CN107448927A - 气动试验用过热蒸汽的产生装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及过热蒸汽制备技术领域，尤其涉及一种气动试验用过热蒸汽的产生装置及方法。该装置包括用于产生饱和蒸汽的饱和蒸汽发生器、与饱和蒸汽发生器的出口相连通的蒸汽管道和设置在蒸汽管道上的节流调节阀，饱和蒸汽发生器内产生的饱和蒸汽进入蒸汽管道中，并经节流调节阀等焓节流后形成过热蒸汽。该方法为：由饱和蒸汽发生器产生具有第一预设压力参数值的饱和蒸汽，将饱和蒸汽通入蒸汽管道中，并经蒸汽管道上的节流调节阀等焓节流，形成具有第二预设压力参数值的过热蒸汽，过热蒸汽用于进行气动试验。通过节流调节阀对饱和蒸汽等焓节流产生过热蒸汽，可简化过热蒸汽的生产流程，降低成本，提高过热蒸汽压力的稳定性。

Description

气动试验用过热蒸汽的产生装置及方法

技术领域

本发明涉及过热蒸汽制备技术领域，尤其涉及一种气动试验用过热蒸汽的产生装置及方法。

背景技术

透平机械常常需要进行气动试验以确定结构的气动性能。对于蒸汽类透平来说，饱和蒸汽因为饱和线附近的性质差异很大，不能用于气动试验，因而通常采用过热蒸汽进行气动试验。现有技术中，过热蒸汽的生产流程很复杂。以过热锅炉为例，过热蒸汽实际上是对饱和蒸汽进行加热获得的，需要水冷壁、汽包、下降管、过热管等部件的协调运作，设备较多。另外，由于蒸汽必须流动，在蒸汽品质达到之前，需要配置很多实现循环流动的设备。各种设备及其启动和控制需要的成本很高。而且，过热锅炉出口过热蒸汽的参数总是在一定范围内波动，直接采用过热锅炉产生的过热蒸汽不利于气动试验的进行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不需要设置饱和蒸汽加热设备及流动循环设备的气动试验用过热蒸汽的产生装置及方法，以克服现有技术的上述缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种气动试验用过热蒸汽的产生装置，包括用于产生饱和蒸汽的饱和蒸汽发生器、与饱和蒸汽发生器的出口相连通的蒸汽管道和设置在蒸汽管道上的节流调节阀，饱和蒸汽发生器内产生的饱和蒸汽进入蒸汽管道中，并经节流调节阀等焓节流后形成过热蒸汽。

优选地，在蒸汽管道上设有一高压储罐，且高压储罐位于节流调节阀前。

优选地，在蒸汽管道上设有一节流缓冲储罐，且节流缓冲储罐位于节流调节阀后。

优选地，位于节流调节阀后的蒸汽管道上和节流缓冲储罐上均覆盖有保温材料。

一种气动试验用过热蒸汽的产生方法，由饱和蒸汽发生器产生具有第一预设压力参数值的饱和蒸汽，将饱和蒸汽通入蒸汽管道中，并经蒸汽管道上的节流调节阀等焓节流，形成具有第二预设压力参数值的过热蒸汽，过热蒸汽用于进行气动试验。

优选地，第一预设压力参数值的范围为1.5-6MPa。

优选地，第二预设压力参数值的范围为0.15-0.5MPa。

优选地，在节流调节阀前设置一高压储罐，使饱和蒸汽发生器产生的饱和蒸汽先进入高压储罐中，再经过节流调节阀等焓节流。

优选地，在节流调节阀后设置一节流缓冲储罐，使经节流调节阀等焓节流后产生的过热蒸汽进入节流缓冲储罐中。

优选地，对位于节流调节阀后的蒸汽管道和节流缓冲储罐进行保温。

与现有技术相比，本发明具有显著的进步：

本发明的气动试验用过热蒸汽的产生装置及方法，通过节流调节阀对饱和蒸汽等焓节流产生过热蒸汽，因此不需要设置饱和蒸汽加热设备，并且，将水在一定压力下加热即可产生所需参数的饱和蒸汽，无须循环流动，过热蒸汽也不是在饱和蒸汽流动过程中加热产生的，因此也不需要设置蒸汽流动循环回路和相关设备，亦不需要各设备运行的复杂的控制策略，从而大大简化了过热蒸汽的生产流程，降低了成本，而且经节流调节阀等焓节流后产生的过热蒸汽压力的稳定性也更容易控制，获得的过热蒸汽参数值的稳定性更好。

附图说明

图1是本发明实施例的饱和蒸汽等焓节流过热原理图。

图2是本发明实施例的饱和蒸汽等焓节流过热曲线。

图3是本发明实施例的气动试验用过热蒸汽的产生装置的结构示意图。

图中：

1、蒸汽发生器 2、蒸汽管道 3、节流调节阀

4、高压储罐 5、节流缓冲储罐

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种气动试验用过热蒸汽的产生方法。本实施例的气动试验用过热蒸汽的产生方法为：由饱和蒸汽发生器产生具有第一预设压力参数值的饱和蒸汽，将饱和蒸汽通入蒸汽管道中，并经蒸汽管道上的节流调节阀等焓节流，形成具有第二预设压力参数值的过热蒸汽，过热蒸汽用于进行气动试验。

