冷凝器及其监控的利记博彩app

专利名称：冷凝器及其监控的利记博彩app
技术领域：
本发明提供了对新颖的以测量为基础的模型的描述，该模型为在空气内漏影响下发电厂蒸汽表面冷凝器性能的特征提供了理论描述。该测量是在冷凝器和排风机之间的通风管线内流动的水蒸汽和不可冷凝气体混合物的特性的量化。这些特性与冷凝器测量和工作条件一起用于识别冷凝器内的气体混合物的特性。那么，这个模型用于预测重要的冷凝器性能和特征，这个预测的性能和特征与现场测量和观察相比较确认了模型的有效性。该测量与支持O & M的现代发电厂信息系统、设备寿命、资产管理和预测性维护的需求相适应。可以遇见本冷凝器系统和新系统及测量的革新性设计改进。

背景技术：
1963年，R.S.Silver教授(R.S.Silver，“表面冷凝器的通用理论的方法”，机械工程师学院学报，1963-64，178卷，第339-376页，Pt1，14号，伦敦(“An Approach to General Theory of SurfaceCondensers”，Proceedings of the Institute of Mechanical Engineers))发表一篇关于表面冷凝器通用理论的促进性论文，其中，描述到:“所有冷凝设备的操纵者和设计者知道在蒸汽中存在少量空气会以明显的方式减小传热性能。”在关于空气摄入的影响的EPRI的最近公开物中(R.E.Putman，冷凝器内漏指南(Condenser in-Leakage Guideline)，EPRI，TR-112819，2000年1月)，描述到“甚至少量空气或其他不可冷凝气体存在于壳体空间内都可以导致有效热传递系数的明显减小”。实际上，三十八年来，这种观念已经根深蒂固，且毫无变化。在这些公开物中，没有任何一篇公开物或已知论文具有空气内漏到工作冷凝器中导致可以由支持这些描述的综合理论分析所限定的冷凝器性能方面测量到的变化的可量化的量。
下面讨论目前可接受的对冷凝器的描述和确定其性能的方程。图1中所示出的代表穿过冷凝器中的管路的冷却水的温度分布曲线。下面的缩写应用于图1中并在此使用: THW是热阱温度，℉； TV是蒸汽温度，它可以设定成与热阱温度THW相等，℉； Tcw1和Tcw2分别是入口和出口循环水温度，℉； TTD是末端温差，℉； ΔTcw是循环水温度中的升高量，℉； ΔTlm是Grashof对数平均温差，它是在排出的蒸汽和冷凝器管路内的冷却水之间热流的平均温度驱动力，℉； dt是管束密度，管/ft3；

是r处的蒸汽质量流量，lb/hr；

是在r处的蒸汽&空气质量流量，lb/hr；

是每根管路的蒸汽质量流量，lb/hr；

是总的蒸汽质量流量，lb/hr； na是冷凝器中管路的数量； na是冷凝器中工作管路的数量； Pa是空气分压力，″HgA； Pi是第i种气体的分压力，大气压； Po是氧气分压力，大气压； Ps是蒸汽分压力，″HgA PT是冷凝器压力，″HgA Pv是水蒸气分压力，″HgA r是管束内的半径，ft； rs是滞留区半径，ft； vr是在半径r处的蒸汽速度，ft/sec； vr，a是在半径r处的蒸汽和空气速度，ft/sec； AIL是空气内漏，SCFM； Hi是对于第i种气体的亨利法则常数，摩尔比/大气压； L是管长，ft； PPB是十亿分之一，摩尔比； R是管束直径，ft； SCF是标准立方英尺； SCFM是标准立方英尺每分钟；以及 Oi是第i种气体的溶度，摩尔比。
ΔTlm与图1中其他变量的关系(其中，所有温度为℉)如下:方程1 方程1又可以写成: 方程2 因为ΔTcw是由于来自涡轮机蒸汽负荷Q(BTU/hr)造成的，该蒸汽负荷是需要去除能量以将蒸汽转变成冷凝水的蒸汽负荷，还可以写出以下方程: (对循环水的热负荷) 方程3 以及 (源自蒸汽冷凝的热负荷) 方程4 其中:

(lbs/hr)是循环水的质量流量； cp(BTU/lb·℉)是水的比热；

(lbs/hr)是蒸汽的质量流量；以及 Hfg(BTU/lb)是焓值变化(蒸发潜热) 将方程3和4相结合，得出以下方程: 方程5 该方程在蒸汽流对循环水流的质量比和两个可识别特性方面定义了循环水温度的升高量。与在描述热交换器中的有益工程传热实践相一致，Q以一个比例因数与暴露的传热表面积A以及ΔTlm相关，该比例因数在特性上被称作传热系数U。这个关系由下式给出: Q＝UAΔTlm 方程6 将方程6与方程2和3相结合，得出以下方程: 方程7 经过重新整理，该方程7变成: 方程8 由于Cp是常数，

和ΔTcw在固定负荷Q下保持恒定，假设A恒定，则末端温差成为仅是U的函数，或: TTD＝f(U)方程9 该理论接着表明热阻R、即U的倒数，可以表示为从蒸汽向循环水的热流通路上的所有热阻之和，由下式给出: 方程10 其中: a是空气； c是管路上的冷凝水； t是管路； f是污垢；以及 w是循环水。
历史上，已经付出很多努力来分析性描述这些系列热阻中的每一种。最佳特征化的是RW，Rf，和Rt。已经极大地对涉及管路上的冷凝水的Rc值加以关注，并取得一定成功；并且基本上已经忽视了Ra，除了近似平衡扩散的受限实验测量及其相关理论(C.L.Henderson等人，“在不可冷凝气体存在情况下的膜状冷凝”，热传递学报，91卷，447-450页，1969年8月)。后者一般被认为非常复杂(见上述的Silver和Putman)，并且可以得到有限的数据。通常的观点是少量的空气将剧烈影响传热系数，导致ΔTlm，TTD和THW值增大，但没有分析性描述。本发明的重要性部分在于Ra被假设为可以按类似于管路污垢的形式处理，如方程10所示。
当前冷凝器模型的缺陷 为了检验现有模型的有效性，可以进行测试。应该可以预计到如果大量的发电厂蒸汽轮机冷凝器在标准化或类似条件下进行测试的话，那么在测量到的传热系数中将存在共同的符合或变化趋势。这些测试将确认方程2和6在描述给定冷凝器性能中的有效性。Gray(J.L.Gray，讨论，第358-359页；如上所述的Silver)报告了利用方程6确定的传热系数随很多干净管路冷凝器的循环水管路流速的变化，其中这些冷凝器的入口循环水标准化到60℉。这些数据如图2所示。根据该理论，所有数据应该围绕换热器学会(HEI)(蒸汽表面冷凝器的标准，HEI，第八版，第9页，1984)提出的净曲线散布。Gray的数据表明并非如此。他断定所测量到的变化表明了需要改进设计基础。不符合的程度远超过其他地方讨论的微调系数，(见如上所述的Putman和HEI)，这是现代理论努力的目标。
Q是可测量的量，并且它的值相对容易确定。另一方面，ΔTlm不那么容易确定。研究者假设在冷凝器中对于每个管路ΔTlm都相同。然而，为使情况如此，所有管路必须具有相同的流量，相等的(或没有)内部污垢，以及在壳体侧相同的环境。然而，存在压倒性的数据表明事情并非如此。在出口水箱内的排放温度不均匀，并且即使在每根管路中的流量相同，管路出口温度在较大面积上变化10℉那么多或更多。Bell的工作(R.J.Bell等人:“利用现有技术状态的测试仪器和建模技术的冷凝器缺陷的探究”，个人信件往来(Investigation ofCondenser Deficiencies Utilizing State-of the-Art Test Instrumentationand Modeling Techniques))表明了20℉的变化，他将这个变化归因于空气绑定(binding)。然而，使用ΔTcw的总的平均值应与Q成正比。但是，这不能保证方程2、6或8的形式在确定传热系数值时有效。
评估者利用总的管路表面积作为方程6中的A值。然而，方程6的形式反映了对A的不同理解。在这个方程中，A具有如下的意义，即:它是作为热交换表面有效参与的有益面积。它应该包括管路表面上的冷凝水和在重力作用下传送并且处于管路之间的空间中的过冷的冷凝水液滴或蒸汽。如果冷凝器的任何部分没有明显参与冷凝蒸汽，并且它的数值是公知的，那么物理管路表面积A就成为用在确定工作的冷凝器传热系数的错误的值。如上所述的空气绑定是一个示例。如果空气对U的影响没有被正确考虑，那么管路污垢对冷凝器性能的影响将无从谈起。
模型的另一个限制是对冷凝器壳体侧之中的空气内漏特征缺乏了解。取代“影响冷凝器性能的少量空气”，测试表明只要空气内漏低于空气去除设备的能力，则不会出现涡轮机过背压(J.W.Harpster等人:“涡轮机排气过背压减小”，FOMIS第38届半年度会议-优化发电站性能，克利尔海滩，FL，1999年6月7-10日)，其中空气去除设备以与无空气热阱温度平衡压力兼容的吸取压力去除空气。可以简单地通过加入更多排风机，来防止非常高的空气内漏影响冷凝器性能。这意味着，正如一些研究者所坚信的，所建立的模型对整个冷凝器无效，其中该模型表明借助于由径向被引导的冷凝蒸汽扫气，空气将会聚在管路上。
此外，当空气内漏超过排风机容量时，压力开始升高到一个观测到的无空气饱和程度。在这些条件下，冷凝器性能公知受到不利影响。从方程6、9和10可以得出，TTD值应该增大，导致TV上升并且随之热阱温度升高。然而，现场测量并不总是支持热阱温度升高由空气内漏诱发的过背压造成这一说法(见Harpster，同前)。这个情况有时也称为冷凝水过冷。增加的过背压经常表现为高于热阱温度驱动的水饱和蒸气分压力的空气分压力。此外，对于在低空气内漏情况下的冷凝器压力饱和响应没有分析性描述。


发明内容
本发明公开了先进仪器的重要性，所述仪器直接测量在目前市场上运作的发电设备的假设的或未知的从属系统特性或特征。这些测量需要量化关键参数，不仅在具有较陈旧的控制硬件的发电单元内，而且也用于那些配备有现代信息系统的发电单元，其中该信息系统可以包含或未包含仿真计算，用于设备控制和管理。一项这种测量是空气内漏到蒸汽表面冷凝器的壳体侧内。这个测量与它对冷凝器空间内的蒸汽和不可冷凝气体的特征的影响的理解一同形成本发明的一个方面。这个理解提供了对空气如何在冷凝器中运转以及它对冷凝器性能的影响进行全面理论分析的基础。
使用空气内漏和冷凝器诊断仪器或多传感器探针(Rheo A200810144870D0028111309QIETU.GIF仪器，Intec公司，Westerville，OH)提供了测量气体特性的能力，该气体从冷凝器的空气去除部分进入通气管线。将表明这些数据与其他冷凝器工作参数仪器可以结合到一起来描述在冷凝器内的空气通路。同样描述的是冷凝器随着它在不同程度的空气摄入下受到影响的性能特征。将呈现出空气内漏对过度过冷的影响，导致高度溶解氧气。将从使溶解的氧气最少并且改进加热率的角度公开用于在工作设备中保持空气内漏的实际控制点。提供了RheoA200810144870D0028111309QIETU.GIF仪器计算气体特性的功能方式的概要描述，这是由于可用于发电设备控制的一些重要测量数据和由这个仪器得到的诊断信息现在借助于本申请中描述的模型成为可能。现在可以在新的位置处使用温度传感器，或在另一新的位置处使用温度传感器和相对饱和度传感器，以通过测量在空气去除部分出口处的过冷量，来探测与冷凝器相关的过背压源(以及其他普通设备测量数据)。
然后，公开了一种用以操纵如下类型的冷凝器的方法，该冷凝器具有一个壳体，壳体内部设置循环水管束，蒸汽入口使得蒸汽可以流入壳体内部，与管束相接触，从而将蒸汽还原成冷凝水，并且在包含相当数量的空气的滞留空气区域的操作过程中，其中，一些空气内漏可以优先被收集，并且在空气区域内剩余的水蒸气变得过冷。水槽或排水槽防止在滞留空气区域之下，用于收集在此产生的过冷冷凝水或者通过滞留空气区域从上面掉落的冷凝水，这些冷凝水除非被转向，否则在穿过这个高浓度空气区域时所溶解的氧气浓度变高。水槽或排水槽优选地利用泵将收集到的过冷冷凝水传送到管道，并到达所述蒸汽入口。被传送的冷凝水用喷射器(喷洒装置)注入，用来与进入冷凝器的蒸汽相接触，由此被注入的冷凝水被蒸汽加热，用来驱除被注入的冷凝水中溶解的氧气。减少溶解在冷凝水中的氧气的其他装置也被清楚地描述。优选地，冷凝器管路的出口端配装有温度传感器阵列，这些温度传感器延伸过预期的滞留空气区域，用于直接测量它的压力和/或大小。利用

