水由下部的進水管進入，從冷凝管中流過，然后由上部的出水管流出。當冷凝器所需的換熱面積較大，而管子又不能做的太長時，就要增大殼體直徑，以排列較多的管子。此時可將管束分程，使流體依次流過各程管束。左端蓋中隔板的作用就是將冷卻水分為兩個程數，從而提高了管程冷卻水流速，增加了傳熱效果。右端蓋相當于一個冷卻水中轉站，可保證流入各冷凝管的水量大體相等。

（2）折流板

為了增加殼程流體的流速，提高殼程的傳熱膜系數，在殼體內加裝了折流板，如圖4-5所示，同時折流板對于臥式冷凝器的冷凝管具有一定的支撐作用，加裝折流板有利于緩解冷凝管的受力狀況和防止液體流動誘發振動。雖然設加裝折流板也有一定的弊端，例如增大了氣體流動的阻力，能產生換熱死角等，但是綜合考慮，還是利大于弊。

圖4-6 折流板的結構

這里采用的是單弓形折流板。折流板缺口上下布置，下折流板下部開有通液孔，以使全部制冷劑能順利從出液孔流出，折流板的安裝與定位是通過拉桿來實現的，折流板與拉桿點焊連接。

（3）U形管

U形管結構見圖4-7。因為冷凝器與蒸發器之間要保證一定的壓差，這里U形管就起節流降壓的作用，保證整個制冷系統正常運行，另外U形管上還裝有流量計和閥門，以控制冷劑水的流量。

圖4-7U形管 圖4-8外螺紋冷凝管

（4）冷凝管

為增強強化換熱效果，這里采用外螺紋強化換熱管，如圖4-8所示，管外表面為螺紋，這樣大大增加了傳熱面積，強化了管外傳熱；同時，外螺紋冷凝管還能對殼程氣體流動產生一定的阻力，減小氣體流動速度，增加換熱時間，從而使傳熱效果進一步增強；另外，外螺紋管對污垢的防止和清除效果也比光管要好得多。

（6）管板

固定式冷凝器兩塊管板與殼程圓筒焊接在一起，其周邊延伸作為法蘭，這種管板的作用一是固定冷凝管和拉桿，二是將殼體與端蓋連接起來。其結構如圖4-9所示。

圖4-9 固定式管板

【參考文獻】

[1]彥啟森.空氣調節用制冷技術.北京：中國建筑工業出版社，1993.

[2]朱聘冠.換熱器原理及計算.北京：清華大學出版社，1985.

[3]溴化鋰吸收式制冷技術及應用.機械工業出版社，1996.10.

[4]林宗虎.強化傳熱及應用.西安：西安交通大學出版社，1987.

[5]陳常青.低溫換熱器.北京：機械工業出版社，1986.

篇8

摘 要：結合工程實踐經驗，對暖通空調中的水系統施工安裝簡要的闡述。同提出了施工中的工程質量的保障提出了相應的控制措施。為今后類似工程提供參考依據。

關鍵詞：暖通空調；水系統；施工；質量控制；措施

1 引言

在暖通空調中的水系統里是走水，即冷凍水，供水溫度7℃，回水溫度12℃，供給風機盤管和空氣處理機組使用。暖通空調中的水系統主要分類如下。

（1）冷凍水系統。冷凍水系統由冷水機組的蒸發器、冷凍水泵、膨脹水箱和冷凍水管路等構成，其作用是將冷源（或熱源）提供的冷水（或熱水）輸送至空氣處理設備。通常情況下，夏季供冷時冷水機組出水溫度7℃，經換熱后，回水溫度12℃；冬季供熱時，熱源設備提供55~60℃C熱水。

（2）冷卻水系統。當冷水機組或獨立式空調機組采用水冷式冷凝器時，應設置冷卻水系統。冷卻水系統由冷水機組冷凝器、冷卻水泵、冷卻塔和冷卻水管路等構成，其作用是將冷水機組冷凝器產生冷凝熱通過冷卻塔排放到大氣中。通常情況下，冷卻水供水溫度32℃，回水溫度37℃。

