核动力装置主汽轮机组的设计

1、船舶核动力汽轮机组的设计 摘 要本文对船舶核动力主汽轮机组进行分析研究。对核动力船舶在正常运行时加本文对船舶核动力主汽轮机组进行分析研究以实时分析，得出核动力在船舶上应用的优缺点。汽轮机组作为其重要的组成部分也必须加以改进以满足核动力船舶在实际应用中的需求，其整体布局采用单机双缸、单缸双机两种类型。核动力汽轮机绝大多数使用饱和蒸汽进行工作，饱和蒸汽对核动力汽轮机的设计和运行带来很多不利影响，给主汽轮机组的建造带来了挑战。讨论了核动力船舶蒸汽参数受到的各种制约因数，确定了机组的设计安全性与经济性的关系。重点计算了汽轮机组的流量与功率的关系，冷凝器中冷凝温度随负荷的变化关系。 关键词: 船舶核动力

2、; 汽轮机；蒸汽参数；负荷计算 Abstract This paper nuclear-powered steam turbine units ship were analyzed. In the normal operation of nuclear-powered vessels to add this ship nuclear-powered steam turbine unit analysis, it is concluded that nuclear power in real-time analysis the advantages and disadvantages of th

3、e application on the vessel. Steam turbine as its important parts also must be improved to meet the nuclear-powered vessels in practical application, the overall layout demand by appling dual machine, single single cylinder two types. The nuclear-powered steam turbine most use saturated steam, satur

4、ated steam turbines for the design and operation nuclear-powered brings many adverse effects, to the construction of the steam turbine unit brings challenges. Steam parameters are discussed by nuclear-powered vessels of the various restricted factor of the unit, to determine the safety and economic

5、relationship design. The key calculated the steam turbine flow and power in the relationship, condenser temperature changes with load condensation relationship. keywords: Shipping nuclear-powered; Steam turbine; Steam parameters; Load calculation 目 录摘 要I AbstractII目录III1绪论11.1概述11.2船舶和动力主汽轮机组设计的现状31

6、.3本文工作的目的和意义31.4本文研究的主要内容42汽轮机的介绍53主汽轮机组的设计10 3.1 汽轮机组的特点103.2 蒸汽参数设计113.3汽轮机装置的部分负荷特征114结论18致谢19参考文献20 核动力装置主汽轮机组的设计1.绪 论11概述 船舶核动力装置以原子核裂变能作为推进动力，它包括核反应堆，为产生功率推动船舶前进所必须的有关设备以及为提供装置正常运行，保证对人员健康和安全不会造成特别危害的那些结构、系统和部件。1955年4月，世界上第一艘核动力船舶美国核潜艇“ 鹦鹉螺”号(Nautilus)正式编队下水服役。为了建造这艘核潜艇的动力装置SW,美国提前五年(1950年8月)在

7、爱德华（Idaho）州兴建了陆上模式堆SW，这就是世界上的第一个核动力装置。从那时起到现在的近五十年时间里，世界上以先后有近五十个国家的约470多艘采用核动力推进的潜艇、水面舰艇、客货商船、矿砂船、破冰船等，相继游弋阔的海洋上。事实充分说明，船舶在使用核动力装置以后，船舶推进能源就又进入了一个崭新的阶段。可以肯定，随着核能事业的发展，大规模建造核动力舰船，将会成为有关各国船舶业今后十分关注的发展方向。从1939年人类具有划时代意义的原子核裂变现象发现，核能的利用事实上就已经成为现实。用中子去轰击铀核，被轰击的原子核分裂成俩办的同时，放出了大量能量的事实，引起了科学技术界的极大震动。多少科学家和

