[发明专利]一种测量湿蒸汽湿度的装置及方法

权利要求书

1.一种测量湿蒸汽湿度的装置，包括排汽缸内装配结构、皮托管以及排汽缸外的应变仪，其特征在于，所述排汽缸内装配结构包括一倒过来的“L”结构的支柱，其水平自由端端面连接一方形平板，该支柱的立柱自由端端面连接一块固定板，所述支柱立柱中部外周贴有电阻应变片，电阻应变片与排汽缸外的应变仪相连；所述排汽缸内装配结构通过固定板连接在汽轮机排汽缸出口凝汽器上方内壁的一侧，使平板对着湿蒸汽来流方向；所述皮托管安装在排汽缸出口凝汽器上方内壁相对排汽缸内装配结构的另一侧。

2.如权利要求1所述的测量湿蒸汽湿度的装置，其特征在于，所述支柱与方形平板、固定板之间的连接均采用连接板相连。

3.如权利要求1所述的测量湿蒸汽湿度的装置，其特征在于，所述的电阻应变片为两片，分别贴在立柱中部外周直径对向的两侧。

4.一种测量湿蒸汽湿度的方法，采用权利要求1所述的测量湿蒸汽湿度的装置实现，其特征在于，包括下述步骤：

1)将排汽缸内装配结构通过固定板固定在汽轮机凝汽器入口前的排汽缸内壁上，使排汽缸内装配结构的平板正对湿蒸汽来流方向；

2)湿蒸汽撞击平板，平板受到汽体和液滴的动量力，使得支柱的立柱发生弯曲应变，贴在上面的电阻应变片将该弯曲应变传送给应变仪，应变仪测出立柱的弯曲应变的数据；

3)根据应变仪测出的立柱的弯曲应变的数据ε，依据公式(1)算出平板受到的力：

$F=\frac{\mathrm{\ϵ}\·E\·W}{1}---\left(1\right)$

其中，W是立柱的弯矩系数：

式中：E是立柱材料的弹性模量，l是电阻应变片中心位置与支柱横向部分轴线的距离，d为立柱的直径；

4)计算所得的F，包括蒸汽撞击产生的力F₁和液滴撞击产生的力F₂，为了得到F₁，用皮托管所测量得到的汽轮机尾部不同汽流速度来制作蒸汽速度v与F₁的关系表，获得拟合公式：

F₁＝0.0004v²-0.0019v (3)

5)根据F₂＝F-F₁，即可得到湿蒸汽中液滴撞击平板的力F₂，根据F₂与湿蒸汽湿度对应关系，就能获得湿蒸汽的湿度。

5.如权利要求4所述的测量湿蒸汽湿度的方法，其特征在于，所述F₂与湿蒸汽湿度Y的对应关系，可用Y＝a·F₂表示，式中a与蒸汽速度v有关，其中系数a由拟合公式(4)表示：

a＝0.0059v²-105954v+110.68 (4)。