Конденсацио́нная электроста́нция, тепловая паротурбинная электростанция, в которой энергия первичных источников (природный газ, ископаемый уголь, мазут и др.) преобразуется в электрическую энергию с использованием конденсационной турбины. Конденсационная электростанция вырабатывает только электроэнергию (в отличие от теплоэлектроцентралей). Технологический процесс превращения энергии на конденсационной электростанции производится на основе цикла Ранкина. Топливо сжигается в топке котлоагрегата (парогенератора), который предназначен для получения водяного пара высоких давлений (13–35 МПа) и температуры (540–600 °C). Пар по паропроводу поступает в конденсационную турбину, валопровод которой соединён с ротором турбогенератора (скорость вращения 1500–3000 об/мин), где механическая энергия преобразуется в электрическую. Отработавший в турбине пар поступает в конденсатор и охлаждается водой, забираемой из источника водоснабжения (река, озеро, море, пруд-охладитель). Воздух, попадающий в конденсатор, удаляется с помощью эжектора. В процессе конденсации пара потребляется до 45 м³/с охлаждающей воды (температура воды 10–20 °С). Конденсат пара (вода) конденсатным насосом подаётся в деаэратор, предназначенный для удаления из него газов (в первую очередь воздуха), вызывающих интенсивную коррозию труб котла, затем вода направляется в теплообменники, где подогревается отбираемым из турбины паром (до температуры 240–300 °C), и опять поступает в котлоагрегат. Для компенсации потерь воды в конденсатор дополнительно подаётся очищенная вода. Таким образом создаётся замкнутый пароводяной тракт конденсационной электростанции (котлоагрегат – паропровод – турбина – конденсатор – конденсатный и питательный насосы – теплообменники подогрева конденсата и питательной воды – трубопроводы воды – котлоагрегат), называемый технологической схемой конденсационной электростанции.

Обычно конденсационные электростанции состоят из отдельных энергоблоков мощностью до 1200–1500 МВт. Часть отводимой с выводов генераторов электроэнергии потребляется вспомогательным оборудованием конденсационной электростанции: насосами, вентиляторами, транспортёрами, дробилками угля и др. Расход электроэнергии на собственные нужды конденсационной электростанции зависит от типа сжигаемого органического топлива, давления пара, типа привода питательных насосов (электрический или турбинный) и др.; он составляет в среднем (в процентах от общего производства электричества) для пылеугольной конденсационной электростанции до 7 %, для газомазутной – до 4 %. Значительная часть энергии на собственные нужды (около половины) расходуется на привод питательных насосов (при паротурбинном приводе расход наименьший). Остальная электроэнергия отводится к трансформаторам повышения напряжения и далее по линиям электропередачи поступает в энергосистему к потребителям.

Основную и большую часть вспомогательного оборудования конденсационной электростанции размещают в главном корпусе электростанции, размеры которого зависят от вида сжигаемого топлива, типа и расположения котлов, турбин и электрогенераторов. Отдельным звеном технологической схемы конденсационной электростанции является устанавливаемая рядом с источником водоснабжения береговая насосная станция. Высокопроизводительные водяные насосы, которые обеспечивают подачу охлаждающей воды в конденсатор, располагают в машинном зале главного корпуса конденсационной электростанции.

Топливо на территорию конденсационной электростанции обычно подаётся по газопроводу и железнодорожными составами. Золу и шлаки из топочной камеры и золоуловителей удаляют гидравлическим способом. На территории конденсационной электростанции прокладывают железнодорожные пути и автомобильные дороги, инженерные наземные и подземные коммуникации. Площадь территории, занимаемой сооружениями конденсационной электростанции, составляет, в зависимости от мощности электростанции, вида топлива и других условий, 25–70 га.

Кпд конденсационной электростанции, как правило, не превышает 40 % (для сравнения: кпд атомной электростанции 32 %), что объясняется значительными потерями теплоты в окружающую среду (прежде всего при конденсации отработавшего пара паровых турбин в конденсаторах). Поэтому для совершенствования технологического процесса применяют внедрение вторичного промежуточного перегрева пара в котле, повышение температуры конденсата, снижение давления при конденсации пара в конденсаторе и т. п.

Кроме конденсационных электростанций, работающих на органическом топливе, различают также атомные конденсационные электростанции, в которых роль парового котла выполняет ядерный реактор и соединённый с ним парогенератор; геотермальные конденсационные электростанции, использующие термальные подземные воды для подачи выделяемого из них пара в паровые турбины; солнечные конденсационные электростанции, в которых солнечное излучение концентрируется зеркалами на стенках парогенератора.

Конденсационные электростанции являются основными производителями электроэнергии в РФ и большинстве промышленных стран мира. Конденсационные электростанции, работающие в энергосистемах РФ, называют также государственными районными электростанциями. Первые паротурбинные конденсационные электростанции были построены почти одновременно в США и России в конце 19 – начале 20 вв. План ГОЭЛРО позволил развернуть в СССР строительство ряда крупных конденсационных электростанций: Каширской ГРЭС, Шатурской имени В. И. Ленина, Конаковской, Костромской (с энергоблоками 1200 МВт) и других электростанций. Основными направлениями создания конденсационных электростанций за рубежом являются: строительство мощных парогазовых электростанций, работающих на природном газе с кпд около 60 % (Германия, Великобритания, Южная Корея и др.); сооружение крупных угольных конденсационных электростанций на критических параметрах пара (давление пара до 35 МПа, температура пара до 720 °C) с двойным промежуточным перегревом пара и дополнительным совершенствованием тепловой схемы (Дания, Великобритания, Германия, США); строительство мощных АКЭС с водо-водяными реакторами (Франция, Индия, Иран, Китай и др.); проектирование конденсационных электростанций с использованием альтернативных источников энергии. На ряде конденсационных электростанций (например, «Wabash», США) организована реконструкция топок котлов с применением кипящего слоя угля (снижение SO₂ на 90 %). На некоторых конденсационных электростанциях (например, «Avedore», Дания) реализовано комбинированное сжигание угля, природного газа и биомассы (солома, древесные отходы).