8、工程技术人员，开始思考着早日建造出一种能用在水中、陆上和空中推进的新型动力装置来。为什么人们对核能的应用有着如此浓厚的兴趣呢?这是由于核能有其他能源无法比拟的优点。首先，核能最根本的特点就是有极高的能量密度。1公斤的可裂变物质铀完全分裂所产生的能量，大约相当于2800吨优质煤或2100吨燃油充分燃烧后所得到的能量。例如，一艘推进功率为7.4万千瓦的大型快速船，若采用常规动力装置，全速航行1小时大约消耗35吨燃油，而采用压水堆核动力装置，则仅消耗17克得铀-235核燃料。装载少量的核燃料，提供极大的续航力，对于增加船舶吨位和提高船舶航速来说，其经济上的优越性也是十分重大的。除了有很大的续航力这个

9、优点外，由于核反应与燃烧反应不同，核裂变过程不依赖氧气，核动力装置不需要像常规动力那样不断地向动力装置输送氧气。因而用它作潜艇动力是非常适合的并且有着无可比拟的突出优点。核动力用作船舶推进的第三个优点是功率大。在要求船舶具有较高的平均航速和较大的续航力情况下，由于核动力装置不需要携带大量的燃料，总的重量尺寸与相同功率水平的常规动力装置相比不笨重。常规动力装置在最大功率下的运行时间，因为燃料消耗过多而总是受到限制，每次出航，船长做出满功率运行的决定时都不得不慎重考虑。但对于核动力舰船来说，由于反应堆堆心核燃料具有极高的功率密度，对满功率航行的限制已失去意义。核动力舰船航行实践说明，已经量多的时间

10、按满功率或者接近满功率进行工作是合理的。此外，由于功率大、耗用燃料少，使得核动力装置在核燃料的供应、运输和装载量等方面具有优越性。除舰艇而外，就是对其他具有专门特殊使命要求的各种船舶来说，也十分吸引人。列如，对于要求具有大功率的破冰船和具有大吨位的矿砂船、运油船、集装箱运输船等，都极为适宜选取核反应堆作为他们的推进动力源。核动力装置的第四个优点是，与锅炉蒸汽轮机动力装置相比，其运行性较为稳定，且又易于控制，其负荷跟特性也比较好。尤其是压水反应堆动力装置所固有的那种特殊的负温度效应的自调节特性，能够使反应堆装置迅速地随着汽轮机进气阀开度变化而自动跟踪调节。这一点提高了核动力装置的可操作性，对于核

11、动力装置的控制十分有利。今后，随着船舶自动控制水平的提高，还可以进一步改进核动力装置的起动和停堆的操作技术。在核动力装置实现完全自动化后，也将像90年代先进的核电站一样，整个装置的操作管理人员减少，同时减少操作误差几率。反应堆作为船舶推进动力所具有的有点事突出的。但是，任何事物都应该一分为二。核能利用这项发展中的新技术，在给人们带来利益的同时，也会引起某些危害。例如，核燃料的放射性污染就是一个客观存在的危险。特别是在船上这样一个有限空间的生活环境里放射性多船员身体的损害，船员所受的容许放射性剂量的远期效应等等，都应该作为核动力装置设计中高度重视的问题。尽管现今核能技术的进步和放射性设备的机械制

12、造工艺水平，以能保证船舶核动力装置安全运行，能够避免发生较严重的事故，然而，放射性安全返防护的各种措施，始终应该作为我们关注的焦点。为防患于未然，在设计中应该考虑尽可能完善放射性安全措施，其中包括对船员人体的安全防护、对船舱室环境的安全防护，对船舶停泊港口与沿海航行水域的安全防护。这样做，尽管增加了一些船舶吨位，但是与整个动力装置的重量，尺寸相比较，仍然无损于核动力装置所具有的优点。时间已经表明，由于核燃料能量大，船舶上时间航行而不需添加燃料基本可以补偿核动力装置及其附属设施的重量。船舶吨位愈大，船舶推进功率愈大，核动力装置这一特点也愈显突出。所以，总的说，大功率船舶采用核动力装置是合适的，而

