汽輪機(jī)排汽濕度微波諧振腔測(cè)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(jí)和水冷堆核電汽輪機(jī)的全部級(jí)都工作在濕蒸汽區(qū)，濕蒸汽主要給汽輪機(jī)運(yùn)行帶來(lái)了濕汽損失和葉片侵蝕兩方面的問(wèn)題，而濕汽損失和葉片侵蝕與級(jí)內(nèi)蒸汽濕度的大小及分布密切相關(guān)，因此，級(jí)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(wèn)題的基礎(chǔ)。同時(shí)，蒸汽濕度的確定也有助于確定透平級(jí)的運(yùn)行效率，了解級(jí)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(cè)量是汽輪機(jī)內(nèi)濕蒸汽問(wèn)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(cè)技術(shù)方面開(kāi)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(duì)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(cè)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(duì)回?zé)嵯到y(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，減小了測(cè)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(duì)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(cè)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(cè)量，并研究了實(shí)現(xiàn)該測(cè)量技術(shù)的一些關(guān)鍵問(wèn)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(cè)量系統(tǒng)；綜合考慮測(cè)量腔尺寸和測(cè)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(cè)量腔的結(jié)構(gòu)型式和其工作模式；通過(guò)對(duì)諧振腔的高頻電磁特性分析和對(duì)流過(guò)諧振腔的濕蒸汽兩相流動(dòng)的數(shù)值模擬，對(duì)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(cè)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(cè)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(guò)程，計(jì)算了水滴汽化長(zhǎng)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)