專利名稱：汽輪機空心靜葉縫隙去濕?；瘜嶒炑b置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于動力工程技術領域，涉及汽輪機空心靜葉縫隙去濕模化實驗裝置。
背景技術：
大功率火電汽輪機、核電汽輪機與核動力艦用汽輪機的動葉水蝕非常嚴重，并影 響汽輪機的安全經(jīng)濟運行。有效去除汽輪機中的水分，防止或減輕動葉水蝕是保證汽輪機 安全可靠運行的關鍵技術之一。將汽輪機濕蒸汽級的靜葉加工成空心葉片，在靜葉內(nèi)弧和背弧合適位置上開設縫 隙，利用葉柵通道與凝汽器之間壓差的抽除作用，可以有效去除靜葉表面上的流動水膜，減 小靜葉出口邊粗糙水滴的數(shù)目和直徑大小，達到防止或減輕動葉水蝕的目的。但目前空心 靜葉縫隙抽吸和加熱吹掃的機理還不甚清楚，需要進行大量的實驗研究。本發(fā)明的汽輪機 空心靜葉縫隙去濕?；瘜嶒炑b置具有廣泛應用的基礎。目前，還沒有相關的文獻和專利報 道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一個開展空心靜葉縫隙抽吸去濕和加熱吹掃去濕實驗研究 的裝置，為空心靜葉去濕縫隙的合理設計提供了實驗依據(jù)。為達到以上目的，本發(fā)明是采取 如下技術方案予以實現(xiàn)的壓縮機通過管道、閥門與穩(wěn)壓室相連接，穩(wěn)壓室出口與氣(汽)流收縮段連接，收 縮段的出口與試驗段連接，試驗段的出口設置環(huán)形試驗空心葉柵，在壓縮機出口連接有旁 路管道與閥門直接通向大氣，用于調(diào)節(jié)空氣流量，在穩(wěn)壓室前的管道上和穩(wěn)壓室上連接有 造濕系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)與環(huán)形試驗葉柵連接。所述的抽真空系統(tǒng)包括真空泵，真空泵與真空罐連接，儲水罐與真空罐連接，真空 罐與環(huán)形試驗葉柵連接。造濕系統(tǒng)由包括水泵通過五個水閥門與五個水霧化噴嘴相連，兩個水霧化噴嘴安 裝在穩(wěn)壓室，另外三個安裝在穩(wěn)壓室的前管道。環(huán)形試驗葉柵與托管和溫度計連接。本發(fā)明的汽輪機空心靜葉縫隙去濕?；瘜嶒炑b置，可以進行(1)空心靜葉縫隙抽 吸去水性能的實驗研究；(2)靜葉表面水膜流態(tài)的實驗研究。該實驗裝置功能齊全，實驗與 測量過程簡單，可以開展空心靜葉縫隙去濕的基礎研究，研究成果在大功率火電汽輪機、核 電汽輪機及核動力艦用汽輪機中得到廣泛應用。


圖1是汽輪機空心靜葉縫隙抽吸去濕?；瘜嶒炑b置系統(tǒng)圖；圖2是空心靜葉縫隙抽吸試驗葉片示意圖；下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步詳細說明。
具體實施例方式參照圖1所示，在該實驗裝置中，C80風機1通過調(diào)節(jié)閥2以及相應的氣流連接管 道與穩(wěn)壓室5連接；水泵4經(jīng)過控制閥3和水流連接管道與5個安裝在氣流管道和穩(wěn)壓室 內(nèi)的霧化噴嘴相連；穩(wěn)壓室經(jīng)過收縮過度段10與試驗段及試驗葉柵13連接；在試驗段的 出口處安裝有測溫計11以及畢托管12用來測量溫度和壓力；在抽真空系統(tǒng)中，真空泵6通 過管道及控制閥7與真空罐8相連，同時真空罐上端通過控制閥門連接到試驗葉柵13，底端 通過控制閥門連接到貯水容器9。C80風機1提供的壓縮空氣經(jīng)調(diào)節(jié)閥2、空氣管道進入穩(wěn)壓室5 ；空氣流在穩(wěn)壓室 穩(wěn)定、均勻后進入過渡段10膨脹加速；隨后，具有一定壓力和速度的濕空氣流進入環(huán)形試 驗葉柵13通道中再次膨脹加速并排向大氣。試驗段是由有5個試驗葉片組成的4通道環(huán) 形試驗葉柵。試驗葉柵出口氣流速度可以通過C80風機的排氣閥、調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)，并利用 壓力測針和溫度計(11、12)分別測量出氣流的全壓、靜壓及全溫，通過計算得到氣流速度。 造濕系統(tǒng)是由水泵4、5個霧化噴嘴、調(diào)節(jié)閥3以及相應的水管路系統(tǒng)組成，水泵提供的壓力 水通過5個噴嘴將水在空氣流中霧化形成濕空氣。參照圖2所示，空心靜葉包括將汽輪機濕蒸汽級的靜葉14加工成空心腔室15，在 靜葉內(nèi)弧或背弧或出汽邊開有吹掃縫隙16，吹掃縫隙16與靜葉空心腔室15相通。