13、潜艇用核动力的优越性更加显而易见。这些年来，全世界广泛采用核动力装置，核动力推进船舶能够较快发展就是最好说明。1.2船舶核动力汽轮机组设计的现状核动力舰船现在大部分采用齿轮减速直接推进方式，主汽轮机组有主汽轮机、冷凝器和齿轮减速器三大部分组成，称为汽轮-齿轮机组。主汽轮机组划分为单机双缸、单缸双机两种类型 。 在单机双缸方案中，主汽轮机有串联运行的高压缸和低压缸组成，蒸汽发生器出口的新蒸汽通过主蒸汽管道送至高压缸，在高压缸内膨胀做功后排出的蒸汽进入汽水分离器，将蒸汽中的绝大部分水分除去，然后送入低压缸内继续膨胀做功，低压缸排出的乏汽送入主冷凝器中冷凝。汽轮机高、低压缸发出的功率经齿形联轴节传递

14、给齿轮减数器，有齿轮减数器将转数降低后，经尾轴系统传递给螺旋桨推进舰船前进。在特殊情况下，高、低压缸均可独立运行，但高压缸的排气需减温减压后才能排入主冷凝器，而低压缸的进气也必须将蒸汽发生器的新蒸汽经节流降压到一定参数水平才能使用。在单缸双击方案中，主汽轮机组包括两台结构相同且相互独立的单缸汽轮机，各自配备有一台凝气。两台汽轮机组发出的功率经齿形联轴节传递给齿轮减数器，在经过轴系传递给螺旋桨。两台单缸汽轮机既可以并联运行，也可以单独运行，提高了主汽轮机组的生命力。低压汽轮机或单缸汽轮机的下汽缸设有大面积方形法兰与冷凝器的喉部相连接，在主汽轮机内部膨胀做功后排出的乏汽进入冷凝器中，被来自舷外的循

15、环冷却水冷却而凝结成水，凝结水经凝水-给水系统送往蒸汽发生器。1.3 本文工作的目的和意义1955年4月，世界上第一艘核动力船舶美国核潜艇“ 鹦鹉螺”号(Nautilus)正式编队下水服役。从那时起到现在的近五十年时间里，世界上以先后有近五十个国家的约470多艘采用核动力推进的潜艇、水面舰艇、客货商船、矿砂船、破冰船等，相继游弋阔的海洋上。事实充分说明，船舶在使用核动力装置以后，船舶推进能源就又进入了一个崭新的阶段。可以肯定，随着核能事业的发展，大规模建造核动力舰船，将会成为有关各国船舶业今后十分关注的发展方向。 核能利用这项发展中的新技术，在给人们带来利益的同时，也给人们带来许多新的挑战。在

16、气候多变的环境下对船舶的安全行提出了高的要求，为了满足舰船的工作、战斗的需要给舰船主汽轮机组的建造必须考虑一下因素:(1)为了保证运输能力和船只的航行速度，汽轮机的重量、尺寸不能太大，有时为了减轻重量，而宁愿在汽轮机效率上稍作让步；(2)必须保证在船体大幅度摆动和强气体冲击下，安全可靠运行；(3)必需保证在功率相差几倍的多种工况都能有效地工作，如额定工况和巡航工况，特别要注意巡航工况的经济性，还要具有快速冷却起动特性。所以本文研究的目的就是讨论核动力船舶住汽轮组的特点为其建造提供思路，给以后的工作、战斗提供可靠的动力支持。1.4本文研究的主要内容基于船舶核动力上的主汽轮机组设计与常规动力主汽轮

