【技術實現步驟摘要】
本技術涉及發電，特別是一種靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置。
技術介紹
1、穩定可靠的火電機組使火電廠的靈活改造成為可能，進而也成為電網靈活性改造的優先選擇。火電廠的深度靈活性改造主要是根據電網峰谷差較大的情況，通過降低負荷出力進行靈活性改造的一種運行方式。汽輪機作為靈活性改造中主要的發電設備，其靈活性改造的能力會直接影響電廠的最低負荷，汽輪機安全性顯得尤為重要。汽輪機在深度靈活性改造時，由于機組負荷較低，長期在低負荷下運行末級葉片根部會具有很大的負反動度，從而在末級動葉根部產生回流，回流夾帶著水滴撞擊在動葉的出汽邊上，繼而造成水蝕。水蝕會導致葉柵的氣動性能惡化，水沖蝕葉片留下的凸凹不平邊緣易形成應力集中，造成葉片根部截面積變小，使葉片強度減弱，大大增加了末級葉片的斷裂風險。
2、當前汽輪機靈活性改造中葉片的水蝕現象特別嚴重，其直接影響末級動葉的安全性和經濟性。現有的研究多側重于葉片材料及其防腐蝕方面，缺乏對葉片水蝕的研究設備儀器，特別是針對深度靈活性改造狀態運行下機組特性的研究。
技術實現思路
1、本技術要解決的技術問題和提出的技術任務是當前對汽輪機葉片水蝕問題研究匱乏，特別是缺乏能夠真實模擬汽輪機在實際工況下受水蝕影響的實驗設備。為此本技術提供一種靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置，所述氣實驗裝置能夠模擬真實高溫高壓蒸汽工況環境下汽輪機葉片被水滴和蒸汽撞擊的水蝕，幫助研究水蝕對汽輪機葉片特性的影響。
2、本技術解決技術問題采用的技術方案：一種靈活性改造
3、作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本技術采用如下技術措施：所述止回閥后的排汽管道上接有水冷式凝汽器，所述出水管上分出一支路接凝汽器，以提供除鹽水作為凝汽器的冷卻介質，所述支路上設第三出口電動閥，凝汽器接排水管道回收凝結水。利用凝汽器對汽缸出來的蒸汽冷卻，然后將凝結水引入排水管道進行回收，排水管道可以接水箱或其它能回收水的裝置，以循環使用。
4、所述凝汽器通過管路接真空泵，真空泵前端進氣側接有真空泵前閥，真空泵后端排氣側接有真空泵后閥；所述排水管道上沿排水方向依序設置前電動閥、凝結水泵和后電動閥。真空泵可以對凝汽器抽真空，提高其工作效率，前后兩個閥門用于配合真空泵工作；排水管道上的前后兩個電動閥及凝結水泵用于回收水冷式凝汽器的凝結水。
5、所述供水管路上的泵包括沿供水方向依序設置的前置泵和給水泵，所述流量調節閥包括在前置泵、給水泵和加熱鍋爐三者進水一側設置的三個流量調節閥。前置泵能顯著提高給水泵的送水壓力，防止給水泵發生汽蝕，其與給水泵配合一起工作，可對整個送水管路進行加壓與提高流量，將除鹽水送入加熱鍋爐內加熱以生成模擬工作環境和水蝕所需的蒸汽；三個流量調節閥分別在前置泵、給水泵及加熱鍋爐的進水側，工作時三個流量調節閥能實時調節給加熱鍋爐送除鹽水流量，靈活應對蒸汽生成的需要。
6、所述出水管分出兩個支路分別連接前置泵和給水泵，以提供前置泵和給水泵工作需要的密封水與冷卻水，前置泵和給水泵連接的兩個支路上分別設第一出口電動閥和第二出口電動閥。除鹽水可以給前置泵和給水泵供除鹽水幫助密封和冷卻，確保兩個泵在密封良好的情形下穩定工作。
7、所述前置泵通過第一疏水閥連接第一排水箱，所述給水泵通過第二疏水閥連接第二排水箱，第一排水箱和第二排水箱連接同一回收水管。前置泵和給水泵中用過的密封水和冷卻水經各自的疏水閥輸出至一個回收水管，以便回收利用。
8、所述輔汽混合箱輸入連接一加酸管道。加酸管道可以輸入酸性物質，在輔汽混合箱內生成酸性的水和蒸汽混合輸出，使汽缸能模擬完成酸混合工況下的葉片侵蝕實驗。
9、所述輔汽管道上設置蒸汽噴射器，蒸汽噴射器進汽側輔汽管道上設置輔汽出汽閥，蒸汽噴射器出汽側的輔汽管道上設置輔汽出口閥。蒸汽噴射器在這里可以提升輸送的蒸汽壓力，將蒸汽加壓后射出送到噴嘴射出，對葉片作水蝕實驗。
