【技术实现步骤摘要】
本技术涉及发电，特别是一种灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置。
技术介绍
1、稳定可靠的火电机组使火电厂的灵活改造成为可能，进而也成为电网灵活性改造的优先选择。火电厂的深度灵活性改造主要是根据电网峰谷差较大的情况，通过降低负荷出力进行灵活性改造的一种运行方式。汽轮机作为灵活性改造中主要的发电设备，其灵活性改造的能力会直接影响电厂的最低负荷，汽轮机安全性显得尤为重要。汽轮机在深度灵活性改造时，由于机组负荷较低，长期在低负荷下运行末级叶片根部会具有很大的负反动度，从而在末级动叶根部产生回流，回流夹带着水滴撞击在动叶的出汽边上，继而造成水蚀。水蚀会导致叶栅的气动性能恶化，水冲蚀叶片留下的凸凹不平边缘易形成应力集中，造成叶片根部截面积变小，使叶片强度减弱，大大增加了末级叶片的断裂风险。
2、当前汽轮机灵活性改造中叶片的水蚀现象特别严重，其直接影响末级动叶的安全性和经济性。现有的研究多侧重于叶片材料及其防腐蚀方面，缺乏对叶片水蚀的研究设备仪器，特别是针对深度灵活性改造状态运行下机组特性的研究。
技术实现思路
1、本技术要解决的技术问题和提出的技术任务是当前对汽轮机叶片水蚀问题研究匮乏，特别是缺乏能够真实模拟汽轮机在实际工况下受水蚀影响的实验设备。为此本技术提供一种灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置，所述气实验装置能够模拟真实高温高压蒸汽工况环境下汽轮机叶片被水滴和蒸汽撞击的水蚀，帮助研究水蚀对汽轮机叶片特性的影响。
2、本技术解决技术问题采用的技术方案：一种灵活性改造
3、作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本技术采用如下技术措施：所述止回阀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，以提供除盐水作为凝汽器的冷却介质，所述支路上设第三出口电动阀，凝汽器接排水管道回收凝结水。利用凝汽器对汽缸出来的蒸汽冷却，然后将凝结水引入排水管道进行回收，排水管道可以接水箱或其它能回收水的装置，以循环使用。
4、所述凝汽器通过管路接真空泵，真空泵前端进气侧接有真空泵前阀，真空泵后端排气侧接有真空泵后阀；所述排水管道上沿排水方向依序设置前电动阀、凝结水泵和后电动阀。真空泵可以对凝汽器抽真空，提高其工作效率，前后两个阀门用于配合真空泵工作；排水管道上的前后两个电动阀及凝结水泵用于回收水冷式凝汽器的凝结水。
5、所述供水管路上的泵包括沿供水方向依序设置的前置泵和给水泵，所述流量调节阀包括在前置泵、给水泵和加热锅炉三者进水一侧设置的三个流量调节阀。前置泵能显著提高给水泵的送水压力，防止给水泵发生汽蚀，其与给水泵配合一起工作，可对整个送水管路进行加压与提高流量，将除盐水送入加热锅炉内加热以生成模拟工作环境和水蚀所需的蒸汽；三个流量调节阀分别在前置泵、给水泵及加热锅炉的进水侧，工作时三个流量调节阀能实时调节给加热锅炉送除盐水流量，灵活应对蒸汽生成的需要。
6、所述出水管分出两个支路分别连接前置泵和给水泵，以提供前置泵和给水泵工作需要的密封水与冷却水，前置泵和给水泵连接的两个支路上分别设第一出口电动阀和第二出口电动阀。除盐水可以给前置泵和给水泵供除盐水帮助密封和冷却，确保两个泵在密封良好的情形下稳定工作。
7、所述前置泵通过第一疏水阀连接第一排水箱，所述给水泵通过第二疏水阀连接第二排水箱，第一排水箱和第二排水箱连接同一回收水管。前置泵和给水泵中用过的密封水和冷却水经各自的疏水阀输出至一个回收水管，以便回收利用。
8、所述辅汽混合箱输入连接一加酸管道。加酸管道可以输入酸性物质，在辅汽混合箱内生成酸性的水和蒸汽混合输出，使汽缸能模拟完成酸混合工况下的叶片侵蚀实验。
9、所述辅汽管道上设置蒸汽喷射器，蒸汽喷射器进汽侧辅汽管道上设置辅汽出汽阀，蒸汽喷射器出汽侧的辅汽管道上设置辅汽出口阀。蒸汽喷射器在这里可以提升输送的蒸汽压力，将蒸汽加压后射出送到喷嘴射出，对叶片作水蚀实验。