（3）冷凝水系統。冷凝水系統是指排放空氣處理設備表冷器因結露形成冷凝水的管路系統。冷凝水管道宜采用聚氯乙烯塑料管或鍍鋅鋼管，不宜采用焊接鋼管。

（4）閉式系統和開式系統。閉式系統管路系統不與大氣相接觸。閉式系統水泵能耗低，管路與設備受腐蝕的可能性小，系統簡單，但由于系統的補水需要和為滿足由于溫度變化時體積膨脹的需要，閉式系統需要設置膨脹水箱。由于開式系統的管路與大氣相通，所以循環水中含氧量高，容易腐蝕管路和設備，水質容易被空氣中的污染物如灰塵、雜物、細菌等所污染，而且蒸發量大。與閉式系統相比，開式系統的水泵壓頭比較高，不僅要克服管路的沿程和局部阻力損失，還需要增加克服靜水壓力的額外能量，水泵能耗大。在空調系統中，當采用風機盤管、誘導器等表面冷卻器冷卻空氣時，冷凍水系統一般為閉式系統；當采用噴水室冷卻空氣時，冷凍水系統屬于開式系統。而空調冷卻水系統、冷凝水系統一般為開式系統。

2 暖通空調水系統安裝技術控制

2.1 支管安裝技術控制

空調設備的配管安裝應在空調設備安裝就位之后進行。

（1）空調機組的配管。空調機組的表冷器可并聯使用，也可以串聯使用。若表冷器或加濕器對空氣氣流方向是并聯的，則冷熱水管也應并聯連接；反之，應為串聯連接。空調機組與冷凍水供、回水的連接應按產品技術說明進行，無說明時，應保證空氣與水流的逆流換熱，冷凍水水管一般應采用下進上出的方式。空調機組表冷段的配管方式有多種，施工時需要根據設計要求進行配管和管路上各類閥門的選配。為了有利于提高表冷器與空氣的熱冷交換效果，冷凍水的進水管應在表冷器的下側接入，回水管在表冷器的上側接出。在空調機組冷凍水進出水管路上應設置便于調節、檢修和啟閉使用的閥門，常用閥門有平衡閥、電動二通閥、合流電動三通閥、蝶閥等。三通調節閥有合流三通閥和分流三通閥之分，合流三通閥安裝在冷凍水回水管，分流三通閥安裝在供水管上，合流三通調節閥的接管方式采用分流式三通調節閥的接管方式也有，但很少采用。

（2）風機盤管的配管。風機盤管管路有兩管制、三管制和四管制，應根據設計確定。下面以兩管制為例，介紹風接自來水機盤管的配管。風機盤管供、回水支管需根據設計要求設置軟性接頭、閥門、過濾器等。風機盤管供回水閥以及水過濾器應靠近風機盤管機組安裝，機組與支管連接時應有減振措施，宜采用彈性接管或軟接管，其耐壓值應大于或等于供、回水支管與風機盤管機組多采用不銹鋼軟管連接，冷凝水支管與風機盤管機組多采用透明塑料軟管連接。安裝時，軟管連接不應有死彎或癟管現象。供、回水支管安裝坡度和坡向應正確，若出現高點或出現局部高點，應設置排氣閥排氣。冷凝水水管坡度不小于1%，坡向應有利于冷凝水的排出，應保證水盤無積水現象。風機盤管通水應在其供、回水支管水沖洗達到要求后再進行。

（3）水泵的配管。水泵應按設計圖要求安裝。一般情況下，每臺水泵吸入管、壓出管與泵體連接處，應設置可撓曲軟接頭或其他減振裝置。可撓曲軟接頭、減振裝置可以降低和減弱水泵的振動和噪聲傳遞。球型橡膠減振軟接頭的工作壓力一般按lMPa考慮。為了便于水泵的檢修，在水泵的吸入管和壓出管上應分別設置進口閥和出口閥，以利于關斷時使用。對于進口閥，在通常情況下它是全開的，通常采用的是流動阻力小的手動閘閥。對于出口閥，由于啟閉比較頻繁，會選用電動、液動或氣動閥門。出口閥除了水泵在檢修時的關斷作用外，它有調節流量的作用，對于空調水彩用蝶閥或截止閥，因為這種閥門在系統啟動時能緩緩打開，可以防止因水快速流動而造成整個管路系統發生顫振現象。此外，水泵的出水管、吸水管上還應設置安裝壓力表的短管，短管長度150~200mm。壓力表前安裝表彎和旋塞閥。

（4）冷水機組的配管。施工時需要根據設計要求進行配管和管路上各類閥門的選配。一般情況下，每臺冷水機組的冷凍水、冷卻水供回水與機組連接處，應設置可撓曲軟接頭或其他減振裝置，以降低和減弱機組的振動和噪聲傳遞。在冷凍水、冷卻水供回水管路上應設置便于調節、檢修和啟閉使用的閥門和檢測用的壓力表和溫度計或溫度、壓力傳感器。為了防止管路內雜質阻塞冷水機組的蒸發器和冷凝器，在冷凍水和冷卻水進入冷水機組的管路上可設置水過濾器。