17、机组设计的不同，针对于核动力船舶上的特殊情况对主汽轮机组的设计提出了一些特殊要求的研究。课题的主要工作分以下几个部分：首先，讨论了船舶核动力的优缺点；其次，介绍了汽轮机的分类及工作原理；最后，分析了核动力汽轮机组的特点，蒸汽参数的设计及其部分负荷的计算。2汽轮机分类及工作原理1.1 汽轮机发展的概述汽轮机是将蒸汽的热能转变为转子旋转的机械能的动力机械。它具有功率大、转速高、效率高、运行平稳和使用寿命长等优点，因而在现代工业中得到广泛应用。自1883年瑞典工程师拉瓦尔制造成第一台汽轮机以来，汽轮机已有一百多年的历史，近几十年，汽轮机发展尤为迅速。其发展的主要特点是：1) 增大单机功率。2) 发展

18、原子能电站汽轮机。3) 发展燃气蒸汽联合循环电站汽轮机。为了保证汽轮机正常工作，需配置必要的附属设备，如管道、阀门、凝汽器等，汽轮机及其附属设备的组合称为汽轮机设备。在船舶和动力中来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经主汽阀、调节阀进入汽轮机。由于汽轮机的排气口的压力大大低于进气压力，蒸汽在这个压差作用下向排气口流动，其压力和温度逐渐降低，部分热能转换成汽轮机转子旋转的机械能。作完功的蒸汽称为乏汽，从排气口排入凝汽器，在较低的温度下凝结成水。此凝结水有凝结水泵抽出送往蒸汽发生器构成封闭得热力循环。为了吸收乏汽在凝汽器放出的凝结热，并保持较低的凝结温度，必须用循环水泵不断地向凝汽器供应冷却水。由于汽轮机

19、的尾部和凝汽器不能绝对密封，其内部压力有低于外界大气压，因而会有空气漏入，最终进入凝汽器的壳侧。若人空气在凝汽器内积累必使凝汽器内压力升高，导致乏汽压力升高，减少蒸汽对汽轮机做有用的功；同时积累的空气还会带来乏汽凝结放热的恶果。这两者都会导致热循环效率的下降，因而必须将凝汽器壳侧的空气抽出。1.2汽轮机的基本类型1) 按热力过程特性分类(1) 凝汽式汽轮机(N)(2) 背压式汽轮机(B)(3) 调节抽汽式汽轮机(C/CC)(4) 中间再热式汽轮机此外还有乏汽汽轮机、混压式汽轮机以及双压式汽轮机。2) 按工作原理分类(1) 冲动式汽轮机(2) 反动式汽轮机(3) 混合式汽轮机3） 按新蒸汽参数分

20、类(1) 低压汽轮机(2) 中压汽轮机(3) 高压汽轮机(4) 超高压汽轮机(5) 亚临界汽轮机(6) 超临界汽轮机4） 按蒸汽流动方向分类(1) 轴流式汽轮机(2) 辐流式汽轮机(3) 周流式汽轮机5）按用途分类(1) 电站汽轮机(2) 工业汽轮机(G)(3) 船用汽轮机(H)2 汽轮机的工作原理(1) 冲动作用原理(2) 反动作用原理3 汽轮机级的工作原理汽轮机是将蒸汽热能变成转子机械能的装置。组成汽轮机的基本作功单元称为汽轮机级，简称为级。汽轮机级按其组成有单列级和速度级之分，单列级由一列喷嘴和其后一列动叶组成，而速度级则是由一列喷嘴和其后装在同一个叶轮上的两列或三列动叶以及装在汽缸上的

21、一列或两列导向叶片所组成。1) 理想焓降蒸汽流经级作功时，将部分热能转化为机械能，其焓值会降低，用焓降来表示级的作功能力。若在喷嘴和动叶中都发生膨胀，则在喷嘴中的理想焓降为hn，在动叶中的理想焓降为hb,级的理想焓降ht为：hthnhb2) 反动度蒸汽在动叶中的焓降与级的理想焓降之比称为级的反动度：hb/ht100hb/（hnhb）1003) 汽轮机级的类型4) 纯冲动级0，带有反动度的冲动级0.15左右，反动级0.5左右。5) 级内损失：喷嘴损失和动叶损失统称为叶栅损失、扇形损失、摩擦损失、部分进汽损失包括鼓风损失和斥汽损失、漏气损失、湿汽损失、余速损失。4.多级汽轮机从级的工作原理可知，单