在環(huán)形空心葉柵縫隙抽吸去濕試驗過程中(圖1所示)，濕空氣中的水滴在隨空氣 流通過試驗葉柵通道時，由于慣性作用和擴散作用撞擊并沉積在葉片表面上，在葉片表面 逐漸形成膜狀流動。葉片上的流動水膜在去濕縫隙處受縫隙內(nèi)、外抽吸壓差的作用，部分水 份和空氣同時通過縫隙被抽吸掉，剩余部分則越過縫隙流向葉片出口邊，在葉片出口邊受 氣流切應力的作用撕裂形成具有一定分布的粗糙水滴，這些水滴隨同氣流排向大氣中。抽 吸壓差是由真空泵6、真空罐8及一些調(diào)節(jié)閥7來完成，真空泵不斷地抽吸真空罐里空氣，在 真空罐中形成一定的真空，造成葉片抽吸縫隙表面壓力與真空罐壓力之間的壓差，壓差的 大小是通過調(diào)節(jié)閥來控制，用U型管測量。由于在調(diào)節(jié)試驗參數(shù)過程中，葉片上的流動水膜 也不斷地被抽吸掉，因而將真空罐內(nèi)分為兩個同心區(qū)域，外邊的環(huán)形區(qū)域排放調(diào)節(jié)過程中 的抽水量，并在適當時通過排水閥放掉；當各參數(shù)調(diào)節(jié)好后進行測量時，通過轉(zhuǎn)換閥門將測 量過程中的抽吸水量排入中間圓形區(qū)域，測量結(jié)束后再將轉(zhuǎn)換閥門轉(zhuǎn)換過去。縫隙的抽吸 水量則通過閥門排放到容器中(9)，用電子秤測量出一定時間內(nèi)的抽吸水量。試驗葉柵進口的水滴直徑及直徑分布是利用Malvern粒度分析儀來進行測量的； 并根據(jù)Malvern粒度分析儀的測量數(shù)據(jù)(空氣中水滴的容積濃度)，通過計算得到試驗葉柵 進口的空氣濕度。其具體尺寸是根據(jù)實驗葉型的尺寸進行?；O計的。
權(quán)利要求
汽輪機空心靜葉縫隙去濕?；瘜嶒炑b置，其特征在于，壓縮機(1)通過管道、閥門(2)與穩(wěn)壓室(5)相連接，穩(wěn)壓室(5)出口與氣/汽流收縮段(10)連接，收縮段(10)的出口與試驗段連接，試驗段的出口設置環(huán)形試驗空心葉柵(13)，在壓縮機(1)出口連接有旁路管道與閥門直接通向大氣，用于調(diào)節(jié)空氣流量，在穩(wěn)壓室(5)前的管道上和穩(wěn)壓室(5)上連接有造濕系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)與環(huán)形試驗葉柵(13)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機空心靜葉縫隙去濕模化實驗裝置，器其特征在于，所 述的抽真空系統(tǒng)包括真空泵(6)，真空泵(6)與真空罐(8)連接，儲水罐(9)與真空罐(8) 連接，真空罐(8)與環(huán)形試驗葉柵(13)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機空心靜葉縫隙去濕?；瘜嶒炑b置，其特征在于，造濕 系統(tǒng)由包括水泵(4)通過五個水閥門(3)與五個水霧化噴嘴相連，兩個水霧化噴嘴安裝在 穩(wěn)壓室(5)，另外三個安裝在穩(wěn)壓室(5)的前管道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機空心靜葉縫隙去濕模化實驗裝置，其特征在于，環(huán)形 試驗葉柵(13)與托管(11)和溫度計(12)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽輪機空心靜葉縫隙去濕模化實驗裝置，該裝置氣源是C80風機提供的壓縮空氣，通過五個噴嘴將壓力水霧化產(chǎn)生濕空氣；實驗葉片表面的流動水膜是濕空氣中的水滴在實驗葉柵中的運動并沉積在葉片表面形成的；實驗臺的收縮段和實驗葉柵是根據(jù)實驗葉型進行?；O計加工的；本發(fā)明可以進行空心靜葉縫隙抽吸去濕相關內(nèi)容的基礎實驗研究。研究成果可以作為大功率火電汽輪機、核電汽輪機以及核動力艦用汽輪機的靜葉去濕措施，以有效防止或減輕動葉的水蝕，提高汽輪機的安全運行性能。該?；瘜嶒炁_系統(tǒng)簡單，實驗性能良好。
文檔編號G01M15/00GK101923003SQ20101010615
公開日2010年12月22日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者劉曉盼, 牛力軍, 王新軍, 蘇鵬飛, 高鐵瑜 申請人:西安交通大學