仪器标定冷凝器也可以用来确定滞留区的范围。
进一步公开的是第二冷凝器，其具有滞留区管路面积大小的管路表面积，在此，不可冷凝气体与蒸汽一起从没有滞留区的较小的第一冷凝器进入，以用来发生过冷，并且在此可以收集具有较高氧气浓度的冷凝水，并将其作为喷雾返回到较小第一冷凝器的蒸汽进入流中。
另外公开的是位于离开冷凝器的通气管线开始处的温度传感器，用于进行确定冷凝器中过冷量所需的两个测量中的一项，以便能够确定基本上丧失冷凝蒸汽能力的管路的数量，丧失冷凝蒸汽能力是由于在冷凝器中空气内漏累积空气(或其他不可冷凝气体)造成的。
进一步公开的是温度传感器和相对饱和度传感器，它们位于离开冷凝器壳体空间之后的通气管线上，如果其中的气体在进入通气管线之前被过度地过冷并随后在穿过通气管线的同时被正在冷凝的蒸汽加热的话，该传感器在与冷凝器蒸汽温度相比较时可以用来确定在通气入口处的过冷量，由此确定如上所述在冷凝器中累积的空气对冷凝器的影响。
可以理解到其他过程利用工艺流体蒸气，例如溶剂，它需要干燥和回收，并且该过程利用在内部次大气压(sub-atmospheric pressure)下工作的冷凝器。那么，这种工艺溶剂在次大气压冷凝器的工作方面可以得益于本发明的教导。为了方便起见，并通过图解说明，而非通过限制，本发明将结合蒸汽冷凝，尤其来自于发电设备的蒸汽冷凝来加以描述；但是应该认识到任何可冷凝的蒸汽状溶剂可以根据本发明的概念加以冷凝。这一点对于通常为水的冷凝介质也是有效的，但是该介质可以是空气或任何其他适当的热交换介质。



为了进一步理解本发明的本质和优点，将参照结合附图给出的以下详细描述，图中: 图1示出穿过冷凝器中的管路的温度分布图； 图2示出如上所述由Gray报告的经确定的传热系数相对于循环水管路速度的实验曲线，该传热系数利用方程6加以确定，并且该循环水管路速度是针对标准化到60℉入口循环水的很多干净管路的； 图3是

多传感器空气内漏仪器的简化的图示，该仪器用于进行下面论述的冷凝器测量； 图4是垂直于理想冷凝器的管束长度的简化剖开视图，该冷凝器没有驻留的空气，配装有蒸汽入口、水管束、用于收集冷凝水的热阱； 图5A是在存在空气和不存在空气情况下，以工作冷却水管路和蒸汽输入工作的冷凝器的蒸汽的径向质量流量相对于管束半径的曲线； 图5B是在存在空气和不存在空气的情况下，以工作冷却水管路和蒸汽输入工作的冷凝器的径向速度对冷凝器管路半径的曲线； 图6是具有一定量的注入空气的图4的冷凝器的简化视图，空气已经会聚在中心滞留空气区域内； 图7以曲线绘出在冷凝管路上存在空气情况下的测量的传热系数对没有空气的传热系数的比，该曲线相对于从数据中得出的水蒸气对空气质量比绘出，如由上述Henderson和Marchello的单管路实验所得到的； 图8是在三分之一的水管路设置于滞留空气包内并且明显不冷凝大量蒸汽的情况下的图6的冷凝器； 图9是配装有空气去除部分以及具有排风机组件分离管线的滞留空气区域的冷凝器的剖开的简化视图； 图10是对于在空气内漏情况下工作的冷凝器的总质量流量相对于半径的曲线； 图11是对于在空气内漏情况下工作的冷凝器，水对空气的质量比相对于半径的曲线； 图12是对于各种空气内漏的作为TTD的函数的系数ηU的曲线； 图13是对于理论模型和实际设备数据的过背压相对于空气内漏的比较的曲线； 图14是在一个大气压的气体分压下水中气体的亨利常数相对于二氧化碳和氧气的温度的曲线； 图15是DO上限相对于在85℉入口冷却水温度下的冷凝器滞留区内的过冷度的曲线； 图16是组合型循环设备(HRSG)的剖开的简化图，示出了在满负荷下工作的发电机、高压涡轮机、中压涡轮机、低压涡轮机和冷凝器； 图17是在减小负荷下工作的图16的组合型循环设备； 图18是在离线或待机模式下工作的图16的组合型循环设备； 图19是用于组合型循环设备中的冷凝器的透视图，该冷凝器配装有冷水流，该冷水流可以被触发而只可选择性流入ARS部分内； 图20是具有普通冷凝器管束结构的冷凝器的剖开的简化视图； 图21示出配装有高DO冷凝水分隔和收集装置的图16的冷凝器结构； 图22示出图16的冷凝器结构，示出在低空气内漏情况下的可能的空气绑定区域；以及 图23示出具有防空气绑定能力的冷凝器结构。
下面将详细描述附图。

具体实施例方式 自1994年起，已经利用被授予专利的多传感器探头(如上述的Putman；美国专利第5485754和5752411号；Westerville Ohio 43082Intek公司的

流量仪器以及

多传感器空气内漏仪器)来进行蒸汽表面冷凝器的空气内漏的测量。这种测量是在冷凝器壳体和排风机吸入口之间的方便位置处、在排风机通风管路中进行的。对流动的气体进行四次测量，同时在气体成份方面采用合理的假设，这可以量化气体混合物成分的质量流量。假设该混合物由水蒸气和空气构成。所有不可凝结的成分从冷凝器中去除，并包含在空气的测量之内。
图3所示的探头10(

多传感器空气内漏仪器)由双探头热流传感器12、温度传感器14、压力传感器端口16以及传感器端口18构成，以测量水蒸汽组分的相对饱和度，其中温度传感器14也用作热流传感器基准。提供了基于微处理器的电子封装(未示出)，用于数学计算描述气体混合物的热动力学方程，以便将气体的总质量流量分成两个被识别的分量。在此过程中，计算各种特性参数:气流内漏、总质量流、水蒸气流、水的分压力、实际体积流、相对饱和度、水蒸气比容、水对空气的质量比、温度和压力。这些参数的用途已经在多个公开物(如上述的Putman、Harpster；Power-Gen 99年美国会议纪要中F.Maner等人的“通过冷凝器空气内漏的远程监控来提升性能”(F.Maner，et al.，“Performance Enhancement with RemoteMonitoring of Condenser Air in-Leak”Power-Gen’99 AmericasConference Proceddings)；1999年8月30～31日在Charleston SC召开的1999EPRI冷凝器技术会议中F.Maner等人的“基于空气内漏的测量和管理的性能提升”(F.Maner，et al.，“Performance Improvementsbased on Measurement and Management of Air in-Leak”1999 EPRICondenser Technology Conference，Charleston，SC，August 30-31，1999))中加以讨论，特殊的焦点指向水对空气的质量比(如上述的Harpster)，这是由于它通常是将空气内漏的阈值与过冷凝器背压相关联的明显指示。
在针对较宽的动态范围标定时，用于测量空气内漏的仪器精度大约为1SCFM，且精密度为0.1SCFM。正是这种仪器可以实现对通风管路内的气体的明确的参数测量，以允许精确量化在冷凝器分段内的过冷并识别冷凝器内部的气体动力学，如在此所描述的。
基本冷凝器模型 没有空气的模型 为了理解在空气摄入影响下的冷凝器的特性，必须首先理解冷凝器在没有空气和其他不可冷凝气体情况下的特性。这个观点带来考察非常简单的假想结构的优越性，而不存在障碍物和空气去除部分(ARS)的错综复杂。
这个假想的冷凝器20在图4中示出，如果不存在空气内漏或者在水和蒸汽循环中不产生其他不可冷凝气体的话，由于所有的负荷可以被冷凝并且真空得以维持，因此该假想的冷凝器20有些象实际结构。假设一个六边形图案的、无障碍物的管束22，其半径R＝12.37ft，包含1英寸外径、22ga侧壁的nt＝20272个管路(未全部示出)，中心为2英寸，并且每根管路的长度L＝68英尺。在管束中管路的密度dt为42.16个管路/ft2。
进一步假设循环冷却水流并且施加蒸汽质量流量的负荷，在热阱24中导致108℉的热阱温度THW以及P＝2.45″HgA的涡轮排出蒸汽背压。由于公知的是期望对每根管路具有相同的循环水出口温度，毫无疑义地可以说每根管路负责以下面方程给出的速率冷凝相同量的蒸汽: 方程11 为了从这个假想冷凝器中获得结果，下部管路中的淹没可以忽略，即，冷凝液从上面落下并填充各管路之间的空间，终止了蒸汽到达它们的底部管路的能力。
我们可以进一步假设蒸汽流分布成蒸汽向管束外部边界区域的速度a在这个总面积区域上是均匀一致的，并且径向向内指向。这个速度由下面的方程给出: 方程12 其中:蒸汽密度ρs是在108℉温度下进入蒸汽26的比容的倒数。为了给所有读者一个熟悉的参考，对于这个冷凝器，这个速度数值上等价于24.6mph的速度。
为了明白这个速度遍及管束如何变化，首先检测作为径向距离函数的向内指向的质量流量。存在于由半径r所限定的一个圆柱形区域内部的管路的数量nf是这个区域的面积和管束密度的乘积，由nr＝πr2dt给出。那么从方程11可以得出，蒸汽质量流26中到达半径r的部分

简单地为每根管路的质量流量的nr倍，由下式给出: 方程13 那么，与径向距离相关的蒸汽速度由方程13被蒸汽密度和将管路限制在半径r之内的管束的圆柱表面积除而给出，或: 方程14 方程14表明:对于所考虑的几何形状，径向速度正比于距在管束几何中心处的零位置的径向距离。图5A和5B中的实线示出对于理想的无空气冷凝器(以及后面将描述的其他情况)，质量流量和蒸汽速度的径向分布。
回想热阱温度为THW＝108℉，并且每根管路的冷凝率为对于循环水速度的一个可接受的假想值为vcw＝6.33ft/sec。也可以假设入口循环水温度Tcw1＝85℉。还要指出的是:从管路的几何形状和限定的值可以推导出总的冷凝表面积A为360,889ft2，而每根管路的表面积为At＝17.8ft2。
为了求出传热系数U，首先必须利用内管横截面积at＝0.00486ft2、水的密度ρ以及上述流速vcw，假设

或者279889GPM/冷凝器，来计算循环水质量流量

现在，对于THW＝TV＝108℉，利用方程5和焓值hfg＝1032.5，那么ΔTCW＝18.024℉。已知TTD＝TV-ΔTCW-TCW1，可以获得TTD＝4.98℉。从方程2可以得知，ΔTlm＝11.78℉。最终利用方程6，可以求出U，获得593.8BTU/(ft2×hr×℉)的数值。由于冷凝器中所有管路的作用相同，对于整个冷凝器来说，U和ΔTlm对于每单个管路来说都是相同的数值。当然，这个假设忽略了位于滞流区内的冷管。
上面讨论的性能参数和工况作为情况1归纳在表1中。如果没有空气内漏或其他不可冷凝物进入这个冷凝器的壳体空间中，这将是对于535MW发电机组的适宜结构。下面的表2概括了相同的数据，除了在确定平均出管水温中忽略了位于滞流区内的管路中的冷水，以及仅仅考虑了工作管路的温度。


具有一定量空气的模型 现在考虑如果一定量空气注入到这个冷凝器中将发生什么。应该显而易见的是径向指向的蒸汽的高速度将朝向作为区域25的冷凝器的中心携带(扫除)空气，并且空气将聚积在冷凝器的所述中心，如图6所示。由于在中心区域25内的总压力基本是冷凝器或进入蒸汽在区域26的总压力，因此在空气和水蒸气之间建立一个平衡，使得它们的分压力的和等于冷凝器压力。这就要求水蒸气压力下降，随之水蒸气温度下降。降低温度的唯一方式是减缓在这些管路上的冷凝率，使得遍及管束区域的每单位长度的循环水温升降低。由于空气的存在造成缺乏来自冷凝蒸汽的传热是该区域温度下降的原因，并局部导致冷凝水过冷。正是冷凝器20的区域25内的这些管路以文献(见上述的Henderson)中所描述的方式工作，但通常被认为在整个冷凝器中如此。空气不能且不以会聚形式存在于冷凝器管束22的中心区域25外侧的富含蒸汽的、高速度区域内。
这个区域包含水蒸气对空气非常小的质量比并非意外。上述的Henderson和Marchello在单管路实验中表明，在空气存在时在冷凝管路上测得的传热系数与蒸汽中没有空气时的传热系数的比值相对于不凝性空气在蒸气中的摩尔百分比的关系曲线变化剧烈，得出甚至很少量的空气或其它不凝性气体存在于冷凝器的壳体空间内也会造成有效传热系数的显著减小的一般结论。他们所获得的最初表示为与摩尔百分比相关的实验数据在图7中示出，并加以修正来以高解析度表示相应的水对空气的质量比。
对于在排风机管线中测得的大约小于3的水蒸气对空气的质量比，很多发电厂的测试表明排风机背压将升高(见上述的Harpster)。从图7可以看出，这个混合物的传热系数减小到没有空气时的值的10％。为了说明该模型，可以假设在水蒸气对空气的质量比≤3的区域内不存在冷凝。这允许我们定义若干有用的术语。具有较高冷凝蒸汽的蒸气浓度以及较高速度的外侧区域可以被称为蒸汽气流区域，例如附图标记28所标识的区域。富含空气的区域因为速度接近零而称为滞流区域25，这是由于在这个区域内只有少量的冷凝蒸汽驱动速度。实际上，在这两个区域之间没有明显的分界线，这可以通过浓度梯度的热动力学来解释。
返回到上面的话题，可以假设空气量足以有效消除由三分之一管束半径所限定的空间内的所有居中定位的管路上的冷凝，或者，所有管路的11.1％不起作用。为了考察对过背压和蒸汽温度的影响，我们基本如上面所描述的那样进行。蒸汽负荷将保持相同；但是，由于工作管路的数量减少到18022，从方程11得到:这是冷凝器蒸汽气流区域中每个管路的每根管路的蒸汽质量流量。
为了确定新的平衡冷凝器蒸汽温度和相应的冷凝器压力，首先假设一个新的110℉的蒸气温度，由此温度得到相应的1031.4BTU/lb的hfg(焓)值。由方程5可以发现在与上面描述的相同的流量下，经过每根工作管路的管长的新的循环水温升为:

方程15 基于每根管路，利用上面的无空气传热系数，可以从方程6获得ΔTlm值，为:

