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介绍了射水抽气器系统的理论研究和设计方法
介绍了射水抽气器系统的理论研究和设计方法。先通过查表计算,由机组一
些参数先确定射水抽气器的抽气容量、温度等各种所需参数。然后利用这些参数选出合适的射
水抽气器,当射水抽气器完成选型后即可对该系统其它部件进行分析选型设计。通过对射
水抽气系统的设计对射水抽气系统分析和研究,从而找到提高射水抽气系统效率的方法,并对
射水抽气系统一些问题提出建议。
一、射水抽气器简介和特点
(一)射水抽气器的型式一般的,目前我国电站等设备多用的射水抽气器有以下几种型式:
(1)长喉部射水抽气器。这种射水抽气器的特点是喉管长度与喉管截面直径比值不小于
18。效率要比短喉射水抽气器高,应用也极其广泛。
(2)短喉部射水抽气器。短喉管部射水抽气器的喉管长度与喉管截而直径比值为2~5的
射水抽气器。
(3)单通道射水抽气器,单通道射水抽气器即为单个喉管的射水抽气器。
(4)多通道射水抽气器,多通道射水抽气器是指有两个或两个以上通道的射水抽气器。
(二)结构
我国设计制造的高压凝气式机组中,较多的是用射水抽气器作抽气设备。典型的射水抽气
器,它主要由工作水入口水室、喷嘴、混合室、扩压管和止回阀等组成。在喷嘴前安装有水
室,以防止工作水在进入喷嘴前形成漩涡,并提高喷嘴的工作性能。
工作水压保持在0.2~0.4MPa,由用的射水泵供给。压力水经过水室进入喷管,喷管将
压力水的压力能变成速度能,以高速射出。在混合室内形成高度真空,使凝汽器内的气、汽混
合物被吸入混合室,在混合室内,气、汽混合物和水混合后一起进入扩压管。
工作水在扩压管中流速逐渐降低,由速度能转变成压力能,后在扩压管出口其压力升至
略高于大气压力而排出扩压管进入冷却池。为防止升压泵发生事故,使供水压力降低,导致喷
嘴的工作水吸入凝汽器中,必须在射水抽气器的气。汽混合物的入口装有止回阀。
(三)连接方式
射水抽气器在系统中的连接方式通常有两种:
一种方式是开水供水方式,工作用射水泵从
凝汽器循环水入口管引出,经抽气器后排出的汽、水混合物引到循环水出水管中:
另一种方式
是系统设有门的工作水箱,水箱给射水抽气器提供工作水,工作水在射水抽气器内喷射抽气
后从夹带着凝汽器的未凝结空气和漏人空气流回水箱,这种方式叫做闭式供水方式。由于受水
源的限制,一般热力发电厂都采用闭式供水方式。
(四)喉部结构特征
对射水抽气器工作性能的影响
(1)喉部长度的影响。研究成果表明,提高射水抽气器经济性的关键在于其喉部获得
水、气混合物的临界流动工况,而临界流动工况的实现又以在喉部水、气混合物完全充满,并
在压缩增压前混合的均匀程度达到足够高的条件为前提。在长喉部射水抽气器中,正由于喉部
有足够的长度在一定的流体参数和几何参数下足以使水、气混合物的流动逐渐趋于均匀而获得
临界流动工况,此时,复环流损失及突然压缩损失均可达到小值,提高射流效率。这一点在
短喉部射水抽气器中是达不到的。因而大大节省了功耗。短喉部射水抽气除经济性差之外,还
存在着结构落后,机械加工工作量大,铸件毛坯报废率高,运行时振动噪声大等缺陷。因此,
短喉部射水抽气器已经逐步被长喉部射水抽气器所代替。不仅如此,喉部长度还对抽气器的流
量比有着较大的影响,通过研究表明,在一定范围内增加喉管的长度,可以提高流量比。
(2)多通道抽气器。多通道射水抽气器和旧型相比,优点如下:
①涡旋斜切空气喷嘴,
可使水束外的空气层更加有效地约束高压水束的扩张,使汽水混合物顺利地进入喉部并排至大
气。
②涡旋斜切喷嘴的设计,使进入内部通道的每个水束发挥同等高效,解决气水分布不均,
水束做功不均的现象。
③该射水抽气器的喉部设计了带缓冲均压室的聚流口,吸收噪音,减少抽气
器的振动从而进一步提高了抽气器效率。
④射水抽气器喉部内侧设有扰流螺旋,消除边界层和气体
析出上飘,加强气、水混合。结构如图。
⑤抽气管喉部上侧空气管入口处装有止回阀,可有效
地防止汽机停机时凝汽器真空的快速下降。
二、射水抽气器抽出的产物确定
射水抽气器设备是汽轮机主要辅助设备之一,在机组正常运行时,需要用射水抽气器及时
的抽出凝汽器及真空系统中漏人的不凝结气体,维持凝汽器的真控。抽气器在维持机组真空和
机组的安全正常运行有着一十分重要的作用。射水抽气设备在机组运行中必须能正常的从凝汽器:
中抽出不凝结蒸汽,以产生与物性参数和传热相适应的小蒸汽凝结压力,需要抽出的不凝结
气体的主要来源包括以下几项,但不以次为限:
(1)所存在低于大气压下运行的系统中漏人的空气;
(2)进入凝汽器的疏水和排放释放出来的气体;
(3)进入凝汽器补给水释放出来的气体:
(4)在闭式循环中使用凝结水平衡箱内所产生的气体;
(5)在某些形式的核燃料的循环中,给水离解出来的氧气,氢气以及其它不凝结气体。
具体的真空系统的空气分为正常漏人与非正常漏人两方面。正常漏入的途径有;
①汽轮机
低压轴封、真空系统阀门门杆水位计填料等处漏入空气;
②汽轮机排气疏水中折出的气体。其
数量每种机组都有经验数据,加上一定的富裕量后即为制造厂确定抽气器单台容量的依据。
非正常漏入空气的途径有;
①低压缸中分面不严密处漏入的空气;
②排气缸与凝汽器接口
及其它真空管道、容器裂口处漏入,由于这些设备由缺陷漏入的气体大值无法预料,所以一
般不作为确定射水抽气器单台容量的依据。
除了不凝结气体,还需要抽出一定的附带蒸汽,以保证凝汽器的正常运行,并产生合理的气流速度,使凝汽器汽侧的腐蚀减小到小程度。