双钩波形板分离器的冷态试验研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中国计量学院 作者:王进卿

  对双钩波形板分离器进行了冷态试验研究,对不同入口速度下波形板的总分离效率、单级分离效率和压降进行了分析,并对不同入口湿度下的总分离效率进行了研究。结果表明:在低速时,提高入口速度有助于提高分离效率,但流速超过临界破膜速度(6m/s)后,二次携带现象明显,导致分离效率降低;增加波形板入口湿度时,总分离效率呈先增后减的趋势;波形板前三级的分离水量显著高于后三级;入口速度对波形板压降的影响较为明显。试验结果对波形板分离器的优化设计具有一定的指导意义。

  关键词:双钩波形板分离器;分离效率;临界破膜速度;出口湿度;压降

  Abstract: Cold-state experiment is performed for the corrugated-plate separator with double hook.The total separation efficiency,single-stage separation efficiency and pressure drop of the corrugated-plate under various inlet velocities are analyzed.Then the total separation efficiency under various inlet moistures are studied.The results show that the separation efficiency increases with increasing of inlet velocity when inlet velocity is low,but if inlet velocity is greater than the critical velocity(6m/s),the secondary droplets phenomenon is significant,resulting in decreasing of separation efficiency.The total separation efficiency is first increased and then decreased when the inlet moisture increases.The separation water of the first three stages of corrugated-plate is greater than the last three stages.The pressure drop increases significantly with increasing of inlet velocity.The experiment results provide a certain directive significance for the optimizing design of corrugated-plate separator.

  Keywords: corrugated-plate separator with doble hook;separation efficiency;critical velocity;outlet moisture;pressure drop

  影响波形板分离器分离性能的因素很多,如气体流速、疏水钩数目、疏水钩间隙、波形板屈折角、波形板节距和间距等[1 ~ 3]。国内外学者也对这些参数对分离器分离性能的影响进行了研究,李嘉等对无钩、单钩和双钩波形板在不同速度下的分离效率进行了试验分析,并对试验数据进行了多元线性回归分析,得出了三种波形板中双钩波形板分离效果最好的结论[4,5]; 王晓墨等对一种新型波形板汽水分离器进行了性能试验研究,分析了其分离效率和压降,验证了二次携带现象的存在,并获得了相关波形板分离效率的经验公式[6]; 肖立春等对分别改变折边长度、板间距、屈折角、气流速度和入口含水量等参数对分离效率的影响进行了试验分析,得到了该波形板分离器的最佳屈折角和板间距,并分析得出其临界破膜速度[7]; Toshitsugu Nakao 等对带钩波形板内的液滴分离特性进行了详细的试验研究,并采用激光多普勒测速仪对液滴的直径分布进行了测量,发现粒径在30 ~ 600μm 的水滴基本在波形板的前两级被分离,而粒径小于30μm 的水滴则随气流一同被带出分离器[8 ~ 10]。

  可见,国内外学者对波形板分离器性能进行了大量的试验研究,但目前为止,尚无对波形板分离器的单级分离效率进行研究。因此,针对一种双钩波形板分离器,在对不同入口速度和入口湿度下的总分离效率和波形板压降进行冷态试验研究的基础上,还对改变入口速度时波形板的每一级分离情况进行了研究。

  (1) 在低速时,双钩波形板的总分离效率随着入口流速的增加而增大,但超过临界破膜速度(6m/s) 后,由于出现二次携带现象,分离效率随着速度的增大反而减小。因此,设计波形板分离器时,其最大蒸汽速度不能超过临界破膜速度,否则,会影响波形板的分离效果;

  (2) 考虑到双钩波形板后三级的分离效率显著低于前三级,可以把后三级的宽度沿流动方向逐渐减小,以增加蒸汽速度的方法来增大分离效率; 如果气流经过波形板前三级分离之后湿度已基本达到要求,可考虑取消后三级的疏水钩,从而简化设备;

  (3) 入口速度对双钩波形板压降的影响较为显著,增大入口速度,压降增加明显,所以波形板的设计要充分考虑蒸汽流速对压力损失的影响,避免压力损失值超出合理范围;

  (4) 当入口湿度小于10. 4% 时,波形板的总分离效率随入口湿度的增加而增大,而当入口湿度超过10. 4% 时则有所减小。因此在汽包内布置波形板分离器时,其下沿位置应高于喷溅前沿;而当进入波形板分离器的蒸汽湿度较大时,设计时应则注意适当降低蒸汽的设计流速。

参考文献:
  [1]田瑞峰,庄亚平,王先元,等.波形板分离器竖直板壁水膜流动研究[J].核动力工程,2005,26(4):348-351.
  [2]薛运煃,刘世勋,解官道.带钩波形板汽水分离器的试验研究[J].核动力工程,1989,10(2):13-17.
  [3]陈韶华,黄素逸,薛运煃,等.改进型带钩波形板汽水分离器研究[J].华中理工大学学报,1997,25(1):66-68.
  [4]李嘉,黄素逸,王晓墨,等.波形板分离器的冷态实验研究[J].华中科技大学学报,2008,36(1):112-114.
  [5]李嘉,黄素逸,王晓墨.波形板汽-水分离器分离效率的实验研究[J].核动力工程,2007,28(3):94-97.
  [6]王晓墨,黄素逸.新型高效汽水分离器的试验研究[J].工程热物理学报,2005,26(增刊):97-100.
  [7]肖立春,李强,丁志江,等.汽水分离器分离效率的冷态实验研究[J].热能动力工程,2010,25(2):177-179.
  [8]Toshitsugu Nakao,Yoshinori SAITO.Droplet BehaviorAnalyses in the BWR Dryer and Separator[J].Journalof Nuclear Science and Technology,1998,35(4):286-293.
  [9]Toshitsugu Nakao,Makoto NAGASE,Gore AOYAMA,et al.Development of Simplified Wave-type Vane inBWR Steam Dryer and Assessment of Vane DropletRemoval Characteristics[J].Journal of Nuclear Sci-ence and Technology,1999,36(5):424-4323.
  [10]Toshitsugu Nakao,Hisashi Sooma,Terufumi Kawasa-ki.Analysis of Droplet Behavior in a Dryer withWave-Type Vanes[J].Journal of Nuclear Scienceand Technology,1993,30(12):1303-1305.
  [11]李守恒,王振文.电站锅炉汽水分离装置的原理和设计[M].北京:水利电力出版社,1986:64-67.

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