方程16 并且，基于每根管路，由方程2发现末端温差为:

方程17 由此，TV＝85+20.25+5.59＝110.84℉，这充分接近于假设的110℉，不需要对此重复。所造成的冷凝器压力成为ρV＝2.660″HgA，由空气存在导致2.660″-2.450″＝0.210″HgA的过背压。
假设在滞流区内的空间仅过冷6℉(但要留意由于这个区域被假设为不存在蒸汽冷凝，因此它会达到极限，即入口循环水温度)。在这个区域内的水蒸气压力由110.84°-6.0°＝104.84℉来指示，其为2.233″HgA，密度为0.00326lb/ft3。因此，为了使这个区域与冷凝器剩余部分平衡，空气分压力必须为2.660″-2.233″＝0.427″HgA。从已知的关系: ρv/ρa＝0.622pv/pa 方程18 质量比被确定为与理想的符合，具有可以忽略的传热。
滞流区的气体空间容积VSZ由下式给出: 方程19 其中，第二项是由封闭的管路所占据的容积。作为方程19的结果，对于质量比为3以及规定的水蒸气密度，在VSZ内的空气总质量为ma＝2797.6×1/3×0.00327＝3.049lbs。这个条件由注入冷凝器中的40.79标准立方英尺空气来实现。
然而，一旦这个蒸气空间降到入口循环水温度的2℉之内或87℉，那么ρV＝1.293″HgA，且:ρV(87℉)＝1/511.9＝0.00195，Pa＝2.660-1.293＝1.367，其中由方程18得出 给定且 在这种较低温度下，滞流区将包含123.6标准立方英尺的空气。应指出的是该区域被从整个冷凝过程中有效消除，而不论过冷量低于6℉，但是隔离该区域的空气量是过冷量的函数。可以预计到过冷度将是滞流区大小和气体动力学参数的函数。
利用类似于方程13和14的展开方法，以rs为滞流区的半径，对于空气的滞流区，可以将蒸汽质量流量(带有滞留在冷凝器中的空气)

和蒸汽速度vr，a表示为: 方程20 方程21 表1不仅示出作为情况4的上述数据，而且表明了在用于冷凝的管路数量中其他减少的影响。它表明了过背压如何随着管路数量从滞流区之内的冷凝过程中排除而增大的。由于空气阻止管路的数目计入，主要是在由蒸汽气流区域28所驱动的冷凝器中心内的管路数目的计入，冷凝器的背压和温度将升高，增加了每根工作管路的冷凝负荷。
应指出的是每根管路的传热系数U对于工作管路并不改变，如从方程6的使用中看到的。可以预测到随着冷凝器负荷增大，ΔTlm值(以及TTD)增大，而U或A不变化，只要在A中的管路为工作管路即可。
如上述的Gray所描述的，对于他评估的大量的冷凝器，这可以解释与理论的大部分不符合。尽管他在清洁管路之后进行这些测量，但他没有在他的研究中给出明显的证据:排风机能够充分地排除空气内漏，以防止空气所造成的过背压。以下应变得显而易见，即:在试图计算造成U变化的水垢的过程中，在空气存在时，应该在方程6中使用系数η(表1)中来修正A。
存在空气内漏的热阱温度特征 与存在可变和已知空气内漏的冷凝器特征相共同的是热阱温度可以或不随着冷凝器压力和蒸汽温度相伴随的升高而升高，所提供的模型解释了这个可变的特征。
参照图8，表1中示出的第六种情况(33.3％情况)，工作管路是处于管束的环形区域、即区域B和D之内的那些管路。为了冷凝水达到热阱，冷凝水基本上沿垂直方向向下排放。在这个区域内产生的冷凝水下落，达到大约119℉的表面蒸气温度，这是由冷凝蒸汽的冲击造成的。对于所指出的情况，在区域D中管路的数量为3634，并且这些管路产生3634×180.8 lbs/hr/管路＝0.6570×106lbs/hr的冷凝水质量流量。在环形区域B内的其他工作管路使剩余的蒸汽负荷转变成(2.4441-0.6570)×106＝1.787×106lbs/hr的冷凝水。
现在，让我们评价在区域D中产生的冷凝水的温度随着冷凝水通过具有85℉的入口循环水温的滞留区C时发生了什么情况。利用传热方程: 方程22 假设cp，c＝cp，cw，并设定Tf，c＝Tf，cw＝Tf，cc，其中c表示冷凝水，cc表示冷的冷凝水，cw表示循环水，i是初始温度，而f是最终温度，在得出并已知Ti，c＝119.03℉且Ti，cw＝85℉之后，可以求解出Tf，cc，该结果是Tf，cc＝85.87℉。源自区域D并到达区域C底部、并在大约Tf，cc＝86℉时具有的质量流量的经冷却的冷凝水的可能结果为:经冷却的冷凝水可以与来自所有区域B的冷凝水混合，具有

的质量流量和119.0℉的温度，导致由下面的方程给出的热阱温度THW:方程23 这个混合的冷凝水产生110.12℉的热阱温度，接近最初没有空气的热阱温度，108℉。不管这个2.12℉的差值是否是由于模型的改进还是能量混合假设而出现，事实仍然是它与一些观察者所预期的119.03℉相差甚远，而是非常接近于在存在空气诱发的背压增大时所获得的一些现场观察结果。为了发生这种类型的混合，冷的冷凝水必须到达热阱并与较热的冷凝水混合，如所描述的，而不被这样一种蒸汽负荷所加热，该蒸汽负荷向下穿行于冷凝器壳体和横跨到中心区域的管束之间，并上升而通过下落的冷的冷凝水，造成再热。由于会发生这种情况，取决于冷凝器的设计，这就是有时热阱温度会因在一些工作的冷凝器中的空气内漏而升高的原因。
在热阱温度和蒸气温度之间的这种上述温度差通常被称为是“冷凝水过冷度”。所指出的过背压并非由连续热阻造成的，类似于在管路污垢中所发现的，尽管这是很多冷凝器工程和科学的学者的观点。应该指出的是通过区域C下降的冷凝水果真是过冷的，并且发现其本身尽管在这个区域中仍存在高浓度的空气。这个条件成为高溶解氧(DO)的主要因素。表1示出这个冷凝器的其他较小的滞留区的结果。
传统冷凝器 将可以看出在此所示的响应在工作的冷凝器中存在较小差异。图9示出对于冷凝器30的更实际的冷凝器构造，其具有管束32，蒸汽流34，并包含空气去除部分(ARS)36，带有护罩(挡板或顶板)37、通气管线38、以及吸入装置或射流喷射器(未示出)，后者离开壳体40，而终止于排风机吸入连接器42。使得蒸汽负荷、管路数量和所有条件与前面假想冷凝器模型相同，并使得带护罩的ARS36大约占据包含84.3个管路的管板的2ft2。为了容易描述，让我们进一步假设排风机为活塞型，并且它具有以实际立方英尺每分钟(ACFM)为单位的排量

该排量与吸入压力无关。最终，让我们假设排风机的排量

名义上为2000ACFM。
如果没有空气内漏，该系统将与前面所述基本相同地工作。所有管路将冷凝等量的蒸汽；并且由于没有空气内漏，排风机不需要工作，并且每个管路的负荷为120.56lb/hr。然而，如果排风机在使用中，它将从冷凝器的中心去除一定量的水蒸气(蒸汽)

水蒸气的量为: 方程24 对于108℉的热阱温度，ρv＝0.003567lb/ft3，得出自冷凝器的冷凝水损失率为或428.1lb/hr。由于这个蒸汽损失代表全负荷的0.017％，由于它的影响小于计算圆整误差或测量误差的影响，因此可以不必解释地从能量平衡考虑中忽略掉它。然而，它确实提供了对排风机造成的冷凝水损失率的认识。但是，作为结果，在背压或蒸汽和热阱温度方面与不存在空气的假想冷凝器中得出的结果相比没有显著变化。
如果现在让空气以一个连续的速率流入冷凝器中，在冷凝器中足够高以使得它与蒸汽完全混合，这个空气将向ARS36所在的冷凝器中心扫气。排风机以等于输入速率的速率排出这些空气。只要气体混合物密度乘以

足以通过通气管线排出，在ARS36中过冷之后的水蒸气和空气质量流量在水蒸气对空气质量的比约大于3，空气内漏量将不会对冷凝器压力造成影响。这个值已经通过多传感器探针(MSP)的测量确定，这个值作为经验参数，可应用于大多数冷凝器中。
为了理解在低空气内漏下冷凝器压力饱和的原因所在，必须首先建立一些边界。在低空气内漏(下面定义)和无空气内漏情况下，存在一个不影响涡轮机中冷凝器背压的内漏率的范围。这是零过背压的区域。如上所述，MSP测量已经毫无争议地表明所有单流程或大多数双流程冷凝器都将具有零过背压，只要所排出的水蒸气对空气的质量比总地在大约3之上即可。因此，可以分析来确定阈值空气内漏值。这个值也将是排风机在对应于无空气热阱温度的饱和吸入压力下去除空气的泵送能力的衡量。
在ARS36入口处、水蒸气对空气混合物质量比的值应该首先确定，使得在局部管路上的空气含量不显著减小传热系数。这将可以预计出在的ARS36出口处，通风管线38中的单独气体组分的计算结果。如果假设ARS36入口质量比为130，在该位置处的过冷量仅为0.2℉，这可以从方程18和蒸汽表中确定。所导致的标准化的传热减小将仅为20％，如从图7中看到的。因此，将没有滞留区44，并且传热减小的区域也不明显或并不大。
由于在排风机排量所产生的速度的辅助下在ARS36中的冷凝，即使存在空气，也可以呈现6℉过冷。因此，水蒸气密度从在108℉下的0.003567lb/ft3减小到在ARS36出口处的0.003020lb/ft3。穿行到通气管线38入口处的水蒸气的量由给出。这个质量流基本上穿行到排风机。假设ρv/ρa＝3.2，那么ρa＝0.00094lb/ft3，从而这导致空气抽取值为25.1SCFM，这对于在现场具有2000ACFM容量的排风机是一致的。应指出大约25.1SCFM的空气内漏将导致围绕ARS36出口的冷凝器管路的过冷度增大。这在存在高氧气浓度的情况下带来冷凝水的过度过冷，产生高的DO，如上面针对假想冷凝器所描述的。这也解释了为什么25.1SCFM之下的空气内漏不会影响冷凝器背压。
表3代表了在由于过度空气内漏造成不同数量的管路停止工作的情况下的传统冷凝器的性能。初始的线是针对零管路损失，与排风机容量相兼容，使得在涡轮机上不会由于空气内漏而施加过背压。随着管路损失，蒸汽温度Ts和总的冷凝器压力PT将增高。用于在滞留区内平衡的数据是在假设ARS36入口温度和假设的85℉的最大过冷之间线性过冷情况下算出的，其中，ARS36入口温度在空气内漏不造成过冷(没有管路损失)时等于蒸汽温度，而假设的最大过冷处于导致33.3％的管路从冷凝进程中去除的空气内漏情况。自过冷区域的蒸气温度Tv，空气的分压力Pa是通过从PT中减去相关的蒸气分压力Pv而得到的。利用方程18，确定ρa。假设排风机的2000ACFM的容量保持不变，计算出

和

并且它们的和成为从冷凝器中提取的总的质量流量

从

计算出作为造成上述参数值的原因的空气内漏量。最终，冷凝器背压通过减去作为针对每种管路损失情况所观察到的无过背压值ρT而得到。利用下面的方程: 方程25 其中，第一项代表蒸汽质量流量，而第二项代表空气质量流量，以及 方程26 对于离开ARS36处的滞留区44的总质量流量，作为r的函数的总质量流如图10所示绘出。这些曲线被认为向下直到

大约20000lb/hr并在半径小于一英尺的区域内都是精确的。为了特征化蒸汽风和滞留区所混合的过渡区域，需要比在此所描述的更多的理论努力。插入了虚线，更多是为了图面清楚，而不是为了精确。尽管这个区域并非在技术上正确表示，但是在解释冷凝器特性中，所显示的近似并不减损整个模型的有效性。应指出的是，在书写方程25和26中也有特意的部分，以解释图10的质量流量，实际上，它更适于圆形管束几何形状，而不是矩形管束几何形状。
为了完成这个模型并将这个模型与上述的Henderson和Marchello的工作相关联，水蒸气(蒸汽)与空气的质量比被示作图11中半径的函数。将带有图7中表示的数据的这些曲线与构思缜密的实验的详细结果相比较，可以提供对在大型工作冷凝器中空气对热交换的作用的很好的图形理解。
应提到利用一个放置在ARS36处的通气管线38入口处的温度传感器，或者一个放置在冷凝器外侧的通气管线38内的温度传感器和相对饱和度传感器，可以确定一些由MSP收集到的重要数据。即，第一温度传感器单独测量离开ARS36的蒸气的饱和温度，而第二温度传感器和相对饱和度传感器与蒸汽表一起可以用来确定离开ARS36的相同饱和温度。将这个饱和温度从蒸汽温度中减去就成为过冷的量度，如果低于大约6℉值，则该量度是围绕冷凝器管路累积的空气的指示，该空气导致冷凝器管路损失。现在，通过从冷凝中去除管路，可如下面的表2所示那样确定对于所描述的空气去除泵的尺寸的空气内漏量。通过确定吸入连接器42处的空气去除泵(未示出)的大小，在ARS36处可以预期到小的过冷，前面的讨论当然假设操纵者知道泵的容量，并且泵确实可以工作。实际上，如果没有空气内漏(或空气内漏不显著)，则温度测量也可以表示ARS泵不工作，如设计或意图所在。
作为利用相对饱和度传感器的替换方式，相对饱和度的近似可以通过用温度传感器测量真空管线出口内的温度和ARS通气管线在其出口处的温度来算出。应该注意，通过观察进入蒸汽温度和ARS内的温度的温度差也可以确定空气内漏随过冷度变化的指示。
返回到表1，其中η由最初假想冷凝器来确定，滞留区的效果与工作冷凝器中的几乎相同。现在注意力可以转到表明η的重要性，方程9研究表明在方程8中的所有参数保持不变或恒定的基础上，TTD仅是传热系数U的函数。由于从上面讨论的新的理解得知，A应该用ηA替代，这不再是强调η是将物理冷凝表面积减小到适当的工作冷凝器表面积ηA的因数的情况。因此，方程9必须修改如下: TTD＝f(ηU) 方程9′ 在应用这个方程之前，应该首先理解TTD的意义。现场最容易测量的是表观TTD，它是冷凝器背压饱和温度TV和相结合(混合)的循环水温度Tcw2之间的差值。另一个是TV与来自工作区管路的循环水出口温度中目前更难于测量的温度之间的差值。
图12是ln(ηU)对于表观TTD的曲线。ηU的值在表1中列出，作为表观传热系数。如果管路没有污垢，对于特定的场合，η的值可以作为故意引入的空气内漏的函数并通过MSP仪器测量，来确保适当的排风机性能。然后，这个值成为作为空气内漏和排风机容量的η的标定值。随后，如果要确定管路污垢程度，可以使用MSP仪器来从上述标定值中确定η的当前值。这可以将用于总的管路表面积的测量(表观)传热系数ηU校正为仅用于工作管路的值。然后，被校正的U值与它的设计值(公知的干净值)相比较，从而揭示了传热系数由于污垢造成的变化量。

