核电汽轮机汽、水预分离器的研究

发布时间：2017-11-19 19:32

  本文关键词：核电汽轮机汽、水预分离器的研究

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【摘要】：核动力汽轮机的新工作蒸汽即接近于饱和态,蒸汽在高压缸内膨胀做功后,其排汽湿度高达12～13%,如果不作处理直接进入低压缸继续膨胀做功,低压缸末级组的蒸汽湿度将进一步增大至20%-24%,不仅产生很大湿汽损失,而且严重威胁低压缸叶片的运行安全。为了是机组安全经济运行,需将蒸汽从汽轮机引出到外置式汽水分离器,将水份分离后再热,引入汽轮机低压部分做功。传统分离器通过波形板机械离心式分离,实际运行中出现了流动加速腐蚀问题、分离过程液滴被二次携带、再热蒸汽过热度较高、压力损失较大等主要问题。本文基于汽水预分离器的设计和数值模拟,设计出一种高效率低阻力的旋流汽水预分离器,以分离效率高和压力损失尽可能小为设计目标,研究改进分离器的几何结构,得到一种新型汽水预分离器。本文以某核电站1250MW核电机组汽水分离为研究对象,建立汽水两相流动的控制方程、液滴在汽相场中流动的汽液两相耦合方程,在此基础上,基于CFX数值计算平台,从汽水预分离器的旋流产生的切向速度、轮毂半径、液滴直径等因素进行数值模拟,并对计算结果进行了定性、定量的评估。通过数值计算得到影响了分离效率和压力损失的主要因素、次要因素。提出了实现小尺寸液滴分离有效手段,用来解决小液滴直径易跟随汽流运动离开分离区域难以捕获的问题。在此基础上,综合考虑分离效率和压力损失的条件,提出了汽水分离器结构上的改进方法,通过增加轮毂半径提高切向气体速度,通过添加中间层分离筒,增加小液滴撞击壁面的机率,末端增加挡水环,收集靠近壁面的水滴,实现了小尺寸液滴的高效分离,且汽水分离器的压力损失控制在一定范围内。对分离后区域的切向速度恢复成轴向,旋转动能变成压力能,降低了整个分离器的压力损失。得到了一种高效率低阻力的汽水预分离器。本文数值计算所得计算结果为汽水预分离器的设计、改造提供了一定理论基础,具备一定的参考价值。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM623

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 程鹏;王新军;张峰;苏云龙;宋钊;谢金伟;;核电汽轮机弯管式汽水分离器的改进结构及其除湿性能[J];西安交通大学学报;2014年05期

2 武君;杨镇海;付元刚;董建华;孙显东;;汽水分离再热器内部流场模拟分析研究[J];汽轮机技术;2012年04期

3 张兴法;;核电产业的国产化和自主化[J];中国核电;2009年02期

4 江津河;王伟文;王立新;李建隆;;直流降膜式旋风除雾器的流场模拟[J];流体机械;2007年05期

5 赵殿甲;;两相流体力学研究综述[J];煤炭技术;2006年07期

6 王晓墨;黄素逸;;汽水分离器中液滴的行为分析[J];工程热物理学报;2006年S1期

7 黄兴华,王道连,王如竹,张吉光;旋风分离器中气相流动特性及颗粒分离效率的数值研究[J];动力工程;2004年03期

8 李自力;水力旋流器能量耗散特性实验研究[J];石油化工设备;2001年02期

9 李晓钟,陈文梅,褚良银;水力旋流器类组合涡分析及节能原理研究[J];过滤与分离;2000年03期

10 李晓钟,陈文梅,褚良银;水力旋流器能耗定义及其组成分析[J];过滤与分离;2000年02期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 徐尧;田兆斐;;核电站汽水分离器建模与仿真研究[A];中国核科学技术进展报告（第二卷）——中国核学会2011年学术年会论文集第3册（核能动力分卷（下））[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 李枫;油田污水处理复合式水力旋流器分离机理及特性研究[D];大庆石油学院;2008年

2 李嘉;波形板汽水分离器的理论与实验研究[D];华中科技大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 周帼彦;螺旋片导流式分离器气液两相流的数值模拟与试验研究[D];南京工业大学;2003年

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本文编号：1204683