2.2 冷凝水管安裝

冷凝水管管材通常采用聚氯乙烯塑料管或鍍鋅鋼管。冷凝水管徑應按設計要求選用，一般情況下直接與空調器接水盤連接的冷凝水支管管徑應與接水盤接管管徑一致，冷凝水干管管徑通常通過冷凝水的流量計算確定。采用鍍鋅鋼管時，注意按設計要求采用防結露措施。采用聚氯乙烯塑料管時，一般可以不設防結露的絕熱層。冷凝水管安裝時，應就近接入的衛生間、地漏等處進行排放，其水平管長度不宜過長，彎頭不宜過多。冷凝水管安裝應保持一定的坡度，設計無規定時，水平于管坡度宜大于或等于8‰，水平支管宜大于或等于1%。冷凝水水平干管始端應設置清掃口。冷凝水管與設備連接處應設置軟管接頭，一般軟管接頭長度不超過150mm為宜。冷凝水排放管接入排水管時應設置存水彎，冷凝水排放管接入污水管時應有空氣隔斷措施，冷凝水排放管不得接入雨水管和其他有壓管道。當空氣調節設備的冷凝水盤位于機組正壓段時，冷凝水盤的出水口應設置水封；位于機組負壓段時，冷凝水盤的出水口應設置水封，水封高度應大于冷凝水盤處的正壓或負壓值。組合式空調機組表冷器冷凝水排放水封設置方法詳見組合式空調機組配管的相關內容。

3 暖通空調水管施工質量控制措施

（1）空調工程水系統的設備與附屬設備、管道、管配件及閥門的型號、規格、材質及連接方式應符合設計規定。檢查數量：按總數抽查10%且不得少于5件。檢查方法：觀察檢查外觀質量并檢查產品質量證明文件、材料進場驗收記錄。

（2）管道安裝應符合下列規定。隱蔽管道在隱蔽前必須經監理人員驗收及認可簽證。焊接鋼管、鍍鋅鋼管不得采用熱城彎。管道與設備的連接，應在設備安裝完畢后進行，與水泵、制冷機組的接管必須為柔性接口。柔性短管不得強行對口連接，與其連接的管道應設置獨立支架。冷熱水及冷卻水系統應在系統沖洗、排污合格，再循環試運行2h以上且水質正常后才能與制冷機組、空調設備相貫通。固定在建筑結構上的管道支、吊架不得影響結構的安全。管道穿越墻體或樓板處應設鋼制套管，管道接口不得置于套管內，鋼制套管應與墻體飾面或樓板底部平齊，上部應高出樓層地面20~50mm，并不得將套管作為管道支撐。保溫管道與套管四周間隙應使用不燃絕熱材料填塞緊密。檢查數量：系統全數檢查。每個系統管道、部件數量抽查10%且不得少于5件。檢查方法：尺量、觀察檢查，旁站或查閱試驗記錄、隱蔽工程記錄。

4 結語

綜上所述只要我們合理施工規范安裝、靈活管理，暖通空調水系統就一定能發揮出它既有的經濟、節能、環保等優點。

參考文獻

［1］李鄭波，陳民治.中央空調水系統安裝問題淺析［J］.機電信息，2010，（36）:3535.

篇9

【關鍵詞】：制冷裝置冷凝器系統經濟性性能

【Abstract】: Condensing system is an important part of the refrigeration unit, it can be based on the conditions of use, use environment and to determine the load of the compressor. Refrigeration unit energy consumption indicator is primarily determined by the refrigeration system, the condenser system, so a reasonable choice for saving water and electricity consumption is very important. Different ways through the condensing system performance and economy to compare the results obtained for different environments condenser choose a better guide.

【Keyword】: refrigeration unit, condenser system, economy, performance

中圖分類號：TB6 文獻標識碼：A 文章編號：

【正文】：

冷凝系統是制冷裝置的重要組成部分。制冷系統冷凝溫度的高低能夠直接影響系統的性能。按照冷卻介質和冷卻方式的不同，一般將冷凝器分為三種：水冷式冷凝器、空冷式冷凝器和蒸發式冷凝器。水冷式冷凝器的主要特點是技術比較成熟，應用的范圍比較廣泛，并且結構緊湊，使用起來方便，性能較穩定，但是衰減較快，其效率并不是很高，而且還需要配備循環水系統。風冷式冷凝器的主要特點是它的性能比較穩定，不過其體積大，設備的成本高，運行壓力高，而且傳熱系數很低，效果差。蒸發式冷凝器的特點是它能夠將冷凝器、冷卻塔、水泵及泵房、循環水池集于一體，緊湊的結構使其占地面積較小，所以其投資比較少，而且使用中的維修方便，性能可靠穩定，節水節電明顯，運行壓力低。

