一种汽轮机静叶加热除湿试验系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113153456A(43)申请公布日2021.07.23(21)申请号202110409404.6(22)申请日2021.04.16(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人谢永慧张鑫磊王顺森张荻(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人闵岳峰(51)Int.Cl.F01D21/00(2006.01)F01D9/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种汽轮机静叶加热除湿试验系统(57)摘要本发明公开了一种汽轮机静叶加热除湿试验系统，包括锅炉、水箱、温度传感器、水泵、雾化喷头、流量计、减温减压器、蒸汽湿度计、整流段、流量计、试验段、试验测试装置、凝汽器、循环冷却系统、凝结水泵、凝结水箱、增压泵及相应各调节阀和抽真空装置。此试验系统是针对汽轮机静叶加热除湿研究中的整体性方案，通过切换相应阀门连通状态可进行静态及动态两组试验。本发明能够模拟真实汽轮机运行工况下的湿蒸汽条件及加热蒸汽供给条件，通过静态及动态两组试验研究对比不同内部加热蒸汽通道结构及加热蒸汽参数下的除湿特性差异，为实际汽轮机静叶加热除湿应用中关于内部加热通道设计及加热蒸汽参数的选取等关键性问题提供相应依据及数据参考。CN113153456ACN113153456A权利要求书1/1页1.一种汽轮机静叶加热除湿试验系统，其特征在于，该试验系统用于汽轮机静叶加热除湿研究，通过切换相应的阀门连通状态进行静态及动态两组试验；其中，整个试验系统在锅炉(1)出口共分为三路蒸汽通路，一路通过水箱加热蒸汽调节阀(2a)与水箱(3)相连，水箱(3)底部出口经水泵(5)连接至雾化喷头(6)，用于产生雾化水滴；另一路通过主流蒸汽调节阀(2b)连接至整流段(9)，整流段(9)出口与试验段(11)主流通道相连，用于提供主流蒸汽；第三路则自锅炉(1)出口依次通过静叶加热蒸汽调节阀(2c)、流量计(10)与试验段(11)内部加热通道相连，用于提供静叶内部加热蒸汽；而经试验段(11)后主流蒸汽及静叶内部加热蒸汽均进入凝汽器(13)中凝结，且两路蒸汽的热量通过循环冷却系统(14)最终排至室外大气，凝汽器(13)配有相应的抽真空装置A(15a)，凝结水经凝汽器(13)出口及凝结水泵(16)送至凝结水箱(17)，此后经增压泵(18)加压后返回锅炉(1)中；此外，在试验段(11)处还设有相应的试验测试装置(12)。2.根据权利要求1所述的一种汽轮机静叶加热除湿试验系统，其特征在于，当关闭主流蒸汽调节阀(2b)，开通水箱加热蒸汽调节阀(2a)和静叶加热蒸汽调节阀(2c)时，该试验系统能够进行静态试验研究；当关闭水箱加热蒸汽调节阀(2a)，开通主流蒸汽调节阀(2b)和静叶加热蒸汽调节阀(2c)时，该试验系统能够进行动态试验研究。3.根据权利要求2所述的一种汽轮机静叶加热除湿试验系统，其特征在于，在水箱(3)的底部设置相应的温度传感器(4)，以实时获取水箱内部的水温情况，保证在静态试验时，喷洒至试验静叶片表面的水滴过冷度不至于过低，以模拟汽轮机静叶片的实际工作状态，保证试验结果的可靠性。4.根据权利要求1所述的一种汽轮机静叶加热除湿试验系统，其特征在于，静态试验时，试验段(11)的腔室连有抽真空装置B(16b)，以模拟实际汽轮机运行时湿蒸汽级静叶所处的负压环境，进一步提高试验结果的准确性。5.根据权利要求1所述的一种汽轮机静叶加热除湿试验系统，其特征在于，在主流蒸汽调节阀(2b)与整流段(9)之间还设有减温减压器(7)，用于将锅炉(1)出来的饱和蒸汽的压力和湿度调整到实际汽轮机运行时的蒸汽参数，保证动态实验中的主流蒸汽接近实际情况下湿蒸汽级的蒸汽条件，并在减温减压器(7)与整流段(9)之间的管道设有蒸汽湿度计(8)，以便实时监测相应的蒸汽湿度。6.根据权利要求5所述的一种汽轮机静叶加热除湿试验系统，其特征在于，考虑到动态试验过程中减温减压器(7)需要进行补水及疏水，因而在增压泵(18)后方另引出一条通路用于减温减压器(7)的补水，流量由补水阀(2e)控制，而相应的疏水经减温减压器(7)后送至凝汽器(13)放热。7.根据权利要求1所述的一种汽轮机静叶加热除湿试验系统，其特征在于，在提供静叶内部加热蒸汽通路的试验段(11)后方设有调节阀(2d)，其与静叶加热蒸汽调节阀(2c)共同作用，实现对蒸汽在加热通道中流量、压力的组合调节，且根据流量计(10)的测量进行流速计算，以便试验研究对比不同加热蒸汽参数下叶片除湿特性差异。8.根据权利要求1所述的一种汽轮机静叶加热除湿试验系统，其特征在于，试验测试装置(12)在静态试验过程中用于测量和记录静叶表面不同区