22、级的焓降受到限制，单级汽轮机已不能满足大功率的要求，此时将多个单级迭置在一起，就成了多级汽轮机。蒸汽依次在各级中膨胀作功，各级均按照最佳速度比选择适当的焓降，根据总的焓降确定多级汽轮机的级数，这样，既能够利用很大的焓降，又能保持较高的效率。功率稍大的汽轮机都是做成多级汽轮机。1) 节流损失、排汽管的压力损失及轴端漏汽损失。2) 多级汽轮机的特点：(1) 每一级焓降小，使得整个汽轮机的效率保持较高值。(2) 级的直径减小，可相应提高动静叶高度，减少叶高损失。(3) 上一级的余速损失可全部或大部分为下一级所利用，提高了整个汽轮机的效率。(4) 由于重热现象，前级的损失能在后级中部分加以利用，使得汽

23、轮机的效率高于各级的平均效率。(5) 可采用较高的新蒸汽参数，提高循环热效率和汽轮机内效率。(6) 单机功率提高，降低单位功率的设备成本和运行成本。(7) 结构复杂、制造工艺要求高，材料要求高。3）提高汽轮机5汽轮机的变工况 每一台汽轮机都是按照某一特定条件来设计的，当汽轮机在设计条件工作时，不仅效率最高而且安全可靠。但是，由于各种原因汽轮机并不能始终在设计条件下工作，这种与设计条件不相符合的运行情况称为汽轮机的变工况。1）当喷嘴初压不变时，流过喷嘴的流量与背压有关：当背压等于或小于临界压力时，通过喷嘴的流量保持临界流量不变；当背压大于临界压力时，通过喷嘴的流量小于临界流量，且随背压的升高而变

24、小。2）通过喷嘴的临界流量与初压成正比，即喷嘴前的初压越高，临界流量越大。3）汽轮机级组的级数较多时，级组前的压力与流量成正比变化。4）当蒸汽流量变化时，汽轮机中间各级在变工况时焓降不变。5）当流量增加时，调节级焓降减小，末几级焓降增加，末几级容易出现过负荷。当流量减小时，调节级焓降增加，末几级焓降减小，调节级容易出现过负荷。6）变工况时，中间各级效率近似不变，调节级和末几级内效率下降，因而汽轮机内效率下降。7）变工况时，蒸汽流量增加，轴向推力增加。*5）7）主要针对凝汽式汽轮机而言。 3主汽轮机组的设计3.1 汽轮机组的特点 核动力汽轮机绝大多数使用饱和蒸汽进行工作，饱和蒸汽对核动力汽轮机的

25、设计和运行带来很多不利影响。(1) 饱和蒸汽参数低在压水堆核动力装置中普遍使用的自然循环蒸汽发生器能够提供的饱和蒸汽压力只有2.57.0MPa,对于采用简单朗肯循环的舰船汽轮机可用绝热焓降约为750880KJ/kg,远远低于火电机组，也明显低于核电机组。由于蒸汽参数低、可用焓降小，核动力汽轮机的级数少，不设置中压缸，低压缸功率占机组全部功率的比例增大至50%-60%，低压汽轮机的经济性对整个汽轮机有重要影响。(2) 蒸汽容积流量大由于饱和蒸汽压力大、比容大，核动力汽轮机进气的容积流量要比相同功率的常规高参数汽轮机增大60%-90%,因而汽轮机的流通面积相应增大，导致核动力汽轮机的整体重量、尺寸

