现代大型火力发电站中,凝汽器工作状态的好坏直接关系着整个机组的安全运行和经济效益。凝汽器作为火电厂冷端系统的核心,其主要作用是将汽轮机排汽凝结成水并在排汽口形成高度真空,使蒸汽在汽轮机中的可用焓降达到最大。在运行过程中,冷却水受水质及化学、物理因素的影响,管束内部难免形成堵塞和污垢,为处理管束结垢问题,一般都会采用胶球清洗系统对管束进行除垢。目前,凝汽器胶球清洗技术是最为成熟、应用最为广泛的清洗方式,与其他凝汽器清洗方式相比具有明显优势。近年来,科研人员对胶球清洗系统做了大量的提升和改进,但就实际运行效果来看仍然存在着清洗不到位和收球率低的问题。本文分析了传统凝汽器胶球清洗系统出现这些问题的原因。结果表明:凝汽器进口水室内部速度分布不均匀,在水室上部和下部均存在大量旋涡,胶球海绵密度与水相似,很容受冷却水影响在水室内部打旋、停留。为避免这种情况发生,本文提出了直接向冷却管道进行投球和收球的改进方法,该方法可以在一定程度上避免胶球和冷却水过多的接触,从而保证胶球能够顺利进入冷却管道。依据该方法,本文提出了新型凝汽器胶球清洗装置的设计方案,对新型方案的整体结构和工作原理进行了详细的介绍。总结出了四种不同的收球和投球结构,然后根据实际情况建立几何模型和数学模型,使用数值模拟的方法在四种备用结构中找出了最为合适的结构。最后采用不同湿态密度和不同初速的胶球对新型清洗装置的运行效果进行试验,结果显示:胶球的湿态密度和投入速度对新型凝汽器胶球清洗装置没有影响。投球装置可以稳定有效地将胶球分配到冷却管道,避免了胶球跟随冷却水在水室内部打旋集聚,收球装置则起到了100%收球的效果。