冷却管是凝汽器的关键部件，管束布置是影响凝汽器汽侧流动特性和传热特性的主要因素之一。陕煤电力石门有限公司#2机组为300MW等级亚临界机组于1996年12月投产发电，汽轮机配套凝汽器为N-17000-1型表面式凝汽器，额定背压5.4KPa。因设计年代较早，技术成果早已落后淘汰，双菱形管束布置不合理，汽阻大，总体传热系数低，远远达不到设计值，运行经济性差；冷却管为铜管，接近使用寿命，冲刷减薄日益严重，频繁泄漏，运行安全性差。仿生双连树凝汽器管束技术，是清华大学航天航空学院工程热物理所在多个国家 973 项目的支持下，持续十余年研究凝汽器的数值模拟优化，形成的自有专利技术。将该技术与原凝汽器以及国内外应用比较多的几种凝汽器管束布置进行数值优化对比分析研究，结果表明仿生双连树形管束布置方式最优，换热系数比原机组双菱形管束的换热性能提高40%以上，而且比HEI计算值高10%以上，处于国际领先水平。应用该管束技术对#2机组凝汽器进行扩容提效改造，在不改变凝汽器外壳及其他结构的情况下，对凝汽器管束重新优化设计，更换新的管板、隔板和冷却管，适当扩大换热面积，以提高凝汽器的换热性能。改造后，冷却管的抗结垢、抗冲刷、抗腐蚀等安全性能大幅提升，设备使用寿命增加30年。同等工况下，凝汽器背压降低0.8kPa，发电煤耗下降约1.8g/(kW.h)，按照机组年发电量15亿度、煤价1000元/吨计算，年节约标准煤2700吨，公司成本降低270万元，减少CO2排放量7182吨，减少SO2排放量183吨，NOX排放量89吨，具有显著的经济社会效益与推广价值。适用于现役机组凝汽器提效改造及新建机组凝汽器优化设计，通过项目示范，对于推动行业进步具有重要意义。十分符合我国当前构建清洁低碳安全高效的能源体系,实现碳达峰、碳中和目标的要求。