26、增大。(3) 蒸汽湿度较大舰船核动力汽轮机的所有级都工作在湿蒸汽环境内，而且湿度逐渐增大。一般可近似的认为，汽轮机的平均湿度增大1%，因此湿度的增加会使整个汽轮机的效率降低；另外，如果是蒸汽湿度过大，大量的小水滴对汽轮机通流部分部件产生冲蚀破坏，严重影响汽轮机工件的可靠性。“奥托汉”号采用一台双缸齿轮减速汽轮机，其中高压缸包括作为调速级得单列复数式叶轮和5个冲动级，低压缸包括6个冲动级和作为倒车级得两个双列复速式叶轮。高压缸和低压缸转子用多齿联轴节与两级连接式减速齿轮箱连接。汽轮机额定功率为7355KW，最大功率为8090KW，倒车汽轮机功率为2942KW。高压缸的额定转数为6050r/min

27、,低压缸的额定转速为3185r/min，经过齿轮减速器后，在额定功率下螺旋桨的转速为97r/min,在最大功率下螺旋桨的转速为100r/min.汽轮机装有凸轮操纵的多组喷嘴阀以控制蒸汽进气量，主进气阀处蒸汽参数为2MPa、。为了减少蒸汽湿度对汽轮机运行经济性和安全性的影响，在高压缸和低压缸之间的蒸汽管道上设置了汽水分离器，在低压缸内还设置了疏水装置。3.2 蒸汽参数设计提高汽轮机进口新蒸汽参数是改善核动力装置循环效率的有效方法，但在实际应用中还要考虑钢材的供应、工艺性、设备的运行维修性能以及工作的可靠性等方面因素，经过仔细论证后才能选定。对于小功率机组，采用过高的新蒸汽参数会因蒸汽比容小而使叶

28、片更短，增大了高压部分的内部泄露损失及叶片的端部损失，使机组效率降低。舰船汽轮机组因单机功率较小而且运行条件与电站汽轮机大不相同，首先考虑的是保证机组工作的可靠性、生命力以及减小机组的重量尺寸，机组运行的经济性则放到第二位考虑。船用压水堆核动力装置产生的新蒸汽通常是干饱和蒸汽或过热度较小的微过热蒸汽，参数都不高，主汽轮机进口蒸汽初压一般为2MPa左右。降低汽轮机的排气压力可以增大单位质量蒸汽的可用焓降，减少排热损失，提高循环效率，但对于汽轮机组的设计制造也会带来一些不利影响，例如，汽轮机末级尺寸增大，冷凝器重量尺寸增加，是汽轮机组的投资增大；所需的循环冷却水流量相应的增大，增加循环冷却水泵的功

29、率消耗。因此，排气压力的选取也许经过优化论证后才能确定。受冷凝器重量尺寸的限制，舰船汽轮机的排气压力与电站汽轮机相比高一些，一般在8-20KPa范围内选取。3.3 汽轮机装置的部分负荷特征(1) 主汽轮机船舶航速的变化是由改变汽轮机装置的功率得到的。改变汽轮机的功率称为汽轮机功率调节。从汽轮机原理知，汽轮机装置的功率等于: Ne = GHa KW式中:G-单位时间内通过汽轮机的蒸汽流量，kg/s;Ha-绝热焓降，KJ/kg; -汽轮机装置的有效效率。可以看出，汽轮机装置的功率可通过改变蒸汽流量、绝热焓降，以及二者同时改变来实现。但决不希望通过改变效率的办法来改变功率。实现 。但决不希望通过改变

30、效率的办法来改变功率。实现汽轮机功率调节的方法有三种； 气质调节 这种调节是使蒸汽绝热焓降发生改变，可通过用操纵阀的节流使蒸汽的绝热焓降发生变化。它也称为节流调节，也可依靠蒸汽发生器的初参数的改变来调节功率，这种调节称为滑动参数调节。 气量调节通过调节蒸汽流量来调节功率，可通过改变调节级工作喷嘴的数目来实现，这种调节称为喷嘴调节。 混合调节-(气质气量调节)这种调节是使蒸汽流量与绝热焓降同时发生变化。应指出，任何一种调节方法，都是依靠改变蒸汽流量为主要手 可见，不可能获得纯粹的气质调节，因为绝热焓降变化时，蒸汽的比容也改变，同时蒸汽流量也随之改变。所以一般常用通过汽轮机蒸汽流量的大小来规定船舶