现在，返回到表2，这些数据绘于图13中，图13示出过背压和空气内漏之间的关系。理论曲线表示从模型推导出的数据。旋转的正方形是来自于工作设备，JEA单元3的。用于这个设备单元的冷凝器是单压力、两个隔室、水箱分开的双流程系统。用于这项研究的假想冷凝器在这个冷凝器之后构图，以具有一个模型基础，导致具有单个隔室、单水箱和单流程结构的大的半径和长度。结果为这两个冷凝器具有相同的冷凝表面积。
设备数据和模型理论响应之间的一致被认为是非常好的。这是由于模型是从全国很多设备的MSP测量共性中发展出来的，因此它应该是真实的。已知排风机的容量和(近似)的重要性对于建模来说是极为重要的。
应指出的是空气内漏变得足以围绕ARS形成滞留区44，管路被隔离，减小了冷凝蒸汽的能力，并且在冷凝器中背压将以针对假想冷凝器所描述的方式增高。这与滞留区过冷和高DO一起成为位于冷凝器中心ARS部分附近的那些管路上壳体侧管路腐蚀的主要原因。为了确定滞留区的存在和/或大小，即滞留区25(图6)，可以将一系列热电偶遍及被预期包容滞留区25的区域放置。这种热电偶可以由设置成各种几何形状的元件所承载，例如，如沿着X形的元件结构27放置。温度传感器或热电偶可以通知冷凝器的操纵者在区域25内的过冷度，表现出形成可控制的滞留空气包。加入更多的排风机或者找寻并修补空气泄漏可以控制空气内漏的大小。通过监控沿着X元件27放置的温度传感器，可以由冷凝器的操纵者确定排风机的功效。
为了克服这种过冷造成的高DO，从进入热阱开始，一个水槽或排水槽46(图9)设置在滞留区44之下。水槽46收集从滞留区44/通过滞留区44落下的过冷的冷凝水。然后，这种被收集的过冷冷凝水经由管道48由泵49泵送到喷嘴分布系统50，用来将过冷的冷凝水喷射到进入蒸汽流34中，以便它由进入的蒸汽流34再加热。通过再加热过冷的冷凝水，DO(和溶解在过冷冷凝水中的任何其他气体)从冷凝水中释放出来。收集系统可以基于水传感器或液位传感器(未示出)自动工作，且/或基于沿着如上所述的X元件采集的温度测量结果被致动，其中水传感器或液位传感器测量在水槽或排水槽46中收集的过冷水量。水槽46可能应该定位于管束32中大约三分之一管路之下，或者根据空气内漏或排风机可靠性的实验定位在其他数量的管路之下。在ARS护罩37附近、水槽46附近的带有穿孔或百页的顶板可以安装成使从滞留区之上的工作管路落下的冷凝水转向，减小DO污染的冷凝水量，以便再循环。穿孔应具有升高的上唇部，带有一个突出部，以使得蒸汽在正常工况下穿过，并防止落下的水通过。不论用于控制流动和再加热过冷冷凝水的技术如何，DO可以被从水中被驱除，从而利于抑制DO在冷凝水中存在而发生的腐蚀。在此方面，可以理解，水槽46的尺寸将根据滞留区44的大小而变化，它是空气内漏量的函数。在低空气内漏情况下，水槽46只要设置在ARS36之下。在较高空气内漏的情况下，水槽46可以延伸到基本所有(或稍微更多)滞留区44之下。
另外，在滞留区27(图6)或44(图9)中的管束可以从它们相应的冷凝器中去除，并在低空气内漏变成第一冷凝器的延伸部分的正常条件下纳入第二或随后的冷凝器或冷凝器区域中，但是在高空气泄漏条件下防止在其中形成滞留区。来自这个第二冷凝器功能的冷凝水然后可以被收集，并喷射到第一冷凝器中，以用于再加热该冷凝水并降低DO。
在冷凝器设计方面，利用挡板收集冷凝水以可能将其转向热阱的这些冷凝器应具有这样的穿孔的挡板，该挡板具有向上竖立的唇部或放热百页，来防止冷凝水溢出，以便不中断根据这种冷凝器设计而在冷凝器中建立的正常的蒸汽/空气流动路径。
用于从过冷冷凝器中去除滞留区造成的DO的另一种方法是将冷凝蒸汽引导(例如，利用蒸汽导流器系统)向位于下落的过冷冷凝水之下的位置处，以便提供再加热并去除DO。此外，流通蒸汽(livesteam)(较高温度)可以喷洒在滞留区范围之下，以用于再加热过冷冷凝水的目的，从而释放DO。这个再生方法历史上已经在一些已知的冷凝器中采用，以使得热阱过冷，但是这种过冷的来源和原因还不完全理解。由本发明提供的知识将允许对过冷得到特定的认识，并且使得特定的再生蒸汽源可以为工程目的而设计。
在空气绑定(air bound)和滞留区内溶解的氧气 在线操作-回顾 未溶解的不可冷凝气体穿过ARS，并且认为这些气体集中于冷凝器的这个覆盖的区域内。这可以导致排出的气体过冷到6℉，这是由于空气内漏对冷凝器背压没有显著影响。在这个量之下的空气内漏处于冷凝器压力饱和范围内，在该范围内，对于大多数冷凝器结构，冷凝器压力基本上没有变化。在内漏数值以上，压力和过冷度都增加。由于增加气体浓度和额外的过冷，在ARS中管路上的冷凝水经受溶解气体的高度浓缩。ARS外侧的管路逐渐由空气围绕，并且由于空气内漏增大而温度降低，产生增大的冷凝器背压和溶解的氧气。
在不可冷凝气体存在的情况下，对于冷凝水实际范围上的过冷的重要性的研究成为一项有价值的任务。这项研究不仅包括低空气内漏范围，而且包括通过观察冷凝器过背压而经常指出的高程度内漏。这个过背压范围在未加觉察的情况下可以延伸到1″HgA。除了导致空气绑定和滞留区的空气内漏程度之外，类似的效果还由于排风机退化而产生，后者在低空气内漏时产生高的DO。
表2(上面的)示出冷凝器ARS和滞留区参数，这些参数是先前从用于各种滞留区尺寸(％管路损失)的模型和所假设的过冷(超过6℉)推导出的，形成一个推导出的空气内漏，如在工作的冷凝器中发现的。应指出的是作为Ts-Tv的过冷度涵盖6℉到34℉的范围。总的不可冷凝气体的分压力表示空气分压力，以Pa给出。利用方程27和氧气分压力的关系式: Po＝0.2Pa 方程27 计算出氧气的溶度。考虑到不可冷凝气体中的1％为其他气体(CO2、NH3等)，确定使用0.2这个常数来替代空气中氧气含量0.21。在此所示的亨利常数值作为在一个大气压的分压力下对于O2(管线60)和CO2(管线62)的溶度(以摩尔比为单位)，在图14中给出。对于氧气(DO)的溶度在图15中给出，作为在温度Tv下表2所示的过冷度的函数。氧气以大气压为单位的分压力从过冷度推导出。
要注意的是在6℉过冷下90PPB的DO值，该值在冷凝器中ARS部分的通气管线入口处出现。它发生于25SCFM及更大的阈值空气内漏值处，在该点开始过背压。由于ARS代表管束中所有管路的约0.5％，如果我们假设所有管束都过冷6℉，并且它们与不过冷的其他管路产生相同量的冷凝水，则这个DO源对总的热阱冷凝水贡献0.4PPB。这假设落到热阱中的ARS冷凝水不会由冷凝蒸汽再生。在图14中CO2的数据仅作为信息提供。
图15中曲线在较大过冷下的剩余部分是针对空气内漏的，随着滞留区发展成包容管束的33％，该剩余部分对过背压的作用增大。如表2的数据所示，然后过背压达到0.926″HgA。这个条件正好在设备出于必要而保持负荷、计划在将来断电期进行维修的范围内。然而，这个决定仅仅在腐蚀的风险被明显减小的情况下才能作出。
离线操作 用于组合型循环设备的离线冷凝器与上述在线操作存在很大不同，对于离线冷凝器，有时推荐在冷凝器操作时保持真空。图16-18描绘了一种循环设备，其包括冷凝器70、低压(LP)涡轮机72、中压(IP)涡轮机74、高压(HP)涡轮机76和发电机78。由于缺乏蒸汽负荷，不存在导致不可冷凝气体被拖曳到空气去除部分而被去除的扫气过程。因此，不可冷凝气体自由占据整个真空空间。这包括冷凝器70、LP涡轮机72和IP涡轮机74、给水加热器、测量传感器、和所有开放的排放/返回管线，包括辅助性设备到将这个真空空间与外部大气或其他部件分隔开的隔离装置(未标注)。图16中，虚线80示出在满负荷下工作的组合型循环设备的冷凝器真空位置的近似范围；在图17中，示出在减小负荷下的近似范围；而图18中，示出处于离线或待机模式下。将观察到在满负荷条件下真空大部分限制于冷凝器70中，但是在减小负荷情况下正好移动到LP涡轮机72中。在离线模式下，真空包括LP涡轮机72和IP涡轮机74(图18)。由排风机除去的气体量取决于冷凝器压力，该压力是不可冷凝气体分压力和液态冷凝水的分压力之和。在离线之后，液态冷凝水分压力将快速变成在冷凝器70的热阱82中存储的热阱冷凝水的温度下的饱和压力。
对于大部分离线阶段，热阱冷凝水温度将规定水蒸气压力PWV。这又确定了水蒸汽密度ρWV，这可从总的在蒸汽表中列出的比容的导数得出。利用别处讨论的数据和方法，可以查看空气内漏对热阱冷凝水溶解的氧气(DO)的影响。
假设热阱温度为80℉，得出PWV＝1.03″HgA而ρWV＝0.00162lb/ft3。并且排风机具有假设2000ACFM的固定容量(CP)。在冷凝器壳体空间内，空气密度ρa将成为空气内漏比率Fa(SCFM)和标准状态下空气密度ρo＝0.0749lb/ft3的函数，由下式给出: ρa＝ρoFa/CP＝37.5×10-6Fa 方程28 空气在冷凝器中的分压力利用从方程29给出的理想气体定律推导出的公知关系获得: Pa＝0.622PWV(ρa/ρWV) 方程29 从方程29，可以由氧气在空气中的百分比确定氧气在冷凝器中的分压力或者: Po＝0.21Pa 方程30 已知氧气在冷凝器中的分压力，可以利用亨利定律以及在其他温度和压力下氧气的溶度确定DO的程度。图14提供在一个大气压的分压力下氧气(和二氧化碳)溶度的关系，其单位为[摩尔气体/(摩尔水HPo(大气压)]，有时称作亨利常数Ho。确定PPB中DO平衡浓度的关系变成Xo＝HoPo，其中Po是氧气以大气压为单位的分压力。
表4示出如果使得热阱达到与空气分压力平衡，对于5到50SCFM的空气内漏的结果。这些值比对于在线冷凝器所预计的值高很多，在后者中扫气防止遍及冷凝器存在空气分压力。该结果指出保持不透气的(tight)冷凝器的重要性。
应认识到如果将两个排风机投入使用而将泵送容量增大到4000ACFM，则在表4中最后列中的浓度可以为一半。额外的泵送容量具有成比例的效果。在图14中可以同时查看其他的溶解气体，如二氧化碳。

