汽轮机内工作蒸汽经膨胀降压进入湿蒸汽区后,由于自发凝结会产生大量细小的水滴悬汽流中,这些水滴的直径虽很小,但却对汽轮机(包括核电汽轮机)有很大的危害。它不仅降低机组的经济性,还会对叶片产生水蚀,从而对机组的安全运行构成威胁。汽轮机中的水滴除了有自发凝结较大的生成的小水滴外(称一次水滴,其直径一般不超过2-3μm,数量很多,与汽流的跟随性好),还有一部分是直径较大的水滴,它是由聚集在叶片表面的水膜在叶片后缘被高速汽流撕裂、破碎后所形成的水滴,称二次水滴。二次水滴的直径较大,从10μm以上到数百微米。虽然按重量计,它们在全部水滴中所占的份额一般不超过5%,但它们的流动情况十分复杂,流动速度和流动方向与主汽流偏差较大。正是这部分为数不多,但直径较大的二次水滴对汽轮机叶片造成了严重的水蚀侵害,为此世界上有关汽轮机的主要研究机构和制造公司都在对此进行研究。
在国家自然科学基金委等的资助下,我们研制了可同时测量1次水滴、2次水滴和流场的CP-1汽轮机内湿蒸汽测量仪,并在国内外的不少电厂进行了测量研究。该仪器的研制成功可为汽轮机内的湿蒸汽两相流机理研究,大功率汽轮机低负荷运行特性等的研究提供新的测量手段。
目前国际上还没有能同时测量湿蒸汽所有这些参数的类似仪器。
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