波形板汽水分离器的试验的研究.pdfVIP

中国工程热物理学会 多相流 2003年学术会议 编号：036018 波形板汽水分离器的试验研究 王晓墨龙妍黄素逸 华中科技大学能源与动力工程学院(430074) 电话：02787541912 E-mail：wxm_hust@263．net 摘要：通过流动显示试验、可试化试验和玲态试验，对带钩和无钩波形板的汽水分离机理进行了研究． 流动显示试验采用氢气泡示踪法．可得出钩中流动产生的漩涡是带钩能强化汽水分离效果的结论。通 过双钩波形板分离器的可视化研究，得知双钩波形板的分离效果最好，单钩波形板又优于无钩波形板， 并且双钩波形板的后钩对分离效率起主要作用，为波形板的结构优化设计提供了新的思路．此外，积 盐法的冷态试验得出了波数和波形板问距对带钩波形板的影响曲线。 关键词：波形板汽水分离试验研究 1引言 汽水分离装置是核电站蒸汽发生器净化蒸汽的重要部件，其性能不仅会影响蒸汽发 生器的上筒体尺寸，水循环性能及水位的稳定性，而且还会影响汽轮机的正常运行。 目前国外广泛采用波形板汽水分离器作为蒸汽干燥器，波形板有带钩和不带钩两种 类型。由于带钩波形板的疏水钩具有集水和疏水作用，带钩波形板汽水分离器允许入口 蒸汽湿度在较大范围内变动。当入口蒸汽湿度高达30％时，这种汽水分离器仍具有良好 的分离效果。 影响波形板汽水分离器分离效果的结构因素很多，如疏水钩数目、疏水钩间隙、波 形板屈折角、波形板节距、波形板间距等。为了验证波形板内两相流数学模型的正确性 及弄清二次携带的机理，必须进行试验研究。试验研究包括三部分内容，即流体在波形 板内流动显示试验，空气一水的混合物在带钩波形板内分离的可视化试验和波形板的冷 态试验。 2流动显示试验 为了得到波形板连续相的正确图像，揭示气流在波形板内流动现象的本质和具体特 征，并在定性上验证物理模型的正确性，有必要对波形板内连续相的流场进行流动显示 试验。为了更清楚的观测波形板内气相流场，我们根据相似模拟理论用液体(水)来模 拟连续相(水蒸气)，这样就可以用氢气泡作为示踪粒子并把整个波形板汽水分离器放在 电解槽内作观察。 氢气泡法的原理是在水中置两电极，两电极间加一直流电压，水由于电解会在阴极 上形成氢气泡，在阳极上形成氧气泡，因为氢气泡比氧气泡的尺寸小的多，因此用氢气 泡作为示踪粒子。具体实施氢气泡法时，是在垂直于平均流动方向上置一细长的金属丝 (这里用铂丝)作阴极，阳极为任意形状，置于流场中的另一位置。连续相的水为自来 水并加入少许硫酸钠以增加电解率。在阴极上加一脉冲电压，则随着脉冲在阴极上产生 一行行的氢气泡。把阴极置于波形板入口处，阴极产生的氢气泡随水一起在波形板内流 动，就会显示出流体在波形板内的局部速度剖面。流动显示装置如图1。 波形板 循环水泵 图1波形扳流动显示试验装置图 图2为用氢气泡示踪法所获得的流动图 像。从图中可以看到波形板波峰处流体的分离， 以及在钩内所产生的流动漩涡。正是由于这些 漩涡的存在，使汽流中的水分更容易从两相流 中分离出来。所以的出的结论是：钩中流动产 生的漩涡是带钩能强化汽水分离效果的主要原 因。 3可视化试验 为了定性的了解波形扳汽水分离器的工作 过程，并定性的比较无钩波形板、单钩波形板 和双钩波形板的分离效率，有必要进行可视化 试验。图3为可视化试验装置简图。雾化喷嘴 ． 图2氢气泡示踪法所获得的流动图像 可以将水喷成极细的水滴，在喷嘴和波形板之间的汽水混合室有足够大的容积，可保证 —／ 啧嘴 空气 可II ～—～÷