一种超疏水空心除湿静叶.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102128060A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102128060A(43)申请公布日2011.07.20(21)申请号201110108236.3(22)申请日2011.04.28(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学(72)发明人胡雪蛟谢诞梅侯佑民秦汉时(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人张火春(51)Int.Cl.F01D9/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种超疏水空心除湿静叶(57)摘要本发明涉及一种超疏水空心静叶，在空心静叶表面布置超疏水微纳米结构；所述超疏水微纳米结构在空心静叶表面的布置位置，包括静叶表面水滴沉积与水膜生成部位以及静叶吸力面和压力面上水膜易撕裂、破碎的位置。所述微纳米超疏水结构，其表面接触角大于150°。本发明利用微纳米结构，控制纳米级液滴团簇的大小和规模，维持蒸汽在跨过饱和线以后的亚稳态流动，防止大水滴和水膜的形成，从根本上减小水蚀的产生。本发明结构简单，能广泛应用于火力发电厂或核电站中的大型汽轮发电机组，在不改变机组结构的基础上，可大幅度提高空心除湿静叶的除湿效率，完全满足大型汽轮发电机组安全、高效生产的需要。CN10286ACCNN110212806002128066A权利要求书1/1页1.一种超疏水空心除湿静叶，其特征是：在空心静叶表面布置超疏水微纳米结构；所述超疏水微纳米结构在空心静叶表面的布置位置，包括静叶表面水滴沉积与水膜生成部位以及静叶吸力面和压力面上水膜易撕裂、破碎的位置。2.如权利要求1所述的超疏水空心除湿静叶，其特征是：所述静叶表面水滴沉积与水膜生成部位，为吸力面0～0.25相对叶宽之间，压力面0～0.8相对叶宽之间。3.如权利要求1或2所述的超疏水空心除湿静叶，其特征是：所述静叶吸力面和压力面上水膜易撕裂、破碎的位置，为吸力面背弧弧顶0.3～0.5相对叶宽之间，吸力面与压力面尾缘0.8～1.0相对叶宽之间。4.根据权利要求1或2所述的超疏水空心除湿静叶，其特征是：所述超疏水微纳米结构，室温常压下和水的表面接触角为150°～180°，滚动角为2°～10°。2CCNN110212806002128066A说明书1/4页一种超疏水空心除湿静叶[0001]技术领域本发明涉及一种超疏水空心除湿静叶，属于汽轮机技术领域。[0002]背景技术我国电力的70%来自热力发电，其中大多数以汽轮机为原动机。静叶片是固定在隔板上静止不动的叶片，由两个相邻叶片构成不动汽道，是把蒸汽的热能转变成动能的结构元件。在静叶栅中蒸汽的压力和温度下降，流速增加。动叶片又将动能转变为机械能带动发电机转子转动。[0003]当过热蒸汽来到末级叶片时，部分蒸汽会冷凝形成湿蒸汽。汽轮机内湿蒸汽所引起的水蚀问题不仅会侵蚀损坏叶片，而且会使整个机组的效率下降。目前运用较为广泛的汽轮机内部除湿技术是利用通流部分的压差或水滴的惯性力，将水份引入压力较低的区域并将其排除。内部除湿装置的结构形式主要有以下几种：（1）将静叶做成空心叶片，在吸力面和压力面上开槽，利用除湿槽内外压差把叶片表面的水膜或水流由空心腔室抽出沿隔板径向外侧引向凝汽器。[0004]（2）在动、静叶后设置除湿槽和捕水腔室，收集由于离心力而飞向外缘的水份。[0005]（3）在隔板静叶通道的外端壁开设除湿槽，利用叶道与隔板外部空心腔室的压差将端壁表面的水膜或水流，然后在排除至低压区域。[0006]以上各种方法的除湿效率基本上徘徊在10%左右，远不能满足防止大型机组除湿防蚀的需要。[0007]发明内容本发明所要解决的问题是提供一种超疏水空心静叶，该新型静叶可利用超疏水微纳米功能结构，控制纳米级液滴团簇的大小和规模，维持蒸汽在跨过饱和线以后的亚稳态流动，防止大水滴和水膜的形成，从根本上消除导致水蚀的危险因子，减小水蚀产生的危害。这种除湿静叶的除湿防蚀效果优异，不改变汽轮机现有除湿装置结构，可以广泛地应用于火力发电厂的超（超）临界汽轮机组、核电机组与舰载汽轮机中。[0008]本发明所采用的技术方案是：一种超疏水空心除湿静叶，在空心静叶表面布置超疏水微纳米结构；所述超疏水结构在空心静叶表面的布置位置，包括静叶表面水滴沉积与水膜生成部位以及静叶吸力面和压力面上水膜易撕裂、破碎的位置。[0009]更具体的方案是：所述静叶表面水滴沉积与水膜生成部位，为吸力面0～0.25相对叶宽之间，压力面0～0.8相对叶宽之间。[0010]所述静叶吸力面和压力面上水膜易撕裂、破碎的位置，为吸力面背弧弧顶0.3～0.5相对叶宽之间，吸力面与压力面尾缘0.8～1.0相对叶宽之间。[0011]所述超疏水微纳米结构，室温常压下，和水的表面接