在20世紀90年代前，我國開始建造各類的冷庫，水冷式冷凝器使用的比較廣泛，并且立式水冷式所占比較大，同時也有少量的風冷冷凝器。20世紀90年代以后，特別是在最近幾年新建設的冷庫，蒸發式冷凝器應用的比較多。

一、冷凝系統的形式及結構

1、冷風式冷凝系統

風冷式冷凝系統是由翅片管和風機所構成的。它不消耗水只需要電能。采用風冷式冷凝系統的制冷裝置的冷凝溫度可用下式表示:

tk=tw+(8~12)℃

其中：tk為冷凝溫度，℃，tw為室外溫度，℃

從上面的公式可以看出，室外溫度對于風冷式冷凝器的冷凝溫度的影響比較大。由于風冷式冷凝器沒有水泵和水塔，因此用電用水消耗少，但其冷凝溫度高致使其冷凝壓力必然增加，從而使壓縮機的軸功率增大，因此總體的耗電量也就增大。

2、水冷式冷凝器

水冷式冷凝器由外部殼體、內部冷卻器體兩部份構成，外部殼體由筒體、分水蓋和回水蓋構成。并且設有進、出油管和進、出水管，并附設有排油、排水、排氣螺塞、鋅棒安裝孔連溫度計接口等。

在實際的工作中，分水器被卻塔下來的水冷所淹沒，從而使得與制冷劑換熱后形成的水蒸汽在沿管子上升的過程中與被水冷凝成水珠落下，從管子頂部排出的水蒸氣占很少的部分。所以冷卻塔是主要消耗水的部分。

水冷式冷凝器耗水和電的主要部分是冷卻塔和水泵，受冷凝溫度對于壓縮機的軸功率影響較大。

3、蒸發式冷凝器

蒸發式冷凝器主要是由軸流風機、電子水除垢儀、噴淋嘴集氣囊、PVC換熱片、冷卻管組、高效脫水器填料集水槽、收水器、水泵、箱體等部件組成。

其作用原理是：制冷系統中壓縮機排出的過熱高壓制冷劑氣體，在經過冷凝排管后，致使高溫氣態的制冷劑與排管外的噴淋水和空氣進行熱交換。就是說，氣態制冷劑由上口進入排管后自上而下漸漸被冷凝為液態制冷劑。引風機的較強風力使噴淋水均勻且完全地覆蓋在盤管表面，水借助風勢，很大的提高了換熱效果。溫度已經升高的噴淋水一部分變為氣態，借助水的汽化潛熱被風勢帶走大量的熱量，熱氣中的水滴在高效脫水器被截住，與其余的吸收了熱量的水，落到PVC淋水片熱交換層中，被流過的空氣冷卻，溫度降低，進入水箱，再經循環水泵繼續循環。蒸發到空氣中的水分由水位調節器自動補充。

運行原理是：集水槽中的水被水泵輸送到蒸發式冷凝器頂部的噴淋管，經噴嘴噴淋到冷凝排管的外表面形成特別薄的水膜，水膜中的部分水吸熱后蒸發為水蒸氣，其余部分落入集水槽中，供水泵循環使用。

軸流風機使空氣從頂部和側壁下部被吸入流經盤管，填料、飽和熱濕空氣則被排到周圍大氣中，熱濕空氣中夾帶的部分水滴通過收水器截留，有效地控制水滴飄散損失，散失致大氣中的水蒸氣在系統中由浮球閥控制補充冷卻水。

二、冷凝裝置冷凝器系統的優化設計原則

制冷裝置是由多個部件構成的，制冷裝置的匹配意味著其各部件必須在相同的流量下工作，工況才能穩定。從各部件的靜態特性曲線上看，其匹配點就是各部件靜態特性曲線的交點，如要實現最佳匹配，必須綜合考慮制冷裝置的效率、運行費用、設備的壽命及結構參數等因素。

1、保證制冷裝置穩定運行

匹配的首要問題是穩定性，匹配首先要保證制冷裝置運行穩定，避免制冷裝置在供液、壓力及溫度等方面中出現不平衡，即產生振蕩。而制冷裝置匹配與否，須在運行中驗證。所以，穩定性問題又是動態問題。

