本文關(guān)鍵詞：核電汽輪機(jī)汽、水預(yù)分離器的研究

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【摘要】：核動(dòng)力汽輪機(jī)的新工作蒸汽即接近于飽和態(tài),蒸汽在高壓缸內(nèi)膨脹做功后,其排汽濕度高達(dá)12～13%,如果不作處理直接進(jìn)入低壓缸繼續(xù)膨脹做功,低壓缸末級(jí)組的蒸汽濕度將進(jìn)一步增大至20%-24%,不僅產(chǎn)生很大濕汽損失,而且嚴(yán)重威脅低壓缸葉片的運(yùn)行安全。為了是機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,需將蒸汽從汽輪機(jī)引出到外置式汽水分離器,將水份分離后再熱,引入汽輪機(jī)低壓部分做功。傳統(tǒng)分離器通過波形板機(jī)械離心式分離,實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)了流動(dòng)加速腐蝕問題、分離過程液滴被二次攜帶、再熱蒸汽過熱度較高、壓力損失較大等主要問題。本文基于汽水預(yù)分離器的設(shè)計(jì)和數(shù)值模擬,設(shè)計(jì)出一種高效率低阻力的旋流汽水預(yù)分離器,以分離效率高和壓力損失盡可能小為設(shè)計(jì)目標(biāo),研究改進(jìn)分離器的幾何結(jié)構(gòu),得到一種新型汽水預(yù)分離器。本文以某核電站1250MW核電機(jī)組汽水分離為研究對(duì)象,建立汽水兩相流動(dòng)的控制方程、液滴在汽相場(chǎng)中流動(dòng)的汽液兩相耦合方程,在此基礎(chǔ)上,基于CFX數(shù)值計(jì)算平臺(tái),從汽水預(yù)分離器的旋流產(chǎn)生的切向速度、輪轂半徑、液滴直徑等因素進(jìn)行數(shù)值模擬,并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了定性、定量的評(píng)估。通過數(shù)值計(jì)算得到影響了分離效率和壓力損失的主要因素、次要因素。提出了實(shí)現(xiàn)小尺寸液滴分離有效手段,用來解決小液滴直徑易跟隨汽流運(yùn)動(dòng)離開分離區(qū)域難以捕獲的問題。在此基礎(chǔ)上,綜合考慮分離效率和壓力損失的條件,提出了汽水分離器結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)方法,通過增加輪轂半徑提高切向氣體速度,通過添加中間層分離筒,增加小液滴撞擊壁面的機(jī)率,末端增加擋水環(huán),收集靠近壁面的水滴,實(shí)現(xiàn)了小尺寸液滴的高效分離,且汽水分離器的壓力損失控制在一定范圍內(nèi)。對(duì)分離后區(qū)域的切向速度恢復(fù)成軸向,旋轉(zhuǎn)動(dòng)能變成壓力能,降低了整個(gè)分離器的壓力損失。得到了一種高效率低阻力的汽水預(yù)分離器。本文數(shù)值計(jì)算所得計(jì)算結(jié)果為汽水預(yù)分離器的設(shè)計(jì)、改造提供了一定理論基礎(chǔ),具備一定的參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM623

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本文編號(hào)：1204683