对于这种离线真空问题提出的解决方案示于图19中，其中可以看出，组合型循环设备的冷凝器200大致由机罩202、在冷凝器200两端处的水箱204和206、冷水入口208和通气管线210构成。水箱204被示出被局部切除，以观察保持水管路的管板212。为了方便起见，标出空气去除部分(ARS)的管路214。假设在冷凝器200中保持一定的流量，空气将优先在管路214周围汇集。如果不能消除的话，通过在ARS管路214上选择性冷却，可以使得空气内漏到冷凝器200中的损害最小。这可以利用冷水进入管路216来实现，该管路216终止于具有护罩218的水箱204的内部，该管路216可以利用液压马达220远离管板212收缩或与管板212接触，液压马达连接到进入管路216上，该进入管路216可以配装有柔性部分222，如图19所示。当护罩218延伸到与管板212接触时，可以允许冷水仅通过ARS管路214进入冷凝器200，并因此，解决了(account for)在冷凝器离线时已经渗漏到其中的任何空气。这是可以实现的，是因为允许较低流量的蒸汽进入IP涡轮机74(图18)中，从而将IP涡轮机74、LP涡轮机80和冷凝器70(或图19中的冷凝器200)中的内漏空气扫除。然后，从管路214(图19)收集被污染的冷凝水去除了DO。
对图19中的冷凝器可替换的是，操纵者可以将单独的水箱和管束(如参照图19所描述的)设置在冷凝水收集室142(图21)之上，并在组合型循环设备离线工作过程中，只允许冷却水通过这个管束流过。冷凝水可以被收集在冷凝水收集室142中，并被送去储存或者送到在线冷凝器中，以用来与入口蒸汽一同喷洒，以便再次蒸发冷凝的气体。再者，引入IP涡轮机74(或在另一方便位置处)的低流量蒸汽对任何内漏空气提供驱动力，以通过流过它的水对管束扫气。
实际冷凝器设计 图20中示出了比早些时候示出的更典型的管束结构。冷凝器90包含六个单独的从属部分92-100，它们中的一个，部分100处于ARS护罩102内，该护罩102通过空气去除管线104连接到泵或其他吸取源上。沿着内边缘具有高的唇部的四个水平托盘106-112用于从上面的管束捕获冷凝水，使其转向到流向管束的外边缘，在此使得冷凝水下落到热阱114，以备收集、存储和再使用。托盘106-112的目的是防止下面的管路由过量的冷凝水淹没，这会妨碍蒸汽流到这些管路，导致热阱过冷。中心空腔116和沿着托盘中间开口的目的是为空气提供一条路径，以到达ARS护罩102的底部，以便将其除去。内部升高的唇部防止冷凝器从托盘流入中心空腔内的空气流路径中。涡轮机排出的蒸汽从上面围绕管束、从包括上到下的所有侧面进入，如一系列箭头所表示的。
图21(使用与图20中相同数量的管束、热阱、托盘和ARS)绘出了在具有较大滞留区116的高空气内漏情况下，在管束之内流动的蒸汽。每个从属部分中受影响的区域标记有S。由于从冷凝器中去除的管路的百分比大约为20％，过背压(EBP)应为大约0.5″HgA(见表2)。在这种冷凝器结构中，通过S区域下落的被污染的冷凝水将被氧合，并在具有高DO的情况下掉落到托盘上，快速进入热阱114，而不再生。所有托盘将被污染，并且来自它们的大量的冷凝水流在掉落到热阱114的过程中不会被完全再加热。
同样，图21中示出图20的结构的改进，以防止相当大量的这种被污染的冷凝水与其他冷凝水混合，并最终进入到热阱114中。优选地被穿孔以允许蒸汽流动的挡板118和120定位在部分90和92中的S区域之上的管路之间，以使来自S区域之上的管路的冷凝水转向，而通过滞留区116向下穿行。隔堰122-128分别放置在每个托盘106-112中，平行于管束，处于任意的被预计的滞留区116边界处，以防止在滞留区116中产生或穿过滞留区116的冷凝水流向每个托盘的外部。通过去除每个托盘上的内部高唇部并在托盘开口之下附加浅的漏斗形水槽或排水槽130和132，被污染的过冷冷凝水可以被收集并经由阀门136-140转向，或是通过管路或是通过下部托盘引导到两侧上的管束外侧(在图21中仅示出一个)，而到达收集室142。另外，如果没有被污染的话，这种冷凝水可以直接转向到热阱114。位于热阱区域内的收集室142的目的是经由线路144将被污染的冷凝水再循环到冷凝器的顶部，在此利用泵143经喷头146和148将该冷凝水喷洒到蒸汽环境中，以用于再加热和去除溶解的气体的目的。
最终，优选被穿孔的挡板150和152如同在顶部两个部分内安装的那些挡板一样被安装在部分98的上中部位置处，以便来自部分98的S区域的被污染的冷凝水可以汇集并由管束98之下的水槽和管道结构134来收集，从而将被污染的冷凝水转移到收集室142，或若没有被污染则直接转移到热阱。
可以对在每条被污染冷凝水的路径内进行DO测量，以便按需要触发或解除除气循环。如果空气内漏足够低，并且不存在管束的S区域，那么冷凝水蒸汽可以通过自动或手动控制直接连接到热阱。正好在ARS之下的上部收集回路通常具有一些DO，这是因为即使非常少的空气内漏也会聚集在这个位置，导致一定量的过冷和不可冷凝气体分压力。
在设备具有低空气内漏史的情况下，可以设计更简单的收集策略。过冷可以限制于仅在ARS之内的管路。由于ARS用护罩封闭，因此不存在从上面区域掉落冷凝水的污染问题，仅需要收集水槽或排水槽即可。用较小的泵将被污染的冷凝水传送到喷头就足够了。
其他DO源(空气绑定(binding)) 另一种主要的DO源存在于很多冷凝器中，并甚至以非常低的空气内漏值存在。图22示出于图20所示的相同的管束结构，但是为了清楚起见是一个不同角度的透视图。在此，蒸汽从包括沿着冷凝水托盘106-112和各部分之间的开口空间的那些侧面在内的所有侧面进入管束部分90-98。进入的蒸汽是涡轮机排出的蒸汽，具有大于5000/1的水蒸气对空气质量比，因此，为高度可冷凝的。随着这股蒸汽沿着托盘，例如托盘106穿行，它在管路附近冷凝，速度降低，但是它的质量比没有变化。随着蒸汽沿着这些内部部分进入管束部分，边界蒸汽在它穿过的每一层管路被去除，从而质量比减小。这是与针对基本模型所描述的相同的扫气过程。如此，被夹带的空气深深汇集在不存在ARS的管束部分内。这导致空气绑定(AB)区域，在图22中标注为AB，并施加到处于ARS之内的管束之外的所有管束部分上。
空气绑定区域AB与前面描述的滞留区区别不大，除了被俘获的空气没有由排风机去除之外。这些空气绑定区域的结局包括:这些区域随着时间尺寸增大，由被夹带的空气过冷，空气和水蒸气压力增大到等于周围蒸汽的压力，并且通过AB区域掉落的冷凝水被充气。如果AB区域靠近通向热阱的托盘或液态冷凝水路径，则被污染的冷凝水进入这一蒸汽中，污染热阱。
如同滞留区一样，AB区域的另一特征是它们减小冷凝表面积，带来工作冷凝器表面积损失和冷凝器性能下降的后果。冷凝器的净传热系数下降。
AB区域的尺寸增大到它们到达管束部分的“弱内部边缘”，并很可能坍塌，或几乎如此，在这种情况下，空气被释放到ARS流动路径中，在从冷凝器经由ARS护罩102去除的空气流中造成脉动，如同已经由Rheo