31、汽轮机的工况。因此，对设计工作来讲，主要研究分负荷下流量的变化。在非设计工况下，流量与功率的关系，可用下式确定: =G/Go (3-1)理想的气量调节，只是改变蒸汽流量，而汽轮机内的绝热焓降不变，故有 = Ha=Ha0,因此可得G/G0=将推进系统的部分负荷特性代入上式，则得G/G0=也就是说，在理想的气量调节时，汽轮机蒸汽流量的变化与转数的三次方成正比。对实际的气量调节时，由于汽轮机内的效率发生变化，同时级间有重热的影响，因此蒸汽流量与转数的变化规律，近似为G/G0对理想的气质调节，由于汽轮机的效率认为是不变的根据(3-1)式，侧有 (3-2)由于理想气质调节的汽轮机功率不变，则汽轮机的特性

32、比亦应保持不变，故 将上式两边平方并移项，可得 (3-3)将(3-3)代入(3-2)式，则得船舶汽轮机装置理想气质调节时，气流量与转数的变化成线性关系，即G/G0=n/n0对实际气质调节，由于汽轮机内的效率难于保持不变，故有下列关系；式中:m-指数，在0.5-1.0范围内，随蒸汽的初参数和背压而变，各汽轮机不进相同。(2) 主冷凝器主冷凝器乏汽的冷凝压力是动力装置负荷的函数，并与被冷凝器的蒸汽量、冷却水量及其在进口处的温度有关 。如果冷却水进口温度及冷却水量均保持不变，则冷凝器的压力随蒸汽负荷(被冷凝蒸汽量Gad与冷凝器水侧的冷却面积Fad之比即Gad/Fad)的减少而降低。而且，冷却水的温度

33、愈低，则冷凝器中的真空愈高。由图532知，进入冷凝器的蒸汽温度永远高于冷却水出口温度，期间的温度差为t,所以可写成如下方程: (3-4)式中；T1-冷却水进入冷凝器的温度；-冷却水的温度，t=t2-t1;t2-冷却水流出冷凝器的温度；-传热温差，为被冷凝蒸气浴出口冷却水之间的温差。其中t与 均与冷凝器的负荷有关。根据冷凝器的热平衡方程，可知式中；i2-被冷凝蒸汽的焓； -流出冷凝器的冷凝水焓； W-冷却水流量； c-冷却水的比热； G-被冷凝蒸汽流量。由于焓差i2-i1随装置工况的变化较小，可以近似认为是常数。因为，在冷却水流量W不变的情况下，有 (3-5) 即在这种情况下，t与G成正比关系，

34、即冷气负荷的减小使冷却水温升减少。传热端 可由传热方程求出，即 (3-6)式中；k-传热系数； f-传热面积。将(3-5)和(3-6)式代入(3-3)式的式中；tad-冷凝温度。于是得出tad与G的函数关系，tad与pat又是一一对应的，也就是说得出了冷凝压力Pat与G的函数关系。由以上的式子看出， 不仅随蒸汽负荷改变，而且还与传热系数k及冷却水量W有关。由于传热系数k也随蒸汽负荷而变化，因此决定 较为复杂。为了方便，可以近似认为传热系数k与工况无关。这样，在冷却水流量不变的情况下，可以看作 与G成正比。实际上传热系数随蒸汽负荷的降低而减少，并取决于降低负荷时所增加的漏气量。对气密性很好的冷凝器来说，并不改变当K为常数时所得的结论。因此，当冷凝器负荷降低时，由于冷却水温升t与传热温差 均减少，则