10、所述汽缸内设置多个喷嘴对着叶片，各喷嘴环绕叶片沿同蒸汽喷射器一半径尺寸分布或沿螺旋分布，所述辅汽管道上分出若干辅汽分管对应连接各喷嘴。多个喷嘴在汽缸内环绕叶片分布喷射蒸汽和水混合物，充分模拟实际工况条件下对叶片的水蚀；沿相同半径尺寸分布的喷嘴对叶片水蚀的实验位置固定，喷嘴分布的圆周固定，而螺旋分布的喷嘴沿不同径向尺寸环绕，对叶片水蚀的实验范围更广，能测量不同的径向位置，可以根据实验需要将喷嘴灵活设置。
11、所述加热锅炉为具有储水腔的电锅炉，电锅炉的底部设有电加热器，电锅炉连接带溢水阀的排水管。电锅炉用底部的电加热器对储水腔内的除盐水进行加热，送出蒸汽，电加热器可采用不锈钢加热管或陶瓷加热管等各种现有常见的电热方式；当锅炉内除盐水灌太满超过安全水位高度时，溢水阀可以对锅炉控水确保安全，多余除盐水可以通过溢水阀沿排水管排出。
12、本技术建立能模拟叶片真实工作环境的汽缸环境，利用辅汽混合箱生成接近实际水蚀的水和蒸汽混合物，送入汽缸中对转动叶片射出，仿真模拟汽轮机叶片遭受水蚀，然后据此研究叶片受水蚀影响特性，了解叶片在水蚀后的安全性和经济性，继而帮助用户应对要进行深度灵活性改造运行的汽轮机；水蚀实验用过的水尽可能回收，包括各类设备的凝结水和密封水等；水蚀实验所需的蒸汽来自于和真实工况的除盐水；加热生产蒸汽用的锅炉也采用底部加热的电锅炉，使用方便灵活。
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1.一种灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置，包括除盐水供源、加热锅炉和汽缸(39)，除盐水供源通过带泵和流量调节阀的供水管路送水至加热锅炉生产蒸汽，加热锅炉接一路蒸汽管输出蒸汽至汽缸(39)中，蒸汽管上设出汽调节阀(27)，其特征是所述汽缸(39)中安装有带转轴(40)的叶片，转轴(40)两端穿过汽缸(39)后通过轴承(42)转动安装在支架(41)上，转轴(40)任一端接驱动机构，所述加热锅炉接一路蒸汽管输出蒸汽至辅汽混合箱(29)，辅汽混合箱(29)一侧的蒸汽管上设有辅汽进汽阀(30)，辅汽混合箱(29)通过一出水管(5)接除盐水供源输入除盐水，出水管(5)上设有第四出口电动阀(28)，辅汽混合箱(29)接一路辅汽管道(34)输出蒸汽至设在汽缸(39)内的喷嘴(37)射出，喷嘴(37)的出口对着叶片，所述汽缸(39)通过一排汽管道(48)排出蒸汽，排汽管道(48)上沿排气方向依序设置抽汽阀(47)和止回阀(25)。
2.根据权利要求1所述的灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置，其特征是所述止回阀(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.根据权利要求2所述的灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置，其特征是所述凝汽器(49)通过管路接真空泵(54)，真空泵(54)前端进气侧接有真空泵前阀(50)，真空泵(54)后端排气侧接有真空泵后阀(55)；所述排水管道(45)上沿排水方向依序设置前电动阀(51)、凝结水泵(52)和后电动阀(53)。
4.根据权利要求1所述的灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置，其特征是所述供水管路上的泵包括沿供水方向依序设置的前置泵(8)和给水泵(16)，所述流量调节阀包括在前置泵(8)、给水泵(16)和加热锅炉三者进水一侧设置的三个流量调节阀。
5.根据权利要求4所述的灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置，其特征是所述出水管(5)分出两个支路分别连接前置泵(8)和给水泵(16)，以提供前置泵(8)和给水泵(16)工作需要的密封水与冷却水，前置泵(8)和给水泵(16)连接的两个支路上分别设第一出口电动阀(9)和第二出口电动阀(10)。