具体地，首先选择合适的饱和蒸汽压力参数值，即第一预设压力参数值。如图1所示，在蒸汽的焓熵图中显示了等压曲线和饱和曲线，位于饱和曲线上的为饱和蒸汽，位于饱和曲线上方的则为过热蒸汽。通过等焓节流产生过热蒸汽的原理如图1中OO′线所示，对饱和曲线上点O处的饱和蒸汽进行等焓节流，至点O′处，点O′位于等压曲线c上，点O′处的蒸汽相对同一等压曲线c上的饱和蒸汽具有过热度Δt，即饱和曲线上点O处的饱和蒸汽经等焓节流后形成了点O′处的过热蒸汽。对于一定压力的过热蒸汽，其焓值越高，则相对该压力下的饱和蒸汽具有越高的过热度，因此选择焓值较高的饱和蒸汽进行等焓节流，能够获得过热度较大的过热蒸汽。由此，本实施例选择位于饱和曲线顶点附近区域的饱和蒸汽来进行等焓节流，即第一预设压力参数值设为位于饱和曲线顶点附近区域的饱和蒸汽的压力参数值。一方面，饱和曲线顶点附近区域的饱和蒸汽具有较高的焓值，在等焓节流后容易获得过热度较大的过热蒸汽；另一方面，饱和曲线在其顶点附近区域变化趋势较为平缓，即饱和蒸汽焓值的变化较为缓慢，可以在较大的压力范围内维持一定的焓值，因此即便选择的饱和蒸汽的压力值存在波动，通过等焓节流后，获得的过热蒸汽的参数也将维持稳定，从而有利于气动试验的进行。进一步，在位于饱和曲线顶点附近的区域内，选择压力参数值偏高的饱和蒸汽，可便于缓冲、存储饱和蒸汽，有利于扩大蒸汽气动试验的最大容量；选择压力参数值偏低的饱和蒸汽，则具有偏高的焓值，能够获得多热度偏高的过热蒸汽。优选地，本实施例中，选择的饱和蒸汽的压力参数值，即第一预设压力参数值的范围为1.5-6MPa。

然后选择合适的等焓节流后过热蒸汽的压力参数值，即第二预设压力参数值。图2中示出了1.5-6MPa压力参数值范围内的饱和蒸汽经等焓节流压力降低至0.5MPa和0.2MPa的过热曲线。由图2可以看出，等焓节流后的过热蒸汽的过热度由其压力参数值而定，等焓节流后过热蒸汽的压力参数值越低，可实现的等焓节流过热度则越大。等焓节流后过热蒸汽的压力参数值过高时，其过热度太小，不能满足要求。但是，等焓节流后过热蒸汽的压力参数值过低时，不便于进行气动试验，或不能达到较高的马赫数要求。优选地，本实施例中，选择的等焓节流后过热蒸汽的压力参数值，即第二预设压力参数值的范围为0.15-0.5MPa。

最后，通过饱和蒸汽发生器产生具有第一预设压力参数值的饱和蒸汽，将该饱和蒸汽通入蒸汽管道中，并经蒸汽管道上的节流调节阀进行等焓节流，由节流调节阀控制等焓节流后过热蒸汽的压力参数值，获得具有第二预设压力参数值的过热蒸汽，将该过热蒸汽用于进行气动试验。

进一步，本实施例中，在节流调节阀前设置一高压储罐，使饱和蒸汽发生器产生的饱和蒸汽先进入高压储罐中，再经过节流调节阀等焓节流。高压储罐用于缓冲、存储饱和蒸汽。

进一步，本实施例中，在节流调节阀后设置一节流缓冲储罐，使经节流调节阀等焓节流后产生的过热蒸汽进入节流缓冲储罐中，再从节流缓冲储罐输出。节流缓冲储罐具有足够的存储空间，通过节流缓冲储罐可以维持过热蒸汽压力的稳定，而且产生充分的节流效应，使所有进入节流缓冲储罐内的过热蒸汽的动能转变为热能。

进一步，本实施例中，对位于节流调节阀后的蒸汽管道和节流缓冲储罐进行保温，以维持过热蒸汽的温度。

如图3所示，本发明实施例还提供了一种气动试验用过热蒸汽的产生装置。本实施例的气动试验用过热蒸汽的产生装置能够实现本实施例的上述气动试验用过热蒸汽的产生方法。

具体地，本实施例的气动试验用过热蒸汽的产生装置包括蒸汽发生器1、蒸汽管道2和节流调节阀3。蒸汽发生器1用于产生饱和蒸汽，且该饱和蒸汽具有第一预设压力参数值。优选地，第一预设压力参数值的范围为1.5-6MPa。蒸汽管道2与饱和蒸汽发生器1的出口相连通，用于导出蒸汽发生器1内的饱和蒸汽。节流调节阀3设置在蒸汽管道2上，用于对蒸汽管道2中的饱和蒸汽进行等焓节流。即饱和蒸汽发生器1内产生的饱和蒸汽进入蒸汽管道2中，并经节流调节阀3等焓节流后形成过热蒸汽，该过热蒸汽具有第二预设压力参数值。优选地，第二预设压力参数值的范围为0.15-0.5MPa。