多传感器探针RVMSP仪器所测量到的那样。
为了消除或使AB区域最小，必须充分阻断在管束部分之间流动的蒸汽。图23示出如何实现这个的。要限制进入管束上部内的较大开口的蒸汽，该开口是将通风管线104连接到ARS护罩102上所必须的，示出了用于这个目的的一个屏障160，该屏障延伸过管束的长度。高度位置可以改变，但是足以防止空气从这个接近通风管线104的暴露侧驻留于管束部分92和93内。蒸汽流屏障162-168沿着冷凝器的长度分别安装在冷凝水托盘106-112之上和之下的外边缘管束附近。便利地，液体屏障或俘获器170-176可以分别放置在托盘106-112的冷凝水一侧，以密封并俘获蒸汽沿着托盘的自由流动，但是允许托盘的冷凝水排出。可以采用其他利用从冷凝器的热端流到循环水入口端的蒸汽流的结构，这种蒸汽流动是由于混合动力学实现的，这也有助于防止出现AB区域。从托盘的外唇部到屏障位置的距离可以变化，以便通过分析和测试来确定。
在前面章节中描述的去除AB区域并在高空气内漏情况下防止DO进入热阱的特征可以与在此针对新的冷凝器结构所描述的完全不同。可以预期到冷凝器可以设计成将DO降低到3PPB或更好。
净化的效果 模型预测和前面的讨论使得用惰性气体净化的主题可以在完善的工程基础上提出。小空气内漏情况下具有高DO的冷凝器非常易于在管束从属部分内存在空气绑定区域。这些部分是稍微稳定但脉动的区域，并存在冷凝器压力饱和程度之下的低空气内漏。N2气在冷凝器中非常有利的位置处引入将导致存储空气平均量稀释，由此氧气浓度被稀释，氧气压力降低并且减小DO量。这将在不增加冷凝器背压和设备加热率情况下实现。所有具有高DO和低空气内漏的冷凝器应该评估空气绑定区域，以较小腐蚀和化学处理。RVMSP仪器可用于识别这种状态。
虽然本发明已经参照优选实施例加以描述，但是本领域技术人员将理解到在不背离本发明的范围前提下，可以作出各种变形，并且可以用等价物替代本发明的元件。另外，在不脱离本发明的基本范围的前提下，可以对本发明的教导作出很多改进，以适应特殊情况或材料。因此，意图在于本发明不局限于在此作为实施本发明的最佳形式而公开的特定实施例，而是本发明将包括所有落入所附权利要求书范围内的实施例。在本申请中，所有的单位为美国制式(即，英镑、英尺、℉)，且所有量值和百分比都是重量上的，除非特别指出。而且，在此参照的所有引用文献特别地合并于此作为参考。
权利要求
1.一种如下类型的冷凝器，该冷凝器具有壳体，在壳体内部设置水管束；蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部流动而与所述管束接触，用来去除热量，该冷凝器在工作过程中还潜在地具有一个高空气浓度的滞留区，其中，在高空气内漏情况下，空气和其他不可冷凝气体优先被收集，并且所述空气区域内的冷凝水变得过冷，使得所述空气由所述过冷的冷凝水部分吸收，并且，所述冷凝器具有热阱，其设置在所述管束之下，用于收集所述冷凝水，并在所述滞留空气区域具有空气去除部分(ARS)，该部分在带护罩的区域之内包括少量的所述水管路，带有从所述带护罩的区域到所述冷凝器外侧并与抽吸装置连接的通气管线，改进在于该冷凝器包括:
位于所述空气去除部分的所述通气管线入口处的温度传感器，用来确定在所述滞留空气区域处的冷凝器空气内漏量或过冷量中的一项或多项。
2.如权利要求1所述的冷凝器，其中，靠近所述通气管线的带护罩的区域内的所述水管路中的水的出口水温得以测量，以确定在这个区域中所述冷凝水过冷量或减少的蒸汽的冷凝程度中的一项或多项。
3.如权利要求1所述的冷凝器，其中，通气管线具有在所述护罩处的近端以及所述冷凝器外侧的远端，所述通气管线配装有抽吸装置，该抽吸装置在所述通气管线远端处产生较低压力。
4.如权利要求3所述的冷凝器，其中，在温度传感器指示在所述通气管线近端处存在大于约6℉过冷之后，所述抽吸装置被额外启动。
5.如权利要求4所述的冷凝器，其中，约6℉过冷是通过测量位于冷凝器壳体外侧的通气管线位置处的温度和相对饱和度来加以确定的。
6.如权利要求3所述的冷凝器，其中，在所述通气管线近端处的水蒸气质量对空气质量流量比率或水蒸气质量对空气质量密度比率约为3或更小之后，所述抽吸装置被额外启动。
7.如权利要求6所述的冷凝器，其中，所述比率是在位于冷凝器壳体外侧的所述通气管线位置处进行测量的。
8.如权利要求3所述的冷凝器，其中，所述抽吸装置为泵或喷射器。
9.如权利要求3所述的冷凝器，其中，在所述冷凝器的水管束的出口端处配装有温度传感器阵列，用于确定滞留空气区域。
10.如权利要求9所述的冷凝器，其中，所述阵列为“X”形式。
11.如权利要求9所述的冷凝器，其中，所述阵列为直线形式。
12.如权利要求3所述的冷凝器，其中，蒸汽导引系统在所述冷凝器中取向为引导蒸汽自所述滞留区域之下流动，用于再加热落下的冷凝水，以便从所述落下的冷凝水中去除溶解的气体。
13.如权利要求12所述的冷凝器，其中，所述蒸汽还被引导成向上流入所述滞留区域内。
14.如权利要求1所述的冷凝器，其中，一顶板设置在所述滞留区域之上，以防止冷凝水掉落到所述滞留区内。
15.如权利要求14所述的冷凝器，其中，掉落到所述顶板上的所述冷凝水被转向到所述热阱，而不穿过所述滞留区域。
16.如权利要求14所述的冷凝器，其中，所述蒸汽也被向上引导朝所述滞留区域流动。
17.如权利要求14所述的冷凝器，其中，所述顶板被穿孔或开百叶，以允许蒸汽穿过。
18.一种运行如下类型的冷凝器的方法，该冷凝器具有壳体，壳体内部设置水管束；蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部流动而与所述管束接触，以便去除热量，该冷凝器在工作过程中还潜在具有空气和其他不可冷凝气体浓度较高的滞留区域，其中，在高空气内漏情况下，空气和其他不可冷凝气体优先被收集，并且在所述滞留区域内或穿过所述滞留区域的冷凝水变得过冷，使得所述气体被部分吸收，该冷凝器还具有:空气去除部分(ARS)，该空气去除部分包括通向外部泵装置的通气管线，用来与水蒸气一起平衡去除气体；以及热阱，其设置于所述管束之下，用来收集所述冷凝水，用于减少在所述过冷的冷凝水中溶解的氧气(DO)含量或其它气体含量的改进包括以下步骤:
(a)收集来自所述滞留区域或所述空气去除部分的过冷的冷凝水；
(b)提供一个或多个除气系统和/或除气部分；
(c)将收集到的过冷冷凝水传送到所述除气系统和/或除气部分，用来从所述冷凝水中驱除溶解的气体。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述被除气的过冷冷凝水与其他冷凝器的冷凝水结合，用来在制造蒸汽中再使用。
20.如权利要求18所述的方法，其中:
(a)将排水槽放置在所述滞留空气区域之下，用于收集来自一个或多个所述滞留空气区域和/或所述空气去除部分的过冷的冷凝水；
(b)将在所述排水槽内收集的过冷的冷凝水传送到所述蒸汽的位置；以及
(c)将所述被传送的冷凝水用喷射器喷射，以接触进入所述冷凝器的蒸汽，
由此，所述被喷射的冷凝水由所述蒸汽加热，用来驱除所述被喷射的冷凝水中溶解的气体。
21.如权利要求18所述的方法，其中，所述溶解的氧气和其他气体通过降低所述被收集的过冷冷凝水的蒸气压力、加热被收集的过冷冷凝水或者被传送等方法中的一种或多种来去除，所述加热被收集的过冷冷凝水的步骤可选地伴随有搅拌。
22.如权利要求18所述的方法，其中，所述不可冷凝气体包括二氧化碳或氨中的一种或多种。
23.如权利要求18所述的方法，还包括以下步骤:
(e)给所述冷凝器在所述冷凝器水管束出口端处配装温度传感器阵列，用于确定滞留空气区域。
24.如权利要求23所述的方法，其中，所述阵列为“X”形式。
25.如权利要求23所述的方法，其中，所述阵列为直线形式。
26.如权利要求18所述的方法，其中，使蒸汽导引系统在所述冷凝器中取向为引导蒸汽自所述滞留区之下流动，用于再加热落下的冷凝水，以便从所述落下的冷凝水中去除溶解的气体。
27.如权利要求20所述的方法，其中，所述收集的过冷冷凝水处理是将它再加热到饱和蒸汽的温度或将它的压力降低到饱和值中的一种或多种步骤。
28.如权利要求18所述的方法，其中，所述改进还借助一成形顶板完成，将该顶板设置在所述滞留区域之上，以防止冷凝水掉落到所述滞留区域内和通过所述滞留区域。
29.如权利要求28所述的方法，其中，所述冷凝器包括热阱，使掉落到所述顶板上的所述冷凝水转向到所述热阱，而不穿过所述滞留区域。
30.如权利要求29所述的方法，其中，所述顶板被穿孔或开有百叶，以允许蒸汽通过。
31.一种运行如下类型的冷凝器的方法，该冷凝器具有壳体，壳体内部设置水管束；蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部流动而与所述管束接触，以便去除热量，该冷凝器在工作过程中还具有较高空气浓度的滞留区域，其中，在高空气内漏情况下，空气和不可冷凝气体优先被收集，并且所述滞留区域内的冷凝水变得过冷，该冷凝器还具有在过冷区域处的空气去除部分(ARS)、以及热阱，该热阱设置在所述管束之下，用于收集所述冷凝水，改进包括以下步骤:
在所述空气去除部分出口处设置温度传感器，用于确定在所述滞留空气区域处冷凝器空气内漏量或过冷量中的一项或多项。
32.如权利要求31所述的方法，其中，在选定位置处测量所述水管路内的水的出口温升。
33.如权利要求31所述的方法，其中，所述空气去除部分具有带护罩的区域，该带护罩的区域在冷凝蒸汽扫除并聚集不可冷凝气体的位置处或在高空气内漏情况下潜在存在滞留区域的位置处包含水管，并且在侧面和顶面由护罩封闭，该护罩具有通气管线，该通气管线连接在护罩出口和位于冷凝器外侧的空气泵之间，用于从带护罩的区域附近和带护罩的区域内去除被聚集的气体和水蒸气。
34.如权利要求33所述的方法，其中，在温度传感器指示在护罩出口处或所述通气管线进口处水蒸气或气体存在大于约6℉的过冷之后，额外启动所述抽吸装置。
35.如权利要求33所述的方法，其中，直到所述通气管线内的水蒸气质量对空气质量流量比率或相应的密度比率约为3或更小之后，才额外启动所述抽吸装置。
36.如权利要求35所述的方法，其中，所述比率是在所述冷凝器外侧的所述通气管线内测量的。
37.如权利要求31所述的方法，其中，在所述冷凝器的水管束出口端处配装温度传感器阵列，以确定滞留空气区域。
38.如权利要求37所述的方法，其中，所述阵列为“X”形式。
39.如权利要求31所述的方法，其中，使蒸汽导引系统在所述冷凝器中取向为引导蒸汽自所述滞留区之下流动，用于再加热落下的冷凝水，以便从所述落下的冷凝水中去除溶解的气体。
40.如权利要求39所述的方法，其中，还将所述蒸汽引导成向上流入所述滞留区域内。
41.如权利要求40所述的方法，其中，将一成形顶板设置在所述滞留区域之上，以防止冷凝水掉落到所述滞留区域内和通过所述滞留区域。
42.如权利要求40所述的方法，其中，使掉落到所述顶板上的所述冷凝水转向到所述热阱，而不穿过所述滞留区。
43.如权利要求40所述的方法，其中，使所述顶板被穿孔或开有百叶，以允许蒸汽穿过。
44.一种运行如下类型的冷凝器的方法，该冷凝器具有壳体，壳体内部设置水管束；蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部流动而与所述管束接触，以便去除热量，该冷凝器在工作过程中还潜在具有高空气浓度的滞留区域，其中，在高空气内漏情况下，空气和不可冷凝气体优先被收集，并且所述空气区域内的冷凝水在蒸汽温度以下变得过冷，以允许所述空气被部分吸收在过冷的冷凝水中，并且所述冷凝器具有一热阱，该热阱设置在所述管束之下，用来收集所述冷凝水，改进包括以下步骤:
(a)将所述冷凝器配装通气管线，该通气管线具有位于在所述滞留空气区域处或所述滞留空气区域内的管路的带护罩区域内的近端，以及所述冷凝器外侧的远端，该远端终止于用于从所述滞留区中去除空气的抽吸装置；
(b)通过测量蒸汽温度并监控通气管线内的被去除的气体的相对饱和度及温度或者通过监测近端温度来确定在所述滞留空气区域处的过冷量，其中从被去除气体的相对饱和度及温度可以确定近端温度；以及
(c)开始对抗如由所述近端过冷所指示的空气内漏的步骤。
45.如权利要求44所述的方法，其中，所述抽吸装置越来越多或越来越少地被启动，以促使均衡地去除所述滞留空气区域的内含物，来调节所述滞留区域的范围。
46.一种用来改进第一冷凝器以减少由包括溶解氧气(DO)的溶解气体造成的腐蚀的方法，其中，所述第一冷凝器为如下类型，该冷凝器具有壳体，壳体内部设置水管束；蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部流动而与所述管束接触，用来去除热量，并且在工作过程中所述冷凝器潜在具有高空气浓度的滞留区域，其中，任何空气或其他不可冷凝气体的内漏优先被收集，并且在所述空气区域处或穿过所述空气区域的冷凝水变得过冷，使得所述空气被部分吸收，且该冷凝器具有一包含过冷冷凝水的空气去除部分(ARS)，用于减少所述过冷的冷凝水内溶解的气体含量的改进包括如下步骤:
(a)提供一个第二冷凝器，该第二冷凝器中带有水管，该水管与位于所述第一冷凝器的所述滞留区域和所述空气去除部分中的水管具有大致相同的潜在设计热量去除能力；
(b)使所述第一冷凝器中所述滞留区和所述空气去除部分内的蒸汽/空气混合物的内含物穿行到所述第二冷凝器中，用于去除热量并形成第二滞留区域，该第二滞留区域具有富含溶解气体的第二冷凝水；
(c)通过除气过程来处理所述第二冷凝器的冷凝水，降低溶解的气体含量，以便用于循环。
47.如权利要求46所述的方法，其中，所述处理包括将所述第二冷凝水用喷射器喷射，以便它与进入所述第一冷凝器的蒸汽相接触。
48.如权利要求46所述的方法，其中，将步骤(c)替换成:使所述第二冷凝水穿行到除气系统中以对它进行除气。
49.如权利要求46所述的方法，其中，所述空气去除部分包括通气管线，该通气管线通向所述第一冷凝器的外侧并连接到泵上，该方法还包括以下步骤:
(d)增大通气管线泵送能力或者减小空气内漏中的一个或多个步骤，这两个步骤都导致第一冷凝器中蒸汽扫除增多，减小所述第一冷凝器内滞留区域和空气去除部分区域中造成的过冷量。
50.如权利要求46所述的方法，还包括以下步骤:
(e)将所述第二冷凝器在所述冷凝器的水管束出口端处配装温度传感器阵列，以确定滞留空气区域，或用于确定空气内漏。