10、所述汽缸內設置多個噴嘴對著葉片，各噴嘴環繞葉片沿同蒸汽噴射器一半徑尺寸分布或沿螺旋分布，所述輔汽管道上分出若干輔汽分管對應連接各噴嘴。多個噴嘴在汽缸內環繞葉片分布噴射蒸汽和水混合物，充分模擬實際工況條件下對葉片的水蝕；沿相同半徑尺寸分布的噴嘴對葉片水蝕的實驗位置固定，噴嘴分布的圓周固定，而螺旋分布的噴嘴沿不同徑向尺寸環繞，對葉片水蝕的實驗范圍更廣，能測量不同的徑向位置，可以根據實驗需要將噴嘴靈活設置。
11、所述加熱鍋爐為具有儲水腔的電鍋爐，電鍋爐的底部設有電加熱器，電鍋爐連接帶溢水閥的排水管。電鍋爐用底部的電加熱器對儲水腔內的除鹽水進行加熱，送出蒸汽，電加熱器可采用不銹鋼加熱管或陶瓷加熱管等各種現有常見的電熱方式；當鍋爐內除鹽水灌太滿超過安全水位高度時，溢水閥可以對鍋爐控水確保安全，多余除鹽水可以通過溢水閥沿排水管排出。
12、本技術建立能模擬葉片真實工作環境的汽缸環境，利用輔汽混合箱生成接近實際水蝕的水和蒸汽混合物，送入汽缸中對轉動葉片射出，仿真模擬汽輪機葉片遭受水蝕，然后據此研究葉片受水蝕影響特性，了解葉片在水蝕后的安全性和經濟性，繼而幫助用戶應對要進行深度靈活性改造運行的汽輪機；水蝕實驗用過的水盡可能回收，包括各類設備的凝結水和密封水等；水蝕實驗所需的蒸汽來自于和真實工況的除鹽水；加熱生產蒸汽用的鍋爐也采用底部加熱的電鍋爐，使用方便靈活。
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1.一種靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置，包括除鹽水供源、加熱鍋爐和汽缸(39)，除鹽水供源通過帶泵和流量調節閥的供水管路送水至加熱鍋爐生產蒸汽，加熱鍋爐接一路蒸汽管輸出蒸汽至汽缸(39)中，蒸汽管上設出汽調節閥(27)，其特征是所述汽缸(39)中安裝有帶轉軸(40)的葉片，轉軸(40)兩端穿過汽缸(39)后通過軸承(42)轉動安裝在支架(41)上，轉軸(40)任一端接驅動機構，所述加熱鍋爐接一路蒸汽管輸出蒸汽至輔汽混合箱(29)，輔汽混合箱(29)一側的蒸汽管上設有輔汽進汽閥(30)，輔汽混合箱(29)通過一出水管(5)接除鹽水供源輸入除鹽水，出水管(5)上設有第四出口電動閥(28)，輔汽混合箱(29)接一路輔汽管道(34)輸出蒸汽至設在汽缸(39)內的噴嘴(37)射出，噴嘴(37)的出口對著葉片，所述汽缸(39)通過一排汽管道(48)排出蒸汽，排汽管道(48)上沿排氣方向依序設置抽汽閥(47)和止回閥(25)。
2.根據權利要求1所述的靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置，其特征是所述止回閥(25)后的排汽管道(48)上接有水冷式凝汽器(49)，所述出水管(5)上
3.根據權利要求2所述的靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置，其特征是所述凝汽器(49)通過管路接真空泵(54)，真空泵(54)前端進氣側接有真空泵前閥(50)，真空泵(54)后端排氣側接有真空泵后閥(55)；所述排水管道(45)上沿排水方向依序設置前電動閥(51)、凝結水泵(52)和后電動閥(53)。
4.根據權利要求1所述的靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置，其特征是所述供水管路上的泵包括沿供水方向依序設置的前置泵(8)和給水泵(16)，所述流量調節閥包括在前置泵(8)、給水泵(16)和加熱鍋爐三者進水一側設置的三個流量調節閥。
5.根據權利要求4所述的靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置，其特征是所述出水管(5)分出兩個支路分別連接前置泵(8)和給水泵(16)，以提供前置泵(8)和給水泵(16)工作需要的密封水與冷卻水，前置泵(8)和給水泵(16)連接的兩個支路上分別設第一出口電動閥(9)和第二出口電動閥(10)。