6.根据权利要求5所述的灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置，其特征是所述前置泵(8)通过第一疏水阀(12)连接第一排水箱(13)，所述给水泵(16)通过第二疏水阀(17)连接第二排水箱(46)，第一排水箱(13)和第二排水箱(46)连接同一回收水管(14)。
7.根据权利要求1所述的灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置，其特征是所述辅汽混合箱(29)输入连接一加酸管道(36)。
8.根据权利要求1所述的灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置，其特征是所述辅汽管道(34)上设置蒸汽喷射器(32)，蒸汽喷射器(32)进汽侧辅汽管道(34)上设置辅汽出汽阀(31)，蒸汽喷射器(32)出汽侧的辅汽管道(34)上设置辅汽出口阀(33)。
9.根据权利要求1所述的灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置，其特征是所述汽缸(39)内设置多个喷嘴(37)对着叶片，各喷嘴(37)环绕叶片沿同一半径尺寸分布或沿螺旋分布，所述辅汽管道(34)上分出若干辅汽分管(38)对应连接各喷嘴(37)。
10.根据权利要求1所述的灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置，其特征是所述加热锅炉为具有储水腔的电锅炉(21)，电锅炉(21)的底部设有电加热器(23)，电锅炉(21)连接带溢水阀(22)的排水管。
...【技术特征摘要】
1.一种灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置，包括除盐水供源、加热锅炉和汽缸(39)，除盐水供源通过带泵和流量调节阀的供水管路送水至加热锅炉生产蒸汽，加热锅炉接一路蒸汽管输出蒸汽至汽缸(39)中，蒸汽管上设出汽调节阀(27)，其特征是所述汽缸(39)中安装有带转轴(40)的叶片，转轴(40)两端穿过汽缸(39)后通过轴承(42)转动安装在支架(41)上，转轴(40)任一端接驱动机构，所述加热锅炉接一路蒸汽管输出蒸汽至辅汽混合箱(29)，辅汽混合箱(29)一侧的蒸汽管上设有辅汽进汽阀(30)，辅汽混合箱(29)通过一出水管(5)接除盐水供源输入除盐水，出水管(5)上设有第四出口电动阀(28)，辅汽混合箱(29)接一路辅汽管道(34)输出蒸汽至设在汽缸(39)内的喷嘴(37)射出，喷嘴(37)的出口对着叶片，所述汽缸(39)通过一排汽管道(48)排出蒸汽，排汽管道(48)上沿排气方向依序设置抽汽阀(47)和止回阀(25)。
2.根据权利要求1所述的灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置，其特征是所述止回阀(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)，以提供除盐水作为凝汽器(49)的冷却介质，所述支路上设第三出口电动阀(35)，凝汽器(49)接排水管道(45)回收凝结水。
3.根据权利要求2所述的灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置，其特征是所述凝汽器(49)通过管路接真空泵(54)，真空泵(54)前端进气侧接有真空泵前阀(50)，真空泵(54)后端排气侧接有真空泵后阀(55)；所述排水管道(45)上沿排水方向依序设置前电动阀(51)、凝结水泵(52)和后电动阀(53)。
4.根据权利要求1所述的灵活性改造机组末级叶片水蚀实验装置，其特征是所述供水管路上的泵包括沿供水方...
【专利技术属性】
技术研发人员：王在华，王异成，蔡文方，李俊，陈宇，
申请(专利权)人：杭州意能电力技术有限公司，
类型：新型
国别省市：
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