汽水分离器分离效率的冷态实验研究.pdf

第25卷第2期热能动2010年3丿OURNAL OF ENGN EER ING上OR HERMA NERGY ANDOWERMar,2010文常编号:1001-2060(2010)02-0177-(03汽水分离器分离效率的冷态实验研究肖立春,李强,志江,杨静菲2(1燕山大学环境与化学工程学院,河北秦皇岛0660042河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄050018摘要:研究了一种用于核电站的新型高效汽水分离装置。一定间距叠放在一起而组成的,如图1所示。气体针对波形板汽本分离装置两相流劝复杂的问,在改変结构在多次改变气流方向的情況下,其中的液滴因惯性参数和工作状态情况下对汽水分离器进行冷态实验,采用玻力利离心力的作用而被分离,分离出的液滴?部分璃纤维过滤法测量其分离效率。结果表明:带有收集钓的波被吸附在板峰,另一部分被阻挡在收集钩甲.最后形板汽水分离器的效率远高于无钓分离器:增加折边长度对效率影响不大;为提高分离效率,屈折角度应为54,板间距形成向下的连续水膜而被收集。拐弯处越多,分离为20mnr;气流速度临界值为5m/s当超过此速度时,水膜效果越切显,但同时斥降也増人发生破裂,二次央带明显増加,且脱水效率下降。根据实验收集钩数据分析得到的最佳结构参数,可用于指导该装置的设计。关键词:汽水分离器;分离效率:波形板:结构参数;临界风速中图分类号:TK172文献标识码:图1汽水分离器结构示意图?波形板汽水分离器是核电站常用的汽水分离设12实验装置各,其性能的好坏不仅会影响蒸汽发生器的上:筒体实验装置如图2所示。气流从进风口进入进尺寸、水術环性能及水位的稳定性.而还会彪响汽管道,与喷嘴喷出的水雾混和,然后经过汽水分离装轮机的正常运行。波形板汽水分离器具有阻力置脱除其水分,再经出口管道由罗茨风机排出。喷小、分离效率高、破膜速度人等优点。然而,其分离嘴喷出的水量可以出流量计测出:微差压计可测出性能受到结构参数和作状态的影响很大、如果掌分离装置前后爪差;进出日管道的測试孔可用于流握不好,其分离效率会很低+?速及水含量的檢测。影响分离器分离性能的因素很多,如气体流速、板节距、板距、转折角、波数、收集钩的位置和大小惨汽水分离装置微差压计测试孔测试孔风机等“,而且有些参数对波形板分离器分离性能的进出风口响还具们双重性,如波形板屈折角。由于波形板进口管道出口管道分离器内部两相流的复杂性,以及蒸汽测量难性,出水口对波形板汽水分离器内部的物理过程描述相当困难,口前国内外主要通过试验来确定波形板分离器图2汽水分离冷态实验装置示意图的结构参数。1.3测量装置1工作原理及实验装置对分离效率的测量,通常采用积盐法、光学法和收集法,但只误差相当大。而采用玻璃纤维过滤法,11汽水分离器工作原理其测量精度可达Q1mg3玻聰纤维过滤法量装置如图3所示:被测量汽水分离器是出多块相同的不锈钢波形钢板按气体经装有玻璃纤维滤简的采样管,进入下燥瓶和收稿日期:2009-03-09修订日期:2010-01-11作者简介:肖立春(194-)、男、湖比成宁人,燕山人学博士生、現作在武例集.O1994-2011ChinaAcademicJournalElectronicPublishinghouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net178热能动力2010年缓沖瓶,再巾累积流量计测得其累积流量,最后通过率。然而,当转折角増大至549时,其分离效率反而抽气泵排出;调节阀可叮以调节采样逑率,以实现等速下降。随着角度的増大,气流受到湍流的扰动更加采样;在累积流量计前设有温度计和压力表,可以同明显,这就容易将山被捕集的水分吹破带走,使分离时测量出通过气体的力和温度。效率降低。温度计馬力表110累积.调节阀采样管流量缓冲瓶型气8褪尔干燥瓶图3水雾含量测量装置253035404550556065屈边角度()分离效率为进空气液滴含量与出1空气液滴含量之差与进口液滴含量的比值.即:图5不同屈折角度的分离效率M:.-M1)23板间距式中:Ma进11空气液滴含量,ghm;M。a-出空波形板板间对分离器性能的影响如阳6所气液滴含量,gm:h分离效率,%。示。当波形板板间距出小变大时,分离效率下降趋势,但变化不显著;当板间为25mm时,如果继2实验结果与分析续增大板间距,分离效率急速下降;当板间距为40mm时,分离效率最低。这是出于过大的板间距使21折边长度得板壁对流导流作用减弱,大部分气沇携带着液折边长度的变化对分离效果几乎没们影响,如涧木收变方向直接过分离器。而板间距小于20图4所示。在其它结构因素不变的情況下,増加折mm时,对提高分离效率的效果并不明显,但阻力却边长度,只是加长了气流通逆的白段,流通截面并不显老增加。分离器的最佳板间距为20mm。改变,因而气流速度不会改变,而分离器工作的好坏110主要取決于流体的破膜速度,所以增大折边长度,分100离器的临界风速保持不变,带钩波形板的这一特性们利于分离器的紧湊布置。从图中还可以看出,不带钩的分离器出于液滴的二次夹带严重,其效率要尔低很多。6011010152025303540455-无钩汽水分离器带钩汽水分离器板间距/mm8尔图6不同板间距的分离效率7024气流速度流速度?分离效率的影响如图7所示。当速2030405060708090100110120130度提高时,分离效率明显提高。在超过5m/s时,带折边长度/mm钩汽水分离器的分离效率开始急剧下降,但之后下图4不同折边长度的分离效率降缓慢。其主要原因是流速度在?个临界伯,当超过临界值时,会发生:二次夹带现象。对水膜的观22屈折角度测结果表叨,绝大多数水滴在前两个波被分离掉,第图5表示屈折角度为30607时的分离效率。一个波的迎风面上水膜较厚,水膜在空气的摩擦力大折角可盟显提商波杉板杰適的地集效利的同年几向下流动,风速较向时不合