2、保證制冷裝置效率與經濟性最高

制冷裝置設計除了保證穩定運行外，還應根據優化原則，找出制冷裝置及各部件均能滿足的參數條件，以使制冷裝置保持在最高效率下運行，并獲得最佳經濟性.根據優化理論，制冷裝置的優化設計是在一定約束條件下實現規定目標函數的優化問題，即保證制冷裝置穩定運行條件下，尋求最高效率的條件。它一般由目標函數、優化變量、約束條件和優化算法四部分組成。對制冷裝置而言，必須綜合考慮設備的投資及運行費用，解決制冷裝置的結構參數和運行參數最優化問題，從而滿足熱效率和經濟性的最優化。

三、實驗性能分析

在結構特征，傳熱介質，換熱方式方面，不同類型的冷凝器具有不同的特征：風冷式為空氣顯熱換熱，水冷式為水流顯熱換熱，蒸發式冷凝器空氣顯熱和水的蒸發潛熱換熱，換熱冷卻性能就有顯著的差異。

Goswami在1993年曾經對風冷式冷凝器做過實驗研究，2001年Hwang在對開式熱泵系統風冷式冷凝器和新型蒸發式冷凝器進行實驗比較分析，實驗發現新型蒸發式冷凝器比風冷式冷凝器產熱量大7.9%，COPh大21.3%。2004年M.Hosoz通過實驗研究三種冷凝器的性能，作者借鑒他的思路設計三套采用三種不同冷凝器的溴化鋰制冷系統來實驗，實驗系統大部分設備是一樣的，其中一套采用殼管式水冷式冷凝器，另一套是風冷式冷凝器，還有一套是逆流蒸發式冷凝器相當于一個冷卻塔，水泵，殼管式冷凝器，此蒸發式冷凝器高效傳熱盤管采用橢圓無縫管，高效水分配置系統。三套設備放在同一房間，房間的溫度和濕度可以由通入房間的空氣進行調節，實驗運行在相同的蒸發壓力、蒸發溫度、冷凝溫度和環境條件下，采用電壓縮制冷。物理數據測量包括溫度、壓力、質量流量，另外還有電壓、電流測量。用J型熱電偶、耐震壓力表測量系統四大主設備的進、出口溫度和壓力，制冷劑流量測量使用電磁流量計，冷卻水流量使用轉子流量計。

實驗主要通過比較冷凝器的散熱速率、散熱系數、系統制冷量、制冷系數，來對比三種不同方式的制冷器，通過實驗測量值計算得結果如下：

（1）水冷式冷凝器和蒸發式冷凝器制冷系統在于冷凝器傳熱性能優良的冷卻介質上具有較好的優越性。

（2）在散熱性能方面，蒸發式冷凝器比水冷式好，水冷式冷凝器制冷系統制冷系數和制冷數量比蒸發式冷凝器系統大，但蒸發式冷凝器單位制冷量成本最低，性能最優越。

【結語】：

通過本文的研究可知，風冷式冷凝器運行起來的維護比較簡單，初期設備投資少，比較適合在水資源缺乏的地區使用；與空冷式冷凝器相比較，在節能和節省冷卻水方面，蒸發式冷凝器比較占優勢，同時蒸發式冷凝器占地面積比較少，系統性能比較優越；水冷式冷凝器適用于冷凝負荷較大，環境的溫度較高的場所。

【參考文獻】

[1]莊友明，蒸發式冷凝器和水冷式冷凝器的能耗比較及經濟性分析[J].制冷，2001，(01)：48-51。

[2]商業部設計院.冷庫制冷設計手冊[M].北京:農業出版社1988。

[3]陳芝久，蔣文強.制冷蒸發器與熱力膨脹閥調節回路穩定性分析[J].上海交通大學學報，1990，24(2)：48~52。

[4]陳芝久，闕雄才，丁國良。制冷系統熱動力學[M].北京:機械工業出版社，1998

[5]劉洪勝，孟建軍，陳江平等。家用中央空調機組用蒸發式冷

篇10

1、冷凝器的作用就是換熱，簡單地講就是將在室內吸收到的熱量通過冷凝器放到室外。具體的原理是：壓縮機工作排出的高溫、高壓的氣體制冷劑，經過室外機軸流風機將冷凝器中制冷劑熱量散熱帶走，制冷劑被冷卻由高溫向常溫轉化的過程，即變為常溫，由氣體向液體轉化的過程，即變為液體。但散熱冷凝后的制冷劑高壓壓力不變（冷凝器內冷卻后的制冷劑為常溫、高壓液體）。

2、根據冷卻介質和冷卻方式的不同，冷凝器可分為水冷式冷凝器、風冷式冷凝器和蒸發器式冷凝器三種。其中水冷式冷凝器又分為立式殼管冷凝器、臥式殼管冷凝器和套管式冷凝器。

（來源：文章屋網 ）