汽輪機(jī)排汽濕度微波諧振腔測量技術(shù)的研究.pdf

1、火電站凝汽式汽輪機(jī)低壓缸的末幾級和水冷堆核電汽輪機(jī)的全部級都工作在濕蒸汽區(qū)，濕蒸汽主要給汽輪機(jī)運(yùn)行帶來了濕汽損失和葉片侵蝕兩方面的問題，而濕汽損失和葉片侵蝕與級內(nèi)蒸汽濕度的大小及分布密切相關(guān)，因此，級內(nèi)蒸汽濕度的準(zhǔn)確確定是深入研究汽輪機(jī)內(nèi)濕蒸汽問題的基礎(chǔ)。同時(shí)，蒸汽濕度的確定也有助于確定透平級的運(yùn)行效率，了解級的工作狀態(tài)，為汽輪機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供指導(dǎo)。因此，汽輪機(jī)內(nèi)蒸汽濕度的計(jì)算與測量是汽輪機(jī)內(nèi)濕蒸汽問題的一個(gè)重要研究方向。

2、本文主要在汽輪機(jī)內(nèi)蒸汽濕度的計(jì)算分析方法和檢測技術(shù)方面開展了研究。 深入研究了計(jì)算分析汽輪機(jī)排汽濕度的能量平衡法，針對傳統(tǒng)能量平衡法的不足，提出了一種改進(jìn)算法。該方法將汽輪機(jī)、凝汽器及回?zé)嵯到y(tǒng)視為一閉口熱力系，利用機(jī)組監(jiān)測系統(tǒng)提供的熱力系統(tǒng)參數(shù)，用Flügel及其改進(jìn)型公式求得主、再熱蒸汽和排汽流量后，根據(jù)輸入、輸出系統(tǒng)的能量平衡計(jì)算出汽輪機(jī)的排汽濕度。該方法不需對回?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，減小了測量累積誤差，并且避免了因忽略軸封和

3、門桿漏汽所產(chǎn)生的誤差。對某N200MW和N330MW汽輪機(jī)排汽濕度的分析表明，該方法具有較高的精確度。 提出并研究了汽輪機(jī)排汽濕度的微波諧振腔測量法。分析了汽輪機(jī)內(nèi)濕蒸汽的介電特性，基于蒸汽濕度與其介電常數(shù)之間存在的單值關(guān)系，首次將微波諧振腔微擾技術(shù)應(yīng)用于蒸汽濕度測量，并研究了實(shí)現(xiàn)該測量技術(shù)的一些關(guān)鍵問題。根據(jù)汽輪機(jī)內(nèi)濕蒸汽參數(shù)的變化特點(diǎn)，研究確定了微波諧振腔測量系統(tǒng)；綜合考慮測量腔尺寸和測量精度兩方面的因素，確定了系統(tǒng)工作的基

4、本頻率；根據(jù)汽輪機(jī)內(nèi)濕蒸汽兩相流特點(diǎn)，確定了測量腔的結(jié)構(gòu)型式和其工作模式；通過對諧振腔的高頻電磁特性分析和對流過諧振腔的濕蒸汽兩相流動(dòng)的數(shù)值模擬，對諧振腔的腔體結(jié)構(gòu)及進(jìn)口端結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定了測量腔本體和端部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。 構(gòu)建了濕蒸汽實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并進(jìn)行了蒸汽濕度測量的實(shí)驗(yàn)研究。分析了溫度調(diào)節(jié)噴水水滴在蒸汽流中的加熱汽化過程，計(jì)算了水滴汽化長度，設(shè)計(jì)制作了蒸汽膨脹噴管，構(gòu)建了濕蒸汽實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)進(jìn)行了噴管內(nèi)的一維凝結(jié)流動(dòng)實(shí)