6.根據權利要求5所述的靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置，其特征是所述前置泵(8)通過第一疏水閥(12)連接第一排水箱(13)，所述給水泵(16)通過第二疏水閥(17)連接第二排水箱(46)，第一排水箱(13)和第二排水箱(46)連接同一回收水管(14)。
7.根據權利要求1所述的靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置，其特征是所述輔汽混合箱(29)輸入連接一加酸管道(36)。
8.根據權利要求1所述的靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置，其特征是所述輔汽管道(34)上設置蒸汽噴射器(32)，蒸汽噴射器(32)進汽側輔汽管道(34)上設置輔汽出汽閥(31)，蒸汽噴射器(32)出汽側的輔汽管道(34)上設置輔汽出口閥(33)。
9.根據權利要求1所述的靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置，其特征是所述汽缸(39)內設置多個噴嘴(37)對著葉片，各噴嘴(37)環繞葉片沿同一半徑尺寸分布或沿螺旋分布，所述輔汽管道(34)上分出若干輔汽分管(38)對應連接各噴嘴(37)。
10.根據權利要求1所述的靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置，其特征是所述加熱鍋爐為具有儲水腔的電鍋爐(21)，電鍋爐(21)的底部設有電加熱器(23)，電鍋爐(21)連接帶溢水閥(22)的排水管。
...【技術特征摘要】
1.一種靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置，包括除鹽水供源、加熱鍋爐和汽缸(39)，除鹽水供源通過帶泵和流量調節閥的供水管路送水至加熱鍋爐生產蒸汽，加熱鍋爐接一路蒸汽管輸出蒸汽至汽缸(39)中，蒸汽管上設出汽調節閥(27)，其特征是所述汽缸(39)中安裝有帶轉軸(40)的葉片，轉軸(40)兩端穿過汽缸(39)后通過軸承(42)轉動安裝在支架(41)上，轉軸(40)任一端接驅動機構，所述加熱鍋爐接一路蒸汽管輸出蒸汽至輔汽混合箱(29)，輔汽混合箱(29)一側的蒸汽管上設有輔汽進汽閥(30)，輔汽混合箱(29)通過一出水管(5)接除鹽水供源輸入除鹽水，出水管(5)上設有第四出口電動閥(28)，輔汽混合箱(29)接一路輔汽管道(34)輸出蒸汽至設在汽缸(39)內的噴嘴(37)射出，噴嘴(37)的出口對著葉片，所述汽缸(39)通過一排汽管道(48)排出蒸汽，排汽管道(48)上沿排氣方向依序設置抽汽閥(47)和止回閥(25)。
2.根據權利要求1所述的靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置，其特征是所述止回閥(25)后的排汽管道(48)上接有水冷式凝汽器(49)，所述出水管(5)上分出一支路接凝汽器(49)，以提供除鹽水作為凝汽器(49)的冷卻介質，所述支路上設第三出口電動閥(35)，凝汽器(49)接排水管道(45)回收凝結水。
3.根據權利要求2所述的靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置，其特征是所述凝汽器(49)通過管路接真空泵(54)，真空泵(54)前端進氣側接有真空泵前閥(50)，真空泵(54)后端排氣側接有真空泵后閥(55)；所述排水管道(45)上沿排水方向依序設置前電動閥(51)、凝結水泵(52)和后電動閥(53)。
4.根據權利要求1所述的靈活性改造機組末級葉片水蝕實驗裝置，其特征是所述供水管路上的泵包括沿供水方...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王在華，王異成，蔡文方，李俊，陳宇，
申請(專利權)人：杭州意能電力技術有限公司，
類型：新型
國別省市：
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