优选地，本实施例中，在蒸汽管道2上设有一高压储罐4，且高压储罐4位于节流调节阀3前。即饱和蒸汽发生器1内产生的饱和蒸汽先进入高压储罐4内，再从高压储罐4输出，经过节流调节阀3等焓节流。高压储罐4用于缓冲、存储饱和蒸汽。

优选地，本实施例中，在蒸汽管道2上设有一节流缓冲储罐5，且节流缓冲储罐5位于节流调节阀3后。即经节流调节阀3等焓节流后产生的过热蒸汽先进入节流缓冲储罐5中，再从节流缓冲储罐5输出。节流缓冲储罐5具有足够的存储空间，通过节流缓冲储罐5可以维持过热蒸汽压力的稳定，而且产生充分的节流效应，使所有进入节流缓冲储罐5内的过热蒸汽的动能转变为热能。

优选地，本实施例中，位于节流调节阀3后的蒸汽管道2上和节流缓冲储罐5上均覆盖有保温材料，用于维持过热蒸汽的温度。

综上所述，本实施例的气动试验用过热蒸汽的产生装置及气动试验用过热蒸汽的产生方法，通过节流调节阀对饱和蒸汽等焓节流产生过热蒸汽，因此不需要设置饱和蒸汽加热设备，并且，将水在一定压力下加热即可产生所需参数的饱和蒸汽，无须循环流动，过热蒸汽也不是在饱和蒸汽流动过程中加热产生的，因此也不需要设置蒸汽流动循环回路和相关设备，亦不需要各设备运行的复杂的控制策略，从而大大简化了过热蒸汽的生产流程，降低了成本，而且经节流调节阀等焓节流后产生的过热蒸汽的压力也更容易控制，获得的过热蒸汽参数值的稳定性更好。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气动试验用过热蒸汽的产生装置，其特征在于，包括用于产生饱和蒸汽的饱和蒸汽发生器(1)、与所述饱和蒸汽发生器(1)的出口相连通的蒸汽管道(2)和设置在所述蒸汽管道(2)上的节流调节阀(3)，所述饱和蒸汽发生器(1)内产生的饱和蒸汽进入所述蒸汽管道(2)中，并经所述节流调节阀(3)等焓节流后形成过热蒸汽。

2.根据权利要求1所述的气动试验用过热蒸汽的产生装置，其特征在于，在所述蒸汽管道(2)上设有一高压储罐(4)，且所述高压储罐(4)位于所述节流调节阀(3)前。

3.根据权利要求1所述的气动试验用过热蒸汽的产生装置，其特征在于，在所述蒸汽管道(2)上设有一节流缓冲储罐(5)，且所述节流缓冲储罐(5)位于所述节流调节阀(3)后。

4.根据权利要求3所述的气动试验用过热蒸汽的产生装置，其特征在于，位于所述节流调节阀(3)后的蒸汽管道(2)上和所述节流缓冲储罐(5)上均覆盖有保温材料。

5.一种气动试验用过热蒸汽的产生方法，其特征在于，由饱和蒸汽发生器产生具有第一预设压力参数值的饱和蒸汽，将所述饱和蒸汽通入蒸汽管道中，并经蒸汽管道上的节流调节阀等焓节流，形成具有第二预设压力参数值的过热蒸汽，所述过热蒸汽用于进行气动试验。

6.根据权利要求5所述的气动试验用过热蒸汽的产生方法，其特征在于，所述第一预设压力参数值的范围为1.5-6MPa。

7.根据权利要求5所述的气动试验用过热蒸汽的产生方法，其特征在于，所述第二预设压力参数值的范围为0.15-0.5MPa。

8.根据权利要求5所述的气动试验用过热蒸汽的产生方法，其特征在于，在所述节流调节阀前设置一高压储罐，使所述饱和蒸汽发生器产生的饱和蒸汽先进入所述高压储罐中，再经过所述节流调节阀等焓节流。

9.根据权利要求5所述的气动试验用过热蒸汽的产生方法，其特征在于，在所述节流调节阀后设置一节流缓冲储罐，使经所述节流调节阀等焓节流后产生的过热蒸汽进入所述节流缓冲储罐中。

10.根据权利要求9所述的气动试验用过热蒸汽的产生方法，其特征在于，对位于所述节流调节阀后的蒸汽管道和所述节流缓冲储罐进行保温。