51.一种如下类型的冷凝器，该冷凝器具有壳体，多个水管束部分、设置在至少一些所述水管束部分之下的间隔开的冷凝水托盘、蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部流动而接触所述管束，用来去除热量，并且在工作过程中该冷凝器潜在具有高空气浓度的滞留区域，其中，任何空气内漏或不可冷凝气体优先被收集，并且所述空气区域内的冷凝水变得过冷，以允许所述空气被所述过冷的冷凝水部分吸收，并且该冷凝器配置有空气去除部分(ARS)，该空气去除部分设置在所述滞留空气区域内或该区域附近，改进之处包括:
(a)隔堰，其设置在每个冷凝水托盘内、在所述潜在滞留空气区域沿远离滞留空气区域的向外方向的外边界附近处，用来防止所述滞留空气区域中所述冷凝水托盘内的过冷冷凝水离开所述滞留空气区域；以及
(b)排水槽，其放置在所述滞留空气区域之内设置的每个冷凝水托盘之下，为了收集而将所述滞留空气区域中所述冷凝水托盘内的过冷冷凝水转移；
(c)挡板，该挡板通过所述滞留空气区域之上的每个管束部分放置，以防止冷凝水穿行到所述滞留空气区域内；以及
(d)挡板，该挡板通过所述滞留区之下的每个管束部分放置，用于将过冷的冷凝水转向到收集水槽，该水槽放置在所述滞留区之下，用于收集所述过冷的冷凝水。
52.如权利要求51所述的冷凝器，其中，所述被转向的过冷冷凝水经历除气。
53.如权利要求52所述的冷凝器，其中，在所述排水槽中的所述被转向的过冷冷凝水被再加热到蒸汽温度，用于释放溶解的气体。
54.如权利要求53所述的冷凝器，其中，所述被转向的过冷冷凝水被喷洒到所述入口蒸汽中，用于使溶解的气体再次蒸发。
55.如权利要求51所述的冷凝器，其中，所述挡板被穿孔。
56.一种如下类型的冷凝器，该冷凝器具有壳体，在壳体内部设置多个水管束部分、设置在至少一些所述水管束部分之下的间隔开的冷凝水托盘、蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部流动而接触所述管束，用来去除热量，并且在工作过程中该冷凝器具有高空气浓度的滞留区，其中，任何空气内漏优先被收集，并且所述空气区域内的冷凝水变得过冷，以允许所述空气被所述过冷的冷凝水部分吸收，且该冷凝器具有一空气去除部分(ARS)，其设置在所述滞留空气区域内或所述滞留空气区域附近，并具有通气管线，该通气管线连接到外部空气去除装置，该通气管线在水管束部分之间的间隙内垂直或水平延伸，用于阻止由蒸汽将空气扫除到不具有空气去除部分的所述水管束部分内的各位置处而造成的空气绑定的改进包括:
(a)屏障，围绕所述空气去除部分通气管线且在管束之间放置在一定深度处，以防止进入的蒸汽深深流入所述水管束部分之间的所述间隙内；以及
(b)蒸汽流屏障，设置在所述冷凝水托盘的外边缘和内边缘之间的一定深度处，并向上和向下从所述冷凝水托盘向所述水管束部分延伸，冷凝水在所述冷凝水托盘内的流动不会被所述蒸汽流屏障阻碍。
57.如权利要求56所述的冷凝器，还包括提供下面的一个或多个改进措施:
(c)小轮廓液体屏障，其从所述冷凝水托盘向上同时从所述蒸汽流屏障向外放置，以形成液体俘获器，进一步限制蒸汽从所述水管束部分的外侧向内流到所述冷凝水托盘附近，冷凝水在所述冷凝水托盘上的向外流动不会被所述液体俘获器限制；
(d)隔堰，其设置在每个冷凝水托盘内、在所述滞留空气区域的外边界附近处，用来防止所述滞留空气区域中所述冷凝水托盘内的过冷冷凝水沿远离所述滞留区的向外方向离开所述滞留空气区域；
(e)排水槽，其设置于所述滞留空气区域内设置的每个冷凝水托盘之下，用于收集来自所述滞留空气区域内所述冷凝水托盘中的过冷冷凝水；或
(f)挡板，其通过在所述滞留空气区域之上的每个管束放置，以防止冷凝水穿行到所述滞留空气区域中。
58.如权利要求57所述的冷凝器，其中，在所述排水槽中所述被收集的过冷冷凝水经历除气。
59.如权利要求58所述的冷凝器，其中，在所述排水槽中所述被收集的过冷冷凝水经历以下一个或多个过程，即:再加热来释放溶解的气体，降低它的压力来释放溶解的气体，或者将它设置成与所述入口蒸汽接触，来再次加热和释放溶解的气体。
60.如权利要求57所述的冷凝器，其中，所述挡板被穿孔。
61.一种运行如下类型的冷凝器的方法，该冷凝器具有壳体，在壳体内部设置多个水管束部分、设置在至少一些所述水管束部分之下的间隔开的冷凝水托盘、蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部流动而接触所述管束，用来去除热量，并且在工作过程中该冷凝器潜在具有高空气浓度的滞留区域，其中，任何来自高内漏的空气和不可冷凝气体优先被收集，并且在所述空气区域内的冷凝水变得过冷，使得所述空气被所述过冷的冷凝水部分吸收，并且该冷凝器配装有空气去除部分，该空气去除部分包括连接到空气去除装置的通气管线，改进之处包括:
(a)将隔堰设置于每个冷凝水托盘内、在所述潜在滞留空气区域的外边界附近处，用来防止在所述滞留空气区域和/或所述空气去除部分中的所述冷凝水托盘内的过冷冷凝水沿远离方向分别离开所述滞留空气区域或所述空气去除部分；和
(b)将排水槽放置在一个或多个所述滞留空气区域或所述空气去除部分内设置的每个冷凝水托盘之下，用于收集来自分别位于所述滞留空气区域和所述空气去除部分内的所述冷凝水托盘的过冷冷凝水；
(c)通过所述滞留空气区域之上的每个管束部分放置挡板，以防止冷凝水向下穿过一个或多个所述滞留空气区域或所述空气去除部分；以及
(d)通过所述滞留空气区域或所述空气去除部分之下的每个管束部分放置挡板，用来将任何过冷冷凝水转向到收集排水槽，该排水槽分别位于所述滞留空气区域或所述空气去除部分之下，以便收集和处理所述过冷的冷凝水，来释放溶解的气体。
62.如权利要求61所述的方法，其中，所述被收集的过冷冷凝水被除气，以释放溶解的气体。
63.如权利要求61所述的方法，其中，在所述排水槽中所述被转向的过冷冷凝水设置成与所述入口蒸汽接触，用来再次加热和释放溶解的气体。
64.如权利要求61所述的方法，其中，所述挡板被穿孔。
65.一种运行如下类型的冷凝器的方法，该冷凝器具有壳体，在壳体内部设置多个水管束部分、设置在至少一些所述水管束部分之下的间隔开的冷凝水托盘、蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部流动而接触所述管束，用来去除热量，并且在工作过程中该冷凝器潜在具有高空气浓度的滞留区，其中，在高空气内漏情况下，空气或不可冷凝气体优先被收集，并且所述空气区域内的冷凝水变得过冷，以允许所述空气被所述过冷的冷凝水部分吸收，且该冷凝器具有空气去除部分(ARS)，其设置在所述滞留空气区域内或所述滞留空气区域附近，也具有过冷冷凝水，并具有通气管线，该通气管线在水管束部分之间的间隙内垂直和/或水平延伸，该冷凝器还具有一热阱，用于收集冷凝水，用于阻止空气绑定并减少所述水管束部分内溶解的气体且提高冷凝器性能的改进之处包括下面的一项或多项:
(a)辨识空气绑定是主要由蒸汽将空气扫除到管束内的各位置处或没有空气去除部分的管束部分的各位置处而造成的；
(b)修改通过所述管束或所述管束部分的流动路径，来重新引导被扫除的空气更多地向空气去除部分流动，但仍通过所述管束或所述管束部分；
(c)改变管束的布置图案，以促进蒸汽和空气在管束内朝向空气去除部分而流动；以及
(d)消除蒸汽从管束的外侧流到直接通向空气去除部分入口的进入路径，蒸汽的直接流入会干扰进入空气去除部分的富含空气的蒸汽或水蒸气，从而影响通过通气管线抽取空气和其他不可冷凝气体。
66.如权利要求65所述的方法，包括以下步骤中的一个或多个:
(a)将屏障围绕所述空气去除部分通气管线且在管束部分之间放置在一定深度处，以防止进入的蒸汽深深流入所述水管束部分之间的所述间隙内；
(b)将蒸汽流屏障设置在所述冷凝水托盘的外边缘和内边缘之间的一定深度处，并使之向上和向下从所述冷凝水托盘向所述水管束部分延伸，冷凝水在所述冷凝水托盘内的流动不会被所述蒸汽流屏障阻碍。
67.如权利要求65所述的方法，还包括:
(c)从所述冷凝水托盘向上同时从所述蒸汽流屏障向外放置小轮廓液体屏障，以形成液体俘获器，进一步限制蒸汽从所述水管束部分外侧向内流到所述冷凝水托盘附近，冷凝水在所述冷凝水托盘中的向外流动不会被所述液体俘获器阻碍；
68.如权利要求65所述的方法，还包括以下的一个或多个步骤:
(d)将隔堰设置在每个冷凝水托盘内、在所述滞留空气区域的外边界的预期外界限附近处，用来防止所述滞留空气区域中所述冷凝水托盘内的过冷冷凝水沿远离所述滞留区的向外方向离开所述滞留空气区域；以及
(e)将排水槽设置于所述滞留空气区域内设置的每个冷凝水托盘之下，用于使所述滞留空气区域内所述冷凝水托盘中流出所述冷凝水托盘的过冷冷凝水转向，以备收集；
(f)将挡板通过在所述滞留空气区域之上和之下的每个管束放置，以防止冷凝水穿行到所述滞留空气区域中；以及
(g)通过所述滞留区之下的每个管束部分放置挡板，用于将任何过冷的冷凝水转向到收集水槽，该水槽放置在所述滞留区之下，用于收集所述过冷的冷凝水。
69.如权利要求68所述的方法，其中，在所述排水槽中的所述被转向的过冷冷凝水经历除气。
70.如权利要求69所述的方法，其中，在所述排水槽中的所述被转向的过冷冷凝水设置成与所述入口蒸汽相接触，以用来释放溶解的气体。
71.如权利要求68所述的方法，其中，所述挡板被穿孔。
72.一种用于运行组合型循环发电设备的方法，其中一个或多个涡轮机将蒸汽供给到如下类型的冷凝器中，该冷凝器具有壳体，壳体内部设置有水管束、蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部流动而与所述管束接触，用来去除热量，其中，对于离线操作，涡轮机功率下降，并且在至少一个所述涡轮机和所述冷凝器的内部保持真空，对于离线操作的改进包括:
(a)使蒸汽流穿行到所述涡轮机之一内，该蒸汽流经所述蒸汽入口进入所述冷凝器；
(b)通过有限数量的选定的水管路建立冷却水流；以及
(c)将护罩设置在所述选定的水管路处和/或附近，并且将所述护罩连接到通气管线，该通气管线终止于带有空气去除装置的所述冷凝器外侧，
由此，所述蒸汽流使泄漏到所述涡轮机或所述冷凝器中的一个或多个内的空气涌到所述选定的水管路，从而形成富含溶解氧气(DO)的冷凝水以备收集和/或经由所述通气管线和所述空气去除装置去除空气。
73.如权利要求72所述的方法，其中，所述组合型发电设备在与所述冷凝器的蒸汽连接中具有高压涡轮机、中压涡轮机、和低压涡轮机中的一个或多个，其中允许所述蒸汽流进入所述中压涡轮机中。
74.如权利要求73所述的方法，其中，所述冷凝器为如下类型的冷凝器，其具有:壳体，壳体具有一端部，在壳体内部设置水管束，水管束由设置在所述冷凝器的所述端部处的水箱供水，并且由设置在所述水箱附近的管板固定；蒸汽入口，其用于使蒸汽在所述壳体内部流动而接触所述管束，用来去除热量；所述冷凝器还具有空气去除部分，以及与所述空气去除部分连接的通气管线和与所述通气管线相连的空气去除泵，所述方法还包括:
(a)从所述水箱的外侧向所述水箱的内部延伸一可伸缩的冷水入口管道，所述入口管道由一护罩终止于所述水箱内部，该护罩尺寸定为覆盖设置于所述空气去除部分内或附近的所述选定的水管路；以及
(b)将一驱动器附着到所述可伸缩冷水入口管道上，用于移动所述护罩而使之与所述管板接触，以允许从所述冷水入口管道向所述选定的水管路内供给冷水流，其中该选定的水管路设置在所述空气去除部分内和/或空气去除部分附近。
75.一种用来运行如下类型的冷凝器的方法，该冷凝器具有壳体，在壳体内部设置多个水管束部分、设置在至少一些所述水管束部分之下的间隔开的冷凝水托盘、蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部流动而接触所述管束，用来去除热量，并且在工作过程中该冷凝器潜在具有高空气浓度的滞留区域，其中，任何空气内漏或不可冷凝气体优先被收集，并且所述空气区域内的冷凝水变得过冷，以允许所述空气被所述过冷的冷凝水部分吸收，改进之处包括:
将一种或多种非活性和/或惰性的非腐蚀气体注入所述冷凝器中，以稀释包含在所述冷凝器中至少一个所述区域内的空气浓度的平衡值，由此减少在进入所述热阱的被收集的冷凝水中溶解的腐蚀气体量。
76.一种用来运行如下类型的冷凝器的方法，该冷凝器具有壳体，在壳体内部设置多个水管束部分、设置在至少一些所述水管束部分之下的间隔开的冷凝水托盘、蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部流动而接触所述管束，用来去除热量，并且在工作过程中该冷凝器具有高空气浓度的滞留区域，其中，任何空气内漏或不可冷凝气体优先被收集，并且所述空气区域内的冷凝水变得过冷，以允许所述空气被所述过冷的冷凝水部分吸收，并且具有空气去除通气管线，该通气管线在所述滞留区域内或滞留区域附近具有入口，并连接到一空气去除装置上，改进之处包括:
利用冷凝器饱和温度和在通气管线入口处的气体温度之间的温差，建立对过冷的测量，该测量可以在确定空气内漏量过程中使用。
77.一种用来运行如下类型的冷凝器的方法，该冷凝器具有壳体，在壳体内部设置多个水管束部分、设置在至少一些所述水管束之下的间隔开的冷凝水托盘、蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部流动而接触所述管束，用来去除热量，并且在工作过程中该冷凝器潜在具有高空气浓度的滞留区域，其中，任何在高空气内漏下的空气或不可冷凝气体优先被收集，并且所述空气区域内的冷凝水变得过冷，以允许所述空气或气体被所述过冷的冷凝水部分吸收，且具有空气去除部分(ARS)，该空气去除部分在管束的带护罩的区域内包含管路，该空气去除部分连接到通气管线直至外部空气去除装置，用于确定高空气内漏和过背压存在的改进之处包括利用以下一项或多项:
(a)在连接到护罩的通气管线处测量到约大于6℉的过冷；或
(b)在通气管线内测量到的水蒸气质量对空气质量的比率(
)约小于3，出于开始对空气内漏进行调查的目的。
78.一种用于运行如下类型的冷凝器的方法，该冷凝器具有壳体，壳体内部设置热交换管束、工艺流体蒸气入口，用于使工艺流体蒸气在所述壳体内部流动而与所述管束接触，以便去除热量，并且该冷凝器在工作过程中具有较高不可冷凝气体浓度的潜在滞留区域，其中，任何空气内漏或不可冷凝气体被优先收集，且在所述滞留空气区域内的冷凝水变得过冷，并且所述冷凝器在所述滞留区域具有空气去除部分，该空气去除部分与通气管线相连，其近端位于所述滞留区域内，而远端位于所述冷凝器外部，并连接到外部泵装置上，改进之处在于包括如下步骤:
将温度传感器设置在所述通气管线近端处，基于已知的工艺流体温度，此传感器可用来测定在所述通气管线进口的冷凝器空气内漏量或过冷量中的一项或多项。
79.如权利要求78所述的方法，其中，冷却水流过所述热交换管路。
