[发明专利]一种静叶加热除湿的动态测试系统及方法

权利要求书

1.一种静叶加热除湿的动态测试方法，其特征在于，该方法基于一种静叶加热除湿的动态测试系统，该系统包括叶栅流场主系统、加热蒸汽子系统、循环冷却系统以及试验观测系统；

叶栅流场主系统由蒸汽发生器供汽，用于模拟实际汽轮机静叶的流场情况；

加热蒸汽子系统由蒸汽发生器供汽，用于试验段（4）静叶的加热除湿测试；

循环冷却系统用于将蒸汽凝结成水并在叶栅流场主系统继续循环；

试验观测系统用于对试验运行参数的调控，对静叶表面水膜状态以及静叶出口二次水滴的大小和数量进行观测和记录；

叶栅流场主系统，用于模拟实际汽轮机静叶流场情况，蒸汽发生器作为稳定汽源为系统供汽，试验段（4）入口与蒸汽发生器出口相连，出口与凝汽器、凝结水泵相连；叶栅流场蒸汽开度由阀门Ⅰ（1）控制；

加热蒸汽子系统，用于试验段（4）静叶的加热除湿测试，系统同样由蒸汽发生器供汽、蒸汽发生器出口与流量计（6）相连，用于监测加热蒸汽流量、试验段（4）入口与流量计（6）相连、出口与凝汽器、凝结水泵相连；加热蒸汽管路由阀门Ⅱ（5）和阀门Ⅲ（7）控制；

蒸汽发生器包括依次连接的蒸汽锅炉、减温减压器（2）和整流段（3），产生的高压饱和蒸汽分为两路，一路为模拟静叶叶栅流场蒸汽，另一路为静叶除湿加热蒸汽；

循环冷却系统通过冷却回路将流场主蒸汽以及加热蒸汽凝结成水，并进行循环，冷却回路中凝汽器与干冷器相连，冷却工质由循环水泵提供动力，在凝汽器中进行热量交换；

试验观测系统用于对静叶表面水膜状态以及静叶出口二次水滴的大小和数量进行观测和记录，高速相机对应试验段静叶出口的光学窗口，脉冲激光器、针孔、扩束器依次摆放，将发射出的激光调整至等直径的平行光；激光束经液滴颗粒散射后由傅里叶透镜聚集至光电转换装置，数据处理系统与光电转换装置相连对信号进行量化分析；

该方法包括以下步骤：

步骤一：建立运行工况

（1-1）根据数值模拟结果以及前期的预试验结果，选取2-3种具有高效除湿效果的静叶进行动态加热除湿试验，设计、加工试验静叶和内部加热通道，安装到动态加热除湿试验台上，调试试验与测量系统达到正常试验测量的条件；

（1-2）关闭阀门Ⅱ（5）和阀门Ⅲ（7），调节阀门Ⅰ（1）的开度和减温减压器（2）的参数，调节叶栅进口蒸汽压力和湿度达到汽轮机除湿静叶的实际工作参数；

步骤二：静叶除湿测试

（2-1）利用2台高速相机测量和记录静叶出口段表面水膜状态和静叶出口的二次水滴状态，完成无加热除湿时叶栅工作状态测量；

（2-2）调节阀门Ⅱ（5）和阀门Ⅲ（7）的开度，待加热蒸汽的压力和流量稳定后，利用2台高速相机测量和记录静叶出口段表面水膜状态和静叶出口的二次水滴状态，完成加热除湿工况的叶栅工作状态测量，检验加热静叶的除湿效果；

（2-3）调节阀门Ⅱ（5）和阀门Ⅲ（7）的开度，按照步骤二的方法完成不同饱和蒸汽压力、流速下的试验测量；

步骤三：模化试验验证

重复前两步试验，完成不同加热除湿通道结构的验证试验，获得静叶内部加热通道的饱和蒸汽压力、流速和通道结构对静叶除湿效果的影响。

2.根据权利要求1所述的一种静叶加热除湿的动态测试方法，其特征在于，该测试方法得到的数据测试结果用于进一步改进静叶除湿结构，并利用模化试验方法转换为实际工作状态下的高效除湿参数范围。