80.如权利要求78所述的方法，其中，相对饱和度传感器位于所述通气管线中，以确定工艺流体蒸气的浓度，来确定工艺流体蒸气去除率。
81.一种用于运行如下类型的冷凝器的方法，该冷凝器具有壳体，壳体内部设置热交换管束、工艺流体蒸气入口，用于使工艺流体蒸气在所述壳体内部流动而与所述管束接触，以便去除热量，并且该冷凝器在工作过程中具有较高气体浓度的滞留区域，其中，任何空气内漏或其它不可冷凝气体被优先收集，且在所述滞留区域内或穿过所述滞留区域的冷凝水变得过冷，以允许所述气体被部分吸收，用于减少所述过冷冷凝水中溶解的气体含量的改进在于包括如下步骤:
(a)将排水槽放置在所述滞留空气区域之下，用来收集来自所述滞留空气区域的过冷冷凝水；
(b)将所述排水槽内收集的过冷冷凝水传送到所述工艺流体蒸气入口；
(c)将所述被传送的冷凝水用喷射器喷射，以使所述冷凝水的小的喷雾型液滴与进入所述冷凝器的工艺流体蒸气相接触，
由此，所述被喷射的冷凝水由所述工艺流体蒸气加热，以便驱除所述被喷射的冷凝水中溶解的氧气。
82.一种用于确定具有管束部分的类型的蒸汽冷凝器的性能退化的方法，其中，在所述管束部分内的管路组由于存在冷凝器滞留区域或冷凝器空气绑定区域而呈现不同的有效传热系数，该方法包括以下步骤:
(a)在所述冷凝器内所述管路的出口端处确定来自一个扩大阵列的单独监控的管路内的循环水温升；
(b)形成两个或多个管路的分布组，每个组显示出确定的不同的平均循环水温升范围，其中座落在外的管束具有更高的温升，而座落在内的管束具有更低的温升；
(c)为每个分布组确定平均温度；
(d)确定形成每个所述分布组的管路的数量；
(e)对每个所述分布组中的所述管路确定有效性因子，所述有效性因子是所述分布组平均温升对最高分布组平均温升的比率；
(f)通过将每个所述分布组中的管路的总数与对应所述分布组的所述有效性因子相乘来确定每个所述分布区域内的所有管路的有效部分，该分布区域可以以最高温升分布组所呈现的传热系数冷凝在该分布区域内冷凝的所有蒸汽；
(g)通过对每个所述分布组的所有完全工作的冷凝管路或冷凝表面积的所述有效部分求和，并将所述和除以所述冷凝器中现有管路的总数或所述冷凝器的总的实际冷凝表面积，来确定η的值，该值表示冷凝器管路或冷凝器表面积的等效部分，该冷凝器管路或冷凝器表面积的等效部分在冷凝所有不含滞留区域和空气绑定区域的蒸汽负荷中均匀一致并最理想地起作用。
83.如权利要求82所述的方法，其中，确定1-η的值，这个值实际上是由于存在滞留或空气绑定区域而在冷凝过程中去除的管路或管路表面积的一等效部分。
84.一种用来改进如下类型的蒸汽冷凝器的蒸汽冷凝性能的方法，该冷凝器具有一个或多个管束部分和空气去除部分(ARS)，所述方法包括:
(a)确定空气去除部分泵送能力是否足以去除空气内漏，来消除滞留区域条件；
(b)如果空气去除部分能力不足以去除空气内漏，由此消除滞留区域的存在，则进行增加泵送能力和/或修补导致高空气内漏的浅漏，以去除滞留区；
(c)确定所述冷凝器的系数η；以及
(d)由于不冷凝蒸汽的管路的等效部分1-η是空气绑定造成的，改进冷凝器来抑制空气绑定。
85.如权利要求84所述的方法，其中，所述改进是如下的一项或多项:在每个所述管束部分内建立空气去除部分，或通过利用挡板或重新设计管束来阻止蒸汽携带空气到达不具有空气去除部分的所述冷凝器管束部分中的位置。
86.如权利要求85所述的方法，其中，将使得所述冷凝器中的蒸汽以阻止携带空气到达每个管束部分的内部区域的方式流过每个管束部分。
87.如权利要求85所述的方法，其中，包含被扫除的空气或其他不可冷凝气体的蒸汽沿着管束或管束部分内的路径引导到空气去除部分，并限制该蒸汽沿着直接到达空气去除部分入口的路径流动而不频繁大量地穿过管束或管束部分。
88.一种通过设计如下类型的蒸汽冷凝器改进蒸汽冷凝性能的方法，该冷凝器具有一个或多个冷凝器管束部分以及空气去除部分(ARS)，该方法包括:
限制包含被扫除的空气或其他气体的蒸汽只在管束部分中朝向空气去除部分流动，不会在不首先穿过管束的情况下直接流到空气去除部分。
89.一种确定与内部水垢条件无关的冷凝器管路的有效传热系数、同时使所述传热系数不会由于管路外侧或外壳一侧的空气或不可冷凝气体而降低的方法，包括以下步骤:
(a)从经历只有很小不可冷凝气体或没有空气绑定的蒸汽流过的管束或管束区域的外围在大约四到七个管排处选择一个或多个管路；
(b)在冷凝器工作的同时，利用不限制流动的装置在每个选定的管路处测量平均入口循环水温度，另外测量出口循环水温度；
(c)从工作条件中获知在每个管路中冷却水的估算的质量流量、冷却水的热容以及循环水的温升，确定每个被测量的管路的传热率。如果测量不止一根管路，则确定所述传热率的平均值；
(d)从工作条件获知蒸汽温度并计算所述蒸汽温度和所述出口循环水温度之间的末端温差，确定对数平均温差；
(e)由冷凝器参数确定在冷凝器管束中每根管路的有效冷凝表面积数值；以及
(f)利用傅立叶方程，采用对所述传热率、所述对数平均温差和所述管路表面积所获得的数值确定单根管路传热系数或平均单根管路传热系数。
90.一种使冷凝器基本免于空气绑定的设计方法，包括:
消除管板配置中的蒸汽流动路径，该管板配置包括挡板、屏障和冷凝水托盘，它们促使扫除不可冷凝气体的蒸汽会聚到与空气去除部分不相关的管束部分内部，并阻止蒸汽直接流动到空气去除部分，导致在空气去除部分入口处扫气的富含空气的蒸汽减少。
91.如权利要求90所述的方法，其中，在管束部分内设置带护罩的空气去除部分，且该空气去除部分的入口靠近管束的中心，并包含通气管线，该方法包括以下步骤:
(a)通过将护罩的长度延伸到正好超过管束部分的边缘，防止在将所述通气管线安装到所述护罩之上的管束中形成蒸汽间隙，护罩的侧面与管束相隔甚近，以限制通过的蒸汽流过；
(b)将空气去除管路设置在由所述护罩延伸部包括的空间内；以及
(c)在管束内的管路相隔甚近的任何管束部分之间提供径向指向的排水托盘，以促进冷凝水排出，并使从管束外侧沿着托盘流向空气去除部分入口的蒸汽最少。
92.一种提高如下类型的主蒸汽冷凝器的测量传热系数的方法，该冷凝器具有一个或多个冷凝器管束部分、以及空气去除部分(ARS)，空气去除部分包括带护罩的区域，该区域从大约入口管板处延伸到大约出口管板处，并包含连接到外部泵送装置的通气管线，且在所述护罩区域内不具有冷凝管路，改善将不可冷凝气体扫除到空气去除部分的改进之处在于，包括以下一个或多个步骤:
(a)将管路安装在带护罩的区域中，以改善将空气扫除到所述带护罩的区域内；
(b)在所述主冷凝器外侧、通气管线内安装一个次级的小冷凝器，来增强通过主冷凝器的空气去除部分护罩的蒸汽扫气；或
(c)通过在向外开口的所述护罩入口的每一侧上安装挡板来延伸空气去除部分入口，以包括所述护罩入口附近的多个管路，从而产生一个新的空气去除部分，由此使这个新的空气去除部分护罩具有一组封闭的管路，促使蒸汽或水蒸气以增大的速度流入所述新的空气去除部分中，用于扫除不可冷凝气体以及它们滞留在新的空气去除部分护罩中的部分，用来通过通气管线去除所述气体和水蒸气。
93.一种改进如下类型的冷凝器的方法，该冷凝器具有壳体，在壳体内部设置多个水管束、蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部以及所述管束外侧流动而接触所述管束，用来去除热量，并且在工作过程中该冷凝器潜在具有高气体浓度的滞留区，其中，在高空气内漏情况下，空气或不可冷凝气体优先被收集，并且所述空气区域内的冷凝水变得过冷，以允许所述空气被所述过冷的冷凝水部分吸收，改进之处包括:
限制在预期的滞留区域内的水管路由抗腐蚀材料制成，同时允许其它水管路由不太抗腐蚀的材料制成。
94.如权利要求93所述的方法，其中，所述抗腐蚀材料是不锈钢。
95.如权利要求93所述的方法，其中，所述不太抗腐蚀的材料是铜基合金或钛中的一种或多种。
96.一种如下类型的冷凝器，该冷凝器具有壳体，在壳体内部设置水管束；蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部和所述管束外侧流动而与所述管束接触，用来去除热量，该冷凝器在工作过程中还潜在地具有一个高气体浓度的滞留区域，其中，在高空气内漏情况下，空气和其他不可冷凝气体优先被收集，并且所述滞留区域内的冷凝水变得过冷，使得所述空气由所述过冷的冷凝水局部吸收，改进在于该冷凝器包括:
在预期的滞留区域内的水管路由抗腐蚀材料制成，同时允许其它水管路由不太抗腐蚀的材料制成。
97.如权利要求96所述的方法，其中，所述抗腐蚀材料是不锈钢。
98.如权利要求96所述的方法，其中，所述不太抗腐蚀的材料是铜基合金。
99.一种帮助确定如下类型的冷凝器中空气泄漏的方法，该冷凝器具有壳体，在壳体内部设置水管束部分；蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部和所述管束外侧流动而与所述管束接触，用来去除热量，该冷凝器在工作过程中还潜在地具有一个高气体浓度的滞留区域，其中，在高空气内漏情况下，空气和其他不可冷凝气体优先被收集，并且所述滞留区域内的冷凝水变得过冷，使得所述空气由所述过冷的冷凝水局部吸收，并且该冷凝器具有一个空气去除排放系统(ARS)，该系统设置在所述预期的滞留区域，以促进平衡去除进入其中的任何气体，该方法包括以下步骤:
(a)监控在每个所述空气去除排放系统中去除的气体温度，来确定被去除的气体的温度；以及
(b)寻找进入最靠近管束部分的冷凝器壳体的空气泄漏，该管束部分与去除气体的所述较冷空气去除排放系统温度相关。
100.一种确定如下类型冷凝器中管束中管路内部的水垢的方法，该冷凝器具有壳体，在壳体内部设置水管束部分、蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内部和所述管束外侧流动而与所述管束接触，用来去除热量，该冷凝器在工作过程中还潜在地具有一个高气体浓度的滞留区域，其中，在高空气内漏情况下，空气和其他不可冷凝气体优先被收集，并且所述滞留区域内的冷凝水变得过冷，使得所述空气由所述过冷的冷凝水局部吸收，并且该冷凝器具有一个空气去除排放系统(ARS)，该系统设置在所述预期的滞留区域，以促进平衡去除进入其中的任何气体，该方法包括以下步骤:
监视位于管束外边缘和上部区域附近的工作的水管束部分的出口温度，在所述管束的外边缘和上部区域，传热不受空气和/或其它不可冷凝气体的影响，免于空气绑定并且远离滞留区域所在位置，使得末端温差(TTD)的测量不受空气的影响，该末端温差是通过将测量到的蒸汽温度减去所述出口温度获得的，这个温差的变化值仅对应于名义或重复工作条件下的管路水垢。
一种设计冷凝器的方法，使冷凝器免受空气绑定区域的影响并且包含空气去除部分(ARS)，该冷凝器在普通空气内漏状态下可工作并达到通气设备容量，且相对不会在热阱冷凝水中存在溶解气体，该方法包括以下步骤:
(a)确定管板图案，该图案促使来自管束部分的外围进入位置的蒸汽流顺利通过而到达空气去除部分入口处的管束出口部分，来阻止形成的空气绑定区域在所述管束部分内扩展；
(b)确定在护罩内包含额外管路的空气去除部分的设计，该护罩有效地促进蒸汽在普通空气内漏条件下冷凝；提供过冷，以降低由排风扇排出的水蒸气量；防止其他冷凝水接触由高气体浓度区域所包围的所述空气去除部分管路；以及通过位于空气去除部分护罩之下的收集系统而允许上述普通但合理的空气内漏，其中该收集系统用于收集过冷的充满气体的水，来对它进行单独处理，以去除溶解的气体。
一种描绘如下类型冷凝器管束中的蒸汽空气混合物动力学的方法，该冷凝器具有封闭所述水管束的壳体，该管束由单个或多个由间隙隔开的管束部分构成；蒸汽入口，用于使蒸汽在所述壳体内侧并在所述管束或管束部分外侧流动，以接触所述管束来去除热量；具有空气去除部分(ARS)的排放系统，该空气去除部分设置在所述管束中，以促进平衡去除任何进入其中的气体；以及热阱，其设置在所述管束之下，用于收集冷凝水，改进之处用来理解冷凝器性能指标并优化冷凝器设计来实现工作性能中的一项或多项，如设计压力、传热系数、在较宽的蒸汽负载条件下仍有低的溶解氧气，该方法包括以下步骤:
(a)认识到冷凝器中所有管路可以有效冷凝等量的蒸汽；
(b)理解蒸汽是与由热阱表面温度所控制的液相平衡的蒸气；
(c)知道随着蒸汽进入管束并在管路上冷凝，蒸气密度对空气密度的比率减小并随着进一步渗透而变得更低；
(d)认识到空气通常明显干涉传热和在管束内的深处进行的冷凝过程，并在空气去除部分附近和空气去除部分内变得显著；
(e)理解到靠近管束中心的滞留区域在高空气内漏情况下将扩展，但尺寸取决于排风机的泵送能力；
(f)理解到在允许蒸汽围绕没有空气去除部分的所述管束部分时，空气绑定区域将在管束部分内发展，但是由于落下的冷凝水对空气绑定区域内包含的空气的扫除效果，滞留区不会完全发展；
(g)知道在滞留区域和空气绑定区域中的水蒸气温度能低于蒸汽温度，因此提供较低的水蒸气压力，从而允许具有有限分压的空气存在于所述区域内；
(h)理解到冷却区域的总压力基本等于在管束外边界处的蒸汽压力；
(i)在利用良好工程实践对管束几何形状进行数学运算的同时，预测蒸汽和空气流动，来确定是否会出现影响性能的空气绑定；
(j)指出修补滞留区域内的泄漏的建议；
(k)利用良好工程实践设计管束布置，来促进空气去除部分附近位置处的高冷凝率，而不会产生空气浓度中心并形成空气绑定；以及
(l)如果要使溶解气体较低，则提供用来对空气去除部分附近或空气去除部分内产生的冷凝水进行除气的装置。
全文摘要
本发明公开了一种操纵如下类型的冷凝器(20)的方法，该冷凝器具有壳体，壳体内部设置有水管束(22)，蒸汽入口(26)，用以使蒸汽在壳体内部流动而与管束接触，用来去除热量，且该冷凝器在工作过程中具有滞留空气区域(25)，其中，任何空气内漏被优先收集，并且空气区域内的冷凝水变得过冷。将水槽或排水槽放置在滞留空气区域之下，用于收集来自滞留空气区域的过冷冷凝水。将所收集的冷凝水从排水槽通过一管道传送到所述蒸汽入口。用喷射器喷射被传送的冷凝水，以便所述冷凝水与进入冷凝器的蒸汽相接触，由此，被喷射的冷凝水被蒸汽加热，用来驱除被喷射的冷凝水中溶解的氧气。优选地，冷凝器在滞留空气区域处配装有温度传感器阵列，用于确定该滞留空气区域的存在和/或该区域的大小。另外，公开了一种用于防止在冷凝器管束部分内形成空气绑定区的方法。
文档编号F28B9/10GK101373119SQ200810144870
公开日2009年2月25日 申请日期2002年4月16日 优先权日2001年5月7日
发明者约瑟夫·W·C·哈普斯特 申请人:约瑟夫·W·C·哈普斯特